单片机的智能温控风扇的设计5

1 题目 题目 STC89C52STC89C52 电风扇智能调速器的设计电风扇智能调速器的设计 2 摘摘 要要 从一百多年前开始 越来越多的发明开始融入人们的生活 风扇这一项发明 想必 没有人会不知道 在学名上风扇指的就是在热天借以生风取凉的用具电扇 是通过电 驱动产生气流的一种装置 内配置的扇子通电后来进行转动化成自然风来达到乘凉的 效果 这应该就是是大众对风扇的基本认知 作为在炎炎夏日里解暑必备的电器之 一 风扇应该是家家户户必备的电器 作为取代人力扇扇子的重要发明 风扇在这些 年来一直在技术上有革新 从 1830 年开始第一台风扇的问世 到现在历经的一百八十 多年 风扇从最初的的固定在天花板上用发条来驱动的机械风扇 到如今的落地扇 台式 壁扇 换气扇 转页扇等许多种 风扇的种类和功能变得越来越多 能满足更 多人对于风扇的需求 而本次设计呢 是一种温控风扇系统 该系统具有灵敏的温度感测和显示功能 系 统 STC89C52 单片机作为控制平台对风扇转速进行控制 可由用户设置高 低温度值 测得温度值在高低温度之间时打开风扇弱风档 当温度升高超过所设定的温度时自动 切换到大风档 当温度小于所设定的温度时自动关闭风扇 控制状态随外界温度而定 所设高低温值保存在温度传感器 DS18B20 内部 E2ROM 中 掉电后仍然能保存上次设定 值 性能稳定 控制准确 关键词 单片机 温度传感器 智能控制 3 ABSTRACT Since more than one hundred years ago begin to embody the life of people more and more inventions Fan this invention surely no one will don t know Fan on the s cientific name is born on a hot day to take the cold wind appliance electric fan is g enerated by electric currents a device configuration in fan electricity later turn into na tural wind to reach the effect of shade that is should is the basic cognition on popu lar fan As a good one of the necessary appliances in sorching summer fan should i s indispensable for every household electrical appliances As an important invention re place human fan fan over the years has been on the technology innovation The first fan since 1830 after more than one hundred and eighty years up to now fixed on th e ceiling fan from the initial mechanical fan driven by the wind to the today s floor fan desktop wall fan exhaust fan fan and so on many kinds of pages types and fu nction of the fan is becoming more and more can meet more people in And for the design is a kind of temperature control fan system this system has t he sensitive temperature sensor and display function system STC89C52 single chip mi crocomputer as the control platform to control the fan speed High and low temperatu re can be set by the user the measured temperature value between high and low tem perature when open the fan weak wind when the temperature exceeds the set tempera ture automatically switch to the wind when the temperature is less than the set tempe rature automatically shut down the fan control state varies with temperature Set high and low temperature values stored in internal temperature sensor DS18B20 E2ROM st ill can keep the power lost when the last value stable performance and control accura cy Key words Single chip microcomputer The temperature sensor Intelligent control 4 绪绪 论论 在科技飞速发展的今天 1830 年诞生的风扇走过了一百八十年的光景 各式各样 的风扇在商场里摆放 类型层出不穷 但随着空调的出现以及该行业的迅速发展 风 扇渐渐的被空调取而代之成为消费者的新宠 虽然风扇的在市场上的竞争力也许不如 空调具有统治般的优势 但电风扇也有自己的一些优势 一是风扇和空调的降温效果 不同 空调有强大的制冷功能 可以快速有效地降低环境温度 但电风扇的风更加温 和 更加适合老人儿童和体质较弱的人使用 而且吹空调太多容易养成空调病 一旦 从空调的环境处脱离 会因为温差发生某些不可预知的症状 然后就是电风扇的价 格了 电风扇的功率和价格都远远低于空调 能让更多基层的人群购买 而且电风扇 的安装和使用都非常简单 这也是一个优势所在 传统电风扇多采用机械方式进行控制 功能少 噪音大 各档的风速变化大 随着 科技的发展和人们生活水平的提高 家用电器产品趋向于自动化 智能化 环保化和 人性化 使得由微机控制的智能电风扇得以出现 生活中 我們经常會使用一些于溫度的设备的 比如 现在虽然不少城市家庭用上 了空调 但在占中国大部分人口的农村地区依旧使用电风扇作为降温防暑设备 春夏 夏秋 交替时节 白天温度依旧很高 电风扇应高转速 大风量 使人感到清凉 到了晚上 气温降低 当人入睡後 应该逐步减小转速 以免使人感冒 虽然电風扇 都有調节不同檔位的功能 但必须要人手动换档 睡着了就无能为力了 而普遍采用 的定時器关闭的做法 一方面是定時時間长短有限制 一般是一两个小时 另一方面 可能在一两个小时后气温依旧没有降低很多 而风扇就关闭了 使人在睡梦中热醒而 不得不起床重新打开风扇 增加定时器时间 非常麻烦 而且可能多次定时后最后一 次定时时间太长 在溫度降低以后風扇依旧繼續吹凤 使人感冒 第三方面是只有简 单的到了定时时间就关闭风扇电源的单一功能 不能满足气温变化对风扇风速大小的 不同要求 又比如在较大功率的电子产品散热方面 现在绝大多数都采用了风冷系统 利用风扇引起空气流动 带走热量 是电子产品不至发热熱燒坏 要使电子产品保持 較低的溫度 必须用大功率 高转速 大风量的风扇 而風扇的噪与其功率成正比 如果要低噪音 则要减小风扇转速 又会引起电子设备温度上升 不能两全其美 为 解决上述问题 我們设计了這套溫控自动系統 本系統采用高精度集成溫度傳感器 用单片机控制 能显示实時溫度 并根據使用者設定的温度自动在相应温度时作出小 风 大风 停机动作 精确度高 动作准确 5 1 1 系统概述系统概述 1 11 1 温控电风扇简介温控电风扇简介 在开篇我们需要来了解什么是温控电风扇 所谓的温控电风扇 从字面意思来理解 那就是通过温度来控制的电风扇 它是采用多档 由个人技术能力决定能做多少档 全自 动变频器 使得对电风扇各档风量的调节更加细化 使得电风扇的控制更加具有人性化 与此同时 它也具有全自动 控制简单 智能化 制作容易 使用温度传感器 专用控制 集成电路和单片机 实现当室温达到设定开启风扇的温度变化范围时 电风扇自动开启 并且可以根据室温变换频率 1 1 2 2 本设计任务和主要内容本设计任务和主要内容 本文以 STC89C52 单片机为核心 通过数字温度传感器对外界环境温度进行数据采 集 从而建立一个控制系统 使电风扇随温度的变化而自动调节档位 实现 温度高 风力大 温度低 风力弱 的性能 另外 通过红外发射和接收装置及按键实现各种 功能的启动与关闭 并且可对各种功能实现遥控 用户可以在一定范围内设置电风扇 的最低工作温度 当温度低于所设置温度时 电风扇将自动关闭 当高于此温度时电 风扇又将重新启动 本设计主要内容如下 1 风速一共分为两个档位 分别为高和低 当然这个可由用户通过键盘设定 2 每当温度低于下限值时 则电风扇风速关闭 3 每当温度在下限和上限之间时 则电风扇转速缓慢 4 每当温度高于上限值时 则电风扇风速全速运转 6 2 2 方案论证方案论证 2 12 1 温湿度传感器的选用温湿度传感器的选用 在本设计中 温度传感器的选择有以下两种方案 方案一 采用热敏电阻作为检测温度的核心元件 并通过运算放大器放大 由于热敏 电阻会随温度变化而变化 进而产生输出电压变化的微弱电压变化新号 再经数模转化 芯片 ADC0809 将微弱电压变化新号转化为数字信号输出单片机处理 方案二 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 对于方案一 采用热敏电阻作为温度检测元件 有价格便宜 元件易购的优点 但热 敏电阻对温度的细微变化不太敏感 在信号采集 放大以及转化的过程中还会产生失真 和误差 并且由于热敏电阻的 R T 关系的非线性 其自身电阻对温度的变化存在较大差 异 虽然可以通过一定电路来修正 但这不仅将使电路变得更加复杂 而且在人体所处 环境温度变化过程中难以检测到小的温度变化 故该方案不适合本系统 对于方案二 由于数字式集成温度传感器 DS18B20 的高度集成化 大大降低了外界 放大转化电路的误差因数 温度误差变得很小 并且由于其监测温度的原理与而热敏电 阻检测的原理有着本质的不同 使得其温度分辨力极高 温度值在器件内转化成数字量 直接输出 简化了系统程序设计 又由于该温度传感器采用先进的单总线系统 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 2 22 2 控制核心的选择控制核心的选择 在本设计中采用 AT89C52 单片机作为控制核心 通过软件编程的方案进行温度检 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 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 MCS 51 指令系统 单片价格夜不归 适合本设计系统 2 32 3 温度显示电路的选择温度显示电路的选择 方案一 应用动态扫描的方式 采用 LED 共阴极数码管显示温度 方案二 采用 LCD 液晶显示屏显示温度 对于方案一 该方案成本低 显示温度明确醒目 即使在黑暗空间也能看得清楚 功 耗很低 同时温度显示程序的编写也相对简单 因而这种显示方式得到了广泛应用 但 不足的地方为它采用动态扫描的显示方式 各处 LED 数码管为逐个点亮额 因此会产生 闪烁 但由于人眼的视觉效果暂留时间为 20MS 故当数码管扫描周期小于这个时间人 眼不会感觉到闪烁 因此只要扫描频率设置得当当即可采用该方案 对于方案二 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 这为 LED 数码管无法比拟的 但液晶显示模块的元件价格昂贵 显示驱动程序的 编写也较复杂 从简单使用的角度出发 本系统采用方案一 2 42 4 调节方式的选择调节方式的选择 方案一 采用数模转化芯片 DAC0832 来控制 有单片机根据当前环境温度值输出相 应数字量到 DAC0832 再由 DAC0832 产生相应模拟信号控制晶闸管的导通角 从而通 7 过无级调速电路实现风扇电机转速的自动调节 方案二 采用单片机软件编程实现 PWM 调速的方案 PWM 是什么不在过多描述 它为按一定的规律改变脉冲序列的脉冲宽度 以调节输出和波形的一种调节方式 在 PWM 驱动控制的调节系统中 最常用的为矩波形 PWM 信号 在控制时需要调节 PWM 波的占空比 占空比为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 输出 PWM 信号时 有以下三种方案 1 利用软件延时 当高电平延时时间到时 对 I O 口电平取反 使其变为低电平 然 后再延时一定时间 当低电平时间到时 再对 I O 口电平取反 如此循环即可得到 PWM 信号 在本设计应用此方案 2 利用定时器 控制方案与 1 相同只为在该方案中利用单片机的定时器来定时进行 高低电平的转变 而不为用软件延时 应用此方案时编程相对复杂 3 利用单片机自带的 PWM 控制器 在 STC12 系列单片机中自带有 PWM 控制器 但本系统所用到的 AT89 系列单片机无此性能 对于方案一 该方案能够实现对直流电风扇的无级调速 速率变化灵敏 但为 D A 转化芯片的价格较高 与其温控状态下无级调速性能相比性价比不高 对于方案二 相对于其他用硬件或者软硬件相结合的方案实现对电机进行调速而言 采用 PWM 用纯软件的方案实现调速过程 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性能 对于简单速率控制系统的实现提供了一种有效的途径 综合 考虑选用方案二 3 3 系统原理系统原理和硬件和硬件 3 13 1 系统总体设计系统总体设计 图 1 系统总体结构框图 3 23 2 控制装置原理控制装置原理 键盘输入 温度显示 单片机系统电机控制模块数字温度传感模块 8 传统电风扇供电采用的是 220V 交流电 电机转速分为几个档位 通过人工手动调 整电机转速达到改变风速的目的 亦即 每改变一次风力 必然有人参与操作 这样 就会带来诸多不便 本文介绍了一种基于 STC89C52 单片机的智能电风扇调速器的设计 该设计巧妙利 用红外线遥控技术 单片机控制技术 无级调速技术和温度传感技术 把智能控制技 术应用于家用电器的控制中 将电风扇的电机转速作为被控制量 由单片机分析采集 到的数字温度信号 再通过可控硅对风扇电机进行调速 从而达到无须人为控制便可 自动调整风速的效果 3 3 3 3 温度检测和显示电路温度检测和显示电路 可以选用 LM324A 运算放大器作为温度传感器 将其设计成比例控制调节器 输 出电压与热敏电阻的阻值成正比 但这种方案需要多次检测后方可使采样精确 过于 烦琐 所以我采用更为优秀的 DS18B20 数字温度传感器 它可以直接将模拟温度信号 转化为数字信号 降低了电路的复杂程度 提高了电路的运行质量 3 3 13 3 1 DS18B20 的温度处理方法的温度处理方法 DS1820 数字温度计以 9 位数字量的形式反映器件的温度值 DS1820 通过一个单线接口发送或接收信息 因此在中央微处理器和 DS1820 之间仅需 一条连接线 加上地线 用于读写和温度转换的电源可以从数据线本身获得 无需外部 电源 因为每个 DS1820 都有一个独特的片序列号 所以多只 DS1820 可以同时连在 一根单线总线上 这样就可以把温度传感器放在许多不同的地方 这一特性在 HVAC 环境控制 探测建筑物 仪器或机器的温度以及过程监测和控制等方面非常有用 特性 独特的单线接口仅需一个端口引脚进行通讯 简单的多点分布应用 无需外部器件 可通过数据线供电 零待机功耗 测温范围 55 125 以 0 5 递增 华氏器件 67 2570F 以 0 90F 递增 温度以 9 位数字量读出 温度数字量转换时间 200ms 典型值 用户可定义的非易失性温度报警设置 9 报警搜索命令识别并标志超过程序限定温度 温度报警条件 的器件 应用包括温度控制 工业系统 消费品 温度计或任何热感测系统 单线 1 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 1 wire 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 数字输出 二进制 数字输出 十六进制 125 0000 0111 1101 0000 07D0H 85 0000 0101 0101 0000 0550H 25 625 0000 0001 1001 0001 0191H 10 125 0000 0000 1010 0010 00A2H 0 5 0000 0000 0000 1000 0008H 0 0000 0000 0000 0000 0000H 0 5 1111 1111 1111 1000 FFF8H 10 125 1111 1111 0110 1110 FF5EH 25 625 1111 1111 0110 1111 FF6FH 55 1111 1100 1001 0000 FC90H 表 1 部分温度值与 DS18B20 输出的数字量对照表 3 3 23 3 2 温度传感器和显示电路组成温度传感器和显示电路组成 本模块用更为优秀的 DS18B20 作为温度传感器 STC89C52 单片机作为处理器 10 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 2 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 STC89C52 单片机 的 P2 4 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 DS18B20 温度计原理图 3 43 4 电机调速电路电机调速电路 电机调速是整个控制装置中的一个相当重要的方面 通过控制改变三极翻出的导 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 3 4 13 4 1 电机调速原理电机调速原理 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 2150m min 且线速度可由下列公式求得 V Dn 103 1 式 1 中 V 为扇叶最大圆周上的线速度 m min 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 n5 1555r min 取 n5 1250 r min 又因为 70 100 最高调速档的转速 最低调速档的转速 调速比 11 取 n1 875r min 则可得出五个档位的转速值 n1 875r min n2 980r min n3 1063r min n4 1150 r min n5 1250r min 又由于负载上电压的有效值 u0 u1 2 2 2sin 式 2 中 u1为输入交流电压的有效值 为控制角 解得 1 当 5 0 时 t 0ms 2 当 4 23 5 时 t 1 70ms 3 当 3 46 5 时 t 2 58ms 4 当 2 61 5 时 t 3 43ms 5 当 1 76 5 时 t 4 30ms 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 3 4 23 4 2 电机控制模块设计电机控制模块设计 本模块电路中采用的是过零双向可控硅型光耦 moc3041M 功能包括了过零检测 光电触发 光电隔离等 使输出输入通道同时控制双向可控硅出发这个缺陷得到了避 免 输出通道隔离 2 驱动电路这个结构被简化 图 3 为设计的可控硅触发电路原理图 电机负载为 RL 工作原理 用户的参数设置由单片机响应 高电平在 I O 口输出 送 出一个低电平使光电耦合器导通在反向器反向后 与此同时双向可控硅被触发 工作 电路就会导通工作 在给定时间内 负载得到的功率为 3 UI N n P 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 I 为可控硅在一个电源周期全导通时所对应的电流有效值 A 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 12 节电机转速的目的 图 3 电机控制原理图 3 53 5 DYP ME003DYP ME003 人体感模块人体感模块 基于红外线技术的自动控制产品 灵敏度高 可靠性强 超低电压工作模 式 广泛应用于各类自动感应电器设备 尤其是干电池供电的自动控制产品 此为实物图 13 电气参数DYP ME003 人体感应模块 工作电压范围DC 4 5 20V 静态电流 50uA 电平输出高 3 3 V 低 0V 触发方式 L 不可重复触发 H 重复触发 延时时间 5S 默认 可制作范围零点几秒 几十 分钟 封锁时间 2 5S 默认 可制作范围零点几秒 几十 秒 电路板外形尺寸32mm 24mm 感应角度 100 度锥角 感应距离 7 米以内 工作温度 15 70 度 感应透镜尺寸 直径 23mm 默认 功能特点 全自动感应 人进入其感应范围则输出高电平 人离开感应范围则自动延时关闭 高电平 输出低电平 光敏控制 可选择 出厂时未设 可设置光敏控制 白天或光线强时不感应 温度补偿 可选择 出厂时未设 在夏天当环境温度升高至 30 32 探测距离稍变短 温度补偿可作一定的性能补偿 两种触发方式 可跳线选择 a 不可重复触发方式 即感应输出高电平后 延时时间段一结束 输出将自动从高电平 变为低电平 b 可重复触发方式 即感应输出高电平后 在延时时间段内 如果有人体在其感应范围 活动 其输出将一直保持高电平 直到人离开后才延时将高电平变为低电平 感应模块 检测到人体的每一次活动后会自动顺延一个延时时间段 并且以最后一次活动的时间 为延时时间的起始点 具有感应封锁时间 默认设置 无封锁时间 感应模块在每一次感应输出后 高电平变成 低电平 可以紧跟着设置一个封锁时间段 在此时间段内感应器不接受任何感应信号 此功能可以实现 感应输出时间 和 封锁时间 两者的间隔工作 可应用于间隔探测产品 同时此功能可有效抑制负载切换过程中产生的各种干扰 此时间可设置在零点几秒 几十秒钟 工作电压范围宽 默认工作电压 DC4 5V 20V 微功耗 静态电流 50 微安 特别适合干电池供电的自动控制产品 输出高电平信号 可方便与各类电路实现对接 14 4 4 控制器软件设计控制器软件设计 C 语言是本系统的运行程序的编写语言 该程序采用了模块化设计 整体程序一共 分为主程序和显示 键盘扫描 红外线接收 电机控制等子程序几个部分 4 14 1 主程序主程序 初始化主程序后 各模块相关部分的缓冲区的标志就开始反复检测 缓冲区置位的 话 就说明需要处理相应的数据 然后相应的处理子模块被调用 如图 7 所示 15 图 7 主程序模块流程图 1 4 24 2 数字温度传感器模块和显示子模块数字温度传感器模块和显示子模块 1 系统初始化 温度变化 温度控制子模块 键盘输入 键盘处理子模块 开始 红外信号 红外接收处理模块 Y N Y N Y N 显示子模块 16 如图 8 所示 主机控制 ds18b20 数字温度传感器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 12MHz 根据 ds18b20 数字温度传感器进行初始化时序 读时序和写时序分别可编写 3 个子 程序 初始化子程序 写子程序 读子程序 图 8 数字温度传感器模块程序流程图 DS18B20 芯片功能命令表如下 命令 说明 协议 开始 DS18B20 初始化 启动 DS18B20 测温 内部判断 调用读子程序 显示子程序 结束 调用相应的控 制程序 调用相应的键 值处理程序 调用写子程序 异常 正常 17 READ ROM 读取激光 ROM64 位 33H MATCH ROM 匹配 ROM 55H SKIP ROM 跳过 ROM CCH SEARCH ROM 搜索 ROM F0H ALARM SEARCH 告警搜索 ECH WRITE SCRATCHPAD 把字节写入暂存器的地址 2 和 3 4EH READ SCRATCHPAD 读取暂存器和 CRC 字节 BEH COPY SCRATCHPAD 把暂存器内容拷贝到非易失性存储器中 48H CONVERT T 开始温度转换 44H RECALL E2 把非易失性存储器中的值召回暂存器 B8H READ POWER SUPPLY 读电源供电方式 0 为寄生电源 1 为外电源 B4H 表 2 DS18B20 功能命令表 4 34 3 电机调速与控制子模块电机调速与控制子模块 本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 INT0 信号反应工频电压过零时刻 完成控制门的开启 关闭 是在外中断 0 的中断服务程序中必须要做的 控制量 n 进行计数 判断 在此时利用中断服务对之 就是说对 n 进行减 1 计数的同时就中断一次 在 n 不等于 0 的时候要保持控制电平为 1 那么控制门继续打开 但如果 n 等于 0 的话 就要使控制电平复位到 0 控制门关闭 致使可控硅过零脉冲不能再通过 这样 按照控制量的要求才能按照控 制处理得到 可控硅的过零控制方可实现 按控制量控制才可达到效果 最终达到速 度可调这个目的 1 中断服务程序 执行中断服务程序时 首先保护现场 INT0 中断标志置位 禁止主 程序修改工作参数 然后开始减 1 计数 判断是否关断可控硅 最后 INT0 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 2 回路控制执行程序 主回路控制執行程序的任務是初始化數據存儲單元 确定电 机工作参数 nmin nmax 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 INT0 确定为高一级的中断源 18 图 9 电机控制模块中断响应流程图 致谢致谢 EX0 中断 温度大于等于下限值并且 小于上限值 控制可控硅 截止 中断返回 设置 T0 参数 启动定时 T0 中断 控制可控硅导 通 停止 T0 定时 中断返回 b 19 结结 束束 语语 本系统以 STC89C52 单片机为核心 单片机主要完成对外界环境温度信号的采集 处理 显示等功能 用 Altium Designer 6 软件绘制电路原理图和 PCB 电路印刷板图 由 Protues 软件进行访真测试 利用 MCS 51 C 语言编制 运行程序该系统的主要特点是 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 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 本系统温度控制采用 DS18B20 数字温度传感器作为感温元件 可控硅串接在电源 与负载电风扇 借改变定周期内可控硅的导通与截止时间之比来实现调速功能 其设 计完使用方便就 适应人们睡办公等不同场合的使用 基于 STC89C52 单片机所设计与研制的电风扇智能调速系统 造价低且具有稳定性 高 性能优越 节约电能等优点 在夜间无需定时 同样能给人们带来更多的方便 本设计在模拟检测中运行较好 但采样据不太稳定 功能上的缺憾是对于两个档之 间的临界温度处理不好 并且档位太少 还有待改进 20 参考文献参考文献 1 曹巧媛 单片机原理及应用 北京 电子工业出版社 2002 2 2 王伦 电风扇原理与维修技术 M 北京 新时代出版社 1999 3 张毅刚 新编 MCS 51 单片机应用设计 哈尔滨工业大学出版社 2006 10 4 梁廷贵 王裕琛 可控硅触发电路语音电路分册 M 北京 科学技术文献出版社 2003 21 附录一 数字温度传感器模块和显示子模块程序 include 调用单片机头文件 define uchar unsigned char 无符号字符型 宏定义变量范围 0 255 define uint unsigned int 无符号整型 宏定义 变量范围 0 65535 include eeprom52 h 数码管段选定义 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 uchar code smg du 0 x28 0 xee 0 x42 0 x52 0 xe5 0 xa8 0 x41 0 xe7 0 x20 0 xa0 0 x60 0 x25 0 x39 0 x26 0 x31 0 x71 0 xff 断码 数码管位选定义 uchar code smg we 0 xef 0 xdf 0 xbf 0 x7f uchar dis smg 8 0 x28 0 xee 0 x32 0 xa2 0 xe4 0 x92 0 x82 0 xf8 uchar smg i 3 显示数码管的个位数 sbit dq P2 4 18b20 IO 口的定义 bit flag lj en 按键连加使能 bit flag lj 3 en 按键连 3 次连加后使能 加的数就越大了 uchar key time key value 用做连加的中间变量 bit key 500ms sbit pwm P2 3 22 uchar f pwm l 越小越暗 uint temperature bit flag 300ms uchar menu 1 菜单设计的变量 uint t high 300 t low 100 温度上下限报警值 1ms 延时函数 void delay 1ms uint q uint i j for i 0 i q i for j 0 j smg i i 0 P1 0 xff 消隐 P3 smg we i 位选 P1 dis smg i 段选 把数据保存到单片机内部 eepom 中 void write eeprom SectorErase 0 x2000 byte write 0 x2000 t high 256 byte write 0 x2001 t high 256 byte write 0 x2002 t low 256 byte write 0 x2003 t low 256 byte write 0 x2055 a a 把数据从单片机内部 eepom 中读出来 void read eeprom t high byte read 0 x2001 t high 8 t high byte read 0 x2000 t low byte read 0 x2003 t low 8 24 t low byte read 0 x2002 a a byte read 0 x2055 开机初始化保存的数据 void init eeprom read eeprom 先读 if a a 22 新的单片机初始单片机内问 eeprom t high 320 t low 280 a a 22 write eeprom 保存数据 18b20 初始化函数 void init 18b20 bit q dq 1 把总线拿高 delay uint 1 15us dq 0 给复位脉冲 delay uint 80 750us dq 1 把总线拿高 等待 25 delay uint 10 110us q dq 读取 18b20 初始化信号 delay uint 20 200us dq 1 把总线拿高 释放总线 写 18b20 内的数据 void write 18b20 uchar dat uchar i for i 0 i 1 读取 18b20 内的数据 uchar read 18b20 uchar i value for i 0 i 1 读数据是低位开始 dq 1 释放总线 if dq 1 开始读写数据 value 0 x80 delay uint 5 60us读一个时间隙最少要保持 60us 的时间 return value 返回数据 读取温度的值 读出来的是