基于單片機的溫控風扇設計

蒙琴?彭森

摘 要：溫控風扇在現代社會中的生產以及人們的日常生活中都有廣泛的應用，如工業生產中大型機械散熱系統中的風扇、現在筆記本電腦上的廣泛應用的智能CPU風扇等。本文設計了基于單片機的溫控風扇系統，采用單片機作為控制器，利用溫度傳感器DS18B20作為溫度采集元件，并根據采集到的溫度，通過一個達林頓反向驅動器ULN2803驅動風扇電機。根據檢測到的溫度與系統設定的溫度的比較實現風扇電機的自動啟動和停止，并能根溫度的變化自動改變風扇電機的轉速，同時用LED八段數碼管顯示檢測到的溫度與設定的溫度。

關鍵詞：單片機；DS18B20；溫控；風扇

1 引言

在現代社會中，風扇被廣泛的應用，如夏天人們用的風扇、工業生產中大型機械中的散熱風扇以及筆記本電腦上使用的智能CPU風扇等。而隨著溫度控制技術的發展，為了降低風扇運轉時的噪音以及節省能源等，溫控風扇越來越受到重視。在現階段，溫控風扇的設計已經有了一定的成效，可以使風扇根據環境溫度的變化進行自動無級調速，當溫度升高到一定時能自動啟動風扇，當溫度降到一定時能自動停止風扇的轉動，實現智能控制。

隨著單片機在各個領域的廣泛應用，許多用單片機作控制的溫度控制系統也應運而生，如基于單片機的溫控風扇系統。它使風扇根據環境溫度的變化實現自動啟停，使風扇轉速隨著環境溫度的變化而變化。它的設計為現代社會人們的生活以及生產帶來了諸多便利，在提高人們的生活質量、生產效率的同時還能節省風扇運轉所需的能量。

本文設計了由ATMEL公司的8052系列單片機AT89C52作為控制器，采用DALLAS公司的溫度傳感器DS18B20作為溫度采集元件，并通過一個達林頓反向驅動器ULN2803驅動風扇電機的轉動。同時使系統檢測到得環境溫度以及系統預設的溫度動態的顯示在LED數碼管上。根據系統檢測到得環境溫度與系統預設溫度的比較，實現風扇電機的自動啟停以及轉速的自動調節。

2 硬件電路設計

本設計的整體思路是：利用溫度傳感器DS18B20檢測環境溫度并直接輸出數字溫度信號給單片機AT89C52進行處理，在LED數碼管上顯示當前環境溫度值以及預設溫度值。其中預設溫度值只能為整數形式，檢測到的當前環境溫度可精確到小數點后一位。同時采用PWM脈寬調制方式來改變直流風扇電機的轉速。并通過兩個按鍵改變預設溫度值，一個提高預設溫度，一個降低預設溫度值。系統結構框圖：

在單片機應用系統中，除單片機本身需要復位以外，還需要一個包括上電和按鈕復位在內的系統同步復位電路。

本設計制作中選用5位共陰極數碼管作為顯示模塊，它和單片機硬件的接口如圖 3所示。

本設計中由單片機的I/O口輸出PWM脈沖，通過一個達林頓反向驅動器ULN2803驅動12V直流無刷風扇電機以及實現風扇電機速度的調節，如圖4所示：

3 結論

本設計的系統以單片機為控制核心，以溫度傳感器DS18B20檢測環境溫度，實現了根據環境溫度變化調節不同的風扇電機轉速，在一定范圍能能實現轉速的連續調節，LED數碼管能連續穩定的顯示環境溫度和設置溫度，并能通過兩個獨立按鍵調節不同的設置溫度，從而改變環境溫度與設置溫度的差值，進而改變電機轉速。實現了基于單片機的溫控風扇的設計。

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作者簡介

蒙琴，邵陽學院信息工程系電子科學與技術專業學生。

通訊作者（指導老師）

彭森，邵陽學院信息工程系教師。