基于單片機的風扇自動調溫系統設計

孫莉 賈祚玉

【摘 ?要】隨著電子產業的蓬勃發展，將具備速率高、體積小、功耗低等特點的電子處理器嵌入家用電器中已經成為一種發展趨勢。嵌入式處理器配合各種先進的傳感器，賦予家用電器“大腦”，使其廣泛應用與家用電器等領域。如智能云電視、智能飲水機等，而單片機的引入可以實現更復雜的控制算法，在人們日常生活中達到更好的控制效果。現如今調溫風扇市場所制作出的風扇大多功能單一、智能性差、用戶體驗差等弊端。

【關鍵詞】單片機AT89C52;溫度控制

引言

本文針對智能家居給人們的日常生活帶來的方便性和智能性，使日常生活用的電風扇得到了重新的定義，以AT89C52為主控制器，采用DS18B20溫度傳感器測量環境溫度，實踐證明，該技術是有效的，目前設計的自動調溫風扇能可根據周圍環境溫度自己調節轉速，它還可以根據用戶設定的溫度調節速度。同時，本設計還具有LED數碼管液晶顯示模塊。系統正常運行時，具有噪聲小、體積小、智能化等特點。本設計是智能技術在日常生活中成功應用和實踐的改進。

1.電路功能模塊介紹

1.1單片機最小系統

單片機最小系統包括復位電路和晶振電路。復位電路可以理解為電腦的重啟按鍵，晶振電路普遍選擇11.0592MHz或者12MHz的晶振，晶振可以理解為單片機的工作速度一般選擇不超過24MHz、電容一般選擇30pF，C1，C2的作用是削減諧波使電路穩定。

1.2溫度采集電路

DS18B20數字溫度傳感器系統是一種利用內部溫度計數和數字時鐘溫度周期器來實現它們獨特的數字溫度自動檢測控制功能。如圖1溫度采集電路所示使用中的DS18B20通常使用單芯片微計算機實現數據取得。只需連接DS18B20信號線和單芯片1位I/O線，即可連接多個單芯片1位I/O，目的是實現單點或多點的溫度檢測。

1.3系統按鍵模塊

這個測試過程沒有設置按鍵，可使用重置按鍵總共有3個按鈕。因此，每個按鈕占據一個芯片接口。根據周圍溫度的大小可自動調節溫度或者自動調節溫度。

1.4 LED數碼管顯示電路

此電路在設計和制作過程中選擇五位共陰極數碼管進行顯示，該模塊及其與單片機的軟硬件接口結構如圖2所示。其顯現的溫度區間范圍一般為0-99.9攝氏度。其中前三位的數碼管 DS1、DS2、DS3 的主要作用之一就是通過溫度傳感器進行實時監視檢測采集得到的溫度，可以準確控制至0.1攝氏度。后面的兩位數字式信號管 DS4、DS5 用于直接顯示該系統設定的初值溫度，僅僅適合于直接顯示一個整數的溫度值，顯示的范圍大約為0-99攝氏度。五位數碼管的段選a、b、c、d、e、f、g、dp線分別與三相式單片機的 p0.0- p0.7接口相互地連接。

2.仿真及實驗結果分析

2.1仿真

本設計采用Proteus進行仿真，用Keil4來進行程序編寫，系統圖如圖3所示。

2.2實驗結果分析

當放入程序并接通電源時，顯示屏會顯示當前恒溫箱內的溫度，通過點擊三個按鈕來所需要的調節溫度，并通過最上面的設置按鈕來確定溫度，并運行程序來，系統并根據當前溫度來確定升溫或者降溫，并最終達到設定的溫度。當達到設定溫度時恒溫箱內的溫度就會保持在這個區間。當溫度高于上限或者比下限低時，系統將會啟動蜂鳴器報警系統，產生報警。當溫度過低時，會啟動加熱程序進行升溫。當溫度過高時，會通過制冷系統進行降溫。而當溫度高于上限或者低于下限超過一分鐘時，系統將自動啟動復位程序，從而達到了溫度恒定和保護恒溫箱的目的。

3.總結

本文分別是從硬件和軟件兩方面對自動調溫風扇進行了分析和設計。恒溫箱控制系統硬件部分主要是由溫度傳感器、AT89C52單片機、和顯示等系統構成。其中溫度傳感器采用DS18B20，顯示硬件采用LED數碼管。軟件部分采用C語言進行編程，并使用Keil4進行編輯，在Proteus 8中進行畫圖并仿真。

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（作者單位：山東協和學院工學院）