基于AT89S52单片机的智能温控电风扇

图 ２ 温度 采 集
２ ． １ ． ２ 数 码 管 显 示 电 路 数码管显示 电路利用 ８个共阳数码管、 Ｐ ＮＰ三极管 、电 阻构成 。单片机 的 Ｐ ０口作为段码输入 ，Ｐ ２口作为位选 ，并 用 ８ ５ ５ ０三 极 管 做 驱 动 。Ｐ ０ 口做 Ｉ ／ ０ 口 时要 加 上 拉 电阻 ， 所 以给 Ｐ ０各端 口加一个 】 Ｏ ＫＱ的电阻。 为了防止烧 坏数码管 ， 给数码管各段各加一个 ２ ２ ０ Ｑ的限流 电阻。显示 时数 据通 过 Ｐ ０口送 给数 码管显示 ，通过 Ｐ ２口对数码管进行位 选，数 码 管被 逐位 扫描显示其 当前温度值 。如图 ３所示，
图 １ 系 统结 构框 图
２ ．硬件 电路设计 及其 分析 ２ ． １单片机主控 电路 Ａ Ｔ ８ ９ Ｓ ５ ２单片机作为本系统 的控 制核心， 用于控制温度
［ 收 稿 日期］ ２ ０ １ ２ — １ ２ ． ０ ６ ［ 基 金项 目］ 福 建省 教育 厅 科技项 目资助 ，项 目编号 ：Ｊ Ｂ１ １ ２ ３ ３ 。
第３ ３卷
第 ２期
湖 北 广 播 电 视 大 学 学 报
Ｊ ｏ ｕ ｎａ ｒ ｌ ｏ ｆＨｕ Ｂｅ ｉ Ｔ Ｖ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ
Ｖｏ１ ． ３ ３， Ｎ ｏ． ２
２ ０ １ ３ 年 ２月
Ｆ ｅ ｂ ｒ ｕ ａ ｒ ｙ ． ２ ０ １ ３ ， １ ５ ７ ￣１ ５ ８
基于 Ａ Ｔ ８ ９ Ｓ ５ ２ 单片机的智能温控电风扇
林 建 华
（ 闽南理工学院，福建 石狮 ３ ６ 用 Ａ Ｔ ８ ９ Ｓ ５ ２单片机作为控制核心及 数字温度传感器 Ｄ Ｓ １ ８ Ｂ ２ ０等器件 设计 一个智能温控 电风 扇控制系统 ，具有实 时控制 电风扇 的风速 、高灵敏 的温度 感测和显示功 能。同时用户 可随意调整设置上、下 限温 度值 ，所设温度值保存在 ＤＳ １ ８ Ｂ ２ ０内部 Ｅ Ｅ ＲＯ Ｍ 中 ，掉 电后仍然 能保 存 。当传感器检测得温度值 高于上限温度 值时 电风扇处于 高速 档，当温 度值 介于上 、下限温度值 时 自动 切换到低速档 ，当温度值小于下 限温 度值 时 自动关 闭电风扇 ，其控制准 确，性能稳定 。 ［ 关键 词］ 单片机；智能温控 ；电风扇 ；温度传感器 ［ 中图分类号］ Ｔ Ｐ ２ ７ ３ ［ 文 献 标 识码 ］ Ａ ［ 文章编号］ １ ０ ０ ８ ． ７ ４ ２ ７（ ２ ０ １ ３ ）０ ２ ． ０ １ ５ ７ ． ０ ２ 在国 内， 大部分农村地区普遍使用 电风 扇作为夏天 降温 防暑设备 。夏秋季节 白天温度 高，电风 扇应置于高速档 ，大 风量才使人感到凉爽 ； 到 了夜里 ， 气 温降低 ， 当人们 入睡后 ， 应 该逐步减小风速 ，以免使人受凉感 冒。 虽 然 电风扇都有手 动 调节档位的功能 ， 但 必须要人手动切换档速 ，睡着 了就没 办法 了。利用 Ａ Ｔ ８ ９ Ｓ ５ ２单片机设计智 能温 控 电风扇控制系 统，能解决深夜 当人们 熟睡时 因温度下 降而 导致 着凉，或是 从睡梦中醒来去控制 电风扇 风速 的 问题 。 本控制 系统实时显 示检测温度值 ，并根据用 户设定的上 、 下 限温度 值 自动在相 应温度下作 出高速档 、低速档 、停止 的动 作 ，从而实现智能 控 制 电风扇 的风速 目的，形成一个经济 的、节能的智能温控 系统 。 １ ．设 计 方 案 系统设计 的总框 图如 图 １ 所 示。 单片机通过检测 ＤＳ １ ８ Ｂ ２ ０采集 的温度 作相 应处理并送 数 码管显示当前温度值 ， 同 时 当 前 显 示 温 度 值 与用 户 设 定 的 上 、下 限温 度值进行 比较 ，根据 比较 的结果 控制高速档 、低 速档 、停止档相对应 的继 电器 的通断 ， 从而控制 电风 扇的 电 动机接 线方式 ， 实现对风 扇风速 的控制 。 硬件 电路设 计包括 单 片机主控 电路 、数码 管显示电路、温度采集 、蜂鸣器、继 电器控制 电路 、 ＋ ５ ｖ供 电 电源等 。 主程序编程用 来实现对温 度 的检测、数码显示 、蜂鸣器 、继电器控制等处理功 能。 采集 、数码管显示 、蜂 鸣器 、继 电器控 制及用户上下限温度 值设置键 。在本系统设计 电路 中，温度采集 定义 ＤＳ １ ８ Ｂ ２ ０ 的 ＤＱ端 口为 Ｐ ３ ． ３ ；数码管显示 电路定义 Ｐ ０口连接七段数 码管 ，Ｐ ２口作为数码 管的位选信 号；Ｐ １ ． ０为手动档 电源开 关 ，Ｐ １ ． １为 自动 档 电源 开 关 ，Ｐ １ ． ２ 为 高速 档 ， Ｐ １ ． ３为 低 速 档 ，Ｐ １ ． ４为显示值减 １ ，Ｐ １ ． ５为显 示值 加 １ ， Ｐ １ ． ６ 为 设 置 键 ；Ｐ ３ ． ０为蜂鸣器报警等 。 ２ ． １ ． １ 温 度 采 集 温度采集 电路 主要采用温度传感器 Ｄ Ｓ １ ８ Ｂ ２ ０作为感测 温度 的核心元件 ，它可把采集的温度信号转换 成数 字量 ， 送 单片机 处理 后 ，输 出送 数码管显 示 当前 温度值 。ＤＳ １ ８ Ｂ ２ ０ 的 ＤＯ端 口接 Ｐ ３ 。 ３口，如 图 ２所示 。
图 ３ 数 码 管显 示 电路
２ ． １ ． ３用户上下 限温度值 设置 用 户 上 下 限温 度 值 设 定 由单 片 机 的 Ｐ １ ． ４ 、 Ｐ １ ． ５ 、 Ｐ １ ． ６口
１ ５ ８
湖北广播 电视大学学报
第 ２期
外接 的 ３ 个 点动按钮 Ｓ １ 、Ｓ ２ 、ｓ ３来完成 ，如图 ３ 所 示。ｓ ３ 为 设 置 键 ，Ｓ ２为 显 示 温 度 值 加 １ ，Ｓ １为 显 示温 度值 减 １ 。 当按下设置键 Ｓ ３ ， 进入 上限温度值设 置项 ， 此时按下 Ｓ ２键 ， 温度值加 １ ，长按 Ｓ ２不放可实现快速加 １ ，按下 ｓ １ 键，上 限温 度 值 减 １ ， 长按 Ｓ １ 不放可实现快速减 １ 。再 一 次 按 设 置 键Ｓ ３ ，进 入 下 限温 度 值 设 置 项 ，此 时按 Ｓ ２ 、Ｓ ｌ 键 ，可对 下 限值加 １或减 １ 。上 限温度值和下 限温度值 的设置 范围为 ９ ￣ Ｃ～９ ９ ℃，可 以满足 一般使用要 求。再按一次设置键 ｓ ３ ， 可切换到手动控制状态 ，此 时数码管显示 的是 当前温度值 ， 这时 电风扇切换到手动控制模式 。再次按 下设置键 ｓ ３ ，又 切换到温控 自动控制 ，或按接 Ｐ １ ． ７ 脚的 Ｓ ４按键 ，也可 以从 手动控制切换到温控模式 。 ２ ． １ ． ４ 继 电器 控制 电 路 继 电器 控 制 电路 由单 片 机 的 Ｐ １ ． ０ ～Ｐ １ ＿ ３控 制 ，如 图 ４ 所示 。上电默认为智 能温控模 式，电风扇一通 电， Ｐ１ ． １ 输 出 低 电平 ，Ｏｌ １导通 ，继 电器 Ｋ２吸合 ，Ｋ１释放 。单片机 自 动检测温度传感器采集 的温度信号转换成数字量 ， 送数码管 显示 ，并与用户设置的上、下 限温度值进行 比较 ，当前显示 温度值高 于用 户设定 的上 限温度 值时，Ｐ １ ． ２ 输 出低 电平 ， Ｑ１ ２导通 ， 继 电器 Ｋ ３吸合 ，电源 接通 电风扇电机的高速 档； 当前显 示温度 值介于 用户所设 的上 、下 限温度 值 时，Ｐ １ － ３ 输出低 电平，Ｑ１ ３导通 ，继 电器 Ｋ４吸合 ，电源接通 电机 的 低速 档；当前显示温度值低于下 限温度值时 ，关闭风扇。 当要切换到手动控制时，按 Ｓ ３设置键 ３次 ，从智能温 控模 式切 换到手动控制 ，Ｐ １ ． ０输 出低 电平 ， Ｑ１ ０导通 ，继 电 器 Ｋ１吸合 ，Ｋ２释放 。此时可 以通过调节定时器及调速档 开关控制 电风扇的风速 。按下 ｓ ４时 ，又可切换到智能温控 模式。