基于AT89C52单片机智能温控风扇系统

陆阳峻辉

摘要：随着低碳生活的概念深入人心，人们在当今的生活中更提倡节能环保，电扇作为一个常用电器，应该被改进的更加智能化、节能化，本设计制作的智能温控风扇是以AT89C52单片机为基础所作。核心器件是单片机，温度传感器选择DS18B20可以采集当前温度，本设计的硬件部分主要由单片机最小系统、按键电路、显示电路、电机驱动电路、温度控制电路、电源电路以及人体感应电路。其软件部分主要包括主程序模块温度传感及显示模块和电机驱动模块。可由用户设置高、低温度值，测得温度值在高低温度之间时打开风扇弱风档，当温度升高超过所设定的温度时自动切换到大风档，当温度小于所设定的温度时自动关闭风扇。设置合理，成本低，具有较强的的利用价值。

关键词：单片机;温度传感器;智能控制;风扇

传统的电风扇多采用机械控制的方法，有很多麻烦的地方如噪音大、耗电高且各档位风速变化太大。随着科技的逐渐发达人们对生活的要求也逐渐提高，新型智能风扇也逐渐开始走进千家万户，相比于传统风扇，它的优点在于更在智能，能够自动化实现人们的需求，同时也更加环保。单片机这种常用的微型处理器具有高速、低功耗、超强抗干扰的好处，对于这种小型自动化产品非常适用。 本系统通过DS18B20温度传感器采集外界温度输入给单片机，再由单片机驱动屏幕显示以及电机转动，可以通过按键手动设置上限温度TH、下限温度TL。当检测到温度高于TH时，电机高速转动，输出强劲风;当温度低于TL时，输出低电平，没有电流流过电机，风扇停止;当温度介于TL和TH之间时，电机中速转动，风速较缓和。在本设计中则可以实现智能控制，并且各个小系统相对独立，可以单独工作，例如可以当做温度计使用等，相对于从前老式的电扇更加灵活智能，给生活带来更多便捷。

1 相关基础简介

本次设计以AT89C52单片机为微处理核心，高精度温度传感器DS18B20采集外界温度写入单片机进行数据处理，利用7段数码管来显示当前温度值，12V直流电机做为风扇，能够智能根据外界温度来改变电机转速从而改变风速大小，实现风速的智能控制。另外通过热释红外感应系统，可以自己实现开启、关闭的功能。人们也可以自己设置风扇工作的温度上下限，当检测到温度低于下限值时，风扇不动;当温度处于上、下限值之间时，风扇缓慢转动;当温度高于上限值时，风扇高速转动。

2 智能温控电风扇设计

2.1 核心器件

2.1.1 单片机

AT89C52是一个采用低电压，性能很高的COMS8位中央单片机，器件设计采用引领世界前沿的ATMEL公司的一种高密度、非易失性的存储技术进行生产，兼容国际标准MCS-51指令控制系统，片内置常用8位中央处理器和flash的闪存单元，AT89C52单片机在我国消费电子行业中已经有着十分广泛的技术应用。其结构逻辑如下图1所示：

2.1.2 DS18B20的温度处理方式

每个DS18B20采集温度都有一个唯一的64位的序列号，以便允许多根同时连接到指定单根总线上。因此，它是使用简单的微控制器来控制覆盖了大片面积的DS18B20。这个功能在一些检测和控制工程有着重要应用。其引脚图如下图2所示：

2.2 基本电路设计

2.2.1 复位电路

如下图3所示为复位电路：

单片机复位电路可以当做一个重启功能，当我们的单片机系统在正常运行的过程中，受到各种外界干而影响导致电脑程序系统无法正常稳定的运行时，按下自动复位按钮内部的程序自动停止从头开始或者停止执行。

2.2.2 时钟电路

如下图4所示为时钟电路：

大部分的单片机晶振电路都是在一个反向放大器两端接入晶振，两端再分别接上电容，并让电容一段共地。晶振是给单片机提供工作信号脉冲的，该脉冲就决定了单片机的工作速度，之所以晶振一般选择12MHz左右，是因为如果工作频率太高的话，会使单片机出现工作不稳定的情况。

2.2.3 显示电路

如下图5所示为显示电路：

一般的计算机七段发光数码管都是单片机采用七个发光二极管来同时显示0～9的符号和数字。对于分时驱动的方式是可以选择单片机动态显示分时驱动，将所有的数码管分时轮替控制各个数码管的COM端，将八个笔画“a，b，c，d，e，f，g，h”的数字同名端连接在一起，为公共极COM增加位选通控制电路，由各自独立的I/O口控制，单片机会对共极COM段进行控制，判断出由哪一条数码管进行显示，数码管都会收到单片机输出的字形码，单片机所控的一条才会具体显示。

2.3 系统程序设计

系统工作的主要流程为：按键设定温度上下限，即规定风扇工作的温度范围，单片机内部记录下上下限，DS18B20模块检测现场温度并输入单片机与规定温度进行对比，不同的温度范围驱动电机模块以相应的转速转动，当然，这些流程的工作前提是红外模块探测到有人体在范围内活动。整个系统由各个模块协同合作，形成智能调控。系统主要包括主程序，读温度子程序。

2.3.1 主程序图

如下图6所示，主程序作为整个系统的框架，对其余各个模块起到调动作用，在初始化后，会反复检测各个模块的缓冲区标识，判断哪个模块需要进行数据处理，再调用相应的子模块。

2.3.2 温度传感模块及显示模块

本模块分为四个部分;检测模块、读温模块、数据处理模块、显示模块。

检测与复位的程序功能是判断DS18B20是否可以正常运作，如果可以标志1，不可以则置0，只有输出1时才可以进行后续的操作。如下图7所示

3 结语

本设计利用89C52 芯片控制温度传感器DS18B20，再结合其余外围电路能够对当前环境温度做出精确测量并控制风扇运作，精度高、性能稳定、可利用价值大。主要特点在于不同用户可以改变设置便可满足温度的需求，由于可扩展性强，稍加改变即可添加更多功能，造价低且具有稳定性强、性能卓越、节约用电等优点，在夜间不需要定时，亦能给人们带来方便。

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（作者單位：湖北科技学院）