湖北民族學(xué)院信息工程學(xué)院 劉蘭蘭 周祖華 錢金伶

基于單片機(jī)的雙模式遙控風(fēng)扇系統(tǒng)設(shè)計(jì)

湖北民族學(xué)院信息工程學(xué)院 劉蘭蘭 周祖華 錢金伶

本文介紹一種基于STC89C52處理器的雙模式遙控風(fēng)扇設(shè)計(jì)方案,采用DS18B20作為溫度傳感器、紅外遙控器作無線控制端、HS0038作為紅外接收端,時(shí)鐘芯片DS1302作時(shí)間基準(zhǔn)。本系統(tǒng)采用LCD1602顯示溫度和時(shí)間,并且系統(tǒng)具有溫度自動控制和手動遙控控制兩種模式。

STC89C52;自動模式;紅外遙控;電風(fēng)扇

1 引言

現(xiàn)今市場上存在的電風(fēng)扇大多數(shù)仍是單純硬件電路的搭建,有著功能單一、智能性差、用戶體驗(yàn)差等缺點(diǎn)。因此對家用電風(fēng)扇進(jìn)行有效改進(jìn),加入先進(jìn)的軟件算法,提高舒適性和智能性,使更多的用戶體驗(yàn)到高新技術(shù)發(fā)展給生活帶來的便利和舒適,有著非常重要的應(yīng)用價(jià)值和研究意義。本文設(shè)計(jì)的雙模式遙控風(fēng)扇很好的解決了這個(gè)問題,當(dāng)溫度升高時(shí),風(fēng)速增強(qiáng),當(dāng)溫度降低時(shí),風(fēng)速也會適度的降低,維持在最合適的風(fēng)速水平,而且此風(fēng)扇不僅可以隨環(huán)境溫度而改變風(fēng)速,還可以切換到遙控風(fēng)速的模式,并且可以顯示當(dāng)前溫度,日歷和時(shí)間。

2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)采用STC89C52作為控制核心,PWM調(diào)速技術(shù)控制電機(jī)轉(zhuǎn)速,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操作和自動控制兩種模式,操作簡便,隨心所欲。系統(tǒng)主要由微控制器、溫度檢測模塊、紅外遙控器、液晶顯示模塊、時(shí)鐘模塊、矩陣鍵盤、電機(jī)和扇葉組成。微控制器把DS18B20采集到的溫度數(shù)據(jù)顯示在LCD1602上,并根據(jù)相應(yīng)溫度調(diào)整PWM,使風(fēng)速隨著外界溫度而改變。系統(tǒng)以DS1302作為時(shí)基芯片,通過LCD1602顯示當(dāng)前的日期和時(shí)間,日期和時(shí)間可通過矩陣鍵盤設(shè)置。當(dāng)處于遙控模式時(shí),可通過遙控器切換風(fēng)速,當(dāng)處于溫控模式時(shí),環(huán)境溫度升高,風(fēng)速變快,溫度降低,風(fēng)速變慢,從而使風(fēng)速維持在適宜的水平。總體設(shè)計(jì)方案如圖1所示。

圖1 總體設(shè)計(jì)方案圖

2.1 微控制器

STC89C52是由STC公司生產(chǎn),具有MCS-51內(nèi)核,8K字節(jié)可編程flash存儲器的一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器,其標(biāo)準(zhǔn)功能有8K字節(jié)可編程flash、512字節(jié)RAM、32個(gè)通用輸入輸出口、3個(gè)定時(shí)器(16位)、四個(gè)外部中斷和支持兩種軟件可選擇節(jié)電模式,最高運(yùn)作頻率35MHZ?？傮w而言,STC89C52是一款性能優(yōu)秀,使用方便的微處理器,可為本系統(tǒng)提供穩(wěn)定的PWM控制,故選擇此芯片。

2.2 溫度檢測系統(tǒng)

溫度傳感器采用DS18B20,其特點(diǎn)有:1)獨(dú)特的單線接口方式;2)溫度范圍-55℃ ～ +125℃,固有測溫誤差1℃;3)支持多點(diǎn)組網(wǎng)。電路圖如圖2所示。

圖2 溫度檢測電路圖

2.3 液晶顯示模塊

采用LCD1602作為顯示模塊,優(yōu)點(diǎn)是體積小,低功耗,內(nèi)置有復(fù)位電路。其電路圖如圖3所示。

圖3 液晶顯示電路圖

圖4 時(shí)鐘芯片電路圖

2.4 矩陣鍵盤模塊

系統(tǒng)功能可對環(huán)境的溫度和日期、時(shí)間進(jìn)行顯示,本系統(tǒng)可以對當(dāng)前時(shí)間進(jìn)行調(diào)整,便于用戶校準(zhǔn)時(shí)間?？紤]到采用按鍵輸入時(shí)節(jié)約I/O口,采用矩陣鍵盤,大大節(jié)省了單片機(jī)IO資源。

2.5 紅外遙控器

本系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)遙控器控制風(fēng)扇轉(zhuǎn)速和模式的轉(zhuǎn)換。為實(shí)現(xiàn)該功能,系統(tǒng)考慮采用紅外傳感器模塊。

2.6 實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊

DS1302是由美國DALLAS推出的低功耗實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片,常使用在實(shí)時(shí)時(shí)間顯示的應(yīng)用中,可以對年月日周時(shí)分秒進(jìn)行記時(shí),且具有閏年補(bǔ)償功能。其電路圖如圖4所示。

圖5 軟件系統(tǒng)流程圖

3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)部分包括系統(tǒng)初始化、溫度檢測、紅外遙控、日期時(shí)間調(diào)整、LCD1602顯示、電機(jī)控制等部分。PWM調(diào)速技術(shù)在控制電機(jī)時(shí),其實(shí)并非提供的穩(wěn)定的直流電,而是一連串方波的形式提供驅(qū)動電能,不同占空比的方波提供的電能不同。占空比大的方波提供的電能多,占空比小的方波提供的電能少,所以不同的占空比的方波能對電機(jī)起到調(diào)速的作用。軟件系統(tǒng)圖如圖5所示。

4 總結(jié)

本文重點(diǎn)介紹了雙模式遙控風(fēng)扇的主要功能,結(jié)合主要對每部分功能模塊作了簡要講解并介紹了每個(gè)模塊的器件選型,在器件選型過程中,通過備選器件之間的比較結(jié)合系統(tǒng)要求的指標(biāo),最終確定了各個(gè)功能模塊的主要器件型號,完成總體方案設(shè)計(jì),驗(yàn)證了系統(tǒng)方案的可行性。

[1]張兆朋?；赟TC89C52單片機(jī)的自動溫控電風(fēng)扇設(shè)計(jì)[J]?，F(xiàn)代電子技術(shù),2009,32(3):108-110.

[2]張?jiān)?張炎,趙延軍。基于DS18B20溫度傳感器的數(shù)字溫度計(jì)[J]。微電子學(xué),2007,37(5):709-711.

[3]明德剛。DS18B20在單片機(jī)溫控系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]。貴州大學(xué)學(xué)報(bào),2006,23(1):106-110.

[4]張俊謨。單片機(jī)中級教程[M]。北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2006.

[5]李慶梅?；贏T89C51的智能風(fēng)扇調(diào)速器的設(shè)計(jì)[J]。自動化技術(shù)與應(yīng)用,2008,27(1):117-118.

Design of dual mode remote control fan system based on single chip microcomputer

Liu Lanlan,Zhou Zuhua,Qian Jinling
(School of information engineering,Hubei Institute for Nationalities Enshi 445000,China)

This paper introduces a design scheme of dual-mode remote control fan based on STC89C52 Microcontroller。We use DS18B20 as the temperature sensor,infrared controller for the wireless terminal,HS0038 as the infrared receiver and DS1302 as the Clock Reference。 This system adopt LCD1602 to display the temperature and time,and the system has two kinds of temperature mode including automatic mode and manual mode。

STC89C52;Automatic mode;Infrared control;Electric fan