温控风扇系统设计.docx

1、温控风扇系统设计 Revised by Chen Zhen in 2021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，

2、PWM1、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

3、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

4、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

5、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

6、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

7、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

8、术基础M. 高等教育出版社, 2006.附录：实物硬件图图14实物硬件图附录：程序#include#include #define uchar unsigned char#define uint unsigned int#define LCD1602_DATAPINS P0sfr PCAPWM0 = 0xf2; ; LcdWriteCom(0x86); /写地址 LcdWriteData(0+datas3); /显示小数点 LcdWriteCom(0x87); /写地址 LcdWriteData(0+datas4); /显示小数 /* 温度控制电机输出占空比函数*/void control (

9、void) if(a*100+b*10+c) tem_1) CCAP0H = CCAP0L = 0xff; /PWM0 口输出 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 口输出30%占空比 LED0 = 1; LED1 = 0; else if (tem_2 = (a*100+b*10+c) CCAP0H = CCAP0L = 0x1a; /PWM0 口输出90%占空比 LED0 = 1; LED1 = 1; /* 函

10、数名 : keyscan* 函数功能 : 键盘扫描*/void keyscan1 () 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_1)

11、 /防止温度上限比温度下限低 tem_2=tem_1+1; void keyscan2 () 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*/void dangwei() switch(num) case 0: CCAP0H = CCAP0L = 0xff; /PWM0 口输出 0%占空比 LED0 = 0; LED1 = 0; break; case 1: CCAP0H = CCAP0L = 0x67; /PWM0 口输出60%占空比

12、 LED0 = 1; LED1 = 0; break; case 2: 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*/void display1 (int p) unsigned char datas = 0, 0; datas0 = p / 10; datas1 = p % 10; LcdWriteCom(0x8b); LcdWriteData(0+datas0); LcdWriteCom(0x8c); LcdWri

13、teData(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); /* 电机输出寄存器初始化函数*/void init_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

14、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*/void main() 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();

15、/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