溫控風(fēng)扇系統(tǒng)設(shè)計

1、自動化系統(tǒng)創(chuàng)意設(shè)計大賽作品說明書作品名稱：溫控風(fēng)扇系統(tǒng)設(shè)計隊 員：一2015年4月目錄摘要：本設(shè)計是基于STC12C5A60S單片機技術(shù)與溫度傳感器測量外界溫度的設(shè)計原理， 進行了不同設(shè)計方案的比較， 給出了設(shè)計的硬件電路， 同時對各種關(guān)鍵硬件進行 較詳細的介紹， 并且以流程圖的方式對系統(tǒng)設(shè)計作出介紹。 系統(tǒng)主要通過溫度傳感器控 制不同的PWM占空比輸出來控制風(fēng)扇的檔位。而出于方便、可選擇性的考慮，系統(tǒng)也添加了輔助功能，就是直接手動控制風(fēng)扇的檔位。關(guān)鍵詞：STC12C5A60S單片機，DS18B20溫度傳感器，PWM1、引言溫控風(fēng)扇在節(jié)能環(huán)保方面具有一定的作用， 其工作原理除了普通的手動檔位調(diào)

2、節(jié)， 主要 是通過溫度傳感器感應(yīng)外界溫度， 并自主地進行檔位的調(diào)節(jié)， 這樣在風(fēng)扇開著的情況下， 不 需進行手動就可以根據(jù)不同的外界溫度進行自主調(diào)節(jié)風(fēng)力大小，達到節(jié)能目的。2、背景隨著空調(diào)機在日常生活中的普遍應(yīng)用， 很容易想到電風(fēng)扇會成為空調(diào)的社會淘汰品， 其 實經(jīng)過市場的考驗和證實，真實的并不是這樣的,在空調(diào)產(chǎn)品的沖擊下，電風(fēng)扇產(chǎn)品仍然具有很強大的生命力， 電風(fēng)扇在市場的考驗中并沒有淡出市場， 反而銷售在不停的復(fù)蘇中， 具 有強大的發(fā)展空間。據(jù)市場調(diào)查，電風(fēng)扇的不停復(fù)蘇主要在以下原因：一,是電風(fēng)扇雖然沒有空調(diào)機的強大的制冷功能，但電風(fēng)扇是直接取風(fēng)，風(fēng)力更加溫和，比較適合老年人、兒童以及體質(zhì)虛弱

3、的人使用。二 ,是電風(fēng)扇經(jīng)過多年的市場使用，較符合人們的使用習(xí)慣，而且 結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、安裝簡易。三 ,是電風(fēng)扇比起空調(diào)產(chǎn)品而言，其價格低廉，相對省電， 更易的進入老百姓的家庭。 在目前空調(diào)還沒有普及， 并且并不是所有的情況下空調(diào)都適合使 用的情況下，智能風(fēng)扇適合人體對溫度的要求，智能風(fēng)扇還有具有相當(dāng)作用的。3、意義與應(yīng)用1、普通電風(fēng)扇的現(xiàn)狀及存在的隱患：大部分只有手動調(diào)速，功能單一。長時間 在高負荷工作容易損壞電器，并且造成電量的損失。2、作品可運用在家庭中，風(fēng)扇的風(fēng)力隨溫度而調(diào)節(jié)，即可以避免人因溫度低吹 到冷風(fēng)而著涼，也可達到節(jié)能目的，可見溫控風(fēng)扇更具有優(yōu)越性。3、其次將此系統(tǒng)裝在產(chǎn)熱

4、多，急需排熱的設(shè)備上，可以幫助它及時散掉大量的 熱。比如電腦散熱器等。4、原理簡介1、電源開關(guān)，控制系統(tǒng)處于工作還是停止狀態(tài)。2、當(dāng)系統(tǒng)上電之后，通過單片機讀取外界溫度，然后在液晶顯示屏上顯示出來。通過 判斷溫度的范圍，控制風(fēng)扇的停止與轉(zhuǎn)不同的速度。同時LED給出檔位指示。溫度控制的范圍可以通過按鍵進行設(shè)置。3、另外，當(dāng)不需要溫度控制時，可以通過模式切換開關(guān)， 讓系統(tǒng)工作于手動控制模式。通過按鍵進行調(diào)節(jié)風(fēng)扇的停止，與不同轉(zhuǎn)速。5、方案設(shè)計方案一：采用兩片STC89C516R單片機、液晶1602和ds18b20,進行設(shè)計，讓單片機1進行溫度讀取操作，另外的單片機2通過定時器，產(chǎn)生占空比不同的PW

5、M兩單片機通過串口進行通信， 這樣單片機 1 可以通過讀取外界的溫度， 然后對單片機 2進行控制。 這樣就 能在不同的溫度區(qū)間內(nèi)，單片機2控制直流5v小風(fēng)扇不同的轉(zhuǎn)速，從而實現(xiàn)溫度自動控制風(fēng) 扇。方案二：采用STC12C5A60S單片機、液晶1602和ds18b20。這也是一款51單片機， 但是它的性能比STC89C516R單片機更強大，而且有獨立的雙路 PWM輸出。這樣，采用一片 STC12C5A60S單片機就能實現(xiàn)溫度讀取和直流 5v小風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速控制。方案三：采用stm8s105系列單片機、液晶1602和ds18b20，同樣可以實現(xiàn)溫度讀取 和直流5v小風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速控制方案比較： 方案一需要

6、耗費更多的硬件資源。因此我們直接排除方案一。方案三， 如果采用 44腳貼片封裝的 stm8s105 單片，可以在很小的覆銅板上把硬件做出 來，這樣可以節(jié)省一些硬件資源。但是，因為溫度傳感器ds18b20 的讀取是通過單一 I/O口讀取的， stm8s105 的 I/O 操作需要設(shè)置，讓其是處于輸入或者輸出方式。操作非常麻煩。方案二需要的硬件資源相對較少，而且其 I/O 口兼容 8051 單片機，可以實現(xiàn) I/O 口準 雙向操作，這樣編程相對簡單。綜上所述，我們選擇方案6、STC12C5A60S2單片機簡介我們采用的單片機為 STC12C5A60S2,STC12C5A60S2/AD/PW系列單片

7、機是宏晶科技生產(chǎn)的單時鐘/機器周期(1T)的單片機，是高速/低功耗/超強抗干擾的新一代 8051單片機，指 令代碼完全兼容傳統(tǒng) 8051,但速度快8-12倍。內(nèi)部集成 MAX810專用復(fù)位電路,2路PWM,8 路高速10位A/D轉(zhuǎn)換(250K/S)針對電機控制，強干擾場合。其引腳與普通8051單片機基本 相同。PWM寄存器設(shè)置STC12C5A60S2單片機內(nèi)置兩路獨立 PWM輸出，通過設(shè)置相應(yīng)寄存器，可以讓占空比 改變。PWM0的輸出口在，而 PWM1的輸出口在相關(guān)的設(shè)置例子如下面的程序所示：CCON = 0;開始開始開始單片機基礎(chǔ)M.北京航空航天大學(xué)出版社，2001.3模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)M.高

8、等教育出版社,2001.4數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)M.高等教育出版社,2006.附錄I:實物硬件圖圖 14 實物硬件圖#include<>#include <>#define uchar unsigned char#define uint unsigned int#define LCD1602_DATAPINS P0sfr PCAPWM0 = 0xf2; ;LcdWriteCom(0x86); /寫地址LcdWriteData('0'+datas3); /顯示小數(shù)點LcdWriteCom(0x87); /寫地址LcdWriteData('0'+d

9、atas4); /顯示小數(shù)/*溫度控制電機輸出占空比函數(shù)*/void control (void) if(a*100+b*10+c)< tem_1)CCAP0H = CCAP0L = 0xff; /PWM0 口輸出 0%占空比 LED0 = 0;LED1 = 0;else if (tem_1 <= (a*100+b*10+c)&&(a*100+b*10+c)<tem_2 )CCAP0H = CCAP0L = 0xB3; /PWM0 口輸出 30%占空比 LED0 = 1;LED1 = 0;else if (tem_2 <= (a*100+b*10+c)C

10、CAP0H = CCAP0L = 0x1a; /PWM0 口輸出 90%占空比 LED0 = 1;LED1 = 1;'* 函數(shù)名 : keyscan* 函數(shù)功能 : 鍵盤掃描* void keyscan1 ()if (0 = key1) / 溫度下限調(diào)整按鍵Delay1ms(20);if (0 = key1) tem_1+;if(31 = tem_1) tem_1 = 17;while(!key1);if (0 = key2) / 溫度上限調(diào)整按鍵Delay1ms(20);if (0 = key2) tem_2+;if(44 = tem_2)tem_2 = 23; while(!key

11、2 );if(tem_1 = tem_2) tem_2+; /防止兩個溫度范圍一樣if(tem_2 < tem_1) / 防止溫度上限比溫度下限低tem_2=tem_1+1;void keyscan2 () if(jia_key=0) / 加速按鍵Delay1ms(20); if(jia_key=0) num+; if(num=3) num=0;while(jia_key=0);/* 電機輸出檔位選擇函數(shù)*void dangwei()switch(num)case 0:CCAP0H = CCAP0L = 0xff; /PWM0 LED0 = 0;LED1 = 0;break;case 1

12、:CCAP0H = CCAP0L = 0x67;/PWM0LED0 = 1;LED1 = 0;break;case 2:CCAP0H = CCAP0L = 0x1a; /PWM0 LED0 = 1;LED1 = 1; break;口輸出 0%占空比口輸出 60%占空比口輸出 90%占空比* 函數(shù)名: displayx ()* 函數(shù)功能 : LCD 顯示讀取到的鍵盤的數(shù)值*void display1 (int p)unsigned char datas = 0, 0; datas0 = p / 10;datas1 = p % 10;LcdWriteCom(0x8b);LcdWriteData(&

13、#39;0'+datas0);LcdWriteCom(0x8c);LcdWriteData('0'+datas1);void display2 (int t)unsigned char datas = 0, 0;datas0 = t / 10;datas1 = t % 10; LcdWriteCom(0x8e); LcdWriteData('0'+datas0); LcdWriteCom(0x8f); LcdWriteData('0'+datas1);/* 電機輸出寄存器初始化函數(shù)* void init_dianji()初始化 PCA 控

14、制寄存器 計數(shù)器停止運行清除CF標志位清除所有中斷標志位重置PCA的16位計數(shù)器設(shè)置 PCA 計數(shù)器時鐘源為 Fosc/2禁止 PCA 計數(shù)器溢出中斷 模塊0工作在8位PWM模式并且沒有計數(shù)器開始運行PCA中CCON = 0; /PCA/CL = 0;/CH = 0;CMOD = 0x02; /CCAPM0 = 0x42; /PCA 斷CR = 1; /PCA/* 函數(shù)名 : main* 函數(shù)功能: 主函數(shù)* void main()LED0=0;LED1=0;CCAP0H = CCAP0L = 0xff;P1M1 = 0x00;P1M0 = 0x08; / 把口定義為強推挽輸出，驅(qū)動電機P2M

15、1 = 0x00;P2M0 = 0x18; / 把和定義為強推挽輸出，驅(qū)動 LED LcdInit();/ 初始化 LCD1602init_dianji();/電機PWM區(qū)動初始化while(1)if(1 = key_sw) /溫控模式LcdWriteCom(0x88); / 寫地址 88 LcdWriteData('C');LcdDisplay(Ds18b20ReadTemp(); / 溫度讀取顯示 control (); / 溫度控制電機占空比keyscan1 (); /鍵盤掃描display1 (tem_1); / 控制溫度數(shù)字顯示 display2 (tem_2);if(0 = key_sw) /