单片机电风扇控制系统的设计(毕业设计)
本科毕业论文---基于单片机智能电风扇控制系统设计

目录摘要 (1)第1章概述 (2)1.1 STC89C52单片机简介 (2)1.2 本设计任务和主要内容 (2)第2章方案选择 (4)2.1 温度传感器的选用 (4)2.2 控制核心的选择 (5)2.3 显示电路 (5)2.4 调速方式 (6)2.5 控制执行部件 (6)第3章硬件设计 (7)3.1 系统总体设计 (7)3.2 控制装置原理 (7)3.3 温度检测和显示电路 (8)3.3.1DS18B20的温度处理方法 (8)3.3.2温度传感器和显示电路组成 (9)3.4 电机调速电路 (10)3.4.1电机调速原理 (10)3.4.2电机控制模块设计 (11)第4章软件设计 (13)4.1 主程序 (13)4.2 数字温度传感器模块和显示子模块 (14)4.3 电机调速与控制子模块 (15)总结 (17)附录1 主要程序代码 (19)附录2 仿真图 (35)附录3 实物图 (36)附录4 元件清单 (37)摘要本设计为一种温控风扇系统,具有灵敏的温度感测和显示功能,系统STC89C52单片机作为控制平台对风扇转速进行控制。
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,控制状态随外界温度而定。
所设高低温值保存在温度传感器DS18B20内部E2ROM中,掉电后仍然能保存上次设定值,性能稳定,控制准确。
关键词单片机;温度传感器;智能控制。
四川信息职业技术学院毕业设计说明书第1章概述1.1STC89C52单片机简介STC89C52是美国ATMEL公司生产的低电压、高性能CMOS8位单片机,片内4bytes的可反复擦写的只读程序存储器(PEROM)和128 bytes的随机存取数据存储器(RAM),器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产,兼容标准MCS-51指令系统,片内置用8位中央处理器(CPU)和Flash存储单元,功能强大。
基于单片机的智能电风扇的设计

基于单片机的智能电风扇的设计
1. 系统设计思路:
智能电风扇系统由传感器、单片机以及电机驱动电路组成。
传感器检测环境温度、湿度和人体距离等参数,单片机根据这些参数控制电机的工作,并且可以根据预设程序自动调节电风扇的转速和运转模式。
2. 硬件设计:
(1) 传感器模块:
环境温湿度传感器模块和人体距离传感器模块分别采用DHT11和HC-SR501。
(2) 单片机模块:
根据项目需求,使用STM32F103ZET6单片机,主要处理传感器的读取和数据处理,并进行PWM波输出,控制电机转速。
(3) 电机驱动模块:
电机采用直流无刷电机,控制驱动电路采用L298N芯片。
3. 软件设计:
(1)初始化各个模块,包括传感器、GPIO等。
(2)读取传感器的数据,并根据不同温度、湿度和人体距离进行选择参数,设置不同的转速和运转模式。
(3)通过PWM波输出,控制电机的转速,实现电风扇的自动调节和控制。
4. 实现功能:
灵活的温湿度和人体距离检测,自动选择合适的电风扇运转模式和转速,节能环保,人性化的操作界面等。
总之,基于单片机的智能电风扇系统可以在提供便利的同时,达到节能环保的目的。
基于单片机的电风扇模拟控制系统设计

基于单片机的电风扇模拟控制系统设计一、引言电风扇是现代生活中常见的家用电器之一,它的使用方便、功能多样,深受人们喜爱。
随着科技的发展,基于单片机的电风扇控制系统逐渐成为研究的热点。
本文将介绍一种基于单片机的电风扇模拟控制系统设计,旨在提供一个可靠、智能的电风扇控制方案。
二、系统设计1. 系统框架基于单片机的电风扇模拟控制系统主要由单片机、传感器、电机驱动电路、显示器和按键等组成。
其中,单片机充当控制中心的角色,传感器用于采集环境参数,电机驱动电路用于控制电机的转速,显示器和按键用于用户与系统进行交互。
2. 传感器选择传感器的选择对于系统的精确性和稳定性至关重要。
在电风扇控制系统中,常用的传感器有温度传感器和湿度传感器。
温度传感器用于检测环境温度,湿度传感器用于检测环境湿度。
根据不同的需求,可以选择合适的传感器进行使用。
3. 单片机编程单片机是系统中的核心部件,其编程决定了整个系统的功能和性能。
在电风扇控制系统中,单片机需要实现以下功能:- 读取传感器采集到的温度和湿度数据;- 根据设定的温度和湿度阈值,控制电机的转速;- 实时显示温度、湿度和电机转速等信息;- 通过按键进行系统设置和操作。
4. 电机驱动电路电机驱动电路用于控制电机的转速。
常用的电机驱动电路有直流电机驱动电路和交流电机驱动电路。
根据不同的电机类型,选择适合的驱动电路。
在电风扇控制系统中,一般采用直流电机,因此需要设计一个合适的直流电机驱动电路。
5. 显示器和按键显示器和按键用于用户与系统进行交互。
显示器可以显示当前环境的温度、湿度和电机转速等信息,按键则可以用于设置温度和湿度阈值以及控制电机的开关。
合理设计显示器和按键的布局和界面,使用户操作方便,信息清晰。
三、系统优势1. 智能化控制基于单片机的电风扇模拟控制系统可以根据环境的温湿度变化自动调节电机的转速,实现自动控制。
用户只需设定好温湿度阈值,系统会自动根据环境参数进行调节,提供舒适的使用体验。
基于51单片机的智能温控风扇毕业设计

基于51单片机的智能温控风扇毕业设计引言智能温控风扇在现代生活中起着重要的作用。
它可以通过测量室内的温度来自动调节风扇的转速,以保持室内的舒适温度。
本文将讨论如何基于51单片机设计和实现一个智能温控风扇系统。
设计理念智能温控风扇的设计理念是通过传感器获取室内温度,并根据预设的温度范围调节风扇的转速。
这样可以避免人工的干预,提供更加便捷和节能的风扇控制方式。
硬件设计主要组成部分智能温控风扇系统主要由51单片机、温度传感器、风扇和驱动电路组成。
传感器选择为了获取室内的温度数据,我们需要选择一个适合的温度传感器。
常用的温度传感器有热敏电阻、热电偶和数字温度传感器等。
根据成本和精度的考虑,我们选择了热敏电阻作为温度传感器。
驱动电路设计为了控制风扇的转速,我们需要设计一个合适的驱动电路。
这个电路将接收来自51单片机的控制信号,根据信号的不同来调节风扇的转速。
驱动电路的设计需要考虑风扇的功率需求和控制的精度。
软件设计系统架构智能温控风扇的软件设计主要包括两个部分,嵌入式软件和上位机软件。
嵌入式软件负责采集温度数据、控制风扇的转速和与上位机进行通信。
上位机软件负责设置温度范围和显示温度数据。
嵌入式软件实现嵌入式软件使用C语言编写。
它首先初始化温度传感器和串口通信,然后循环读取温度数据并根据设定的温度范围来控制风扇的转速。
当温度超过设定的上限或下限时,嵌入式软件将发送一个报警信号给上位机。
上位机软件实现上位机软件使用图形界面来设置温度范围和显示温度数据。
它可以与嵌入式软件通过串口进行通信,接收嵌入式软件发送的温度数据,并根据设定的温度范围来显示相应的状态。
实验结果通过实验测试,我们成功实现了基于51单片机的智能温控风扇系统。
该系统可以准确地测量室内温度并根据设定的温度范围自动调节风扇的转速。
在正常使用情况下,系统运行稳定,功能完善。
结论本文介绍了基于51单片机的智能温控风扇的设计和实现。
通过对硬件和软件的详细讨论,我们成功实现了一个能够自动调节风扇转速的智能温控风扇系统。
基于单片机的智能风扇控制器设计【毕业作品】

BI YE SHE JI( 届)基于单片机的智能风扇控制器设计(英文) An Intelligent Controller for Fan Based on Single Chip Microcomputer所在学院电子信息学院专业班级电子信息工程学生姓名学号指导教师职称完成日期年月日摘要提出了以C8051F005为控制器,利用可控硅调速的智能风扇控制器的设计方案。
该系统可以实现对风扇的风速调节和风类型转换的控制,可以设定风扇的工作模式。
单片机通过控制可控硅导通角,来实现风扇的无级调速,并利用单片机内部的温度传感器采集环境温度,对风扇进行智能控制。
详细分析了系统的五大模块:单片机模块、过零检测模块、可控硅触发模块、键盘遥控模块和LCD显示模块,详细的论述了风扇控制器对风扇的控制过程。
过零检测模块可以检测出交流电压的过零点,作为单片机发出触发脉冲的参考点;键盘和遥控模块可以对控制器进行设定,用于选择风扇的工作方式;LCD显示模块用于显示风扇风速,风类型,当前工作模式和环境温度等信息。
关键词:风扇;C8051F005;可控硅AbstractFirst discusses the development and the application of fan.Put forward the design scheme that an intelligent fan controller based on C8051F005 single-chip use Thyristor to control its spend. The program choice the C8051F005 single-chip to control thyristor’s conduction angle , then to realize the stepless speed regulation of fan. And it can use the single-chip internal temperature sensor to collect the environmental temperature, to realize Auto-control of ing internal timer of SCM to control thyristor’s conduction by sending out pulse when time is over.The length of timer relate with thyristor’s conduction angle. A detailed analysis of the five modules of the system that includes MCU module, zero crossing detection module, Keys and remote control module,LCD module and a thyristor trigger module. A detailed discussion on fan control about fan controller also will be given. The system can control the speed and wind’s ty pe of fan , you can set the working mode of fan. The zero examination module can detect sinusoidal voltage of zero, as a point of reference to send out pulse by single chip microcomputer. you can set the working of fan by keys and remote control module. LCD display module used to show wind speed, the wind type, the current working mode and the environment temperature and other information.Key Words:fan; C8051F005 ; thyristor;目录第一章引言 (1)1.1 电风扇的应用和发展 (1)1.2 本文主要内容及课题要求 (2)第二章风扇控制器设计方案 (3)2.1 风扇转速控制原理 (3)2.2 总体设计方案 (4)2.3 单片机模块 (5)2.4 过零检测模块 (5)2.5 可控硅触发模块 (5)2.6 LCD显示模块 (5)2.7 键盘模块 (5)第三章硬件设计 (7)3.1 电机调速电路设计 (7)3.1.1 过零检测电路 (7)3.1.2可控硅触发电路 (8)3.2 人机接口电路设计 (9)3.1.1显示部分设计 (9)3.1.2键盘部分设计 (9)3.3 C8051F005单片机电路 (10)3.3.1C8051F005基本配置 (10)3.3.2时钟电路 (11)第四章软件设计 (13)4.1 软件设计的要点 (13)4.2主程序流程设计 (13)4.3风扇工作模式设计 (13)4.3.1自动控制程序设计................................................................ 错误!未定义书签。
基于51单片机的温控风扇毕业设计

基于51单片机的温控风扇毕业设计目录前言 (1)第1章绪论 (2)1.1 研究本课题的目的和意义 (2)1.2 发展现状 (2)第2章整体方案选择 (4)2.1 温度传感器的选用 (4)2.2 主控机的选择 (6)2.3显示电路 (6)2.4调速方式 (7)第3章系统硬件组成 (8)3.1 系统结构 (8)3.2 主控芯片介绍 (8)3.2.1 STC89C51简介 (8)3.2.2 STC89C51主要功能和性能参数 (9)3.2.3 STC89C51单片机引脚说明 (10)3.2.4 STC89C51单片机最小系统 (12)3.2.5 STC89C51中断技术概述 (14)3.3 DS18B20温度采集电路 (14)3.3.1 DS18B20 的特点及部构造 (14)3.3.3 DS18B20的工作原理 (16)3.3.3 DS18B20的工作时序 (18)3.4 数码管驱动显示电路 (21)3.4.1 数码管驱动电路 (21)3.4.2 数码管显示电路 (22)3.5 风扇驱动电路 (23)3.6 按键模块 (25)第4章系统软件设计 (27)4.1 软件介绍 (27)4.1.1 Keil C51 (27)4.1.2 Protel99SE (28)4.1.3 Proteus (29)4.2 主程序流程图 (31)4.3 DS18B20子程序流程图 (32)4.4 数码管显示子程序流程图 (33)4.5 按键子程序流程图 (34)第5章系统调试 (36)5.1 软硬件调试 (36)5.1.1 按键显示部分的调试 (36)5.1.2 传感器DS18B20温度采集部分调试 (36)5.1.3 风扇调速电路部分调试 (37)5.2 系统功能 (37)5.2.1 系统实现的功能 (37)5.2.2 系统功能分析 (38)结论 (39)谢辞 (40)参考文献 (41)附录 (42)附录1:protel原理图 (42)附录2:proteus仿真图 (43)附录3:源程序 (44)外文资料译文 (51)前言在现代社会中,风扇被广泛的应用,发挥着举足轻重的作用,如夏天人们用的散热风扇、工业生产中大型机械中的散热风扇以及现在笔记本电脑上广泛使用的智能CPU风扇等。
单片机课程设计+电风扇模拟控制系统设计

目录一总体方案设计1.1设计要求以电风扇模拟控制系统设计内容:1、有3个独立按键分别控制“自然风”、“睡眠风”、“常风”,(三者的区别是直流电机的停歇时间不同),并在数显管上显示出区别。
2、每种类型风可以根据按下独立按键次数分为4个档的风力调节。
3、设计风扇的过热保护,用继电器实现。
即当风扇运行一段时间后,暂停10秒。
4、其他创新内容(蜂鸣器报警提示)1.2 优点及意义这款电风扇可以根据自己日常存在的环境还有在不同情况下的需求随时调节三种不同的模式。
三种模式分别是“自然风”、“睡眠风”、“常风”。
如果在使用的过程中感觉三种模式下的风速不适合自己的要求的话,还可以在三种单独的模式下根据按键按动次数的不同来微调节风速,在一个模式下有4中不同的档位,相当于这款电风扇可以有12种可调节的模式,可以满足日常的基本需求。
不同的档位可以在数码管上显示出来,可以做到更加的直观、准确。
风扇电机的部分采用的是无刷直流电机,静音效果和节能效果出色,比较省电;风量档位多,风比较柔和;送风距离更远。
同时在加上蜂鸣器过热保护,使得风扇使用寿命更长,在风扇稳定性还有占用的体积来说这款电风扇都是有着较强的优势1.2初步设计思路2电风扇的系统以AT89C51单片机为核心,由时钟电路,复位电路,显示电路,直流无刷电机组成。
由复位电路来保证程序的复位和初始化,时钟电路来保证内各部件协调工作的控制信号。
作用是来配合外部晶体实现振荡的电路提供高频脉冲,更是作为电机的PWM占空比的前提条件。
矩阵键盘作为电风扇的按键来控制电机的转动速度,键盘控制的原理就是调节电动机的输出电压来控制电动机的转速。
实际上是利用了PWM控制方法,可以更好的控制电动机的频率,确保了运行时候的准确度还有精度也是较强的二硬件电路设计2.1 AT98C51单片机与蜂鸣器模块图二蜂鸣器模块2.1.1 89C51单片机89C51单片机由中央处理器(CPU)、存储器、定时/计数器、输入/输出(I/O)接口、中断控制系统和时钟电路组成。
基于单片机的智能风扇控制设计本科学位论文

摘要本文介绍一种基于单片机温控风扇的控制系统设计方案。
巧妙地利用单片机技术,可控硅技术,温度传感器技术。
硬件系统采用AT89C51作为微处理器,利用DS18B20对室内温度的探测并适时显示当前温度值,通过控制可控硅的导通,从而实现对电风扇进行温度调速控制。
软件系统则采用模块设计即主程序,键盘控制程序,温度显示程序,电机调速程序。
文中给出AT89C51为核心的电路设计主体软件设计,着重讨论温控相关程序的设计并给出流程图和相关程序。
关键词:AT89C51;DS18B20;仿真,电机调速,温度显示AbstractThis paper introduces a control based on single-chip microcomputer control system design scheme of the fan. Ingenious of single chip microcomputer, thyristor technology , the temperature sensor technology.Hardware system AT89C51 as microprocessors , use of indoor temperature detection DS18B20 and display the current controlled temperature, through the control of conduction, so as to realize the fan speed control of temperature. Software system is a modular design which main program, keyboard control procedures, temperature display program, motor speed program. Given the circuit design as the core of AT89C51 main software design, emphatically discusses the design and temperature control procedures are flowchart and relevant procedure.Keywords: AT89C51, DS18B20, Simulation, motor speed, temperature display目录第1章引言 (3)1.1 课题的设计要求 (3)1.2 课题的设计目的和意义 (3)第2章系统主要硬件电路设计 (4)2.1 总体硬件设计 (4)2.1.1 AT89C51介绍及说明 (4)2.1.2 AT89C51主要特性及引脚说明 (5)2.2 数字温度传感器模块设计 (8)2.2.1 DS18B20介绍 (8)2.2.2 DS18B20的功能及使用说明 (9)2.2.3 DS18B20寄存器的存储器及格式 (10)2.2.4 DS18B20使用注意事项 (11)2.3 键盘输入模块 (11)2.3.1 键盘的选择与原理 (11)2.3.2 键盘电路 (12)2.4 温度显示与控制模块 (13)2.4.1 LED显示灯介绍 (13)2.5 电机调速与控制模块设计 (14)2.5.1 电机调速原理 (15)2.5.2 电机控制模块硬件设计 (16)第3章软件设计与说明(包括流程图) (18)3.1 系统方案设计 (18)3.2 主要程序流程图 (18)3.2.1 主程序流程图 (18)3.2.2 数字温度传感器模块程序流程图 (19)3.2.3 显示程序流程图 (21)3.2.4 电动机程序设计原理以及流程图 (21)第4章调试步骤、结果、使用说明 (23)第5章设计总结 (24)附录A 系统原理图 (25)附录B 程序清单 (25)参考文献 (34)第1章引言1.1 课题的设计要求本课题要求以单片机为核心设计一个智能风扇控制器,具备倒数计时、时间修改、实时显示温度、预设关机温度、预设报警温度等功能。
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目录摘要 (1)1 绪论 (2)1.1 课题背景 (2)1.2 课题研究的目的和意义 (3)1.3 系统的设计要求及内容 (3)2 电风扇系统的方案论证 (3)2.1 保护电路的选择 (3)2.2 控制核心的选择 (4)2.3 显示电路的选择 (5)3 系统的主要硬件电路设计 (5)3.1 总体硬件设计 (5)3.2 过热检测模块的设计 (8)3.3 电机调速与控制模块设计 (9)3.4 显示与控制模块设计 (10)3.5 键盘模块设计 (11)4 系统程序设计及仿真 (12)4.1 主程序流程图设计 (12)4.2 定时器T0中断程序流程图设计 (13)4.3 A/D转换测量子程序流程图设计 (14)4.4 系统仿真结果 (15)4.5 源程序 (15)结论 (15)致谢 (15)参考文献 (15)附录A:单片机电风扇控制系统的设计原理图 (16)附录B:仿真结果图 (17)附录C:参考程序......................................... 错误!未定义书签。
单片机电风扇控制系统的设计电子信息科学与技术专业学生:指导老师:摘要:本论文设计了一个单片机电风扇控制系统。
系统采用MCS-52单片机为控制核心,设计了按键电路、显示电路和过热保护电路,并采用C语言进行编程、调试和仿真,实现了电风扇的几项基本功能:电机的正反转功能,0-990秒的定时功能,以及自然、正常、睡眠三种风类的选择功能。
经过多次的测试与电路的调整、系统的各项功能均能正常实现。
关键词:MCS-52,电风扇,保护电路,定时Design of the electric fan controller systembased on MCUElectronics and Information Science and TechnologyCandidate: CAO QiwenAdvisor: PENG JianyingAbstract:In this paper,it designed an electric fan controller system based on MCU.The system used MCS-52 microcontroller as the core of control, designed the key circuit, display circuit and overheating protection circuit which used C language to complete the programm, test and simulation,it has realized a few basic function of electric fan : reversing function, fixed time of 0-990 seconds and three kinds of wind selecting which are natural,normal and sleepy.After many tests and improvement, all of the functions can work natually.Keywords:MCU,Electric fan,Protection circuit,Fixed time1绪论1.1 课题背景电风扇在我国,是80年代开始兴起的一种小型的家用电器,刚开始它的功能单一,而且耗电量大,随着技术的不断更新,它的功能更加强大,更加趋于人性化。
作为一种老式的家电,电风扇具有价格便宜,摆放方便,体积轻巧等特点,由于大部分家庭消费水平的限制,电风扇作为一个成熟家电行业的一员,尤其是在中小城市,以及乡村将来一段时间内依然占有市场大部分份额。
面临庞大的市场需要的同时,也要提高电风扇的市场竞争力。
使之在技术含量上有所提高,使风速不仅功能多样,操作简便,而且更加安全可靠。
本设计采用了单片机作为该电风扇系统的控制核心。
在国际市场上,单片机产品的类型很多。
其中Intel公司的产品比较领先占有较大销售份额。
在我国Intel公司的MCS-48系列,MCS-51系列,MCS-96系列的各种机型用得最多,占主流地位。
随着大规模集成电路技术的演进,单片机的性能在快速提高。
其生产工艺经历了MOS,NMOS,HMOS,CMOS等各个阶段,正朝着CHMOS(高速型CMOS)工艺的方向发展并继续提高集成度;增大RAM,ROM容量,增多功能模,提高速度,降低功耗。
人类社会已经进入信息时代,人民的社会活动主要依靠对信息资源的开发及获取,传输与处理。
传感器处于研究对象与测试系统的接口位置,即检测与控制系统之首。
因此,传感器成为感知,获取与检测信息的窗口,一切科学研究与自动化生产过程要获取的信息,都要通过获取并通过它转换为容易传输与处理的电信号。
所以传感器的作用与地位就特别重要了。
若将计算机比喻为人的大脑,那么传感器就可以比喻为人的感觉器官了。
可以设想,没有功能正常而完美的感觉器官,不能迅速而准确的采集与转换欲获得的外界信息,纵有再好的大脑也无法发挥其应有的作用。
科学越发达,自动化程度越高,对传感器的依赖性就越大。
所以,20世纪80年代以来,世界各国都将传感器技术列为重点发展的高技术,备受重视。
1.2 课题研究的目的和意义面临庞大的市场需要,需要提高电风扇的市场竞争力。
使之在技术含量上有所提高,应使风速不仅功能多样,操作简便,而且更加安全可靠,为此,在将要走出大学校门,撰写毕业论文之计,我选择《电风扇控制系统设计》作为我的毕业设计研究课题。
大学期间,分别学习了《单片机原理及其应用》,《传感器检测及应用技术》等课程,对单片机的一些应用也略知一二。
所以在设计课题的时候,给电风扇赋予了人性化的设计,如过热保护功能。
相信其人性化的设计将大大提高电风扇的市场竞争力。
而且最主要的是通过传感器的控制使得科技的应用深入生活中,让广大人民能享受到科技带来的方便。
1.3 系统的设计要求及内容本设计以MCS-52单片机为核心,通过按键扫描电路和显示电路建立一个控制系统,使电风扇人为的变换档位,能够满足人们的需求。
另外,通过过热保护电路可以很好的保护电机,当电机发热时,电路报警并且电机停转,当电机温度恢复正常时,电机又正常工作。
本设计主要内容如下:1、用4位数码管实时显示电风扇的工作状态,最高位显示风类:“自然风”显示“1”、“正常风”显示“2”、“睡眠风”显示“3”。
后3位显示定时时间:动态倒计时显示剩余的定时时间,无定时显示“000”。
2、设计“自然风”,“正常风”和“睡眠风”三个风类键用于设置风类;设计一个“定时”键,用于定时时间长短设置;设计一个“摇头”键用于控制电机摇头。
在整个定时状态下,电路具有允许用户随时自行选择使用“自然风”状态,也可选择使用“常风”和“睡眠风”状态。
设计过热检测与保护电路,若电风扇电机过热,则电机停止转动,电机冷却后电机又恢复转动。
2电风扇系统的方案论证2.1 保护电路的选择保护电路可由以下几种方案可供选择:方案一:选用热敏电阻作为感测温度的核心元件,通过运算放大器放大于是温度变化引起热敏电阻的变化,进而导致输出微弱的电压变化信号,再用A/D转换芯ADC0809将模拟信号转化为数字信号输入单片机处理。
方案二:采用热电偶作为感测温度的核心元件,配合桥式电路,运算放大电路和A/D 转换电路,将电机温度变化信号送入单片机处理。
方案三:选用ADC0809作为过热保护电路的核心部件,假设先设定一个标准电压值,通过0-5V模拟电压输入进行模数转换,如果数据超过标准值则单片机对电机进行相应操作,使电机启停。
对于方案一,采用热敏电阻有价格便宜、元件易购的优点,但热敏电阻对温度的细微变化不敏感,在信号采集、放大、转换过程还会产生失真和误差,并且由于热敏电阻的R-T关系的非线性,其本身电阻对温度的变化存在较大的误差,虽然可以通过一定的电路给以纠正,将使电路复杂稳定性降低,故该方案不适合本系统。
对于方案二,采用热电偶和桥式测量电路相对于热敏电阻和其对温度的敏感性和器件的非线性误差都有较大的提高,其测量范围也非常高,从-50摄氏度到1600摄氏度均可测量,但是依然存在电路复杂,对过热检测达不到本系统要求的标准,故不采用此方案。
对于方案三,取代了传感器检测电路,大大降低了外接放大转换等电路的误差因素,通过运用电压值来模拟电机温度值,使得其分辨率很高,可以满足系统要求,故采用方案三。
2.2 控制核心的选择方案一:采用电压比较电路作为控制部件。
温度传感器采用热敏电阻或热电偶等,温度信号转为电信号并放大,集成运放组成的比较电路判决控制风扇的转速。
当高于或低于某值时将风扇切换到相应档位。
方案二:采用单片机作为控制核心,以软件编程的方式进行风速判断,并在端口输出控制信号。
对于方案一,采用电压比较电路具有电路简单、易于实现,以及无需编写软件程序的特点,但控制方式过于单一,不能自由设置上下限动作及定时时间,无法满足不同用户以及不同环境下的要求,故不采用此方案。
对于方案二,以单片机作为控制器,通过编写程序不但能将传感器检测到的模拟温度值通过A/D转换传给单片机进行处理,而且用户能通过键盘接口,自由设置上下限定时时间,满足全方位的需求,并且通过检测电路判断电机温度是否过高,能精确把握电机温度的微小变化。
故本系统采用方案二。
2.3 显示电路的选择方案一:采用液晶显示屏LCD显示电机状态。
方案二:采用八位共阴数码管显示电机状态,动态扫描显示方式。
对于方案一,液晶显示屏具有显示字符优美,不但能显示数字还能显示字符甚至图形的优点,这是LED数码管无法比拟的,但是液晶显示模块价格昂贵,驱动程序复杂,因为一个字符由6×8或8×8点阵组成,既要找到和显示屏上某几个位置对应的显示RAM 的8字节,还要使每字节的不同位有的为“1”,有的为“0”,为“1”点亮,为“0”的不亮。
从硬件电路复杂性原则考虑,故不采用。
对于方案二,该方案成本低廉,显示温度明确醒目,在夜间也能看见,功耗极低,显示驱动程序的编写也相对简单,这种显示方式得到广泛应用。
不足的地方是扫描方式是循环使四个LED依次点亮,因此会有闪烁,但是人眼的视觉暂留时间为20M,当数码管扫描周期小于这个时间时人眼看不到闪烁,故采用本方案。
3 系统的主要硬件电路设计3.1 总体硬件设计本系统由五个模块组成,分别是输入模块、显示模块、电机控制模块、过热保护模块以及单片机控制系统。
其中单片机控制系统是核心,由AT89C52、晶振和复位电路组成。
它通过处理输入的各种数据信息来对其它模块发出指令,进行相应的操作。