温控风扇系统设计.docx
《温控风扇系统设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《温控风扇系统设计.docx（16页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
温控风扇系统设计
RevisedbyChenZhenin2021
温控风扇系统设计
自动化系统创意设计大赛作品说明书
作品名称：
温控风扇系统设计
队员：
2015年4月
摘要：
本设计是基于STC12C5A60S2单片机技术与温度传感器测量外界温度的设计原理，进行了不同设计方案的比较，给出了设计的硬件电路，同时对各种关键硬件进行较详细的介绍，并且以流程图的方式对系统设计作出介绍。
系统主要通过温度传感器控制不同的PWM占空比输出来控制风扇的档位。
而出于方便、可选择性的考虑，系统也添加了辅助功能，就是直接手动控制风扇的档位。
关键词：
STC12C5A60S2单片机，DS18B20温度传感器，PWM
1、引言
温控风扇在节能环保方面具有一定的作用，其工作原理除了普通的手动档位调节，主要是通过温度传感器感应外界温度，并自主地进行档位的调节，这样在风扇开着的情况下，不需进行手动就可以根据不同的外界温度进行自主调节风力大小，达到节能目的。
2、背景
随着空调机在日常生活中的普遍应用，很容易想到电风扇会成为空调的社会淘汰品，其实经过市场的考验和证实，真实的并不是这样的,在空调产品的冲击下，电风扇产品仍然具有很强大的生命力，电风扇在市场的考验中并没有淡出市场，反而销售在不停的复苏中，具有强大的发展空间。
据市场调查，电风扇的不停复苏主要在以下原因：
一,是电风扇虽然没有空调机的强大的制冷功能，但电风扇是直接取风，风力更加温和，比较适合老年人、儿童以及体质虚弱的人使用。
二,是电风扇经过多年的市场使用，较符合人们的使用习惯，而且结构简单、操作方便、安装简易。
三,是电风扇比起空调产品而言，其价格低廉，相对省电，更易的进入老百姓的家庭。
在目前空调还没有普及，并且并不是所有的情况下空调都适合使用的情况下，智能风扇适合人体对温度的要求，智能风扇还有具有相当作用的。
3、意义与应用
1、普通电风扇的现状及存在的隐患：
大部分只有手动调速，功能单一。
长时间在高负荷工作容易损坏电器，并且造成电量的损失。
2、作品可运用在家庭中，风扇的风力随温度而调节，即可以避免人因温度低吹到冷风而着凉，也可达到节能目的，可见温控风扇更具有优越性。
3、其次将此系统装在产热多，急需排热的设备上，可以帮助它及时散掉大量的热。
比如电脑散热器等。
4、原理简介
1、电源开关，控制系统处于工作还是停止状态。
2、当系统上电之后，通过单片机读取外界温度，然后在液晶显示屏上显示出来。
通过判断温度的范围，控制风扇的停止与转不同的速度。
同时LED给出档位指示。
温度控制的范围可以通过按键进行设置。
3、另外，当不需要温度控制时，可以通过模式切换开关，让系统工作于手动控制模式。
通过按键进行调节风扇的停止，与不同转速。
5、方案设计
方案一：
采用两片STC89C516RD单片机、液晶1602和ds18b20，进行设计，让单片机1进行温度读取操作，另外的单片机2通过定时器，产生占空比不同的PWM。
两单片机通过串口进行通信，这样单片机1可以通过读取外界的温度，然后对单片机2进行控制。
这样就能在不同的温度区间内，单片机2控制直流5v小风扇不同的转速,从而实现温度自动控制风扇。
方案二：
采用STC12C5A60S2单片机、液晶1602和ds18b20。
这也是一款51单片机，但是它的性能比STC89C516RD单片机更强大，而且有独立的双路PWM输出。
这样，采用一片STC12C5A60S2单片机就能实现温度读取和直流5v小风扇的转速控制。
方案三：
采用stm8s105系列单片机、液晶1602和ds18b20，同样可以实现温度读取和直流5v小风扇的转速控制
方案比较：
方案一需要耗费更多的硬件资源。
因此我们直接排除方案一。
方案三，如果采用44脚贴片封装的stm8s105单片，可以在很小的覆铜板上把硬件做出来，这样可以节省一些硬件资源。
但是，因为温度传感器ds18b20的读取是通过单一I/O口读取的，stm8s105的I/O操作需要设置，让其是处于输入或者输出方式。
操作非常麻烦。
方案二需要的硬件资源相对较少，而且其I/O口兼容8051单片机，可以实现I/O口准双向操作，这样编程相对简单。
综上所述，我们选择方案二。
6、STC12C5A60S2单片机
简介
我们采用的单片机为STC12C5A60S2,STC12C5A60S2/AD/PWM系列单片机是宏晶科技生产的单时钟/机器周期（1T）的单片机，是高速/低功耗/超强抗干扰的新一代8051单片机，指令代码完全兼容传统8051,但速度快8-12倍。
内部集成MAX810专用复位电路,2路PWM,8路高速10位A/D转换（250K/S）针对电机控制，强干扰场合。
其引脚与普通8051单片机基本相同。
PWM寄存器设置
STC12C5A60S2单片机内置两路独立PWM输出，通过设置相应寄存器，可以让占空比改变。
PWM0的输出口在，而PWM1的输出口在相关的设置例子如下面的程序所示：
CCON=0;
单片机基础[M].北京航空航天大学出版社,2001.
[3]模拟电子技术基础[M].高等教育出版社,2001.
[4]数字电子技术基础[M].高等教育出版社,2006.
附录Ⅰ：
实物硬件图
图14实物硬件图
附录Ⅱ：
程序
#include<>
#include<>
#defineucharunsignedchar
#defineuintunsignedint
#defineLCD1602_DATAPINSP0
sfrPCAPWM0=0xf2;;
LcdWriteCom（0x86）;//写地址
LcdWriteData（'0'+datas[3]）;//显示小数点
LcdWriteCom（0x87）;//写地址
LcdWriteData（'0'+datas[4]）;//显示小数
}
/*********************************************
温度控制电机输出占空比函数
***********************************************/
voidcontrol（void）
{
if（（a*100+b*10+c）{
CCAP0H=CCAP0L=0xff;//PWM0口输出0%占空比
LED0=0;
LED1=0;
}
elseif（tem_1<=（a*100+b*10+c）&&（a*100+b*10+c）{
CCAP0H=CCAP0L=0xB3;//PWM0口输出30%占空比
LED0=1;
LED1=0;
}
elseif（tem_2<=（a*100+b*10+c））
{
CCAP0H=CCAP0L=0x1a;//PWM0口输出90%占空比
LED0=1;
LED1=1;
}
}
/******************************************************************************
*函数名:
keyscan
*函数功能:
键盘扫描
******************************************************************************/
voidkeyscan1（）
{
if（0==key1）//温度下限调整按键
{
Delay1ms（20）;
if（0==key1）
{
tem_1++;
if（31==tem_1）
tem_1=17;
while（!
key1）;
}
}
if（0==key2）//温度上限调整按键
{
Delay1ms（20）;
if（0==key2）
{
tem_2++;
if（44==tem_2）
tem_2=23;
while（!
key2）;
}
}
if（tem_1==tem_2）tem_2++;//防止两个温度范围一样
if（tem_2{
tem_2=tem_1+1;
}
}
voidkeyscan2（）
{
if（jia_key==0）//加速按键
{
Delay1ms（20）;;
if（jia_key==0）
{
num++;
if（num==3）
num=0;
while（jia_key==0）;
}
}
}
/*********************************************
电机输出档位选择函数
***********************************************/
voiddangwei（）
{
switch（num）
{
case0:
CCAP0H=CCAP0L=0xff;//PWM0口输出0%占空比
LED0=0;
LED1=0;
break;
case1:
CCAP0H=CCAP0L=0x67;//PWM0口输出60%占空比
LED0=1;
LED1=0;
break;
case2:
CCAP0H=CCAP0L=0x1a;//PWM0口输出90%占空比
LED0=1;
LED1=1;
break;
}
}
/****************************************************************************
*函数名:
displayx（）
*函数功能:
LCD显示读取到的键盘的数值
*****************************************************************************/
voiddisplay1（intp）
{
unsignedchardatas[]={0,0};
datas[0]=p/10;
datas[1]=p%10;
LcdWriteCom（0x8b）;
LcdWriteData（'0'+datas[0]）;
LcdWriteCom（0x8c）;
LcdWriteData（'0'+datas[1]）;
}
voiddisplay2（intt）
{
unsignedchardatas[]={0,0};
datas[0]=t/10;
datas[1]=t%10;
LcdWriteCom（0x8e）;
LcdWriteData（'0'+datas[0]）;
LcdWriteCom（0x8f）;
LcdWriteData（'0'+datas[1]）;
}
/*********************************************
电机输出寄存器初始化函数
***********************************************/
voidinit_dianji（）
{
CCON=0;//初始化PCA控制寄存器
//PCA计数器停止运行
//清除CF标志位
//清除所有中断标志位
CL=0;//重置PCA的16位计数器
CH=0;
CMOD=0x02;//设置PCA计数器时钟源为Fosc/2
//禁止PCA计数器溢出中断
CCAPM0=0x42;//PCA模块0工作在8位PWM模式并且没有PCA中断
CR=1;//PCA计数器开始运行
}
/****************************************************************************
*函数名:
main
*函数功能:
主函数
*****************************************************************************/
voidmain（）
{
LED0=0;
LED1=0;
CCAP0H=CCAP0L=0xff;
P1M1=0x00;
P1M0=0x08;//把口定义为强推挽输出，驱动电机
P2M1=0x00;
P2M0=0x18;//把和定义为强推挽输出，驱动LED
LcdInit（）;//初始化LCD1602
init_dianji（）;//电机PWM驱动初始化
while
（1）
{
if（1==key_sw）//温控模式
{
LcdWriteCom（0x88）;//写地址88
LcdWriteData（'C'）;
LcdDisplay（Ds18b20ReadTemp（））;//温度读取显示
control（）;//温度控制电机占空比
keyscan1（）;//键盘扫描
display1（tem_1）;//控制温度数字显示
display2（tem_2）;
}
if（0==key_sw）//键控模式
{
LcdWriteCom（0xc2）;
LcdWriteData（'D'）;
LcdWriteCom（0xc3）;
LcdWriteData（'W'）;
LcdWriteCom（0xc4）;
LcdWriteData（':
'）;
dangwei（）;//键控电机档位选择
keyscan2（）;//键盘扫描
LcdWriteCom（0xc5）;
LcdWriteData（'0'+num）;//显示按键档位
}
}
}
升级会员 