基于单片机控制的温控风扇设计

2016-05-17邵阳学院信息工程系许建明陈炯明

电子世界 2016年8期

邵阳学院信息工程系黄特许建明陈炯明

基于单片机控制的温控风扇设计

邵阳学院信息工程系黄特许建明陈炯明

【摘要】本文采用STC89C52RC单片机为主要核心，通过温度传感器即DS18B20，对外部环境温度进行数据采集，然后通过STC89C52RC单片机进行处理，控制L298N直流电机模块，来调节直流电机转速，从而实现对电风扇的智能控制，这样就建立了一个电风扇的智能控制模块，电机随温度的变化而自动改变转速，具有智能调控的功能。

【关键词】温度传感器；单片机；风扇

1　系统工作原理

利用STC89C52RC微型控制器作为控制核心，通过DS18B20温度传感器实时采集当前的环境温度，根据外界温度的高低改变风扇电机的转速，达到自动调节风力的控制，也可以采用键盘控制改变风扇转速调节风力，同时可以显示当前的环境温度和调节的温度。电机的驱动采用专用电机驱动芯片L298N来实现，在软件设计中，设定了风扇的最低的工作温度时，如遇到当前室内温度低于这个最低温度时，电风扇要求自动关闭，当室内温度高于设置温度时，电风扇将会自动重新开始工作。

图1　系统方框图

2　系统硬件设计

2.1温度传感器模块

根据电路指标要求和节省成本考虑选用DS18B20数字温度传感器，该温度传感器具有电路简单、测量误差小、直接输出数字量、单总线控制等特点，降低了电路的复杂程度，可以直接跟单片机连接，在本设计中完全达到了测量温度的要求。DS18B20是Dallas半导体公司开发的全球第一片支持“一线总线”接口的温度传感器。测量温度范围为负55摄氏度至正125摄氏度，达到9位到12位A/D转换精度，温度分辨率达0.0625摄氏度。3V到5.5V的电压范围之内可以正常工作，可且以采用多种方式电源接入。DS18B20还支持“一线总线”接口，多个DS18B20可以并联到3根或2根线上，STC89C52RC单片机只需要一根I/O口线就可以与多个DS18B20通讯，占用微处理器的I/O口资源较少，可节省大量的引线和逻辑电路。

图2　调速电路

2.2电机调速与控制模块

在本次设计的整个控制系统比较重要的电路就是电机的调速。温度传感器DS18B20不断地采集外界环境的温度，将采集到的信号输入单片机，单片机再通过控制L298来调节PWM的输出，在一个周期T里开关管导通的时间与周期的比值表示占空比D。D的变化范围是0到1之间。当电源电压U不变化的时候，输出电压的平均值U取决与占空比D的大小，改变D的值就会改变输出电压的平均值，从而达到控制电动机转速的目的，即实现PWM调速。使施加在电风扇电机上的输入电压发生相应的改变，电压的改变会导致电风扇电机的转速发生变化，转速变化就相当于对电风扇进行了调速。调速电路如图2所示。

2.3显示模块

采用1602LCD液晶显示装置显示当前的温度和设定问题，最大的好处是价格便宜，温度显示清晰地可看见，在晚上也能看清楚，低功率，消耗量小，显示驱动程序的编写也是相对比较的简单，这种显示电路广泛被市场所接受。