单片机智能风扇调速系统设计资料

Maskman · 发表于 2022-6-6 09:51

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智能风扇调速系统

总体设计框图

系统电路设计总体设计方框图所示，控制器采用单片机AT89S52，温度传感器采用DS18B20，用2位LED数码管以串口传送数据实现温度显示。

总体设计方框图

主控制器

单片机AT89S52具有低电压供电和体积小等特点，四个端就能满足电路系统的设计需要，很适合便携手持式产品的设计使用系统可用二节电池供电。

状态显示

显示风扇调速系统处于的工作状态，状态有三种分别是低速状态、中速状态和高速状态，此系统以发光二极管指示作演示。

LED显示

本系统共使用的三个共阳极七段数码管分别显示，当前的温度和设定定时的倒计时时间。温度以标准摄氏度为单位。时间以分钟为单位。数码管采用单片机P0口并行数据输出，P2口数据扫描控制显示，三极管8550做数码管的驱动。

键盘控制

有一组键盘控制倒计时温度的设定加与减。另一组控制系统处于的三种状态，分别对应的是低速状态、中速状态和高速状态，此系统以发光二极管指示作演示。还有一个开关按键是控制系统是处于自动状态和手动状态的开关。

温度传感器

DS18B20温度传感器是美国DALLAS半导体公司最新推出的一种改进型智能温度传感器，与传统的热敏电阻等测温元件相比，它能直接读出被测温度，并且可根据实际要求通过简单的编程实现９～１２位的数字值读数方式。DS18B20的性能特点如下：

●独特的单线接口仅需要一个端口引脚进行通信；

●多个DS18B20可以并联在惟一的三线上，实现多点组网功能；

●无须外部器件；

●可通过数据线供电，电压范围为3.0~5.5Ｖ；

●零待机功耗；

●温度以９或１２位数字；

●用户可定义报警设置；

●报警搜索命令识别并标志超过程序限定温度（温度报警条件）的器件；

●负电压特性，电源极性接反时，温度计不会因发热而烧毁，但不能正常工作；

系统复位

系统单片机采用的是上电复位，当复位键按下时，系统会变为，开始的初始状态。

时钟振荡

系统单片机使用的是外部时钟振荡，振荡频率为标准的11.0592MHZ。

主要参数
序号	参数	数值		备注	* l% F) L0 i; U' E& K! g2 r% N
1	电源电压	220V		交流	* N/ O3 K7 m: T7 B. M/ E
2	工作电压	4V~6V		直流	; g# r+ {* G- \2 ]3 A5 B5 b
3	功率	<8W		- f+ W8 x1 G( G& K! y/ H. C; r	; l0 k2 ?' F) o/ g' M- s o9 k
4	设定值	0~9分钟		, \|) i' d2 S+ B4 h5 l	4 [" i/ G+ [9 ~
5	低速	30度~32度		+ j' E! W# O2 G0 y# p) d	9 Y7 \|( \7 e6 n# j1 ]; j# X7 U
6	中速	32度~34度		. ~3 \|# c v) E8 O: S	& ]2 t2 L% ]. o# z
7	高速	34度以上		2 p# k$ B1 J* K e+ s	$ \3 B9 c! }( a& i& u6 h3 R5 E
8	误差范围	精度误差小于0.5℃		' T4 w* o2 o4 d	0 J" r. ?) l$ B2 R6 Y
主要元器件
序号	名称		作用	个数	% A. q& v5 c5 q
1	AT89S52单片机		运算处理	1	* S& M+ G% g" w& F4 T, r) o0 J. g
2	DS1802传感器		温度测量	1	7 \|# b; L) \8 J6 m3 \|6 w! r, i/ U1 {+ v
3	数码管LG5011BSR		温度显示	4	6 U- R' M1 k) e1 I: X
4	蜂鸣器		温度报警	1	" F8 R) C4 \|0 U0 h
5	变压器		变压	1	1 B9 x% M D$ z; A8 g( a a' O7 ]
6	整流桥		交流变直流	1	; L( O( m! j9 O: V0 X
7	三端稳压器7805		稳定电压值	1	% _: z& V0 u* ?! ~0 `, U
8	AT24C02		掉电存储器	/ s5 i% S$ g$ n l& g	+ K+ Z- _" N8 V/ @6 o

元件清单

元件名称	单位（只）	型号	参数	备注
温度传感器	1	DS18B20	-55~100度 5V	4 W% U; m6 p+ ?6 Q$ `
单片机	1	AT89S52	9 S+ y: L, J$ J; K	: j5 d8 f4 u( ]% h1 d, N2 T
变压器	1	220V变9V	9V/8W	8 p. N% g( ^, s
整流桥	1	6 E2 D. l" A; N# l	1安
C1，C2	2	30P	& r/ n( W( T: \|: U) z6 \	# q5 J7 m( b/ t( m c5 l; A$ {8 m
C3，C6	2	22UF/25V	0 _# ^$ t1 k5 @8 u& T- e! D	& l) z8 C& G( ~% z; e: r" I
C4	1	220UF/25V	( f9 b! \8 T! y	/ y. ]! j; j+ E" ~' y
C5	1	2.2UF/25	$ }) e8 _; Q9 u) a	( C; U; K9 O x
R1~R6	7	100欧姆	1/8W	' H) F, z% k- e* h% a' @
R7~R9	3	510欧姆	1/8W	6 p* D6 _) @' N- N) i Y
R10	1	10K	1/8W	5 U9 j+ ~# v: M( W* B5 _
R11~R15	5	4.7K	1/8W	/ G$ F: y, z: s" J" w
R16~R21	6	510欧姆	1/8W	: E* x! m5 U9 u l" `
D1	1	发光二极管	发红	电源指示
D2~D6	5	发光二极管	发红	按下指示
D7	1	发光二极管	白发白	低速指示
D8	1	发光二极管	白发蓝	中速指示
D9	1	发光二极管	白发红	高速指示
稳压管	1	LM7805	* x. W# T7 }; V8 W; \|: ?, f% l	7 r+ ]; t/ ^6 ^- _* ~
Y1	1	晶震	11.0592HZ	+ R$ i* [5 Z1 E
S1~S6	6	按键	8 U5 F1 s3 C, _7 z1 W1 x	% s: O" m9 c& @' D: Z& a. o
S1-1	1	开关	/ ^. s3 D/ z$ f$ _, } [6 u	! X! D* \4 E" C8 w" t6 Z% E4 n
Q1~Q3	4	8550	NPN	0 R% G4 n4 d2 m8 k
U10~U12	3	LG5011BSR	7段数码管	+ V, u- S5 ]6 l; i) b( P+ Y! S
电路板	2块	: M8 h% L& z( i3 d$ V8 {5 {! \|. f	% b- l5 x% W1 z3 i) P) W, D	4 C1 s. f( h$ ~3 F$ f
电源线	1条		) h% M2 F, r$ g' d0 G# e	. W7 W0 l8 d8 T2 h5 L+ {0 r
; }4 V; V" L+ \|" h* w& S1 S ?	! V# H9 X8 w5 v6 _" v, c	& w4 @) d0 }9 Z$ s" I) h# y8 X	5 {+ [% Q1 F/ e	7 ~% E- X( e# K7 g+ ~% R
& k9 L& T1 y' m3 c) @: l4 L$ {7 r	3 ~! e& \/ W5 n; g' N$ c. r# N	0 J' P. N8 e, C9 ]	9 u" a$ V6 b: ^( E	8 T: j( R4 ^1 G5 j( p: Z
! J( i9 q& v7 Y' t	9 R- S0 R; ^6 l: M# J, a7 o2 W( p	* ^2 @4 U8 X. u" h	5 }4 @; Z3 T9 ^	( f' X8 t2 h: p! W
6 V! e0 f0 o+ s8 D" }% p. W	% g# ?3 Z/ i6 u	; ~2 r0 C" Y1 z6 J; ]% }	8 m0 \; n, `/ h- a- Z& Y$ `. Z, w	; y i3 a7 }- U8 p# ]" e
4 j1 A: q, H+ x5 e, W! D1 P- m	: w) \" ^3 b2 u! q	1 Q! q" L) m4 E+ M3 _	4 A7 x$ b! s9 X+ V: d8 h/ n	0 X7 {! o% c+ H' `
$ A K1 P2 d9 @; X	+ B2 e$ a7 i0 u4 R9 ^3 S	6 T1 r+ i% b. {! f/ x	6 V+ ~8 Q% x" J3 C/ o) @7 l2 t: u5 q	( z( O, i8 j( O& i J' c. K! U8 K

风扇调速系统使用说明书

接通交流220伏电源，电源指示灯亮。
按下启动电源开关，系统开始运行。
当手动/自动按键弹起时，为手动状态，温度显示为当前温度，时间显示为零，加，减键不起作用。
分别按下，低速至高速按键，相应的指示灯亮。
当手动/自动按键按下时，为自动状态，温度显示为当前温度，时间显示为零，加，减键起作用。每次加1或减1 。系统处于倒计时状态。
分别按下，低速至高速按键，相应的指示灯亮。
当系统处于自动状态时，如果温度大于30度，低速灯自动点亮。如果温度大于32度，中速灯自动点亮。如果温度大于34度，高速灯自动点亮。
( E, z4 q; Z/ f2 j' j$ ~) u% P1 D

altium Designer画的原理图如下：(51hei附件中可下载工程文件)

风扇调速最终程序：（部分代码200行）

#include
code unsigned char seg7code[11]={ 0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,
0x82,0xf8,0x80,0x90,0x40}; //显示段码

sbit TMDAT =P3^1; //DS18B20 的数据输入/输出脚DQ,根据情况设定

sbit P2_7=P2^7;
sbit P2_6=P2^6;
sbit P2_5=P2^5;

sbit jia=P2^4;
sbit jian=P2^3;
sbit di=P2^2;
sbit zh=P2^1;
sbit ga=P2^0;

unsigned int z=0;
sbit q=P1^7;

unsigned int sdata;//测量到的温度的整数部分
//unsigned char xiaoshu1;//小数第一位
//unsigned char xiaoshu2;//小数第二位
//unsigned char xiaoshu;//两位小数

bit fg=1; //温度正负标志

//////////*显示延时程序*///////////////

void Delay(unsigned int tc)
{while( tc != 0 )
{unsigned int i;
for(i=0; i<80; i++);
tc--;}
}

////////////延时部分///////////////

void yanshi (unsigned int count)
{
unsigned char i;
while(count--)
{for(i=0;i<115;i++);}
}

/////////////发送复位///////////////

void fashong (void)
{
unsigned char i;
TMDAT = 0; for(i=0;i<103;i++);
TMDAT = 1; for(i=0;i<4;i++);
}

bit tmrbit (void) //读一位//
{
unsigned int i;
bit dat;
TMDAT = 0;
i++;
TMDAT = 1;
i++; i++; //微量延时 //
dat = TMDAT;
for(i=0;i<8;i++);
return (dat);
}

unsigned char tmrbyte (void) //读一个字节
{
unsigned char i,j,dat;
dat = 0;
for (i=1;i<=8;i++)
{ j = tmrbit(); dat = (j << 7) | (dat >> 1); }
return (dat);
}

void tmwbyte (unsigned char dat) //写一个字节
{
unsigned char j,i;
bit testb;
for (j=1;j<=8;j++)
{ testb = dat & 0x01;
dat = dat >> 1;
if (testb)
{ TMDAT = 0; //写0
i++; i++;
TMDAT = 1;
for(i=0;i<8;i++); }
else
{ TMDAT = 0; //写0
for(i=0;i<8;i++);
TMDAT = 1;
i++; i++;}
}
}

void tmstart (void) //发送ds1820 开始转换
{
fashong(); //复位
yanshi(1); //延时
tmwbyte(0xcc); //跳过序列号命令
tmwbyte(0x44); //发转换命令 44H,
}
void tmrtemp (void) //读取温度
{
unsigned char a,b;
fashong (); //复位
yanshi (1); //延时
tmwbyte (0xcc); //跳过序列号命令
tmwbyte (0xbe); //发送读取命令
a = tmrbyte (); //读取低位温度
b = tmrbyte (); //读取高位温度
if(b>0x7f) //最高位为1 时温度是负
{a=~a; b=~b+1; //补码转换，取反加一
fg=0; //读取温度为负时fg=0
}
sdata = a/16+b*16; //整数部分
//xiaoshu1 = (a&0x0f)*10/16; //小数第一位
//xiaoshu2 = (a&0x0f)*100/16%10;//小数
//xiaoshu=xiaoshu1*10+xiaoshu2; //小数
}
void DS18B20PRO(void)
{
tmstart();
//yanshi(5); //如果是不断地读取的话可以不延
tmrtemp(); //读取温度,执行完毕温度将存于
}
void Led()
{
if(fg==1) //温度为正时显示的数据
{
P2_7=0;
P0=seg7code[sdata/10]; //输出十位
Delay(8); P2=P2|0xf0;

P2_6=0;
P0=seg7code[sdata%10]|0x80; //输出个位
Delay(8); P2=P2|0xf0;

P2_5=0;
P0=seg7code[z%10]|0x80; //输出延时位
Delay(4); P2=P2|0xf0;

if(sdata>30)
{P1=0xfe;}
if(sdata>32)
{P1=0xfd;}
if(sdata>34)
{P1=0xfb;}

}
}

void buzidong()
{

void DS18B20PRO();
void Led();

DS18B20PRO();
Led();
if(di==0)
{Delay(200)

1=0xfe;}
if(zh==0)
{Delay(200)

1=0xfd;}
if(ga==0)
{Delay(200)

1=0xfb;}

}
void zidong()
{
while(z--)
{
void DS18B20PRO();
void Led();

unsigned char i,k;
//for(y=30;y>0;y--)
for(i=12;i>0;i--)
//for(j=80;j>0;j--)
for(k=248;k>0;k--)
{
if(jia==0)
{Delay(200);z++;}
if(jian==0)
{Delay(200);z--;}

DS18B20PRO();
Led();
if(di==0)
{Delay(200);P1=0xfe;}
if(zh==0)
{Delay(200);P1=0xfd;}
if(ga==0)
{Delay(200);P1=0xfb;}

/*
if((di==0)||(sdata>30))
{Delay(200);P1=0xfe;}

STGing · 发表于 2022-6-6 11:13

就羡慕动手能力强的。学习

CRAZY_argentina · 发表于 2022-6-6 17:03

就羡慕动手能力强的。学习

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