基于單片機(jī)的風(fēng)扇自動(dòng)調(diào)溫系統(tǒng)設(shè)計(jì)

孫莉 賈祚玉

【摘 ?要】隨著電子產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，將具備速率高、體積小、功耗低等特點(diǎn)的電子處理器嵌入家用電器中已經(jīng)成為一種發(fā)展趨勢(shì)。嵌入式處理器配合各種先進(jìn)的傳感器，賦予家用電器“大腦”，使其廣泛應(yīng)用與家用電器等領(lǐng)域。如智能云電視、智能飲水機(jī)等，而單片機(jī)的引入可以實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的控制算法，在人們?nèi)粘Ｉ钪羞_(dá)到更好的控制效果。現(xiàn)如今調(diào)溫風(fēng)扇市場(chǎng)所制作出的風(fēng)扇大多功能單一、智能性差、用戶(hù)體驗(yàn)差等弊端。

【關(guān)鍵詞】單片機(jī)AT89C52;溫度控制

引言

本文針對(duì)智能家居給人們的日常生活帶來(lái)的方便性和智能性，使日常生活用的電風(fēng)扇得到了重新的定義，以AT89C52為主控制器，采用DS18B20溫度傳感器測(cè)量環(huán)境溫度，實(shí)踐證明，該技術(shù)是有效的，目前設(shè)計(jì)的自動(dòng)調(diào)溫風(fēng)扇能可根據(jù)周?chē)h(huán)境溫度自己調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，它還可以根據(jù)用戶(hù)設(shè)定的溫度調(diào)節(jié)速度。同時(shí)，本設(shè)計(jì)還具有LED數(shù)碼管液晶顯示模塊。系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，具有噪聲小、體積小、智能化等特點(diǎn)。本設(shè)計(jì)是智能技術(shù)在日常生活中成功應(yīng)用和實(shí)踐的改進(jìn)。

1.電路功能模塊介紹

1.1單片機(jī)最小系統(tǒng)

單片機(jī)最小系統(tǒng)包括復(fù)位電路和晶振電路。復(fù)位電路可以理解為電腦的重啟按鍵，晶振電路普遍選擇11.0592MHz或者12MHz的晶振，晶振可以理解為單片機(jī)的工作速度一般選擇不超過(guò)24MHz、電容一般選擇30pF，C1，C2的作用是削減諧波使電路穩(wěn)定。

1.2溫度采集電路

DS18B20數(shù)字溫度傳感器系統(tǒng)是一種利用內(nèi)部溫度計(jì)數(shù)和數(shù)字時(shí)鐘溫度周期器來(lái)實(shí)現(xiàn)它們獨(dú)特的數(shù)字溫度自動(dòng)檢測(cè)控制功能。如圖1溫度采集電路所示使用中的DS18B20通常使用單芯片微計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)取得。只需連接DS18B20信號(hào)線(xiàn)和單芯片1位I/O線(xiàn)，即可連接多個(gè)單芯片1位I/O，目的是實(shí)現(xiàn)單點(diǎn)或多點(diǎn)的溫度檢測(cè)。

1.3系統(tǒng)按鍵模塊

這個(gè)測(cè)試過(guò)程沒(méi)有設(shè)置按鍵，可使用重置按鍵總共有3個(gè)按鈕。因此，每個(gè)按鈕占據(jù)一個(gè)芯片接口。根據(jù)周?chē)鷾囟鹊拇笮】勺詣?dòng)調(diào)節(jié)溫度或者自動(dòng)調(diào)節(jié)溫度。

1.4 LED數(shù)碼管顯示電路

此電路在設(shè)計(jì)和制作過(guò)程中選擇五位共陰極數(shù)碼管進(jìn)行顯示，該模塊及其與單片機(jī)的軟硬件接口結(jié)構(gòu)如圖2所示。其顯現(xiàn)的溫度區(qū)間范圍一般為0-99.9攝氏度。其中前三位的數(shù)碼管 DS1、DS2、DS3 的主要作用之一就是通過(guò)溫度傳感器進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視檢測(cè)采集得到的溫度，可以準(zhǔn)確控制至0.1攝氏度。后面的兩位數(shù)字式信號(hào)管 DS4、DS5 用于直接顯示該系統(tǒng)設(shè)定的初值溫度，僅僅適合于直接顯示一個(gè)整數(shù)的溫度值，顯示的范圍大約為0-99攝氏度。五位數(shù)碼管的段選a、b、c、d、e、f、g、dp線(xiàn)分別與三相式單片機(jī)的 p0.0- p0.7接口相互地連接。

2.仿真及實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

2.1仿真

本設(shè)計(jì)采用Proteus進(jìn)行仿真，用Keil4來(lái)進(jìn)行程序編寫(xiě)，系統(tǒng)圖如圖3所示。

2.2實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

當(dāng)放入程序并接通電源時(shí)，顯示屏?xí)@示當(dāng)前恒溫箱內(nèi)的溫度，通過(guò)點(diǎn)擊三個(gè)按鈕來(lái)所需要的調(diào)節(jié)溫度，并通過(guò)最上面的設(shè)置按鈕來(lái)確定溫度，并運(yùn)行程序來(lái)，系統(tǒng)并根據(jù)當(dāng)前溫度來(lái)確定升溫或者降溫，并最終達(dá)到設(shè)定的溫度。當(dāng)達(dá)到設(shè)定溫度時(shí)恒溫箱內(nèi)的溫度就會(huì)保持在這個(gè)區(qū)間。當(dāng)溫度高于上限或者比下限低時(shí)，系統(tǒng)將會(huì)啟動(dòng)蜂鳴器報(bào)警系統(tǒng)，產(chǎn)生報(bào)警。當(dāng)溫度過(guò)低時(shí)，會(huì)啟動(dòng)加熱程序進(jìn)行升溫。當(dāng)溫度過(guò)高時(shí)，會(huì)通過(guò)制冷系統(tǒng)進(jìn)行降溫。而當(dāng)溫度高于上限或者低于下限超過(guò)一分鐘時(shí)，系統(tǒng)將自動(dòng)啟動(dòng)復(fù)位程序，從而達(dá)到了溫度恒定和保護(hù)恒溫箱的目的。

3.總結(jié)

本文分別是從硬件和軟件兩方面對(duì)自動(dòng)調(diào)溫風(fēng)扇進(jìn)行了分析和設(shè)計(jì)。恒溫箱控制系統(tǒng)硬件部分主要是由溫度傳感器、AT89C52單片機(jī)、和顯示等系統(tǒng)構(gòu)成。其中溫度傳感器采用DS18B20，顯示硬件采用LED數(shù)碼管。軟件部分采用C語(yǔ)言進(jìn)行編程，并使用Keil4進(jìn)行編輯，在Proteus 8中進(jìn)行畫(huà)圖并仿真。

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（作者單位：山東協(xié)和學(xué)院工學(xué)院）