淮安信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子工程學(xué)院 解 呈 徐建麗

一種簡(jiǎn)易的智能風(fēng)扇設(shè)計(jì)

淮安信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子工程學(xué)院 解 呈 徐建麗

為了實(shí)現(xiàn)溫度對(duì)風(fēng)扇的智能控制，本研究設(shè)計(jì)了一款以AT89C51單片機(jī)為控制核心的簡(jiǎn)易智能風(fēng)扇，包括硬件和軟件兩部分，該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了溫度對(duì)風(fēng)扇啟動(dòng)、停止及轉(zhuǎn)速的控制，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易操作，使用方便等優(yōu)點(diǎn)。

AT89C51；智能；控制

目前，電風(fēng)扇仍是夏天人們用來(lái)降溫避暑的家用電器，且絕大多數(shù)風(fēng)扇在使用時(shí)都是由人員手動(dòng)操作控制，當(dāng)天氣悶熱時(shí)，人們需要手動(dòng)開啟風(fēng)扇和選調(diào)風(fēng)速，這種控制方式常常會(huì)由于使用人員的疏忽，在人員離開后忘記關(guān)閉設(shè)備而導(dǎo)致電量的浪費(fèi)，對(duì)于本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的智能風(fēng)扇就可以解決這個(gè)問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了風(fēng)扇智能控制，達(dá)到了節(jié)能的目的。

1.系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)由AT89C52、DS18B20、可控硅、LCD1602、電機(jī)、風(fēng)扇及其他外圍部件組成。其中AT89C51單片機(jī)作為主要控制芯片，DS18B20作為溫度傳感器進(jìn)行溫度采集，同時(shí)把把采集到的室內(nèi)溫度送到單片機(jī)，通過(guò)單片機(jī)進(jìn)行判斷，根據(jù)判斷的結(jié)果控制相應(yīng)引腳輸出高電平或低電平，從而控制可控硅電路，達(dá)到控制電風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)或停止的目的，同時(shí)LCD1602用于顯示當(dāng)前的溫度值，系統(tǒng)組成框圖如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)組成框圖

1.1 單片機(jī)AT89C51

AT89C51是一種帶4KB閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器的低電壓、高性能CMOS 8位微處理器，為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種高性價(jià)比的方案。它的外部引腳多，程序存儲(chǔ)容量大，同時(shí)也具有內(nèi)部定時(shí)、計(jì)數(shù)和全雙工串口。AT89C51具有體積小，重量輕，抗干擾能力強(qiáng)，對(duì)環(huán)境要求不高，價(jià)格低廉，可靠性高，靈活性好等特點(diǎn)。

圖2 溫度檢測(cè)電路

1.2 溫度檢測(cè)電路

DS18B20溫度傳感器是美國(guó)DALLAS半導(dǎo)體公司推出的一種改進(jìn)型智能溫度傳感器，與傳統(tǒng)的熱敏電阻等測(cè)溫元件相比，它能直接讀出被測(cè)溫度，并且可根據(jù)實(shí)際要求通過(guò)簡(jiǎn)單的編程實(shí)現(xiàn)9～12位的數(shù)字值讀數(shù)方式。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的溫度檢測(cè)電路如圖2所示，其中DS18B20 用于采集溫度，并將采集到的溫度傳送給單片機(jī)P1.2口，單片機(jī)通過(guò)此口接收檢測(cè)的實(shí)時(shí)溫度數(shù)據(jù)。為保證信號(hào)的穩(wěn)定輸出，必須在DS18B20的2腳接上拉電阻，使其在無(wú)數(shù)據(jù)傳輸時(shí)一直處于高電平狀態(tài)。

圖3 溫度顯示電路

圖4 可控制控制電路

圖5 系統(tǒng)流程圖

1.3 溫度顯示電路

由單片機(jī)P1.2接收的實(shí)時(shí)溫度數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)分析和處理給LCD1602顯示，溫度顯示電路如圖3所示。其中LCD 1602第3腳VO為液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對(duì)比度最弱，接地時(shí)對(duì)比度最高，由于對(duì)比度過(guò)高會(huì)產(chǎn)生“鬼影”，因此在使用中可以通過(guò)一個(gè)10K的電位器調(diào)整對(duì)比度。

1.4 可控硅控制電路

電機(jī)調(diào)速是整個(gè)系統(tǒng)中一個(gè)重要的方面，本系統(tǒng)通過(guò)控制雙向可控硅的導(dǎo)通角，使輸出端電壓發(fā)生改變，從而使施加在電風(fēng)扇的輸入電壓發(fā)生改變，以調(diào)節(jié)風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)各檔位風(fēng)速的調(diào)節(jié)，可控硅控制電路如圖4所示。

2.軟件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)總體流程圖如圖5所示，風(fēng)扇啟動(dòng)的最低溫度為25℃，當(dāng)溫度高于25℃時(shí)，風(fēng)扇電路導(dǎo)通，風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)并隨溫度改變轉(zhuǎn)速；當(dāng)溫度低于25℃時(shí)，風(fēng)扇電路不通電，風(fēng)扇不轉(zhuǎn)，同時(shí)在液晶顯示屏上顯示當(dāng)前溫度。

3.結(jié)束語(yǔ)

本設(shè)計(jì)為一種智能溫控風(fēng)扇系統(tǒng)，利用AT89C51單片機(jī)為主要控制器件，結(jié)合DS18B20 溫度傳感器和可控硅成功地控制了風(fēng)扇自啟及自動(dòng)調(diào)速等。實(shí)驗(yàn)表明，本系統(tǒng)原理簡(jiǎn)單，工作穩(wěn)定，成本低，使用方便，具有一定的實(shí)用性。

[1]陳忠平．單片機(jī)C 語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)經(jīng)典實(shí)例[M]．北京:電子工業(yè)出版社,2013．

[2]李娣娜,等． 一種簡(jiǎn)易的溫控智能風(fēng)扇控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J]．現(xiàn)代電子技術(shù),2012(11)．

[3]蔣小軍．基于單片機(jī)的智能溫控風(fēng)扇的設(shè)計(jì)[J]．科技展望,2016(13)．

解呈（1997－），男，江蘇人，專科，學(xué)生，擅長(zhǎng)電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)方面的小制作。

本論文系2017年江蘇省大學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新項(xiàng)目—智能人體感應(yīng)溫控風(fēng)扇設(shè)計(jì)（項(xiàng)目編號(hào)：201712805011Y）階段性研究成果。

徐建麗（1981－），女，江蘇人，碩士，講師，研究方向：應(yīng)用電子技術(shù)方面的教學(xué)和研究。