單片機下的智能遙控風扇控制探析

郭新成

摘要：溫控風扇因為安全可靠、節能環保和價格低廉等各種優點而得到了非常廣泛的應用。本文探討了單片機下智能遙控風扇控制系統的設計和實現步驟，以期為研究本課題的學者提供理論參考。

關鍵詞：單片機 智能遙控風扇 溫度傳感器 控制系統

中圖分類號：TM925文獻標識碼：A文章編號：1009-5349（2017）11-0189-01

因為溫控風扇非常便宜，同時具備操作簡單和省電等特點，在現階段受到了人們的大力追捧。STC12C5A60S2單片機條件下的智能風扇控制系統使用按鍵和遙控方法，通過手動操作來實現調節速度的目的，能夠按照溫度的高低來改變轉動的速度，同時可以通過風扇的自動調節轉速來達到模擬自然風的運轉模式的目的，為人們的生活帶來了非常多的便利。

為了讓普通的風扇具備遠程無線遙控和溫度控制等智能化的功能，筆者研究了在STC12C5A60S2單片機條件下的智能風扇控制系統。此系統通過溫度傳感器的作用，把獲取的溫度數據通過H橋來實現風扇電機的驅動，這種辦法更加安全可靠，同時節能環保，價格低廉，具有非常寬泛的應用空間。

一、單片機下的智能風扇控制系統的總體設計

單片機下的智能風扇控制系統中，使用單線為接口方式的DS18B20 數字溫度傳感器作為溫度采集元件，其優點是成本低、測量溫度精度高且范圍廣、體積不大、供電方式靈活、有一定的抗干擾能力等。調速控制模塊中將單片機 PCA 模塊作為發生器，同時通過軟件編程的方法實現PWM 調速方法，以 BTS7960 作為芯片的 H 橋為驅動電路，因為其工作電壓范圍較大，導通電流很大的同時，電阻非常小。顯示功能模塊可以選擇諾基亞 LCD5110 當做顯示器，因為其具有較高的性價比，速度非常快，顯示的內容比較豐富，接口簡單，程序編寫也很簡單等優點。遙控功能模塊可以使用互鎖型遙控開關來控制電機。

二、單片機下的智能風扇控制系統的硬件設計

1.單片機系統模塊

第一，設計單片機系統模塊時，可以先將電源接通，通過按鍵開關來復位單片機，同時外接12M晶振。電容和晶振應該盡可能地靠近單片機芯片，以減少寄生電容，確保振蕩器能夠安全穩定地工作。第二，在進行電源電路的設計時，因為設計中使用72V的 2A/h 鎳鎘電池來供電，而單片機對電壓波動的敏感性使得電源管理模塊應該具備更高的合理性，所以，在電源電路中選擇了LM2940低壓差三端穩壓器，因為其具有輸出電壓固定和輸出線性度好的特點。第三，在設計串口通信時選用MAX232 芯片同串口組成串口通信電路，因為其滿足RS-232C的技術標準規范，功耗低且集成度高，同時能夠使用單一+5V電源供電。以確保其可以將電腦串口的-10V、+10V電平轉換成單片機應用系統的0、+5V電平。

2.調速和驅動模塊

風扇的電機驅動和調速電路中，可以使用兩片半橋驅動芯片BTS7960所構成的H橋來進行調速，因為該半橋驅動芯片集成度高且電流大，BTS7960芯片內阻只有16mΩ，可以通過輸入邏輯電平的方法來控制驅動電流，使得電路的設計更加安全和簡潔，高達40A的持續漏極電流可以滿足電機不同的驅動要求。

3.LCD顯示電路模塊

諾基亞LCD5110液晶模塊是84×84的點陣LCD，其能夠顯示四行漢字。其通過串口和主處理器來實現通信，使得接口的信號線減少到了7條，可以支持不同類型的串行通信協議，傳輸速率是4Mbps，在顯示數據時不用多加等待，印制板和模塊的鏈接使用了導電膠，使得安裝和更換更加方便快捷。與此同時，5110液晶顯示不用外接其他驅動，模塊體積很小，使用起來非常便捷。

4.測量溫度的電路模塊

64位只讀內存、溫度傳感器、溫度報警觸發器、配置寄存器等都是測量溫度的電路模塊的組成部分。只讀內存用來實現用一根總線連接不同的多個溫度傳感器的功能，又被當成是溫度傳感器的地址序列代碼。

三、單片機下的智能風扇控制系統的軟件設計

單片機下的智能風扇控制系統的軟件程序功能是實現不同模塊的初始化、三種調速方法、獲取顯示系統數據信息、實時測量溫度等。按其功能可以分為初始化、溫度測量、其他模塊三個模塊。模塊初始化主要是保證系統通電時具有穩定的狀態，該程序是功能循環之外的程序，同時只被執行一次，其他模塊的程序屬于功能循環之內的，應該被反復進行循環運行。該軟件程序內容使用C語言進行編寫，在Keil u Vision4 軟件的基礎上，通過STC_ISP軟件生成hex文件，再通過USB轉串口數據線將其下載到單片機中來調試和運行。全部的模塊化程序主要有主程序、LCD5110液晶顯示、溫度測量等模塊。

四、結論

STC12C5A60S2單片機下的智能風扇控制系統的設計可以有效調節電動機的轉動速度，可以被廣泛應用到不同的電動機控制系統中。該智能風扇控制系統可以給人們的生活帶來極大的方便。工業生產中，可以用輸入信號的方式來實現電動機轉速調節的功能，電機轉動速度會隨著不同信號的輸入而有所不同，以此完成企業不同的生產自動化的要求。智能風扇控制系統具備成本低、智能化、節能環保、方便快捷、安全可靠等眾多優點，在企業的生產和人們的生活中都能夠起到非常重要的作用。

參考文獻：

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責任編輯：孫瑤