智电风扇控制系统设计
摘：文设计款智电风扇控制系统STC89C51作控制芯片通DS18B20检测环境温度温度信号发送单片机电机否启动电机转速系统设定温度值检测温度值较结果控制时LED1602显示检测温度系统设定温度
关键词：电风扇STC89C51液晶显示器1602
目录
1 引言 2
2 方案设计 3
21 系统整体设计 3
图1 整体系统结构图 3
22 方案证 3
3硬件设计 4
31器件选择 4
311 温度传感器选择 4
312 控制核心选择 5
313 显示器件选择 5
314 调速方式选择 5
315 驱动方式选择 6
32 部分电路设计 6
321 开关复位晶振电路 6
322 独立控制键盘电路 7
图6 键电路 7
323 LCD显示电路 8
图7 LCD连接电路 8
324温度采集电路 8
325 风扇驱动电路 9
图9 直流电机连接电路 10
326 电路总图 11
4 软件设计 11
图11 程序流程图 12
图12 液晶显示程序流程图 13
图13 DS18B20程序流程图 13
432 温度处理程序 13
图14 温度处理子程序流程图 14
表1 16
参考文献： 19
致谢 21
1 引言
风扇结构简单方便种常见降温工具然现空调已走进生活风扇作种节约源环保降温工具家庭着科技发展温控技术断进步电风扇更加节方便智电风扇收越越关注单片机具操作简单便宜易购智化程度高抗干扰力强控制精度高优点单片机智化产品中应现阶段智电风扇设计已取定成果通体检测控制电扇动开启关闭根温度控制风扇风速实现智控制[1]
文设计单片机STC89C51作控制核心智电风扇采温度传感器DS18B20检测环境温度发送单片机通单片机温度信息显示LCD1602通PWM驱动风扇电机转动风扇根传感器检测温度系统设定温度较结果完成转速动调节根体检测结果控制电机动开启关闭
2 方案设计
21 系统整体设计
系统工作流程DS18B20检测温度信号发送51单片机通显示器1602检测温度显示出单片机根检测温度信号进行风速控制时风速信息显示显示器[8]系统两设定温度THTL中TH风速档位切换温度界限TL风扇启动温度设置键三K1K2K3调节TH调节TL中键K1控制外两键K2K3分温度进行调高降低温度信息位数K1时调节TH次K1调节TLK2加度K3减度达风扇动开启关闭目系统设置红外探头检测否员果超定时间没检测员会动关闭风扇转速进行调节时利PWM脉宽调制电机进行控制系统总体结构见图1
红外探头
单片机
晶振
L298N
LCD1602
DS18B20
复位
独立键盘
直流电机
图1 整体系统结构图
22 方案证
系统控制目标风扇转速根温度信号变化改变果检测室温低设定值风扇会停止运行温度设定值独立键改变风扇吹风区持续段时间动关闭时求系统温度分辨率达较高求电机工作性较高
3硬件设计
31器件选择
311 温度传感器选择
设计中两种方案供选择：
方案：采热敏电阻着环境温度改变热敏电阻会改变然产生输出电压变化微弱电压变化信号转化芯片电压变化信号转化数字信号发送单片机通单片机风速进行调节
方案二：数字式集成温度传感器DS18B20种芯片属类应广泛温度传感器集成化程度较高实现精确温度信号测量目DS18B20输出温度信号直接发送单片机控制单元
两种方案定优点缺点第种方案言优点价格便宜容易购存明显缺点热敏电阻灵敏性高法反映出细微温度差信号进行放转换时容易产生失真情况外电阻温度变化关系较复杂热敏电阻需专门确定出相应温度曲线素影响相应电路复杂性显著提高外温度变化难检测出出方案适合系统
方案二数字式集成温度传感器DS18B20具高度集成化特点降低外界放转化电路误差数温度误差变温度检测原理热敏电阻检测原理质区温度分辨力极高温度值器件部转化成数字量直接输出简化系统程序设计该传感器采先进单总线技术（1WRIE）单片机接口变非常简洁抗干扰力强综合考虑素系统采方案
图2 温度传感器DS18B20
312 控制核心选择
文设计时选择STC89C51单片机作控制核心通编程温度信号进行控制信号处理通输入输出接口发送电机电机转速进行控制种单片机优点表现工作电压低达高性求时稳定性高工作耗中存储器RAM空间较方便MCS51兼容外成高满足系统求
图3 STC89C51
313 显示器件选择
方案：LED阴极数码显示
方案二：LCD液晶显示屏1602
第种方案优点成低功耗光线暗情况清晰显示信号外温度计控制相简单种模式显示领域应定缺陷具体表现通动态扫描模式显示样工作程中会产生闪烁果闪烁频率较高数显示会出现问题导致数字法准确展示出综合考虑选择种方案
第二种方案优点清晰显示符号方便显示出高显示性会出现闪烁系统需时显示出温度风速红外状态等信息综合考虑选择种显示方式
图4 LCD1602
314 调速方式选择
方案：利芯片DAC0832进行控制单片机根接收温度信号电机转速进控制芯片单片机转换信号发送级调速电路电机转速进行调节
方案二：通软件模拟PWM电机转速进行调节种调速方式利占空脉序列宽度进行调节需波形调节模式种占空调节模式中矩形波PWM信号应频率较高[14]占空周期时间高电占百分果数值越相应电机转速越越高果例达100转速达高水[3]通输入输出接口输出PWM信号时选择种模式：
（1）利软件延时种方式中果高电延时结束输入输出电变反接着继续延时定时间相反情况果低电延时时相应电取反断重复进行项操作相应占空信号根特点系统设计时选择种模式
（2）利定时器种方法种定类似处区种方法需通定时器进行电转变样实现相应调速目会导致编程相复杂频率高
（3）利单片机带PWM控制器种类型单片机中带PWM控制器文选择系统带选择种模式
根出第种方案满足相应级调速求较高灵敏度模数转换器成较高适系统
第二种方案通软件模拟占空进行调速优点表现高灵活性成低较满足系统控制求综合考虑相关选择种方式
315 驱动方式选择
方案：达林顿反驱动器ULN2803
方案二：电桥驱动电路L298N
第种方案利反驱动器进行驱动种器件驱动性较高容易控制控制电机转速方面效果佳会高档出现断档情况硬件电路进行修改没效恢复驱动力存较欠缺相应应频率较低
第二种方案优点驱动控制简单容易手相应驱动力强变速效果明显综合考虑选择方案
32 部分电路设计
系统硬件组成复杂包括单片机传感器显示器驱动模块风扇外包括相应电阻晶振电源等辅助性元件[4]
321 开关复位晶振电路
晶振电路开关复位电路系统电路前者通产生谐振系统提供时钟信号系统精确工作提供[10]者口电路提供复位服务复位电路通外部复位电路电容C充电加RST引脚短高电信号信号着Vcc电容充电程逐渐回落RST端高电持续时间电容充电时间决定保证系统够复位RST端高电信号必须维持足够长时间晶振电路提供工作信号脉采12M晶振单片机工作速度秒12M晶振单片机XTAL1XTAL2构成震荡电路中会产生谐波电路稳定性晶振引脚处接入两30pf电容接减弱谐波电路稳定性影响系统电路图图5示
图5 晶振电路复位电路
根电路出中引脚XTAL1晶振连接起实现相应反馈电路功中电容C1C230pFC310uF电阻R110k晶振12MHz
322 独立控制键盘电路
设计中设置三独立键K1K2K3[11]连接电路图图6示：
图6 键电路
K1K2K3三保持独立键分单片机IO端口P15P16P17连接键高电变低电电路接通工作程中单片机扫描键子程序温度进行设置K1控制调节THTL K2K3两键分实现温度加减相应显示信息会增加减少度
323 LCD显示电路
文设计时选择LCD1602显示温度信息电路单片机连接情况具体见图7显示器第行显示系统检测温度档位温度信号精确数点第位设定温度第二行显示中T表示检测温度P表示档位TH档位切换温度界限TL电机启动达温度[5]
图7 LCD连接电路
324温度采集电路
系统控制器温度传感器间通DS18B20连接起电路工作程中低温系数振荡器发送出时间信号振荡器计数系统事先设置基权值55℃保持应关系工作程中果计数器计数已变0振荡周期没停止认测量温度值超出55℃相应温度寄存器数值会增加1继续重复程直振荡周期结束止情况寄存值测温度值二进制模式存储通读命令信号确定出温度值[12]工作程中温度振荡器具非线性特征进行计算时需进行补偿[7]电路直接输出数字信号发送单片机需通拉电阻连接电路连接情况见图8：
图8 DS18B20连接电路
325 风扇驱动电路
系统通模拟占空电机进行控制种信号通IO端口发送驱动模块利驱动电机工作实现调节转速目
利键盘事先设置温度值然红外探测搜温度信号根较结果确定相应输出脉信号通电机进行驱动达控制专转速目[13]环境温度变化情况相应电机转速会程序设定情况进行改变温度转速间存正相关关系温度高转速增加果温度低定范围系统会停止工作外果红外检测会停止工作出现实际测量温度高出预设值情况电机会开启风扇会工作具体情况见图9：
图9 直流电机连接电路
326 电路总图
图10 总电路图
4 软件设计
系统编程时C语言选择汇编语言二者定优缺点适范围具体较情况[2]
C语言优点方便编程容易学会编写程序容易修改方便找出错误修订汇编语言属类机器语言程序代码硬件密切相关处理起麻烦容易理解学优点程序写含义清晰执行效率显著高C语言特殊领域应较广[9]
综合种素文设计时选择C语言进程序编写满足系统编程需
41 程序流程图
图11 程序流程图
42 液晶显示子程序
处理程序时需时序图准确显示出信息需先种显示器初始化处理需确定出相应字符位置相应处理函数程序起始行40H～4FH确定出字符位置正确显示出显示具体情况图
流程图12示：
图12 液晶显示程序流程图
43 DS18B20温度传感器子程序
431 温度读取程序
程序作传感器测量温度数进行转换处理转变数字模式存储系统控制提供应流程图示
流程图13示：
图13 DS18B20程序流程图
432 温度处理程序
程序前步骤温度值进行转换处理变直接读取显示数字然显示器显示
流程图14示：
图14 温度处理子程序流程图
47 软件设计中问题分析
471 LCD显示程序问题
系统显示器单元需显示环境温度系统设定温度风扇档位更较进行显示需输出序进行安排输出序合理说明系统设置更合理类数输出存定延时便更清晰显示液晶界面
程序进行调试时发现数值没显示出检查原没调子函数修改处理消障类数正确显示出
472 DS18B20显示程序问题
DS18B20显示数系统数数定相关性改变余会产生相应改变风速出现变化进行程序调试时单片机电显示器温度没正常显示出现85℃字样复位会出现出现信息余信息产生相应改变风扇转动转动时间短暂种错误较严重分继续种显示器数手册知电中暂存数值85需进行数转换存间期期间显示出85硬件定关系考虑软件方面进调节循环程序开始前读数1s延时转换结束开始显示解决问题
5 硬件调试
硬件电路调试相说较简单项调试针键电路温度采集电路红外感应电路电机电路等进行调试
51 键电路调试
电路温度设置关键温度会增减项调试相简单查键温度否出现变化调试键电路正常
K1时调节THK2键TH加1K3键TH减1次K1键调节TL K2键TL加1K3键TL减1图示
图15 TH调节 图16 TL调节
52 温度传感器电路调试
DS18B20芯片接单片机应P16口通插针应单片机右侧应VCCP16GND芯片直接插面极方便系统调试中检验DS18B20否单片机工作芯片加热发现LED显示前两位温度迅速升高证实DS18B20系统板工作DS18B203引脚调试程中应该注意引脚应位置避免接反芯片正常工作甚导致芯片烧毁调试温度传感器准确检测出环境温度
53 电机电路调试
进行项调试时改变温度设定值然观察电机转速电机档位否变化根观察结果表明电机电路达预期效果中TH档二挡切换温度界限T系统检测温度TL电机启动温度TTH二挡否档TTL电机启动TTL电机停止调试数表根观察结果表明电机电路达预期效果
T
TL
TH
P
265℃
27℃
28℃
0
29℃
0
30℃
0
31℃
0
24℃
25℃
2
26℃
2
27℃
1
28℃
1
18℃
19℃
2
20℃
2
26℃
2
27℃
1
20℃
25℃
2
26℃
2
27℃
1
278℃
28℃
29℃
0
30℃
0
31℃
0
25℃
26℃
2
27℃
2
28℃
1
20℃
24℃
2
26℃
2
28℃
1
30℃
1
表1
54 红外感应电路调试
项调试结果表明前方情况风扇停止运行出现情况电机开始转动
55 硬件调试遇问题
文研究中电机驱动问题直没处理硬件调试时遇问题开始时驱动电机选择ULN2803反驱动器测试发现软硬件正常情况电机变速效果出现停转现象电路软件硬件进行检查障没排接着选择桥式驱动电路L298N样UAN问题处理驱动力较满足求高档情况正常转动
56系统功
561系统实现功
系统实现通检测环境温度改变改变电机转速风扇温度区域间应风速系统设定温度通独立键设定温度通检测环境温度系统设定温度较结果控制电机转速系统检测周围员情况系统检测环境温度系统设置温度低时电机停止转动系统检测温度系统设定温度高时电机开始启动系统显示出前检测温度信息风扇转动档位设定温度通键调节系统设置温度
562 系统功分析
系统总体五部分组成开关复位晶振电路独立控制键盘电路LCD显示电路温度采集电路风扇驱动电路温度采集电路整系统首部分首先检测环境温度温度系统判断温度高低然通单片机控制直电机转速次风扇驱动电路该部分需外围电路单片机输出PWM信号转化均电压输出根PWM波形均电压控制电机转速次LCD1602动态显示电路该部分实现环境温度系统设定温度显示中DS18B20采集环境温度通键实现设置温度调整实现环境温度设置温度时连续显示
6 结
文设计实现套智控制电扇系统实现基51单片机智温控电扇设计设计开发该系统单片机控制核心温度传感器DS18B20检测环境温度实现根环境温度变化调节风扇电机转速定范围实现转速动调节通独立键调节预设温度实现基单片机智风扇设计
开发系统进行测试发现问题排相关障系统实现预期功设计出模块进行仿真测试终实现系统开发目标系统设计应电机控制系统中实现电机转速动调节该系统社会生产生活中具重位
通次设计学系统开发知识书关单片机传感器温度计等认识更深刻学知识进行充分利绘制电路图编程硬件布局等等相应处理解决问题力显著提高然开发中遇问题终反复实践摸索基础利解决
次设计方面意义检测知识掌握情况时次实践机会意识利课学知识解决实际问题明白身缺陷足相应思考力锻炼学工作重意义
参考文献：
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[2] 郭天祥新概念51单片机C语言教程[M]北京电子工业出版社2009342344
[3] 蓝厚荣单片机PWM控制技术[J]工业控制计算机201023(3)9798
[4] 胡汉单片机原理接口技术[M]（第2版）北京清华学出版社20044977
[5] 胡全51单片机数码动态显示技术[J]信息技术2009132526
[6] 李钢赵彦峰1Wire总线数字温度传感器DSI8B20原理应[J]现代电子技术200528(21)7779
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[8] 王会明侯加林智电风扇控制器研制[J]电子动化19985(4)2526
[9] 谭浩强C程序设计[M](第三版)北京清华学出版社20053765
[10] 孙号Proteus软件设计电子电路中应[J]仪表技术200987475
[11] 楼俊军基ProteusKeil单片机演奏乐曲实现[J]科技信息20102350
[12] 王文海周欢喜Proteus实现51单片机动态仿真调试[J]IT技术2006201011
[13] 丁建军陈定方周国柱基AT89C51智电风扇控制系统[J]湖北工学院学报200318(2)6063
[14] 刘进山基MCS51电风扇智调速器设计[J]广州电子质量200410(10)71
Design of Intelligent Electric Fan Control System
Zhang yi
(Class 1 Gread 2015agricultural electrificationSchool of Mathematics and PhysicsWeinan Normal University)
AbstractIn this paper an intelligent electric fan system is designed with AT89C52 as the main control chip and the temperature signal is detected and sent by DS18B20 sensor The motor is started and stopped according to the detected temperature and the temperature set by the system and the motor speed can be changed according to the temperature change At the same time the detected temperature and system set temperature are displayed by LED 1602
Key WordsFanSTC89C52 LCD Monitor1602
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摘：文设计款智电风扇控制系统STC89C51作控制芯片通DS18B20检测环境温度温度信号发送单片机电机否启动电机转速系统设定温度值检测温度值较结果控制时LED1602显示检测温度系统设定温度
关键词：电风扇STC89C51液晶显示器1602
目录
1 引言 2
2 方案设计 3
21 系统整体设计 3
图1 整体系统结构图 3
22 方案证 3
3硬件设计 4
31器件选择 4
311 温度传感器选择 4
312 控制核心选择 5
313 显示器件选择 5
314 调速方式选择 5
315 驱动方式选择 6
32 部分电路设计 6
321 开关复位晶振电路 6
322 独立控制键盘电路 7
图6 键电路 7
323 LCD显示电路 8
图7 LCD连接电路 8
324温度采集电路 8
325 风扇驱动电路 9
图9 直流电机连接电路 10
326 电路总图 11
4 软件设计 11
图11 程序流程图 12
图12 液晶显示程序流程图 13
图13 DS18B20程序流程图 13
432 温度处理程序 13
图14 温度处理子程序流程图 14
表1 16
参考文献： 19
致谢 21
1 引言
风扇结构简单方便种常见降温工具然现空调已走进生活风扇作种节约源环保降温工具家庭着科技发展温控技术断进步电风扇更加节方便智电风扇收越越关注单片机具操作简单便宜易购智化程度高抗干扰力强控制精度高优点单片机智化产品中应现阶段智电风扇设计已取定成果通体检测控制电扇动开启关闭根温度控制风扇风速实现智控制[1]
文设计单片机STC89C51作控制核心智电风扇采温度传感器DS18B20检测环境温度发送单片机通单片机温度信息显示LCD1602通PWM驱动风扇电机转动风扇根传感器检测温度系统设定温度较结果完成转速动调节根体检测结果控制电机动开启关闭
2 方案设计
21 系统整体设计
系统工作流程DS18B20检测温度信号发送51单片机通显示器1602检测温度显示出单片机根检测温度信号进行风速控制时风速信息显示显示器[8]系统两设定温度THTL中TH风速档位切换温度界限TL风扇启动温度设置键三K1K2K3调节TH调节TL中键K1控制外两键K2K3分温度进行调高降低温度信息位数K1时调节TH次K1调节TLK2加度K3减度达风扇动开启关闭目系统设置红外探头检测否员果超定时间没检测员会动关闭风扇转速进行调节时利PWM脉宽调制电机进行控制系统总体结构见图1
红外探头
单片机
晶振
L298N
LCD1602
DS18B20
复位
独立键盘
直流电机
图1 整体系统结构图
22 方案证
系统控制目标风扇转速根温度信号变化改变果检测室温低设定值风扇会停止运行温度设定值独立键改变风扇吹风区持续段时间动关闭时求系统温度分辨率达较高求电机工作性较高
3硬件设计
31器件选择
311 温度传感器选择
设计中两种方案供选择：
方案：采热敏电阻着环境温度改变热敏电阻会改变然产生输出电压变化微弱电压变化信号转化芯片电压变化信号转化数字信号发送单片机通单片机风速进行调节
方案二：数字式集成温度传感器DS18B20种芯片属类应广泛温度传感器集成化程度较高实现精确温度信号测量目DS18B20输出温度信号直接发送单片机控制单元
两种方案定优点缺点第种方案言优点价格便宜容易购存明显缺点热敏电阻灵敏性高法反映出细微温度差信号进行放转换时容易产生失真情况外电阻温度变化关系较复杂热敏电阻需专门确定出相应温度曲线素影响相应电路复杂性显著提高外温度变化难检测出出方案适合系统
方案二数字式集成温度传感器DS18B20具高度集成化特点降低外界放转化电路误差数温度误差变温度检测原理热敏电阻检测原理质区温度分辨力极高温度值器件部转化成数字量直接输出简化系统程序设计该传感器采先进单总线技术（1WRIE）单片机接口变非常简洁抗干扰力强综合考虑素系统采方案
图2 温度传感器DS18B20
312 控制核心选择
文设计时选择STC89C51单片机作控制核心通编程温度信号进行控制信号处理通输入输出接口发送电机电机转速进行控制种单片机优点表现工作电压低达高性求时稳定性高工作耗中存储器RAM空间较方便MCS51兼容外成高满足系统求
图3 STC89C51
313 显示器件选择
方案：LED阴极数码显示
方案二：LCD液晶显示屏1602
第种方案优点成低功耗光线暗情况清晰显示信号外温度计控制相简单种模式显示领域应定缺陷具体表现通动态扫描模式显示样工作程中会产生闪烁果闪烁频率较高数显示会出现问题导致数字法准确展示出综合考虑选择种方案
第二种方案优点清晰显示符号方便显示出高显示性会出现闪烁系统需时显示出温度风速红外状态等信息综合考虑选择种显示方式
图4 LCD1602
314 调速方式选择
方案：利芯片DAC0832进行控制单片机根接收温度信号电机转速进控制芯片单片机转换信号发送级调速电路电机转速进行调节
方案二：通软件模拟PWM电机转速进行调节种调速方式利占空脉序列宽度进行调节需波形调节模式种占空调节模式中矩形波PWM信号应频率较高[14]占空周期时间高电占百分果数值越相应电机转速越越高果例达100转速达高水[3]通输入输出接口输出PWM信号时选择种模式：
（1）利软件延时种方式中果高电延时结束输入输出电变反接着继续延时定时间相反情况果低电延时时相应电取反断重复进行项操作相应占空信号根特点系统设计时选择种模式
（2）利定时器种方法种定类似处区种方法需通定时器进行电转变样实现相应调速目会导致编程相复杂频率高
（3）利单片机带PWM控制器种类型单片机中带PWM控制器文选择系统带选择种模式
根出第种方案满足相应级调速求较高灵敏度模数转换器成较高适系统
第二种方案通软件模拟占空进行调速优点表现高灵活性成低较满足系统控制求综合考虑相关选择种方式
315 驱动方式选择
方案：达林顿反驱动器ULN2803
方案二：电桥驱动电路L298N
第种方案利反驱动器进行驱动种器件驱动性较高容易控制控制电机转速方面效果佳会高档出现断档情况硬件电路进行修改没效恢复驱动力存较欠缺相应应频率较低
第二种方案优点驱动控制简单容易手相应驱动力强变速效果明显综合考虑选择方案
32 部分电路设计
系统硬件组成复杂包括单片机传感器显示器驱动模块风扇外包括相应电阻晶振电源等辅助性元件[4]
321 开关复位晶振电路
晶振电路开关复位电路系统电路前者通产生谐振系统提供时钟信号系统精确工作提供[10]者口电路提供复位服务复位电路通外部复位电路电容C充电加RST引脚短高电信号信号着Vcc电容充电程逐渐回落RST端高电持续时间电容充电时间决定保证系统够复位RST端高电信号必须维持足够长时间晶振电路提供工作信号脉采12M晶振单片机工作速度秒12M晶振单片机XTAL1XTAL2构成震荡电路中会产生谐波电路稳定性晶振引脚处接入两30pf电容接减弱谐波电路稳定性影响系统电路图图5示
图5 晶振电路复位电路
根电路出中引脚XTAL1晶振连接起实现相应反馈电路功中电容C1C230pFC310uF电阻R110k晶振12MHz
322 独立控制键盘电路
设计中设置三独立键K1K2K3[11]连接电路图图6示：
图6 键电路
K1K2K3三保持独立键分单片机IO端口P15P16P17连接键高电变低电电路接通工作程中单片机扫描键子程序温度进行设置K1控制调节THTL K2K3两键分实现温度加减相应显示信息会增加减少度
323 LCD显示电路
文设计时选择LCD1602显示温度信息电路单片机连接情况具体见图7显示器第行显示系统检测温度档位温度信号精确数点第位设定温度第二行显示中T表示检测温度P表示档位TH档位切换温度界限TL电机启动达温度[5]
图7 LCD连接电路
324温度采集电路
系统控制器温度传感器间通DS18B20连接起电路工作程中低温系数振荡器发送出时间信号振荡器计数系统事先设置基权值55℃保持应关系工作程中果计数器计数已变0振荡周期没停止认测量温度值超出55℃相应温度寄存器数值会增加1继续重复程直振荡周期结束止情况寄存值测温度值二进制模式存储通读命令信号确定出温度值[12]工作程中温度振荡器具非线性特征进行计算时需进行补偿[7]电路直接输出数字信号发送单片机需通拉电阻连接电路连接情况见图8：
图8 DS18B20连接电路
325 风扇驱动电路
系统通模拟占空电机进行控制种信号通IO端口发送驱动模块利驱动电机工作实现调节转速目
利键盘事先设置温度值然红外探测搜温度信号根较结果确定相应输出脉信号通电机进行驱动达控制专转速目[13]环境温度变化情况相应电机转速会程序设定情况进行改变温度转速间存正相关关系温度高转速增加果温度低定范围系统会停止工作外果红外检测会停止工作出现实际测量温度高出预设值情况电机会开启风扇会工作具体情况见图9：
图9 直流电机连接电路
326 电路总图
图10 总电路图
4 软件设计
系统编程时C语言选择汇编语言二者定优缺点适范围具体较情况[2]
C语言优点方便编程容易学会编写程序容易修改方便找出错误修订汇编语言属类机器语言程序代码硬件密切相关处理起麻烦容易理解学优点程序写含义清晰执行效率显著高C语言特殊领域应较广[9]
综合种素文设计时选择C语言进程序编写满足系统编程需
41 程序流程图
图11 程序流程图
42 液晶显示子程序
处理程序时需时序图准确显示出信息需先种显示器初始化处理需确定出相应字符位置相应处理函数程序起始行40H～4FH确定出字符位置正确显示出显示具体情况图
流程图12示：
图12 液晶显示程序流程图
43 DS18B20温度传感器子程序
431 温度读取程序
程序作传感器测量温度数进行转换处理转变数字模式存储系统控制提供应流程图示
流程图13示：
图13 DS18B20程序流程图
432 温度处理程序
程序前步骤温度值进行转换处理变直接读取显示数字然显示器显示
流程图14示：
图14 温度处理子程序流程图
47 软件设计中问题分析
471 LCD显示程序问题
系统显示器单元需显示环境温度系统设定温度风扇档位更较进行显示需输出序进行安排输出序合理说明系统设置更合理类数输出存定延时便更清晰显示液晶界面
程序进行调试时发现数值没显示出检查原没调子函数修改处理消障类数正确显示出
472 DS18B20显示程序问题
DS18B20显示数系统数数定相关性改变余会产生相应改变风速出现变化进行程序调试时单片机电显示器温度没正常显示出现85℃字样复位会出现出现信息余信息产生相应改变风扇转动转动时间短暂种错误较严重分继续种显示器数手册知电中暂存数值85需进行数转换存间期期间显示出85硬件定关系考虑软件方面进调节循环程序开始前读数1s延时转换结束开始显示解决问题
5 硬件调试
硬件电路调试相说较简单项调试针键电路温度采集电路红外感应电路电机电路等进行调试
51 键电路调试
电路温度设置关键温度会增减项调试相简单查键温度否出现变化调试键电路正常
K1时调节THK2键TH加1K3键TH减1次K1键调节TL K2键TL加1K3键TL减1图示
图15 TH调节 图16 TL调节
52 温度传感器电路调试
DS18B20芯片接单片机应P16口通插针应单片机右侧应VCCP16GND芯片直接插面极方便系统调试中检验DS18B20否单片机工作芯片加热发现LED显示前两位温度迅速升高证实DS18B20系统板工作DS18B203引脚调试程中应该注意引脚应位置避免接反芯片正常工作甚导致芯片烧毁调试温度传感器准确检测出环境温度
53 电机电路调试
进行项调试时改变温度设定值然观察电机转速电机档位否变化根观察结果表明电机电路达预期效果中TH档二挡切换温度界限T系统检测温度TL电机启动温度TTH二挡否档TTL电机启动TTL电机停止调试数表根观察结果表明电机电路达预期效果
T
TL
TH
P
265℃
27℃
28℃
0
29℃
0
30℃
0
31℃
0
24℃
25℃
2
26℃
2
27℃
1
28℃
1
18℃
19℃
2
20℃
2
26℃
2
27℃
1
20℃
25℃
2
26℃
2
27℃
1
278℃
28℃
29℃
0
30℃
0
31℃
0
25℃
26℃
2
27℃
2
28℃
1
20℃
24℃
2
26℃
2
28℃
1
30℃
1
表1
54 红外感应电路调试
项调试结果表明前方情况风扇停止运行出现情况电机开始转动
55 硬件调试遇问题
文研究中电机驱动问题直没处理硬件调试时遇问题开始时驱动电机选择ULN2803反驱动器测试发现软硬件正常情况电机变速效果出现停转现象电路软件硬件进行检查障没排接着选择桥式驱动电路L298N样UAN问题处理驱动力较满足求高档情况正常转动
56系统功
561系统实现功
系统实现通检测环境温度改变改变电机转速风扇温度区域间应风速系统设定温度通独立键设定温度通检测环境温度系统设定温度较结果控制电机转速系统检测周围员情况系统检测环境温度系统设置温度低时电机停止转动系统检测温度系统设定温度高时电机开始启动系统显示出前检测温度信息风扇转动档位设定温度通键调节系统设置温度
562 系统功分析
系统总体五部分组成开关复位晶振电路独立控制键盘电路LCD显示电路温度采集电路风扇驱动电路温度采集电路整系统首部分首先检测环境温度温度系统判断温度高低然通单片机控制直电机转速次风扇驱动电路该部分需外围电路单片机输出PWM信号转化均电压输出根PWM波形均电压控制电机转速次LCD1602动态显示电路该部分实现环境温度系统设定温度显示中DS18B20采集环境温度通键实现设置温度调整实现环境温度设置温度时连续显示
6 结
文设计实现套智控制电扇系统实现基51单片机智温控电扇设计设计开发该系统单片机控制核心温度传感器DS18B20检测环境温度实现根环境温度变化调节风扇电机转速定范围实现转速动调节通独立键调节预设温度实现基单片机智风扇设计
开发系统进行测试发现问题排相关障系统实现预期功设计出模块进行仿真测试终实现系统开发目标系统设计应电机控制系统中实现电机转速动调节该系统社会生产生活中具重位
通次设计学系统开发知识书关单片机传感器温度计等认识更深刻学知识进行充分利绘制电路图编程硬件布局等等相应处理解决问题力显著提高然开发中遇问题终反复实践摸索基础利解决
次设计方面意义检测知识掌握情况时次实践机会意识利课学知识解决实际问题明白身缺陷足相应思考力锻炼学工作重意义
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Design of Intelligent Electric Fan Control System
Zhang yi
(Class 1 Gread 2015agricultural electrificationSchool of Mathematics and PhysicsWeinan Normal University)
AbstractIn this paper an intelligent electric fan system is designed with AT89C52 as the main control chip and the temperature signal is detected and sent by DS18B20 sensor The motor is started and stopped according to the detected temperature and the temperature set by the system and the motor speed can be changed according to the temperature change At the same time the detected temperature and system set temperature are displayed by LED 1602
Key WordsFanSTC89C52 LCD Monitor1602
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