【正文】 央處理器和 8k 字節(jié)的可反復(fù)擦寫的只讀程序存儲(chǔ)器 ROM以及 256 字節(jié)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 RAM，在許多許多較復(fù)雜的控制系統(tǒng)中 AT89C2 單片機(jī)得到了廣泛的應(yīng)用。 同時(shí)增加了 WatchDog Timer， 6 組外部中斷源， 2 組 UART， 2 組 Data pointer 及 Wait state control pin。 LG 公司生產(chǎn)的 GMS90系列單片機(jī)，與 Intel MCS51 系列， Atmel 89C51/52， 89C2051 等單片機(jī)兼容， CMOS技術(shù)，高達(dá) 40MHZ 的時(shí)鐘頻率，應(yīng)用于 : 多功能電話，智能傳感器，電度表，工業(yè)控制，防盜報(bào)警裝置，各種計(jì)費(fèi)器，各種 IC 卡裝置， DVD， VCD， CDROM。東芝的 32 位單片機(jī)采用 MIPS 3000A RISC 的 CPU 結(jié)構(gòu)，面向 VCD，數(shù)字相機(jī)，圖像處理 等市場(chǎng)。目前 EPSON 已推出四位單片機(jī) SMC62 系列， SMC63 系列， SMC60 系列和八位單片機(jī) SMC88 系列。 （ 6） EPSON 單片機(jī) ： EPSON 單片機(jī)以低電壓，低功耗 和內(nèi)置 LCD 驅(qū)動(dòng)器特點(diǎn)著名于世，尤其是 LCD 驅(qū)動(dòng)部分做得很好。采用 EEPROM/FLASH 程序存儲(chǔ)器，可以實(shí)現(xiàn)在線系統(tǒng)編程。 （ 5） Scenix 單片機(jī) ： Scenix 公司推出的 8 位 RISC 結(jié)構(gòu) SX 系列單片機(jī)與 Intel 的Pentium II等一起被 Electronic Industry Yearbook 1998評(píng)選為 1998年世界十大處理器。在辦公自動(dòng)化設(shè)備，消費(fèi)電子產(chǎn)品，電訊通信，智能儀器儀表，汽車電子，金融電子，工業(yè)控制不同領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用， PIC 系列單片機(jī)在世界單片機(jī)市 場(chǎng)份額排名中逐年提高，發(fā)展非常迅速。 （ 3） MicroChip 單片機(jī) ： MicroChip 單片機(jī)的主要產(chǎn)品是 PIC 16C 系列和 17C 系列 8 位單片機(jī) ， CPU 采用 RISC 結(jié)構(gòu)，分別僅有 33， 35， 58 條指令，采用 Harvard雙總線結(jié)構(gòu)，運(yùn)行速度快，低工作電壓，低功耗，較大的輸入輸出直接驅(qū)動(dòng)能力，價(jià)格低，一次性編程，小體積。從 M6800 開始，開發(fā)了廣泛的品種， 4 位， 8 位 ， 16 位， 32 位的單片機(jī)都能生產(chǎn)，其中典型的代表有 :8位機(jī) M6805， M68HC05 系列 ， 8 位增強(qiáng)型 M68HC11， M68HC12 ， 16 位機(jī) M68HC16， 32 位機(jī) M683XX。 AVR 的單片機(jī)廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)外部設(shè)備，工業(yè)實(shí)時(shí)控制，儀器儀表，通訊設(shè)備，家用電器，宇航設(shè)備等各個(gè)領(lǐng)域。 AVR 單片機(jī)采用增強(qiáng)的 RISC 結(jié)構(gòu)，使其具有高速處理能力，在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)可執(zhí)行復(fù)雜的指令，每 MHz 可實(shí)現(xiàn) 1MIPS 的處理能力。 圖 33 DS18B20 與單片機(jī) 接口電路 單片機(jī) 單片機(jī)的種類及選擇 當(dāng)今世界上的單片機(jī)種類繁多，廠商琳瑯滿目，產(chǎn)品性能各異。 一旦主機(jī)檢測(cè)到 DS18B20 的存在，它便可以發(fā)送一個(gè)器件 ROM 操作命令。為了讀出從讀時(shí)間片開始算起 15 微秒的狀態(tài)，主機(jī)必須停止把引腳驅(qū)動(dòng)拉至低電平。當(dāng)主機(jī)把數(shù)據(jù)線從邏輯高電平拉至邏輯低電平時(shí)產(chǎn)生讀時(shí)間片。所有時(shí)間片必須有 60 微秒的持續(xù)期，在各寫周期之間必須有最短為 1 微秒的恢復(fù)時(shí)間。 寫時(shí)間片：當(dāng)主機(jī)把數(shù)據(jù)線從邏輯高電平拉至邏輯低電平時(shí)，產(chǎn)生寫時(shí)間片。 DS18B20通過(guò)使用時(shí)間片來(lái)讀出和寫入數(shù)據(jù)，時(shí)間片用于處理數(shù)據(jù)位和進(jìn)行何種指定操作的命令。在檢測(cè)到I/O 引腳上的上升沿之后， DS18B20 等待 1560μs, 并且接著發(fā)送脈沖（ 60240μs 的 64 位ROM和 單線接口 存儲(chǔ)器和控制器 高速 緩存 寄存器 8 位 CRC 生成器 溫度靈敏元件 低溫觸發(fā)器 TL 高溫觸發(fā)器 HL 配置寄存器 電源檢測(cè) 智能溫控風(fēng)扇的設(shè)計(jì) 11 低電平信號(hào)）。接著主機(jī)便釋放此線并進(jìn)入接收方式（ Rx）。要使傳感器工作，一切處理均從序列開始。因此它和主機(jī)（單片機(jī)）通信是需要串行通信，而 AT89S51 有兩個(gè)串行端口，所以可以不用軟件來(lái)模擬實(shí)現(xiàn)。其管腳排列如圖 32 所示， DQ 為數(shù)字信號(hào)端， GND 為電源地 ， VDD 為電源輸入端。 本次 設(shè)計(jì)我們采用 DS18B20， DS18B20 是 DALLAS 公司生產(chǎn)的一線式數(shù)字溫度傳感器 它具有以下特點(diǎn)： （ 1） 獨(dú)立的單線接口，只需一個(gè)接口引腳即可通信； （ 2） 多點(diǎn)能力使分布使分布式溫度檢測(cè)應(yīng)用得以簡(jiǎn)化； （ 3） 不需外部元件； （ 4） 可用數(shù)據(jù)線供電，不需要備用電源； （ 5） 測(cè)量范圍從 55 攝氏度到 +125 攝氏度，增值量為 攝氏度； （ 6） 以 9 位數(shù)字值方式讀出溫度； （ 7） 在 1 秒（典型值）內(nèi)把溫度變?yōu)閿?shù)字； （ 8） 用戶可定義的，非易失行的溫度警告設(shè)置； （ 9） 告警收索命令識(shí)別和尋址溫度在編訂的極限范圍之 外的器件； （ 10） 應(yīng)用范圍包括恒溫控制，工業(yè)系統(tǒng)，消費(fèi)類產(chǎn)品，溫度計(jì)和各種熱敏系統(tǒng)。輔助元件包括電阻、電容、晶振、電源、按鍵、開關(guān)等。 對(duì)于方案二，雖然在溫控狀態(tài)下只能實(shí)現(xiàn)弱 /大風(fēng)兩級(jí)調(diào)速，但采用繼電器價(jià)格便宜，控制可靠，且出于在溫控狀態(tài)時(shí)無(wú)級(jí)調(diào)速并不是特別需要的功能，綜合考慮采用方案二。 方案二：采用繼電器，繼電器的接有控制晶閘管導(dǎo)通角的電阻的接入電路與否由單片機(jī)控制，根據(jù)當(dāng)前溫度值在相應(yīng)管腳送出高 /低電平，決定某個(gè)繼電器的導(dǎo)通角控制電阻是否接入電路。綜合考慮選用方案二。 對(duì)于方案一，該方案能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)直流風(fēng)扇電機(jī)的無(wú)級(jí)調(diào)速，速度變化靈敏，但是D/A 轉(zhuǎn)換芯片的價(jià)格較高，與其溫控狀態(tài)下無(wú)級(jí)調(diào)速功能相比性價(jià)比不高。 智能溫控風(fēng)扇的設(shè)計(jì) 8 (3) 利用單片機(jī)自帶的 PWM 控制器。控制方法與 (1)相同，只是在該方法中利用單片機(jī)的定時(shí)器來(lái)定時(shí)進(jìn)行高低電平的轉(zhuǎn)變，而不是用軟件延時(shí)。在本設(shè)計(jì)中應(yīng)用了此方法。用單片機(jī) I/O 口輸出 PWM 信號(hào)時(shí)，有如下三種方法： (1) 利用軟件延時(shí)。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。 方案二：采用單片機(jī)軟件編程實(shí)現(xiàn) PWM（脈沖寬度調(diào)制）調(diào)速的方法。但是液晶顯示模塊價(jià)格昂貴，驅(qū)動(dòng)程序復(fù)雜，從簡(jiǎn)單實(shí)用的原則考慮，本系統(tǒng)采用方案一。不足的地方是掃描顯示方式是使四個(gè) LED 逐個(gè)點(diǎn)亮，因此會(huì)有閃爍，但是人眼的視覺(jué)暫留時(shí)間為 20MS，當(dāng)數(shù)碼管掃描周期小于這個(gè)時(shí)間時(shí)人眼將感覺(jué)不到閃爍，因此可以通過(guò)增大掃描頻率來(lái)消除閃爍感。 顯示電路的選擇 方案一：采用四位共陽(yáng)數(shù)碼管顯示溫度，動(dòng)態(tài)掃描顯示方式。并且通過(guò)程序判斷溫度具有極高的精準(zhǔn)度，能精確把握環(huán)境溫度的智能溫控風(fēng)扇的設(shè)計(jì) 7 微小變化。 對(duì)于方案一，采用電壓比較電路具有電路簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn)，以及無(wú)需編寫軟件程序的 特點(diǎn)，但控制方式過(guò)于單一，不能自由設(shè)置上下限動(dòng)作溫度，無(wú)法滿足不同用戶以及不同環(huán)境下的多種動(dòng)作溫度要求，故不在本系統(tǒng)中采用。 方案二：采用單片機(jī)作為控制核心。 方案一：采用電壓比較電路作為控制部件。 控制核心的選擇 在本設(shè)計(jì)中采用 AT89C52 單片機(jī)作為控制核心，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 二，由于數(shù)字式集成溫度傳感器 DS18B20 的高度集成化，大大降低了外接放大轉(zhuǎn)化等電路的誤差因數(shù)，溫度誤差變得很小，并且由于其檢測(cè)溫度的原理與熱敏電阻檢測(cè)的原理有著本質(zhì)的不同，使得其溫度分辨力極高。 對(duì)于方案一，采用熱敏電阻作為溫度檢測(cè)元件，有價(jià)格便宜，元件易購(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，但熱敏電阻對(duì)溫度的細(xì)微變化不太敏感，在信號(hào)采集、放大以及轉(zhuǎn)換的過(guò)程中還會(huì)產(chǎn)生失真和誤差，并且由于熱敏電阻的 RT 關(guān)系的非線性，其自身電阻對(duì)溫度的變化存在較大誤差，雖然可以通過(guò)一定電路來(lái)修正，但這不僅將使電路變得更加復(fù)雜，而且在人體所處環(huán)境溫度變化過(guò)程中難以檢測(cè)到小的溫度變化。 溫度傳感器的選擇方案 在本設(shè)計(jì)中，溫度傳感器的選擇有以下兩種方案： 方案一：采用熱敏電阻作為檢測(cè)溫度的核心元件，并通過(guò)運(yùn)算放大器放大，由于熱敏電阻會(huì)隨溫度變化而變化，進(jìn)而產(chǎn)生輸出電壓變化的微弱電壓變化信號(hào)，再經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片 ADC0809 將微弱電壓變化信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)輸入單 片機(jī)處理。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖：如圖21 所示。同時(shí)采用 PWM 脈寬調(diào)制方式來(lái)改變直流風(fēng)扇電機(jī)的轉(zhuǎn)速。 智能溫控風(fēng)扇的設(shè)計(jì) 5 2 整體方案的設(shè)計(jì) 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)的整體思路是：利用溫度傳感器 DS18B20 檢測(cè)環(huán)境溫度并直接輸出數(shù)字溫度信號(hào)給單片機(jī) AT89C52 進(jìn)行處理，在 LED 數(shù)碼管上顯示當(dāng)前環(huán)境溫度值以及預(yù)設(shè)溫度值。 智能溫控風(fēng)扇的設(shè)計(jì) 4 它廣泛應(yīng)用于城市、農(nóng)村、 各種工業(yè)生產(chǎn) ， 在一定情況下 亦適用于太陽(yáng)能、鍋爐及 對(duì)溫度敏感的產(chǎn)業(yè) 的自動(dòng)控制和 溫度 報(bào)警，是實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守的理想產(chǎn)品，市場(chǎng)極為廣闊 ，需求量大?，F(xiàn)階段運(yùn)用與國(guó)內(nèi)大部分家庭，系統(tǒng)效率越來(lái)越高，成本也越來(lái)越低。它的廣泛應(yīng)用和普及給人們的日常生活帶來(lái)了方便。 發(fā)展現(xiàn)狀與應(yīng)用領(lǐng)域 當(dāng)今社會(huì)已經(jīng)完全進(jìn)入了電子信息化， 溫度 控制器在各行各業(yè)中已經(jīng)得到了充分的利用。為解決上述問(wèn)題，我們?cè)O(shè)計(jì)了這套溫控自動(dòng)風(fēng)扇系統(tǒng)。要使電子 產(chǎn)品保持較低的溫度，必須用大功率、高轉(zhuǎn)速、大風(fēng)量的風(fēng)扇，而風(fēng)扇的噪音與其功率成正比。雖然電風(fēng)扇都有調(diào)節(jié)不同檔位的功能，但必須要人手動(dòng)換檔，睡著了就無(wú)能為力了，而普遍采用 的定時(shí)器關(guān)閉的做法，一方面是定時(shí)時(shí)間長(zhǎng)短有限制，一般是一兩個(gè)小時(shí)；另一方面可能在一兩個(gè)小時(shí)后氣溫依舊沒(méi)有降低很多，而風(fēng)扇就關(guān)閉了，使人在睡夢(mèng)中熱醒而不得不起床重新打開風(fēng)扇，增加定時(shí)器時(shí)間，非常麻煩，而且可能多次定時(shí)后最后一次定時(shí)時(shí)間太長(zhǎng)，在溫度降低以后風(fēng)扇依舊繼續(xù)吹風(fēng)，使人感冒；第三方面是只有簡(jiǎn)單的到了定時(shí)時(shí)間就關(guān)閉風(fēng)扇電源的單一功能，不能滿足氣溫變化對(duì)風(fēng)扇風(fēng)速大小的不同要求。 關(guān)鍵詞 AT89C52/溫度傳感器 /直流電機(jī) /模擬風(fēng)扇 智能溫控風(fēng)扇的設(shè)計(jì) III Esign of intelligent temperature control fan ABSTRACT Based detection and singlechip control technology, the design of a smart temperature control fan speed. Explains smart temperature control fan speed control works, hardware design, software implementation process. System is simple, stable, low cost, has a certain energysaving effect. Controlled by the microcontroller to achieve a fan of our main functions: When you press the key to open the system initialize the default set temperature is 25 degrees, if the outside temperature is above the set temperature for fan operation, if the outside temperature is high below the set temperature in the wind does not turn the page, displaying the outside temperature. You can set the desired temperature, and also shows the set temperature, press the plus or minus key to exit the setting mode. Automatic fan control, so fans of the home appliances bee more intelligent. Unable to overe the ordinary fan speed automatically adjusted according to outside temperature difficult.