基于单片机的智能电风扇设计和实现 计算机科学与技术专业.docx

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1、摘要随着空调的产生，电风扇面临巨大冲击。其实，电风扇和空调相比还是有很多优点，首先耗能小，符合目前节能的观念。其次，空调房间都是密闭的，电风扇吹风比较自然，可开门窗，空气流通好，不易感染疾病。为了更好的研发智能风扇,本文基于STC89C52单片机设计电风扇的控制系统。以单片机为控制中心，主要通过提取热释电红外线传感器感应到的人体红外线信息和温度传感器DS18B20得到的温度来控制电风扇的开关及档速的变化，通过单片机对室内温度进行档速划分处理后应用PWM方式控制电风扇档速，并通过液晶显示电路实时显示温度及电风扇的档速。首先进行总体设计，然后进行硬件电路设计与软件设计，最后试制出电风扇原型机。经过

2、前期设计、制作和最终的测试得出，该风扇电源稳定性好，操作方便，运行可靠，功能强大，价格低廉，节约能耗，能够满足用户多元化的需求。该风扇具有的人性化设计和低廉的价格很适合普通用户家庭使用。关键词:STC89C52单片机；电风扇；控制器；智能AbstractWiththegenerationofairconditioning,electricfanisfacingahugeimpact.Infact,comparedwiththeelectricfanandairconditioninghasmanyadvantages,thefirstenergyconsumptionissmall,inlin

3、ewiththecurrentconceptofenergyconservation.Next,theairconditioningroomisairtight,theelectricfanhairdryerisquitenatural,canopenthewindowsanddoors,aircirculationisgood,isnoteasytoinfectthedisease.Inordertodeveloptheintelligentfan,thecontrolsystemoftheelectricfanisdesignedbasedonSTC89C52microcontroller

4、.Inordertocontrolthecenterofthesinglechipmicrocomputerascontrolcenter,thetemperatureiscontrolledbythethermalreleaseinfraredsensorandthetemperaturesensorDS18B20tocontrolthetemperatureoftheelectricfan.Firstly,theoveralldesign,andthenthehardwarecircuitdesignandsoftwaredesign,andfinallydevelopedtheproto

5、typeofelectricfan.Afterthepreliminarydesign,productionandfinaltest,thepowersupplyofthefanisgood,theoperationisconvenient,theoperationisreliable,thefunctionisstrong,thepriceislow,theenergyconsumptioncanmeetthediversifiedneedsofusers.Thefanhasauser-friendlydesignandlowpriceisverysuitableforordinaryuse

6、rstousethefamily.Keywords:STC89C52microcontroller;electricfan;controller;intelligent目录AbstractII第一章绪论11 11112 .2方案论证22.1.1 温度传感器的选择2122控制核心的选择21.2.3 温度显示器件的选择21.2.4 调速方式的选择2第二章系统各主要单元硬件电路42.1 温度检测电路42.1.1 DS18B20的温度处理方法421.211.62.2 1.ED数码管显示电路62.2.1 移位寄存器简介61.1.1 电机调速原理81.1.2 电机控制模块设VI12.4 独立控制键电路10

7、2.5 红外传感器模块11*Ir133.1 数字温度传感器模块程序设计133.2 电机调速与控制模块程序流程173.2.1 电机调速与控制子模块173.2.2 主要程序193.3 显示设计203.4 程序设计21第四章系统调试234.1 软件调试234.1.1 按键显小部分的调试234.1.2 传感器DS18B20温度采集部分调试234.2 硬件调试4.2.1 按键显示部分的调试234.2.2 传感器DS18B20温度采集部分调试244.2.3 电动机调速电路部分调试244.3 系统功能244.3.1系统S-现的功ii244.3.2系统功能分析24结束语26致谢错误!未定义书签。参考文献271

8、绪论本文设计了由ATME1.公司的8052系列单片机AT89C52作为控制器，采用DA1.1.AS公司的温度传感器DS18B20作为温度采集元件，并通过一个达林顿反向驱动器U1.N2803驱动风扇电机的转动。同时使系统检测到得环境温度以及系统预设的温度动态的显示在1.ED数码管上。根据系统检测到得环境温度与系统预设温度的比较，实现风扇电机的自动启停以及转速的自动调节。1.l系统整体设计本设计的整体思路是：利用温度传感器DS18B20检测环境温度并直接输出数字温度信号给单片机AT89C52进行处理，在1.ED数码管上显示当前环境温度值以及预设温度值。其中预设温度值只能为整数形式，检测到的当前环境

9、温度可精确到小数点后一位。同时采用PWM脉宽调制方式来改变直流风扇电机的转速。并通过两个按键改变预设温度值，一个提高预设温度，另一个降低预设温度值。系统结构框图图1-1如下：复位晶振图1-1系统构成框图1.2方案论证1.2.1 温度传感器的选择采用数字式的集成温度传感器DS18B20作为温度检测的核心元件，由其检测并直接输出数字温度信号给单片机进行处理。由于数字式集成温度传感器DS18B20的高度集成化，大大降低了外接放大转化等电路的误差因数，温度误差变得很小，并且由于其检测温度的原理与热敏电阻检测的原理有着本质的不同,使得其温度分辨力极高。温度值在器件内部转化成数字量直接输出，简化了系统程序

10、设计，又由于该温度传感器采用先进的单总线技术，与单片机的接口变得非常简洁，抗干扰能力强，因此该方案适用于本系统。1.2.2 控制核心的选择在本设计中采用AT89C52单片机作为控制核心，通过软件编程的方法进行温度检测和判断，并在其I/O口输出控制信号。AT89C52单片机工作电压低，性能高,片内含8k字节的只读程序存储器RoM和256字节的随机数据存储器RAM,它兼容标准的MCS51指令系统，单片价格也不贵，适合本设计系统。1.2.3 温度显示器件的选择采用1.ED共阴极数码管显示温度。液晶显示屏具有显示字符优美，其不仅能显示数字还能显示字符甚至图形，这是1.ED数码管无法比拟的。但是液晶显示

11、模块的元件价格昂贵，显示驱动程序的编写也较复杂，从简单实用的原则考虑，本系统采用1.ED共阴极数码管。1.2.4 调速方式的选择采用单片机软件编程实现PWM（脉冲宽度调制）调速的方法。PWM是英文PUISeWidthMOdUIatiOn的缩写,它是按一定的规律改变脉冲序列的脉冲宽度，以调节输出量和波形的一种调节方式，在PWM驱动控制的调节系统中，最常用的是矩形波PWM信号，在控制时需要调节PWM波得占空比。占空比是指高电平持续时间在一个周期时间内的百分比。在控制电机的转速时，占空比越大，转速就越快，若全为高电平，占空比为100%时，转速达到最大。用单片机I/O口输出PWM信号时,利用软件延时。

12、当高电平延时时间到时，对I/O口电平取反，使其变成低电平，然后再延时一定时间；当低电平延时时间到时，再对该I/O口电平取反，如此循环即可得到PWM信号。相对于其他用硬件或者软硬件相结合的方法实现对电机进行调速而言，采用PWM用纯软件的方法来实现调速过程，具有更大的灵活性，并可大大降低成本,能够充分发挥单片机的功能，对于简单速度控制系统的实现提供了一种有效的途径。综合考虑选用PWM控制器。第二章系统各主要单元硬件电路2.1 温度检测电路DS18B20数字温度传感器，是采用美国DA1.1.AS半导体公司生产的DS18B20可组网数字温度传感器芯片封装而成，它具有微型化、低功耗、高性能、抗干扰能力强

13、、易配微处理器等优点，可直接将温度转化成串行数字信号供处理器处理。适用于各种狭小空间设备数字测温和控制领域。2.1.1 DS18B20的温度处理方法DS18B20是美国DA1.1.AS半导体公司继DS1820之后最新推出的一种改进型智能温度传感器。与传统的热敏电阻相比，它能够直接读出被测温度并且可根据实际要求通过简单的编程实现912位的数字值读数方式。可以分别在93.75ms和750ms内完成9位和12位的数字量，并且从DSl8B20读出的信息或写入DS18B20的信息仅需要一根口线（单线接口）读写，温度变换功率来源于数据总线，总线本身也可以向所挂接的DS18B20供电，而无需额外电源，因而使

14、用DS18B20可使系统结构更趋简单可靠性更高。他在测温精度、转换时间、传输距离、分辨率等方面较DS1820有了很大的改进，给用户带来了更方便的使用和更令人满意的效果。DS18B20简介：（1）独特的单线接口方式：DS18B20与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与DS18B20的双向通讯。（2）在使用中不需要任何外围元件。（3）可用数据线供电，电压范围：+3.0-+5.5Vo（4）测温范围:-55125Co固有测温分辨率为0.5（5）通过编程可实现912位的数字读数方式。（6）用户可自设定非易失性的报警上下限值。（7）支持多点组网功能，多个DS18B20可以并联在惟一的三线上，实现

15、多点测温。（8）负压特性，电源极性接反时，温度计不会因发热而烧毁，但不能正常工作。单线（1一Wire）技术：该技术采用单根信号线，既可传输时钟，也能传输数据，而且是双向传输。适用于单主机系统，主机能够控制一个或多个从机设备，通过一个漏极开路或三态端口连至该数据线，以允许设备在不发送数据时能释放该线，而让其他设备使用。单线通常要求外接一个5K的上拉电阻，这样当该线空闲时，其状态为高电平。主机和从机之间的通讯分成三个步骤：初始化单线器件、识别单线器件和单线数据传输。单线1wire协议由复位脉冲、应答脉冲、写0、写1、读0、读1,这几种信号类型实现，这些信号中除了应答脉冲其他都由主机发起，并且所有指

16、令和数据字节都是低位在前。DS18B20直接将测量温度值转化为数字量提交给单片机，工作时必须严格遵守单总线器件的工作时序。温度值/制）数字输出（二进制）数字输出（十六进+125000001111101000007D0H+8500000101OlOl00000550H+25.62500000001100l00010191H+10.125000000001010001000A2H+0.500000000000010000008H000000000000000000000H-0.5IlllHllHll1000FFF8H-10.125IlllIlllOllOHlOFF5EH-25.625HllIlll

17、OllOHllFF6FH-55Hll110010010000FC90H表2-1部分温度值与DS18B20输出的数字量对照表2.1.2 温度传感器本模块用更为优秀的DS18B20作为温度传感器，AT89C51单片机作为处理器，配以温度显示作为温度控制输出单元。整个系统力求结构简单，功能完善。电路图如图21所示。系统工作原理如下：DS18B20数字温度传感器采集现场温度，将测量到的数据送入AT89C51单片机的P3.3口，经过单片机处理后显示当前温度值，并与设定温度值的上下限值作比较，若高于设定上限值或低于设定下限值则控制电机转速进行自动调整。图2-1DS18B20温度计原理图2.2 1.ED数码

18、管显示电路本系统选用五个1.ED数码管来进行温度显示。1.ED又称为数码管，它主要是由8段发光二极管组成的不同组合，其中ag为数字和字符显示段，dp为小数点的显示,通过ag这7个发光二极管点亮的不同组合，可以显示09和AF共16个数字和字母。2.2.1 移位寄存器简介移位寄存器是一类应用很广的时序逻辑电路，在时钟脉冲的作用下，低位寄存器的数码送给高位寄存器，作为高位寄存器的次态输出。在时钟脉冲的作用下，高位寄存器的数码送给低位寄存器，作为低位寄存器的次态输出；移位寄存器：除具寄存器的功能外，所存储的数码在时钟脉冲的作用下还可以移位。741sl64是八位串入并出移位寄存器，其工作电压范围4.75

19、5.25V,大于2V的高电平输入、小于0.8V的低电平输入，clock最高响应频率为25MHZ,八位并行输出可以直接驱动八段数码管。741sl64的引脚图及功能图如下所示.2.2.2 共阴极八段数码管简介共阴极八段数码管是将八段发光二极管封装在一起且二极管的阴极连在一起，原理图如下图所示，公共端接低电平，其它八个端口高电平点亮相应的二极管，低电平相反。图2-2共阴极八段数码管原理1.ED数码管可以分为共阴极和共阳极两种结构，如下图2-3（八）和图2-3(b)所示。共阴极结构把8个发光二极管阴极连在一起，共阳极结构把8个发光二极管阳极连在一起。通过单片机引脚输出高低电平，可使数码管显示相应的数字

20、或字母，这种使数码管显示字形的数据称字形码，又称段选码。数码管引脚a.共b.共图2-3七段1.ED数码管显示字符共阴极段码共阳极段码显示字符共阴极段码共阳极段码03fHCOH87fH80H106HF9H96fH90H25bHA4HA77H88H34fHBOHB7fH83H466H99HC39HC6H56dH92HD3fHAlH67dH82HE79H86H707HF8HF71H8EH表217段1.ED的段选码表一个共阴极数码管接至单片机的电路，要想显示数字“7”须a、b、C这3个显示段发光(即这3个字段为高电平)只要在PO口输入OoOOolU(07H)即可。这里07H即为数字7的段选码。字形与段

21、选码的关系见表2-1所示。2.3 电机调速电路电机调速是整个控制装置中的一个相当重要的方面。通过控制改变双向可控硅的导通角，使输出端电压发生改变，从而使施加在电风扇的输入电压发生改变,以调节风扇的转速，实现各档位风速的无级调速。2.3.1 电机调速原理双向可控硅的导通条件如下：(1)阳-阴极间加正向电压；(2)控制极-阴极间加正向触发电压;(3)阳极电流IA大于可控硅的最小维持电流Ih。电风扇的风速从高到低设为5、4、3、2、1档，每档风速都有一个限定值。在额定电压、额定功率下，以最高转速运转时，要求风叶最大圆周上的线速度不大于2150mmin0且线速度可由下列公式求得(1)V=11Dn103

22、式(1)中，V为扇叶最大圆周上的线速度(mmin),D为扇中的最大顶端扫出圆的直径(mm),n为电风扇的最高转速(r/min)。代入数据求得n51555rmin,Z5=125Ormin.又因为：调速比=最低调速档的转速最高调速档的转速1(X)%7()%m=875rmin0则可得出五个档位的转速值:m=875rmin,112=98Ormin,n3=1063rmin,114=1150rmin,ns=1250rmin又由于负载上电压的有效值式(2)中，Ui为输入交流电压的有效值，为控制角。解得：(1)当5=0时，t=Oms；(2)当04=23.5。时，t=1.70ms；(3)当ct3=46.5。时，

23、t=2.58ms;(4)当(X2=61.5时，t=3.43ms;当a=76.5时,t=4.30mso上述计算出的是控制角和触发时间，当检测到过零点时，按照所求得的触发时间延时发脉冲，便可实现预期转速。2.3.2 电机控制模块设计本模块电路中采用了过零双向可控硅型光耦MOC3041M,集光电隔离、过零检测、过零触发等功能于一身,避免了输入输出通道同时控制双向可控硅触发的缺陷，简化了输出通道隔离2驱动电路的结构。所设计的可控硅触发电路原理图见图2-4。其中R1.即为电机负载，其工作原理是:单片机响应用户的参数设置，在1/0口输出一个高电平,经反向器反向后,送出一个低电平,使光电耦合器导通,同时触发

24、双向可控硅，使工作电路导通工作。给定时间内,负载得到的功率为：P=-UI（3）N式中:P为负载得到的功率（kW）;n为给定时间内可控硅导通的正弦波个数;N为给定时间内交流正弦波的总个数;U为可控硅在一个电源周期全导通时所对应的电压有效值（V）J为可控硅在一个电源周期全导通时所对应的电流有效值（八）。由式（3）可知,当U,I,N为定值时,只要改变n值的大小即可控制功率的输出,从而达到调节电机转速的目的。三i图2-4电机控制原理图2.4 独立控制键电路键盘包括2个独立按键S2和S3,一端与单片机的P1.3和P1.4口相连，另一端接地，当按下任一键时，Pl口读取低电平有效。系统上电后，进入键盘扫描子

25、程序，以查询的方式确定各按键，完成温度初值的设定。其中按键Sl为加按键，每按下一次，系统对最初设定值加一，按键S2为减按键，每按下一次，系统对初设定值进行减一计算。键盘是人机交互的重要部件。本部件主要便于用户对电风扇进行操作，使用户只要进行一些简单的操作，就能实现所需的全部功能，键盘操作模块在电风扇底座部分有一个3X3小矩阵键盘，可以进行风的强度、类型、定时等系统设置，按键电路图如图2-5所示。2.5 红外传感器模块该模块主要由一个热释电人体红外传感器和一个热释电处理芯片Bissoooi构成，Bissoooi是数模混合专用集成电路，具有独立的高输入阻抗运算放大器，可与多种传感器匹配，进行信号预

26、处理。人体体温一般在37c左右，会发出特定波长(10m)左右的红外线。此波长的红外线通过菲涅尔滤光片增强后聚集到红外感应源热释电元件上，该元件在接收到人体红外辐射温度发生变化时就会失去电荷平衡，向外释放电荷，后续电路经检测处理后就能产生报警信号，由红外检测模块2脚输出，如图2-6所示，该引脚连接到CD4069中非门的输入，对应输出端与单片机IO,P2.2连接。VDDCiNDCIMO69图2-6红外传感器模块第三章系统软件设计3.1 数字温度传感器模块程序设计本系统的运行程序采用汇编语言编写，采用模块化设计，整体程序由主程序和子程序构成。图3-1数字温度传感器模块程序流程图如图3-1所示，主机控

27、制DS18B20完成温度转换工作必须经过三个步骤：初始化、ROM操作指令、存储器操作指令。单片机所用的系统频率为12MHzo根据DS18B20初始化时序、读时序和写时序分别可编写4个子程序：初始化子程序、写子程序、读子程序、显示子程序。DS18B20芯片功能命令表如下：命令功能描述命令代码READSCRATCHPAD读温度寄存器（共9字节）BEHREADROM读DS18B20序列号33HWRITESCRATCHPAD将警报温度值写,如暂存器第2、3字节4EHMATCHROM匹配ROM55HSEARCHROM搜索ROMFOHA1.ARMSEARCH警报搜索ECHSKIPROM跳过读序列号的操作C

28、CHREADPOWERSUPP1.Y读电源供电方式：O为寄生电源，1为外电源B4H表2DS18B20功能命令表主要程序如下：MAIN:；初始化1.CA1.1.RST.DS18B201.CA1.1.GETjrEMPERMOVA,20HMOVC,08HRRCAMOVC,09HRRCAMOVC9IOHRRCARRCAMOV20H,A1.CA1.1.DISP1.AYAJMPMAINRST.DS18B20:SETBP3.7NOPC1.RP3.7MOVRl,#3RST1:MOVRO,#11()DJNZRO,$DJNZRl,RSTlSETBP3.7NOPNOPMOVRO,#25HRST2:JNBP3.7,R

29、ST3DJNZR0,RST21.JMPRST4RST3:SETBF1.AG1.JMPRST5RST4:C1.RF1.AG1.JMPRST7RST5:MOVRO,#115RST6:DJNZRO,$RST7:SETBP3.7RETWR_DS18B20:;写数据子程序MOVR2,#8C1.RCWRI:C1.RP3.7MOVR3,#6DJNZR3,$RRCAMOVP3.7,CMOVR3,#25DJNZR3,$SETBP3.7NOPDJNZR2,WR1SETBP3.7RETRD-DS18B20:;读数据子程序MOVR4,#2MOVR1,#20HREADl:MOVR2,#8READ2:C1.RCNOPNO

30、PC1.RP3.7NOPNOPNOPSETBP3.7MOVR3,#9READ3:DJNZR3,READ3MOVC,P3.7MOVR3,#23READ4:DJNZR3,READ4RRCADJNZR2,READ2MOVR1,AINCRlDJNZR4,READlRET3.2 电机调速与控制模块程序流程3.2.1 电机调速与控制子模块采用双向可控硅过零触发方式，由单片机控制双向可控硅的通断，通过改变每个控制周期内可控硅导通和关断交流完整全波信号的个数来调节负载功率，进而达到调速的目的。由于INTO信号反映工频电压过零时刻，因此只要在外中断0的中断服务程序中完成控制门的开启与关闭，并利用中断服务次数对控

31、制量n进行计数和判断,即每中断一次，对n进行减1计数，如果n不等于0,保持控制电平为“1”，继续打开控制门；如n=0,则使控制电平复位为“0”，关闭控制门，使可控硅过零触发脉冲不再通过。这样就可以按照控制处理得到的控制量的要求，实现可控硅的过零控制，从而达到按控制量控制的效果，实现速度可调。回路控制执行程序。主回路控制执行程序的任务是初始化数据存储单元，确定电机工作参数而n/曲，并将其换算成“有效过零脉冲的个数；确定中断优先级、开中断，为了保证正弦波的完整，工频过零同步中断INTo确定为高一级的中断源。断服务程序，执行中断服务程序时，首先保护现场，INTO中断标志置位，禁止主程序修改工作参数，

32、然后开始减1计数，判断是否关断可控硅，最后INTO中断标志位清零，还原初始化数据，恢复现场，中断返回。（设1秒钟通过波形数N=100）中断流程图如图3-2所示：图3-2电机控制模块中断响应流程图3.2.2 主要程序外中断INTO的部分中断响应程序如下：ORG0003HINTDO:PUSHACCPUSHPSWPUSHDPHPUSHDP1.SETB24H.0MOVA,5FHJZTINGlDECAMOV5FH,A1.JMPFAN2TINGl:.FAN2:MOVA,5BHJZTING2DECAMOV5BH,A1.JMPZONGTING2:.ZONG:MOVA,59HJZKAIDECAMOV59H,A1

33、.JMPEXITKAI:C1.R24H.0JB26H.0,KAI2KAI2:MOVA,66HJZEXITlEXITl:MOV5FH,5AHMOV5BH,66HMOV59H,#100EXIT:POPDP1.POPDPHPOPPSWPOPACCRETI通过Pl.l,P1.2口来控制数码,显示，其程序代码如下：MOVDPTR,#TABMOV40H,#0MOV41H,#01.ED:SETBP1.lC1.RP1.2MOVA,40HMOVCA,A+DPTRMOVPO,A1.CA1.1.TTSC1.RP1.1SETBP1.2MOVA,41HMOVCA,A+DPTRMOVPO,A1.CA1.1.TTSC1.R

34、P1.21.JMP1.EDORG2000HTAB:DB40H,79H,24H,30H,19HDB12H,02H,78H,00H,10H显示通过调用查表和调用延时来实现数的遭O;置。；Pl.11;P1.2清O;将40H的内容送A;查表;查表得A值送PO口;调用延时;P1.l清O；P1.Fl;将41内容送A;查表;查表得A值送PO口;调用延时;P1.2清O;跳转到1.ED结束中断以后转入相应的功能键程序，为加速，减速，正转，反转，暂停。程序代码如下：ITTO:C1.RPI.5JNBP1.5,ZlMOVA,#()FFHSUBBA,RO图3-1数码显示流程图图3-2中断子程序流程图第四章系统调试4.1

35、 软件调试4.1.1 按键显示部分的调试起初根据设计编写的系统程序：程序的键盘接口采用PI口，数码管显示采用PO口控制1.ED的断码，P2口控制1.ED的位码，从而实现键盘功能及数码管的显示。经过编译没有出错，但在仿真调试时，数码管显示的只是乱码，没有正确的显示温度，按键功能也不灵，当按下键时，显示并不变化。经过查找分析，发现键盘扫描程序没有没有按键消抖部分，按键在按下与松手时，都会有一定程度的抖动，从而可能使单片机做出错误的判断，导致按键条件预设温度时失灵，甚至根本不能工作。因此必须在按键扫描程序中加入消抖部分，即在按键按下与松手时加入延时判断，以检测键盘是否真的按下或已完全松手。4.1.2

36、 传感器DS18B20温度采集部分调试由于数字式集成温度传感器DS18B20的高度集成化，为软件的设计和调试带来了极大的简便，小体积、低功耗、高精度为控制电机的精度和稳定提供了可能。软件设计采用P3.1口为数字温度输入口，但是需要对输入的数字信号进行处理后才能显示，从而多了温度转换程序。通过软件设计，实现了对环境温度的连续检测，由于硬件1.ED个数的限制，只显示了预设温度的整数部分。4.1.3 电动机调速电路部分调试在本设计中，采用了达林顿反向驱动器U1.N2803驱动直流电机，其可驱动八个直流电机，本系统仅驱动一个。软件设置了P3.1口输出不同的PWM波形，通过达林顿反向驱动器U1.N280

37、3驱动直流电机转动，通过软件中程序设定，根据不同温度输出不同的PWM波，从而得到不同的占空比控制风扇直流电机。程序实现了P3.1口的PWM波形输出，当外界温度低于设置温度时，电机不转动或自动停止转动；当外界温度高于设置温度时，电机的转速升高或是自动开始转动，且外界温度与设置温度的差值越大，电机转速越高，即占空比增加。4.2 硬件调试系统按键部分实现了以下功能：按下P1.3口键，1.ED的后两位显示温度值增一；按下P1.4口键，1.ED的后两位显示温度值减一。调试过程中出现了当按键时间过长时，设置的温度值不是增一或者减一，而是增加后减少几个值，出现这种情况的主要元婴可能是按键的去抖动延时时间过长

38、造成，改进方法为将对应的按键去抖动延时时间适量增加，但也不应过长，否则将出现按键无效的情形。4.2.1 传感器DS18B20温度采集部分调试将DS18B20芯片接在系统板对应的P3.1口，通过插针在对应系统板的右下侧三口即为对应的VCC、P3.1和GND,可将芯片直接插在该插针上，因此即为方便。系统调试中为验证DS18B20是否能在系统板上工作，将手心靠拢或者捏住芯片，即可发现1.ED显示的前两位温度也迅速升高，验证了DS18B20能在系统板上工作。由于DS18B20为3个引脚，因此在调试过程中因注意其各个引脚的对应位置，以免将其接反而是芯片不能工作甚至烧毁芯片。4.2.2 电动机调速电路部分

39、调试系统本部分的设计中重在软件设计，因为外围的驱动电路只是将送来的PWM信号放大从而驱动电机转动。系统软件设置在P3.1口输出使电机转动的PWM占空比，当环境温度高于设置温度时，电机开始转动，若此时用高于环境温度的热源靠近测温芯片DS18B20时，发现电机的转速在升高，并越来越快，当达到一定值时，发现电机的转速不再升高；将热源离开测温芯片DS18B20时，发现电机的转速开始下降，转速达到一定值时，若将设置温度升高到环境温度以上，发现电机又停止了转动。4.3 系统功能4.3.1 系统实现的功能本系统能够实现单片机系统检测环境温度的变化，然后根据环境温度变化来控制风扇直流电机输入占空比的变化，从而

40、产生不同的转动速度，亦可根据键盘调节不同的设置温度，再由环境温度与设置温度的差值来控制电机。当环境温度低于设置温度时，电机停止转动；当环境温度高于设置温度时，单片机对应输出口输出不同占空比的PWM信号，控制电机开始转动，并随着环境温度与设置温度的差值的增加电机的转速逐渐升高。系统总体上由五部分来组成，既按键与复位电路、数码管显示电路、温度检测电路、电机驱动电路。首先考滤的是温度检测电路，该部分是整个系统的首要部分，首先要检测到环境温度，才能用单片机来判断温度的高低，然后通过单片机控制直流风崩电机的转速；其次是电机驱动电路，该部分需要使用外围电路将单片机输出的PWM信号转化为平均电压输出，根据不

41、同的PWM波形得到不同的平均电压，从而控制电机的转速，电路的设计中采用了达林顿反向驱动器U1.N2803,实现较好的控制效果；再次是数码管的动态显示电路，该部分的功能实现对环境温度和设置温度的显示，其中DS18B20采集环境温度，按键实现不同设置温度的调整，实现了对环境温度和设置温度的及时连续显示。结束语本次设计的系统以单片机为控制核心，以温度传感器DS18B20检测环境温度，实现了根据环境温度变化调节不同的风扇电机转速，在一定范围能能实现转速的连续调节，1.ED数码管能连续稳定的显示环境温度和设置温度，并能通过两个独立按键调节不同的设置温度，从而改变环境温度与设置温度的差值，进而改变电机转速

42、。实现了基于单片机的温控风扇的设计。1）适用性强，用户只需对界面参数进行设置并启动系统正常运行便可满足不同用户对最适合温度的要求，实现对最适温度的实时监控。2）系统成本低廉，操作非常简单，随时可以根据软件编写新的功能加入产品。操作界面可扩展性强，只要稍加改变，即可增加其他按键的使用功能。参考文献1李庆亮.C语言程序设计实用教程M.北京:机械工业出版社,2015.3.2杨志忠.数字电子技术M.北京:高等教育出版社,2013.12.3徐江海.单片机实用教程M.北京:机械工业出版社,2016.12胡宴如.模拟电子技术M.北京:高等教育出版社,2008.6.5周春明.AT89S51的多功能遥控器设计与

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