基于单片机温控智能风扇的设计

施君 艾信友 李杨 奚芳兰

摘 要：文章设计了一种基于单片机温控智能风扇，利用DS18B20进行温度检测，采用STC89C52单片机控制风扇转速和半导体制冷片制冷，具有随外界温度变化自动调节风扇转速，降低环境温度的功能。

关键词：STC89C52；DS18B20；风扇调速；制冷片

引言

温控智能风扇可以感知环境温度，自动调节风扇的转速，半导体制冷片制冷，达到调节环境温度的功能。该风扇有两个档位，高速档：当环境温度高于设置温度时，制冷片工作，转速加快；低速档：当环境温度低于设置温度时，制冷片不工作，转速降低。该风扇性能优良，可应用于实际生活。

1 系统概述

该风扇以STC89C52单片机为核心，通过DS18B20对环境温度进行检测，利用LCD1602显示当前温度，半导体制冷片制冷进行温度调节，从而实现了风扇随外界温度智能调速以及降低环境温度功能。

该系统包括控制模块、温度检测模块、显示模块、制冷模块、风扇调速控制模块、电源模块等。系统框图如图1所示。

图1 系统框图

2 硬件设计

硬件设计主要包括控制模块、温度检测模块、显示模块、制冷模块、风扇调速控制模块、电源模块的电路设计。

2.1 控制模块

单片机作为该系统的核心部件，采用STC89C52单片机，控制LCD1602显示，接收DS18B20采集到的温度来控制风扇调速和制冷片工作。

2.2 温度检测模块

该系统采用DS18B20温度传感器，DS18B20抗干扰能力强，精度高，可以全数字温度转换及输出，检测温度范围为-55℃～+125℃，温度信息经过单线接口送入或送出，使用方便。

2.3 显示模块

该系统采用LCD1602显示模块，单片机的P0口连接LCD1602数据端，P3.5、P3.6、P3.7连LCD1602的使能端和控制端。

2.4 制冷模块

制冷片采用电流换能型半导体制冷片，它的主要功能是当外界温度高于设定温度上限时制冷。电路如图2所示。

图2 半导体制冷片电路图

2.5 风扇调速控制模块

风扇调速是根据外界温度与设定温度比较进行调速的。当外界温度高于设定温度时，风扇高速运行，外界温度低于设定温度时，风扇低速运行。电路如图3所示。

图3 风扇调速电路图

2.6 电源模块模块

为了使制冷效果好，选用了TEC4-12705型半导体制冷片，其工作电压和电流分别为12V5A。市电降压选用次级电压30V电流5A的变压器，降压后经D1～D4整流，C1、C2滤波，然后由LM7805为大功率三极管2N3773基极提供基准参考电压。LM7805的公共端外加稳压管ZD1作偏置电压，使稳压器输出12V5A直流电源。

当电路故障引起输出电压超过15V时，因R1上的压降使晶闸管单向可控硅SCR触发导通，此时电路中的熔丝F熔断，稳压电源无输出而得到保护。

3 软件设计

本系统采用C语言编程，主程序实现温度检测和显示、风扇转速调节、制冷片制冷控制等功能。主程序流程图如图4所示。

图4 主程序流程图

4 结束语

本系统以STC89C52單片机为控制核心，实现了风扇自动调节风扇转速，降低环境温度功能。利用单片机实现的智能温控风扇，性能可靠，成本较低，适合大众消费，有重要的应用价值。

参考文献

[1]郭天祥.新概念51单片机C语言教程：入门、提高、开发、拓展全攻略[M].北京：电子工业出版社，2009.

[2]康华光.电子技术基础（模拟部分）[M].北京：高等教育出版社，2006.

[3]沈任元，吴勇.常用电子元器件简明手册[M].北京：机械工业出版社，2000.

[4]谭浩强.C程序设计[M].北京：清华大学出版社，2005.