基于单片机的风扇自动调温系统设计

孙莉 贾祚玉

【摘  要】随着电子产业的蓬勃发展，将具备速率高、体积小、功耗低等特点的电子处理器嵌入家用电器中已经成为一种发展趋势。嵌入式处理器配合各种先进的传感器，赋予家用电器“大脑”，使其广泛应用与家用电器等领域。如智能云电视、智能饮水机等，而单片机的引入可以实现更复杂的控制算法，在人们日常生活中达到更好的控制效果。现如今调温风扇市场所制作出的风扇大多功能单一、智能性差、用户体验差等弊端。

【关键词】单片机AT89C52;温度控制

引言

本文针对智能家居给人们的日常生活带来的方便性和智能性，使日常生活用的电风扇得到了重新的定义，以AT89C52为主控制器，采用DS18B20温度传感器测量环境温度，实践证明，该技术是有效的，目前设计的自动调温风扇能可根据周围环境温度自己调节转速，它还可以根据用户设定的温度调节速度。同时，本设计还具有LED数码管液晶顯示模块。系统正常运行时，具有噪声小、体积小、智能化等特点。本设计是智能技术在日常生活中成功应用和实践的改进。

1.电路功能模块介绍

1.1单片机最小系统

单片机最小系统包括复位电路和晶振电路。复位电路可以理解为电脑的重启按键，晶振电路普遍选择11.0592MHz或者12MHz的晶振，晶振可以理解为单片机的工作速度一般选择不超过24MHz、电容一般选择30pF，C1，C2的作用是削减谐波使电路稳定。

1.2温度采集电路

DS18B20数字温度传感器系统是一种利用内部温度计数和数字时钟温度周期器来实现它们独特的数字温度自动检测控制功能。如图1温度采集电路所示使用中的DS18B20通常使用单芯片微计算机实现数据取得。只需连接DS18B20信号线和单芯片1位I/O线，即可连接多个单芯片1位I/O，目的是实现单点或多点的温度检测。

1.3系统按键模块

这个测试过程没有设置按键，可使用重置按键总共有3个按钮。因此，每个按钮占据一个芯片接口。根据周围温度的大小可自动调节温度或者自动调节温度。

1.4 LED数码管显示电路

此电路在设计和制作过程中选择五位共阴极数码管进行显示，该模块及其与单片机的软硬件接口结构如图2所示。其显现的温度区间范围一般为0-99.9摄氏度。其中前三位的数码管 DS1、DS2、DS3 的主要作用之一就是通过温度传感器进行实时监视检测采集得到的温度，可以准确控制至0.1摄氏度。后面的两位数字式信号管 DS4、DS5 用于直接显示该系统设定的初值温度，仅仅适合于直接显示一个整数的温度值，显示的范围大约为0-99摄氏度。五位数码管的段选a、b、c、d、e、f、g、dp线分别与三相式单片机的 p0.0- p0.7接口相互地连接。

2.仿真及实验结果分析

2.1仿真

本设计采用Proteus进行仿真，用Keil4来进行程序编写，系统图如图3所示。

2.2实验结果分析

当放入程序并接通电源时，显示屏会显示当前恒温箱内的温度，通过点击三个按钮来所需要的调节温度，并通过最上面的设置按钮来确定温度，并运行程序来，系统并根据当前温度来确定升温或者降温，并最终达到设定的温度。当达到设定温度时恒温箱内的温度就会保持在这个区间。当温度高于上限或者比下限低时，系统将会启动蜂鸣器报警系统，产生报警。当温度过低时，会启动加热程序进行升温。当温度过高时，会通过制冷系统进行降温。而当温度高于上限或者低于下限超过一分钟时，系统将自动启动复位程序，从而达到了温度恒定和保护恒温箱的目的。

3.总结

本文分别是从硬件和软件两方面对自动调温风扇进行了分析和设计。恒温箱控制系统硬件部分主要是由温度传感器、AT89C52单片机、和显示等系统构成。其中温度传感器采用DS18B20，显示硬件采用LED数码管。软件部分采用C语言进行编程，并使用Keil4进行编辑，在Proteus 8中进行画图并仿真。

参考文献：

[1]徐玉炎，明轩，张时毓，刘晗.iShine智能创意多功能小风扇[J].物联网技术.2013（02）：67-68.

[2]李朝清.单片机原理及接口技术（第五版）[M].北京航空航天大学出版社，2017.5.

[3]王全会，侯加林.智能电风扇控制器的研制[J].电子与自动化，2016（4）：25-26.

（作者单位：山东协和学院工学院）