【正文】 言 ?????????????????????? ? ?????? 3 智能電風(fēng)扇控制系統(tǒng)概述 ???????????????????? 3 本設(shè)計(jì)任務(wù)和主要 內(nèi)容 ????????????????????? 3 第 2 節(jié) 系統(tǒng)主要 硬件電路設(shè)計(jì) ??? ? ??????????????? ?? 5 總體硬件設(shè)計(jì) ????????????????????????? 5 數(shù)字溫度傳感器模塊設(shè)計(jì) ???????????????? ???? 5 溫度傳感器模塊的組成 ??????????????????? 5 DS18B20 的溫度處理方法 ?????????????????? 6 電機(jī)調(diào)速與控制模塊設(shè)計(jì) ???????????????????? 7 電機(jī)調(diào)速原理???????????????????????? 7 電機(jī)控制模塊硬件設(shè)計(jì)???????????????????? 8 溫度顯示與控制模塊設(shè)計(jì) ???????????????????? 9 第 3 節(jié) 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) ?????? ? ??????????? ??????? 10 數(shù)字溫度傳感器模塊程序設(shè)計(jì) ?????????????????? 10 電機(jī)調(diào)速與控制模塊程序流程 ?????????????????? 15 程序設(shè)計(jì)原理 ??????????????????????? 15 主要程序????????????????????????? 16 第 4節(jié) 結(jié)束語 ???????????????????????????? 19 參考文獻(xiàn) ?????????????????????? ????????? 20 山西綜合職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 28 基于單片機(jī)的智能電風(fēng)扇控制系統(tǒng) 第 1節(jié) 引 言 電風(fēng)扇曾一度被認(rèn)為是空調(diào)產(chǎn)品沖擊下的淘汰品，其實(shí)并非如此，市場人士稱，家用電風(fēng)扇并沒有隨著空調(diào)的普及而淡出市場，近兩年反而出現(xiàn)了市場銷售復(fù)蘇的態(tài)勢。 智能電風(fēng)扇控制系統(tǒng) 概述 傳統(tǒng)電風(fēng)扇是 220V 交流電供電，電機(jī)轉(zhuǎn)速分為幾個(gè)檔位，通過人為調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到改變風(fēng)力大 小的目的，亦即，每次風(fēng)力改變，必然有人參與操作，這樣勢必帶來諸多不便。另外，通過鍵盤控制面板，用戶可以在一定范圍內(nèi)設(shè)置電風(fēng)扇的最低工 作溫度，當(dāng)溫度低于所設(shè)置溫度時(shí)，電風(fēng)扇將自動(dòng)關(guān)閉，當(dāng)高于此溫度時(shí)電風(fēng)扇又將重新啟動(dòng)。 ④ 用戶可設(shè)定電風(fēng)扇最低工作溫度，當(dāng)?shù)陀谠摐囟葧r(shí)，電風(fēng)扇自動(dòng)停轉(zhuǎn)。是比較合適的方案 數(shù)字溫度傳感器模塊設(shè)計(jì) 溫度傳感器可以選用 LM324A的運(yùn)算放大器，將其設(shè)計(jì)成比例控制調(diào)節(jié)器，輸出電壓與熱敏電阻的阻值成正比，但這種方案需要 多次檢測后方可使采樣精確，過于煩瑣。電路圖 如圖 22所示。通過控制雙向可控硅的導(dǎo)通角，使輸出端電壓發(fā)生改變，從而使施加在電風(fēng)扇的輸入電壓發(fā)生改變，以調(diào)節(jié)風(fēng)扇的轉(zhuǎn)溫度值 /℃ 數(shù)字輸出（二進(jìn)制） 數(shù)字輸出（十六進(jìn)制） +85℃ 0000 0101 0101 0000 0550H +℃ 0000 0001 1001 0001 0191H +℃ 0000 0000 1010 0010 00A2H +℃ 0000 0000 0000 1000 0008H 0℃ 0000 0000 0000 0000 0000H ℃ 1111 1111 1111 1000 FFF8H ℃ 1111 1111 0110 1110 FF5EH ℃ 1111 1111 0110 1111 FF6FH 55℃ 1111 1100 1001 0000 FC90H 山西綜合職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 33 速，實(shí)現(xiàn)各檔位風(fēng)速的無級調(diào)速。且線速度可由下列公式求得 310V Dn??? 式中， V為扇葉最大圓周上的線速度 (m/min),D 為扇中的最大頂端掃出圓的直徑(mm)； n為電風(fēng)扇的最高轉(zhuǎn)速 (r/min)。 t= 3? =176。 電機(jī)控制模塊硬件設(shè)計(jì) 電路中采用了過零雙向可控硅型光耦 MOC3041 ,集光電隔離、過零檢 測、過零觸發(fā)等功能于一身 ,避免了輸入輸出通道同時(shí)控制雙向可控硅觸發(fā)的缺陷 , 簡化了輸出通道隔離 2驅(qū)動(dòng)電路的結(jié)構(gòu)。 n 為給定時(shí)間內(nèi)可控硅導(dǎo)通的正弦波個(gè)數(shù) 。由式 (1) 可 知 ,當(dāng) U , I , N 為定值時(shí) , 只要改變 n 值的大小即可控制功率的輸出 ,從而達(dá)到調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。 U 為可控硅在一個(gè)電源周期全導(dǎo)通時(shí)所對應(yīng)的電壓有效值 ,V。 其中 RL即為電機(jī)負(fù)載， 其工作原理是 :單片機(jī)響應(yīng)用戶的參數(shù)設(shè)置 , 在 I/ O 口輸出一個(gè)高電平 , 經(jīng)反向器反向后 , 送出一個(gè)低電平 ,使光電耦合器導(dǎo)通 , 同時(shí)觸發(fā)雙向可控硅 , 使工作電路導(dǎo)通工作。 t= 01 s in 2()2uu ? ? ??????100 70??最 低 轉(zhuǎn) 速調(diào) 速 比 ＝ ％ ％最 高 轉(zhuǎn) 速山西綜合職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 34 1? =176。解得： 5? =0176。 電風(fēng)扇的 風(fēng)速設(shè)為從高到低 1檔，各檔風(fēng)速都有一個(gè)限定值。 圖 22 DS18B20溫度計(jì)原理圖 X T A L 218X T A L 119A L E30EA31P S E N29RS T9P 0 .0 /A D 039P 0 .1 /A D 138P 0 .2 /A D 237P 0 .3 /A D 336P 0 .4 /A D 435P 0 .5 /A D 534P 0 .6 /A D 633P 0 .7 /A D 732P 1 .01P 1 .12P 1 .23P 1 .34P 1 .45P 1 .56P 1 .67P 1 .78P 3 .0 /R X D10P 3 .1 /T X D11P 3 .2 /I NT 012P 3 .3 /I NT 113P 3 .4 /T 014P 3 .7 /R D17P 3 .6 /W R16P 3 .5 /T 115P 2 .7 /A 1 528P 2 .0 /A 821P 2 .1 /A 922P 2 .2 /A 1 023P 2 .3 /A 1 124P 2 .4 /A 1 225P 2 .5 /A 1 326P 2 .6 /A 1 427U1A T 8 9 C5 1R14 k 7R24 k 7R34 k 7R44 k 7R54 k 7R64 k 7R74 k 7R84 k 7X1CR Y S T A LC12 2 pC22 2 pQ12 N29 0 7Q22 N29 0 7 DQ2V C C3G ND1U2DS 1 8 B 2 0山西綜合職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 32 DS18B20 的溫度處理方法 DS18B20 直接將測量溫度值轉(zhuǎn)化為數(shù)字量提交給單片機(jī)，工作時(shí)必須嚴(yán)格遵守單總線器件的工作時(shí)序。 溫度傳感器模塊組成 本模塊以 DS18B20 作為溫度傳感器， AT89C51 作為處理器，配以溫度顯示作為溫度控制輸出單元。作為整個(gè)控制系統(tǒng)的核心， AT89C51內(nèi)部已包含了定時(shí)器、程序存儲器、數(shù)據(jù)存儲器等硬件，其硬件能符合整個(gè)控制系統(tǒng)的要求，不需要外接其他存儲器芯片和定時(shí)器件，方便地構(gòu)成一個(gè)最小系統(tǒng)。 ② 當(dāng)溫度每降低 2℃則電風(fēng)扇風(fēng)速自動(dòng)下降一個(gè)檔位。從而達(dá)到無須人為控制便可自動(dòng)調(diào)整風(fēng)力大小的效果。 盡管電風(fēng)扇有其市場優(yōu)勢，但傳統(tǒng)電風(fēng)扇還是有許多地方應(yīng)當(dāng)進(jìn)行 改良的，最突出的缺點(diǎn)是它不能根據(jù)溫度的變化適時(shí)調(diào)節(jié)風(fēng)力大小，對于夜間溫差大的地區(qū)，人們在夏夜使用電風(fēng)扇時(shí)可能遇到這樣的問題：當(dāng)凌晨降溫的時(shí)候電風(fēng)扇依然在工作，可是人們因?yàn)槭焖鵁o法察覺，既浪費(fèi)電資源又容易引起感冒，傳統(tǒng)的機(jī)械定時(shí)器雖然能夠控制電風(fēng)扇在工作一定后關(guān)閉，但定時(shí)范圍有限，且無法對溫度變化靈活處理。 //更新當(dāng)前溫度 deep_pare()。 //正常顯示界面 Delay(50000)。 P0=0。 TL0=0x00。 }。 //顯示溫度報(bào)警值 } else { lcd_pos(addr)。 } else { lcd_pos(0x4e)。 lcd_wdat(0x20)。 if(pare_th) { spk(0x46)。 } /*********************************************************/ // 深 度比較函數(shù) /*********************************************************/ void deep_pare() { if(deep_p = deep_alarm[0]) //比較 TH 值 { pare_th=1。 山西綜合職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 23 lcd_wdat(0x01)。 if(timecount9) { timecount=0。 //十位數(shù)顯示 lcd_wdat(display1[0])。 display1[0]=display1[0]%10+0x30。 //顯示 deepl值 Disp_Temperature()。 lcd_wdat(cdis3[m])。 //顯示字符 lcd_pos(0x40)。 //設(shè)置顯示位置為第一行的第 1個(gè) for(m=0。 //關(guān)閉蜂鳴器 Delay(25000)。y++) { Delay(70)。)。)。 //百位數(shù)顯示 lcd_wdat(display[2])。 }。 display[2]=display[1]/10+0x30。0xf0)4)|((deep_data[1]amp。 //開中斷 } /*********************************************************** /* 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換與深 度顯示 /***********************************************************/ Disp_Temperature() { display[4]=deep_data[0]amp。 P0=0xff。 //讀取 P1口之前先給其寫全 1 P0=0。a0。 //關(guān)閉有 AD片選信號鎖存器的鎖 //存端以防止在操作數(shù)碼管時(shí)使 AD的片選發(fā)生變化 for(a=20。 //AD寫入（隨便寫個(gè)什么都行， LCD_RW=1。 TR0=0。 //清除 LCD 的顯示內(nèi)容 delay1(5)。 //顯示開，關(guān)光標(biāo) delay1(5)。 山西綜合職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)