「基于AT89C51的智能电风扇调速器的设计gai」.pdf

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1、 基于 AT89C51 电风扇智能调速器的设计 摘 要 本文介绍了一种基于A89C51单片机的电风扇智能调速器的设计,该设计以A9C1 控制器为核心，巧妙利用温度传感器电路,及时而准确的采集环境温度,利用双向晶闸管对电机进行无级调速，把智能控制技术用于家用电器的控制中，用人体周围的环境温度对风扇进行温控。关键词:单片机;红外遥控；温度传感器;智能控制。1 系统概述 11 T851 单片机简介 T851 是美国 ATM公司生产的低电压、高性能CMOS8 位单片机,片内 4ts 的可反复擦写的只读程序存储器（PROM）和 128 btes 的随机存取数据存储器（RM)，器件采用 AL 公司的高密度

2、、非易失性存储技术生产，兼容标准CS-5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。T8C51 单片机可灵活应用于各种控制领域。AT891 单片机提供以下标准功能:4K 字节 Fash 闪速存储器，18 字节内部RAM,2 个/O 口线，两个 1位定时、计数器，一个 5 向量两级中断结构，一个全双工串行通信口,片内振荡器及时钟电路。同时,T8951 单片机可降至 0的静态逻辑操作,并支持两种软件可选的节电工作模式。空闲方式停止 CPU 的工作,但允许 RA，定时、计数器,串行通行口及中断系统继续工作。掉电方式保存 RA中的内容,但振荡器停止工作并禁止其它所

3、有部件工作直到下一个硬件复位。1.2 本设计任务和主要内容 本文以T9C51 单片机为核心，通过数字温度传感器对外界环境温度进行数据采集,从而建立一个控制系统,使电风扇随温度的变化而自动调节档位,实现“温度高、风力大、温度低、风力弱”的性能。另外,通过红外发射和接收装置及按键实现各种功能的启动与关闭,并且可对各种功能实现遥控，用户可以在一定范围内设置电风扇的最低工作温度，当温度低于所设置温度时，电风扇将自动关闭，当高于此温度时电风扇又将重新启动。本设计主要内容如下：(1)风速设为从低到高共 5 个档位，可由用户通过键盘和遥控手动设定。(2)每当温度降低 2,则电风扇风速自动下降一个档位。()每

4、当温度升高,则电风扇风速自动上升一个档位。（）用户可以设定电风扇最低工作温度,当低于该温度时，电风扇自动停转。2 系统原理 21 系统总体设计 图 系统总体结构框图 2 控制装置原理 传统电风扇供电采用的是 220V 交流电,电机转速分为几个档位,通过人工手动调整电机转速达到改变风速的目的，亦即，每改变一次风力,必然有人参与操作，这样就会带来诸多不便。本文介绍了一种基于 A89C单片机的智能电风扇调速器的设计,该设计巧妙利用红外线遥控技术、单片机控制技术、无级调速技术和温度传感技术,把智能控制技术应用于家用电器的控制中,将电风扇的电机转速作为被控制量,由单片机分析采集到的数字温度信号,再通过可

5、控硅对风扇电机进行调速。从而达到无须人为控制便可自动调整风数字温度传感器 键盘功能输入 遥控功能输入 AT89C51 电机调速 输出显示 控制输出 速的效果。3 系统主要硬件电路 3.1 温度检测和显示电路 可以选用 LM324A 运算放大器作为温度传感器，将其设计成比例控制调节器，输出电压与热敏电阻的阻值成正比，但这种方案需要多次检测后方可使采样精确，过于烦琐。所以我采用更为优秀的 DS8B2数字温度传感器，它可以直接将模拟温度信号转化为数字信号,降低了电路的复杂程度，提高了电路的运行质量。.1.1 DS0 的温度处理方法 18B20 是美国 DLLAS 半导体公司继 DS120 之后最新推

6、出的一种改进型智能温度传感器。与传统的热敏电阻相比，它能够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 91位的数字值读数方式。可以分别在 93.5 m和 750 ms 内完成 9 位和 12 位的数字量,并且从 DS18B2读出的信息或写入 DS8B20 的信息仅需要一根口线(单线接口）读写，温度变换功率来源于数据总线,总线本身也可以向所挂接的 DS18B2供电，而无需额外电源,因而使用 DS1B可使系统结构更趋简单可靠性更高。他在测温精度、转换时间、传输距离、分辨率等方面较 DS180 有了很大的改进，给用户带来了更方便的使用和更令人满意的效果。S1B0 简介:(1）独特的单线接口

7、方式:DS8B0 与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与 DS1B20 的双向通讯。()在使用中不需要任何外围元件。（)可用数据线供电，电压范围：+3.0+5.。(）测温范围:-125。固有测温分辨率为.5。(5）通过编程可实现 912 位的数字读数方式。（6）用户可自设定非易失性的报警上下限值。（7)支持多点组网功能,多个8B0 可以并联在惟一的三线上,实现多点测温。（）负压特性，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。单线（re)技术:该技术采用单根信号线，既可传输时钟，也能传输数据,而且是双向传输。适用于单主机系统，主机能够控制一个或多个从机设备，通过一个漏极开

8、路或三态端口连至该数据线,以允许设备在不发送数据时能释放该线，而让其他设备使用。单线通常要求外接一个K 的上拉电阻，这样当该线空闲时,其状态为高电平。主机和从机之间的通讯分成三个步骤：初始化单线器件、识别单线器件和单线数据传输。单线 1wie 协议由复位脉冲、应答脉冲、写 0、写 1、读 0、读 1，这几种信号类型实现，这些信号中除了应答脉冲其他都由主机发起，并且所有指令和数据字节都是低位在前。DS1820 直接将测量温度值转化为数字量提交给单片机,工作时必须严格遵守单总线器件的工作时序。温度值/数字输出(二进制）数字输出(十六进制)+125 0000 011 1101 0000 7H+00

9、0101 0 1 00 0 050H 25 625 0000 001 00 0001 191H+10 12 00 0 0 00 1010 010 00A2H+0 5 000 0000 00 1000 0008H 0 0000 000 000 0000 00-0.5 111 1111 1 1 1 0 FFH-10.125 1111 1111 0110 0 FEH-2 .625 1 11 01 0 11 FFFH 55 111 1 00 001 0000 FC90H 表 1 部分温度值与 D8B2输出的数字量对照表 .温度传感器和显示电路组成 本模块用更为优秀的 DS18B20 作为温度传感器，8

10、9C单片机作为处理器,配以温度显示作为温度控制输出单元。整个系统力求结构简单，功能完善。电路图如图2 所示。系统工作原理如下：S8B20数字温度传感器采集现场温度,将测量到的数据送入AT8C51单片机的.3 口,经过单片机处理后显示当前温度值,并与设定温度值的上下限值作比较，若高于设定上限值或低于设定下限值则控制电机转速进行自动调整。图 2 DS820 温度计原理图 3.电机调速电路 电机调速是整个控制装置中的一个相当重要的方面。通过控制改变双向可控硅的导通角，使输出端电压发生改变，从而使施加在电风扇的输入电压发生改变,以调节风扇的转速,实现各档位风速的无级调速。32.1 电机调速原理 双向可控硅的导通条件如下：(1）阳-阴极间加正向电压;(）控制极-阴极间加正向触发电压；(3)阳极电流 I 大于可控硅的最小维持电流 IH。电风扇的风速从高到低设为、4、3、2、1 档，每档风速都有一个限定值。在额定