基于STC89C51的温控风扇的设计[1](1)[1]

科技论坛风扇在日常生活中起着举足轻重的作用，例如夏天降温用的小型风扇、大型工业机械的大型散热风扇以及配着电脑使用的智能CPU散热风扇等。随着单片机的广泛应用，许多温度控制的系统都开始采用单片机为控制平台。本文设计了一种基于STC89C51单片机的智能温控风扇系统，该系统通过环境温度的变化使风扇实现自动启、停，使风扇转速也能够随着外界温度变化而产生变化，实现了风扇的智能控制。用单片机制作出的温控风扇结构简单，可靠性高，具有一定的市场前景。1总体设计方案本设计目标是要设计一种智能温控风扇系统，使用者可以通过三个独立按键即“设置”按键、“增大预设温度”按键和“减小预设温度”按键预先设置好温度上下限，该系统投入运行后即可自动检测环境温度的变化使风扇实现自动启、停和转速的自动调节。具体到本设计方案，在主控芯片的选择上，选用了性价比高、支持在系统可编程技术的STC89C51单片机，显示方式上采用了成本低、功耗低，编程简单的4位8段数码管进行显示，温度采集则选用了基于单总线技术的DS18B20，其与单片机的接口电路简洁且抗干扰能力强。本设计的关键技术在于如何实现风扇的自动调速，调速方式有两种方案可以选择：一是采用变压器调速，二是采用三极管驱动PWM进行控制。方案一的缺点是变压器调速限制了风速级别，不能满足要求，且在变压过程中会有损耗发热，效率不高，发热有不安全因素。而方案二由于PWM所有信号无需进行数模转换，都是以数字形式存在的且对噪声抵抗能力强故设计中采用PWM进行转速控制。2系统硬件设计方案本系统由温度传感器DS18B20、STC89C51单片机、LED数码管、三极管驱动电路、直流电机及一些其他外围器件组成。使用具有价廉易购的STC89C51单片机编程控制，通过修改程序可方便实现系统升级。虽然在硬件的选择上实际选用的是STC89C51单片机，但由于Proteus中并没有这一款单片机，而AT89C51单片机在功能上和STC89C51是一样的，所以仿真时实际是使用AT89C51单片机做仿真的主控模块。在本设计中，采用了三极管驱动直流电机，软件设置了P1.0口输出不同的PWM波形，通过三极管的放大作用驱动直流电机转动，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P1.0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。在本系统中风扇电机的转速可实现两级调速。通过温度传感器检测的温度与系统预设温度值的比较，实现转速变换。具体硬件电路如图1所示。本系统设计能够实现单片机检测外界温度的变化的功能，然后通过外界温度以及设置的阀值去控制风扇直流电机的输入占空比的变化，因此产生了不同的转速；也可以通过调节键盘来设置温度，再通过比较外界温度与设置温度的温度差来控制电机转动，当外界温度低于设置温度下限时，电机停止转动；当外界温度高于设置温度下限时，单片机控制电机开始转动，本系统设计还能动态的显示出当前档位和当前温度，并能通过键盘来调节当前的设置温度值。3系统软件设计要实现根据当前温度实时的控制风扇的状态，需要在程序中不时的判断当前温度值是否超过设定的动作温度值范围。单片机在执行程序时，通过当前温度与设定温度的不断比较判断可以得到以下结果，当当前温度比设定温度的最大值大时，必须立刻先去执行超温处理子程序和欠温处理子程序，而控制风扇进行切换到关闭、弱风、大风这三个状态。显示驱动程序以查七段码取得各数码管应显数字，逐位扫描显示。4结论本系统的设计可推广至各种电动机控制的系统中，去实现电动机转速的调节。在现实生活中，本系统的实现能够用在小型的日常风扇的智能控制中；在工业生产中，本系统的实现也能够用于通过不同的输入信号来控制电机的转速，以实现生产自动化。例如，在电力系统中，负荷的不同能够产生不同的电压信号，根据该电压信号去调节不同发电机的转速，进而调节发电量，以实现电力系统自动化。综上所述，该系统的设计有一定的参考价值和市场前景。参考文献[1]LiWei-di,GuoQiang.ApplicationtechnologyofLCDdisplays.ChinaPublishingHouseofElectronicsIndustry,2010.基于STC89C51的温控风扇的设计楼俊君程启明甄兰兰（上海电力学院自动化工程学院，上海200000）摘要：本文设计了一款基于STC89C51单片机的温控风扇，以STC89C51单片机为控制核心，以DS18B20数字温度传感器为实时温度采集器件，通过单片机的处理可实现风扇自动根据预设的温度档数进行转速的二级调节。本设计能够给日常生活和生产带来便利，同时还能节约风扇运转时所消耗的能量。关键词：单片机；温控风扇；设计图1硬件设计图作者简介：楼俊君，上海电力学院自动化工程学院，讲师。20··基于STC89C51的温控风扇的设计作者：楼俊君，程启明，甄兰兰作者单位：上海电力学院自动化工程学院,上海,200000刊名：黑龙江科技信息英文刊名：HeilongjiangScienceandTechnologyInformation年，卷(期)：2015(26)引用本文格式：楼俊君.程启明.甄兰兰基于STC89C51的温控风扇的设计[期刊论文]-黑龙江科技信息2015(26)