单片机下的智能遥控风扇控制探析

郭新成

摘要：温控风扇因为安全可靠、节能环保和价格低廉等各种优点而得到了非常广泛的应用。本文探讨了单片机下智能遥控风扇控制系统的设计和实现步骤，以期为研究本课题的学者提供理论参考。

关键词：单片机 智能遥控风扇 温度传感器 控制系统

中图分类号：TM925文献标识码：A文章编号：1009-5349（2017）11-0189-01

因为温控风扇非常便宜，同时具备操作简单和省电等特点，在现阶段受到了人们的大力追捧。STC12C5A60S2单片机条件下的智能风扇控制系统使用按键和遥控方法，通过手动操作来实现调节速度的目的，能够按照温度的高低来改变转动的速度，同时可以通过风扇的自动调节转速来达到模拟自然风的运转模式的目的，为人们的生活带来了非常多的便利。

为了让普通的风扇具备远程无线遥控和温度控制等智能化的功能，笔者研究了在STC12C5A60S2单片机条件下的智能风扇控制系统。此系统通过温度传感器的作用，把获取的温度数据通过H桥来实现风扇电机的驱动，这种办法更加安全可靠，同时节能环保，价格低廉，具有非常宽泛的应用空间。

一、单片机下的智能风扇控制系统的总体设计

单片机下的智能风扇控制系统中，使用单线为接口方式的DS18B20 数字温度传感器作为温度采集元件，其优点是成本低、测量温度精度高且范围广、体积不大、供电方式灵活、有一定的抗干扰能力等。调速控制模块中将单片机 PCA 模块作为发生器，同时通过软件编程的方法实现PWM 调速方法，以 BTS7960 作为芯片的 H 桥为驱动电路，因为其工作电压范围较大，导通电流很大的同时，电阻非常小。显示功能模块可以选择诺基亚 LCD5110 当做显示器，因为其具有较高的性价比，速度非常快，显示的内容比较丰富，接口简单，程序编写也很简单等优点。遥控功能模块可以使用互锁型遥控开关来控制电机。

二、单片机下的智能风扇控制系统的硬件设计

1.单片机系统模块

第一，设计单片机系统模块时，可以先将电源接通，通过按键开关来复位单片机，同时外接12M晶振。电容和晶振应该尽可能地靠近单片机芯片，以减少寄生电容，确保振荡器能够安全稳定地工作。第二，在进行电源电路的设计时，因为设计中使用72V的 2A/h 镍镉电池来供电，而单片机对电压波动的敏感性使得电源管理模块应该具备更高的合理性，所以，在电源电路中选择了LM2940低压差三端稳压器，因为其具有输出电压固定和输出线性度好的特点。第三，在设计串口通信时选用MAX232 芯片同串口组成串口通信电路，因为其满足RS-232C的技术标准规范，功耗低且集成度高，同时能够使用单一+5V电源供电。以确保其可以将电脑串口的-10V、+10V电平转换成单片机应用系统的0、+5V电平。

2.调速和驱动模块

风扇的电机驱动和调速电路中，可以使用两片半桥驱动芯片BTS7960所构成的H桥来进行调速，因为该半桥驱动芯片集成度高且电流大，BTS7960芯片内阻只有16mΩ，可以通过输入逻辑电平的方法来控制驱动电流，使得电路的设计更加安全和简洁，高达40A的持续漏极电流可以满足电机不同的驱动要求。

3.LCD显示电路模块

诺基亚LCD5110液晶模块是84×84的点阵LCD，其能够显示四行汉字。其通过串口和主处理器来实现通信，使得接口的信号线减少到了7条，可以支持不同类型的串行通信协议，传输速率是4Mbps，在显示数据时不用多加等待，印制板和模块的链接使用了导电胶，使得安装和更换更加方便快捷。与此同时，5110液晶显示不用外接其他驱动，模块体积很小，使用起来非常便捷。

4.测量温度的电路模块

64位只读内存、温度传感器、温度报警触发器、配置寄存器等都是测量温度的电路模块的组成部分。只读内存用来实现用一根总线连接不同的多个温度传感器的功能，又被当成是温度传感器的地址序列代码。

三、单片机下的智能风扇控制系统的软件设计

单片机下的智能风扇控制系统的软件程序功能是实现不同模块的初始化、三种调速方法、获取显示系统数据信息、实时测量温度等。按其功能可以分为初始化、温度测量、其他模块三个模块。模块初始化主要是保证系统通电时具有稳定的状态，该程序是功能循环之外的程序，同时只被执行一次，其他模块的程序属于功能循环之内的，应该被反复进行循环运行。该软件程序内容使用C语言进行编写，在Keil u Vision4 软件的基础上，通过STC_ISP软件生成hex文件，再通过USB转串口数据线将其下载到单片机中来调试和运行。全部的模块化程序主要有主程序、LCD5110液晶显示、温度测量等模块。

四、结论

STC12C5A60S2单片机下的智能风扇控制系统的设计可以有效调节电动机的转动速度，可以被广泛应用到不同的电动机控制系统中。该智能风扇控制系统可以给人们的生活带来极大的方便。工业生产中，可以用输入信号的方式来实现电动机转速调节的功能，电机转动速度会随着不同信号的输入而有所不同，以此完成企業不同的生产自动化的要求。智能风扇控制系统具备成本低、智能化、节能环保、方便快捷、安全可靠等众多优点，在企业的生产和人们的生活中都能够起到非常重要的作用。

参考文献：

[1]范敏，余红英，孙甲凯等.基于单片机的智能遥控灯具升降器设计[J].科技视界，2013（25）.

[2]胥萌，何广军，刘彬等.基于单片机的智能遥控车位锁研究[J].电脑知识与技术，2012（19）.

责任编辑：孙瑶