温控风扇系统设计 (1)

自动化系统创意设计大赛作品说明书

作品名称：温控风扇系统设计

队员：

2015年4月

目录

摘要：本设计是基于STC12C5A60S2单片机技术与温度传感器测量外界温度的设计

原理，进行了不同设计方案的比较，给出了设计的硬件电路，同时对各种关键硬件进行

较详细的介绍，并且以流程图的方式对系统设计作出介绍。系统主要通过温度传感器控

制不同的PWM占空比输出来控制风扇的档位。而出于方便、可选择性的考虑，系统也添

加了辅助功能，就是直接手动控制风扇的档位。

关键词：STC12C5A60S2单片机，DS18B20温度传感器，PWM

1、引言

温控风扇在节能环保方面具有一定的作用，其工作原理除了普通的手动档位调节，主要是通过温度传感器感应外界温度，并自主地进行档位的调节，这样在风扇开着的情况下，不需进行手动就可以根据不同的外界温度进行自主调节风力大小，达到节能目的。

2、背景

随着空调机在日常生活中的普遍应用，很容易想到电风扇会成为空调的社会淘汰品，其实经过市场的考验和证实，真实的并不是这样的,在空调产品的冲击下，电风扇产品仍然具有很强大的生命力，电风扇在市场的考验中并没有淡出市场，反而销售在不停的复苏中，具有强大的发展空间。据市场调查，电风扇的不停复苏主要在以下原因：一,是电风扇虽然没有空调机的强大的制冷功能，但电风扇是直接取风，风力更加温和，比较适合老年人、儿童以及体质虚弱的人使用。二,是电风扇经过多年的市场使用，较符合人们的使用习惯，而且结构简单、操作方便、安装简易。三,是电风扇比起空调产品而言，其价格低廉，相对省电，更易的进入老百姓的家庭。在目前空调还没有普及，并且并不是所有的情况下空调都适合使用的情况下，智能风扇适合人体对温度的要求，智能风扇还有具有相当作用的。

3、意义与应用

1、普通电风扇的现状及存在的隐患：大部分只有手动调速，功能单一。长时间

在高负荷工作容易损坏电器，并且造成电量的损失。

2、作品可运用在家庭中，风扇的风力随温度而调节，即可以避免人因温度低吹

到冷风而着凉，也可达到节能目的，可见温控风扇更具有优越性。

3、其次将此系统装在产热多，急需排热的设备上，可以帮助它及时散掉大量的热。比如电脑散热器等。

4、原理简介

1、电源开关，控制系统处于工作还是停止状态。

2、当系统上电之后，通过单片机读取外界温度，然后在液晶显示屏上显示出来。通过判断温度的范围，控制风扇的停止与转不同的速度。同时LED给出档位指示。温度控制的范围可以通过按键进行设置。

3、另外，当不需要温度控制时，可以通过模式切换开关，让系统工作于手动控制模式。通过按键进行调节风扇的停止，与不同转速。

5、方案设计

方案一：采用两片STC89C516RD单片机、液晶1602和ds18b20，进行设计，让单片机1进行温度读取操作，另外的单片机2通过定时器，产生占空比不同的PWM。两单片机通过串口进行通信，这样单片机1可以通过读取外界的温度，然后对单片机2进行控制。这样就能在不同的温度区间内，单片机2控制直流5v小风扇不同的转速,从而实现温度自动控制风扇。

方案二：采用STC12C5A60S2单片机、液晶1602和ds18b20。这也是一款51单片机，但是它的性能比STC89C516RD单片机更强大，而且有独立的双路PWM输出。这样，采用一片STC12C5A60S2单片机就能实现温度读取和直流5v小风扇的转速控制。

方案三：采用stm8s105系列单片机、液晶1602和ds18b20，同样可以实现温度读取和直流5v小风扇的转速控制

方案比较：

方案一需要耗费更多的硬件资源。因此我们直接排除方案一。

方案三，如果采用44脚贴片封装的stm8s105单片，可以在很小的覆铜板上把硬件做出来，这样可以节省一些硬件资源。但是，因为温度传感器ds18b20的读取是通过单一I/O

口读取的，stm8s105的I/O操作需要设置，让其是处于输入或者输出方式。操作非常麻烦。

方案二需要的硬件资源相对较少，而且其I/O口兼容8051单片机，可以实现I/O口准双向操作，这样编程相对简单。

综上所述，我们选择方案二。

6、STC12C5A60S2单片机

简介

我们采用的单片机为STC12C5A60S2,STC12C5A60S2/AD/PWM?系列单片机是宏晶科技生产的单时钟/机器周期(1T)的单片机，是高速/低功耗/超强抗干扰的新一代8051单片机，指令代码完全兼容传统8051,但速度快8-12倍。内部集成MAX810专用复位电路,2路PWM,8路高速10位A/D转换(250K/S)针对电机控制，强干扰场合。其引脚与普通8051单片机基本相同。

PWM寄存器设置

STC12C5A60S2单片机内置两路独立PWM输出，通过设置相应寄存器，可以让占空比改变。PWM0的输出口在，而PWM1的输出口在相关的设置例子如下面的程序所示：

单片机基础[M]. 北京航空航天大学出版社, 2001.

[3]模拟电子技术基础[M]. 高等教育出版社, 2001.

[4]数字电子技术基础[M]. 高等教育出版社, 2006.

附录Ⅰ：实物硬件图

图14实物硬件图

附录Ⅱ：程序

#include<>

#include <>

#define uchar unsigned char

#define uint unsigned int

#define LCD1602_DATAPINS P0

sfr PCAPWM0 = 0xf2; ;

LcdWriteCom(0x86); //写地址

LcdWriteData('0'+datas[3]); //显示小数点

LcdWriteCom(0x87); //写地址

LcdWriteData('0'+datas[4]); //显示小数

}

/*********************************************

温度控制电机输出占空比函数

***********************************************/

void control (void)

{

if((a*100+b*10+c)< tem_1)

{

CCAP0H = CCAP0L = 0xff; //PWM0 口输出 0%占空比

LED0 = 0;

LED1 = 0;

}

else if (tem_1 <= (a*100+b*10+c)&&(a*100+b*10+c)

{

CCAP0H = CCAP0L = 0xB3; //PWM0 口输出30%占空比

LED0 = 1;

LED1 = 0;

}

else if (tem_2 <= (a*100+b*10+c))

{

CCAP0H = CCAP0L = 0x1a; //PWM0 口输出90%占空比

LED0 = 1;

LED1 = 1;

}

}