【正文】 ，實(shí)現(xiàn)了風(fēng)扇的智能控制。根據(jù)系統(tǒng)檢測(cè)到得環(huán)境溫度與系統(tǒng)預(yù)設(shè)溫度的比較，實(shí)現(xiàn)風(fēng)扇電機(jī)的自動(dòng)啟停以及轉(zhuǎn)速的自動(dòng)調(diào)節(jié)。并通過(guò)兩個(gè)按鍵改變預(yù)設(shè)溫度值，一個(gè)提高預(yù)設(shè)溫度，另一個(gè)降低預(yù)設(shè)溫度值。方案三：采用數(shù)字式集成溫度傳感器DS18B20作為感測(cè)溫度的核心元件，直接輸出數(shù)字溫度信號(hào)供單片機(jī)處理。但是依然存在電路復(fù)雜，對(duì)溫度敏感性達(dá)不到本系統(tǒng)要求的標(biāo)準(zhǔn)，故不采用該方案。溫度傳感器采用熱敏電阻或熱電偶等，溫度信號(hào)轉(zhuǎn)為電信號(hào)并放大，由集成運(yùn)放組成的比較電路判決控制風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，當(dāng)高于或低于某值時(shí)將風(fēng)扇切換到相應(yīng)檔位。對(duì)于方案二，以單片機(jī)作為控制器，通過(guò)軟件編程的方法進(jìn)行溫度檢測(cè)和判斷，并在其I/O口輸出控制信號(hào)。對(duì)于方案一，該方案成本很低，顯示溫度明確醒目，即使在黑暗空間也能清楚看見(jiàn)，功耗極低，同時(shí)溫度顯示程序的編寫(xiě)也相對(duì)簡(jiǎn)單，因而這種顯示方式得到了廣泛應(yīng)用。 調(diào)速方式的選擇方案一：采用數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片DAC0832來(lái)控制，由單片機(jī)根據(jù)當(dāng)前環(huán)境溫度值輸出相應(yīng)數(shù)字量到DAC0832中，再由DAC0832產(chǎn)生相應(yīng)模擬信號(hào)控制晶閘管的導(dǎo)通角，從而通過(guò)無(wú)級(jí)調(diào)速電路實(shí)現(xiàn)風(fēng)扇電機(jī)轉(zhuǎn)速的自動(dòng)調(diào)節(jié)。占空比是指高電平持續(xù)時(shí)間在一個(gè)周期時(shí)間內(nèi)的百分比。在本設(shè)計(jì)中應(yīng)用了此方法。(3) 利用單片機(jī)自帶的PWM控制器。且在變壓過(guò)程中會(huì)有損耗發(fā)熱，效率不高，發(fā)熱有不安全因素。輔助元件包括電阻電容、晶振、電源、按鍵、撥碼開(kāi)關(guān)等。被測(cè)溫度用符號(hào)擴(kuò)展的16 位數(shù)字量方式串行輸出。DS18B20 內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2所示，主要由4 部分組成：64 位ROM、溫度傳感器、非揮發(fā)的溫度報(bào)警觸發(fā)器TH 和TL、配置寄存器。ULN2803在使用時(shí)接口簡(jiǎn)單，操作方便，可為電機(jī)提供較大的驅(qū)動(dòng)電流，它實(shí)際上是一個(gè)集成芯片，單塊芯片可同時(shí)驅(qū)動(dòng)8個(gè)電機(jī)。本系統(tǒng)選用的電機(jī)為12V直流無(wú)刷電機(jī)，可用ULN2803來(lái)驅(qū)動(dòng)。AT89C52單片機(jī)管腳如圖4所示。當(dāng)P1 口的管腳第一次寫(xiě)1 時(shí)，被定義為高阻輸入。P1 口管腳寫(xiě)入1 后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1 口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P3 口：P3 口管腳是8 個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O 口，可接收輸出4 個(gè)TTL 門(mén)電流。：RXD（串行輸入口）；：TXD（串行輸出口）；：/INT0（外部中斷0）；：/INT1（外部中斷1）；：T0（記時(shí)器0 外部輸入）；：T1（記時(shí)器1外部輸入）；：/WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通）；：/RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通）。ALE/PROG：當(dāng)訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過(guò)一個(gè)ALE 脈沖。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE 禁止，置位無(wú)效。/EA/VPP：當(dāng)/EA 保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。XTAL2：來(lái)自反向振蕩器的輸出。共陰極結(jié)構(gòu)把8個(gè)發(fā)光二極管陰極連在一起，共陽(yáng)極結(jié)構(gòu)把8個(gè)發(fā)光二極管陽(yáng)極連在一起。字形與段選碼的關(guān)系見(jiàn)表1所示。其中電容CC2為20pF，C3為10uF，電阻RR3為10k。5位數(shù)碼管的位選W1~~，~，則選中與該位相連的數(shù)碼管。此時(shí)溫度寄存器中的值即為被測(cè)溫度值，這個(gè)值以16位二進(jìn)制形式存放在存儲(chǔ)器中，通過(guò)主機(jī)發(fā)送存儲(chǔ)器讀命令可讀出此溫度值，讀取時(shí)低位在前，高位在后，依次進(jìn)行。其與單片機(jī)的連接如圖9所示。電路如圖10所示，風(fēng)扇電機(jī)的一端接12V電源，另一端接ULN2803的OUT7引腳，由此控制風(fēng)扇直流電機(jī)的速度與啟停。DS18B20初始化函數(shù)完成對(duì)DS18B20的初始化；DS18B20溫度轉(zhuǎn)換函數(shù)完成對(duì)環(huán)境溫度的實(shí)時(shí)采集；溫度讀取函數(shù)完成主機(jī)對(duì)溫度傳感器數(shù)據(jù)的讀取及數(shù)據(jù)換算，鍵盤(pán)掃描函數(shù)則根據(jù)需要完成初值的加減設(shè)定；溫度處理函數(shù)對(duì)采集到的溫度進(jìn)行分析出理，為電機(jī)轉(zhuǎn)速的變化提供條件；風(fēng)扇電機(jī)控制函數(shù)則根據(jù)溫度的數(shù)值完成對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速及啟停的控制。在使用時(shí)要先建立一個(gè)工程，然后添加文件并編寫(xiě)程序，編寫(xiě)好后再編輯調(diào)試。它還能配合系統(tǒng)配置的虛擬儀器來(lái)顯示和輸出，如示波器、邏輯分析儀等[10] [J] .儀表技術(shù)，2009,8:74—75，效果很好。圖13 Proteus使用界面 本設(shè)計(jì)基于Proteus的仿真 首先啟動(dòng)Proteus軟件并建立一工程，然后根據(jù)原理圖調(diào)出相應(yīng)的原件，再根據(jù)要求改變各原件的屬性并把各個(gè)原件按原理圖連接起來(lái)。點(diǎn)擊開(kāi)始按鈕，系統(tǒng)開(kāi)始仿真，待一段時(shí)間穩(wěn)定后，觀察到此時(shí)風(fēng)扇直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速為+，如圖14所示。點(diǎn)擊開(kāi)始按鈕，系統(tǒng)開(kāi)始仿真，待一段時(shí)間穩(wěn)定后，觀察到此時(shí)直流風(fēng)扇電機(jī)的轉(zhuǎn)速為+ r/s，如圖16所示。當(dāng)然，在此沒(méi)有實(shí)現(xiàn)風(fēng)扇直流電機(jī)的無(wú)級(jí)調(diào)速，本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的是電機(jī)在隨環(huán)境溫度變化的四個(gè)等級(jí)的速度變化，環(huán)境溫度在一定小范圍內(nèi)變化風(fēng)扇電機(jī)轉(zhuǎn)速是不變的，只有超過(guò)了設(shè)定的某一界限時(shí)轉(zhuǎn)速才會(huì)變化。因此必須在按鍵掃描程序中加入消抖部分，即在按鍵按下與松手時(shí)加入延時(shí)判斷，以檢測(cè)鍵盤(pán)是否真的按下或已完全松手。 傳感器DS18B20溫度采集部分調(diào)試 由于數(shù)字式集成溫度傳感器DS18B20的高度集成化，為軟件的設(shè)計(jì)和調(diào)試帶來(lái)了極大的簡(jiǎn)便，小體積、低功耗、高精度為控制電機(jī)的精度和穩(wěn)定提供了可能。這樣為程序的編寫(xiě)帶來(lái)了方便。在本系統(tǒng)中風(fēng)扇電機(jī)的轉(zhuǎn)速可實(shí)現(xiàn)四級(jí)調(diào)速。調(diào)試過(guò)程中出現(xiàn)了當(dāng)按鍵時(shí)間過(guò)長(zhǎng)時(shí)，設(shè)置的溫度值不是增一或者減一，而是增加后減少幾個(gè)值，出現(xiàn)這種情況的主要元嬰可能是按鍵的去抖動(dòng)延時(shí)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)造成，改進(jìn)方法為將對(duì)應(yīng)的按鍵去抖動(dòng)延時(shí)時(shí)間適量增加，但也不應(yīng)過(guò)長(zhǎng)，否則將出現(xiàn)按鍵無(wú)效的情形。系統(tǒng)調(diào)試中為驗(yàn)證DS18B20是否能在系統(tǒng)板上工作，將手心靠攏或者捏住芯片，即可發(fā)現(xiàn)LED顯示的前兩位溫度也迅速升高，驗(yàn)證了DS18B20能在系統(tǒng)板上工作。系統(tǒng)采用的直流電機(jī)為12V的額定電壓，而該驅(qū)動(dòng)電路在采用單片機(jī)電源時(shí)的輸出電壓最高不過(guò)5V，因此在調(diào)試過(guò)程中只采用了原有的5V直流電機(jī)來(lái)調(diào)試，且得到了可觀的控制效果。 系統(tǒng)功能分析 系統(tǒng)總體上由五部分來(lái)組成，既按鍵與復(fù)位電路、數(shù)碼管顯示電路、溫度檢測(cè)電路、電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)可推廣到各種電動(dòng)機(jī)的控制系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)。 Sons. 1994．301—307.[20] Intel: Benjamin Jun，Paul Kocher．The lntel Random Number Generator[J]．White Paper Prepared for lntel Corporation，April 22，l999：4—5．附錄1：電路總圖附圖1 電路總圖附錄2：程序代碼include define uchar unsigned chardefine uint unsigned intsbit DQ=P1^7。sbit SPK=P3^0。uchar code dispcode[]={ //段碼0x3f,0x06,0x5b,0x4f, 0x66,0x6d,0x7d,0x07, 0x7f,0x6f,0x77,0x7c, 0x39,0x5e,0x79,0x71}。 void Delay(uint num)// 延時(shí)函數(shù){ while( num )。 dispbuf[3]=a3。 P2=dispbitcode[5]。 P2=dispbitcode[4]。 P2=dispbitcode[2]。 P2=dispbitcode[1]。 P2=dispbitcode[0]。i125。 Delay(4)。 }bit tmrbit(void) { uint i。 // i++。 dat=DQ。 dat=0。 dat=(j7)|(dat1)。 bit testb。0x01。 i++。 Delay(4)。 // 再拉高 } }}void tmstart(void) //ds1820開(kāi)始轉(zhuǎn)換{ dmsec(1)。 tmwbyte(0xcc)。 tmpre()。 // 轉(zhuǎn)換 a=tmrbyte()。 y3=y3|a。}void keyscan(void){ if(key1==0) { dmsec(5)。 } else if(key2==0) { dmsec(5)。 }}void deal(uint tmp) //溫度處理{ if(tmp=sheding) { gaonum=0。(tmp=(sheding+5))) { gaonum=1。(tmp=(sheding+10))) { gaonum=2。(tmp=(sheding+15))) { gaonum=3。 }} void SHANSUO(unsigned int i){ unsigned int j。}void dianjik() //電機(jī)控制{ uchar q,i。 digitalshow(shi,ge,xiaoshu,sheding/10,sheding%10)。 } } for(q=0。 for(i=255。 while(1){ SPK=~SPK。 dmsec(450)。 // 讀取溫度 shi=last/100。 dmse