AT89C51单片机的电风扇控制系统设计+流程图+仿真图.doc

范文最新推荐------------------------------------------------------1 / 13AT89C51 单片机的电风扇控制系统设计+流程图+ 仿真图 摘 要：本文设计了以 AT89C51 为控制核心的温控电风扇系统由温度传感器采集的温度信号，通过数字转化转化成单片机能够识别的数字信号，作为控制信号输入单片机，实现对风扇的控制系统集成了单片机系统、按键输入电路、温度传感电路、显示电路、蜂鸣器电路、电机驱动电路以及电机控制电路克服了普通电风扇无法根据外界温度自动调节转速困难，控制更加灵活4957 关键词：AT89C51 单片机；控制系统；电机 Design of Fan Which Based on the Intelligent Control of the MCU Abstract: This system of temperature controlling fan is designed on AT89C51 as the control core, Collected by the temperature sensor which can convert temperature signal into the digital signal as a control signal inputting chip, to achieve the control of the fan. System integrates SCM system, the key input circuit, the temperature sensing circuit, display circuit, buzzer circuit, motor drive circuits and motor control circuits. The system can overcome the common fan automatically which can not adjust the speed according to the outside temperature and make control more flexible. Key Words: AT89C51MCU; Control Systems; Motor 目录 摘要 1 引言 1---------------------------------------------------------------范文最新推荐------------------------------------------------------3 / 13 1.设计任务和主要内容 2 2.系统方案设计 2 3.硬件电路设计 3 3.1 总体电路设计 3 3.2 电机控制电路 4 3.3 测温电路 4 3.4 显示电路 7 3.5 键盘输入电路 7 4.系统软件设计 7 4.1 数字温度传感器模块程序设计 7 4.2 电机调速与控制模块程序流程 9 5.仿真与调试 10 6.总结 12  本设计主要内容如下：三种按键调整工作模式，选择键切换风扇自动还是手动调速，增加、减小都是在手动模式下有效，风扇自动模式下根据温度不断调整转速，当温度低于 15℃时风扇不转；当温度在 15 到24℃之间时最慢；24 到 33℃ 中档； 33℃最快；温度超过 40℃报警。

 2. 系统方案设计 设计方案如下图 1 所示 图 1 系统原理框图 对于单片机中央处理系统的设计，根据工作量的大小，优先选用具有 4KB 片内 E2PROM 的 AT89C51 单---------------------------------------------------------------范文最新推荐------------------------------------------------------5 / 13片机作为中央处理器作为控制系统的核心，AT89C51 内部包含了定时器、程序存储器、数据存储器等硬件资源，其硬件能满足整个控制系统的要求，不需要外扩其他存储器芯片和定时器件，可以很方便地构成一个最小系统整个系统结构紧凑，抗干扰能力强，而且性价比高，是一个比较合适的方案数字温度传感模块采用 DS18B20 实现，它具有使用方便，结构简单等优点，很容易理解和接受，比较适合设计需求电机控制模块通过直流电分时供电，控制电机步进角度的速度，实现起来相对简单 3. 硬件电路设计 3.1 总体电路设计 整体电路如图 2 所示 图 2 系统总体电路结构 本设计中采用网络标号的方法，整个电路构成由按键电路、蜂鸣器电路、电机控制电路、显示电路、测温电路等主要部分构成。

各个电路模块将在下面详细介绍 3.2 电机控制电路 如图 3 所示；此部分就是电机调速部分 图 3 电机控制电路 电机转速以及停止位置仅仅取决于脉冲信号频率和脉冲个数，而不会受到负载变化的影响，也就是给电机加一个脉冲信号，电机就会转过一个布距角这一线性关系，加上步进电机只有周期性误差而没有积累误差等特点，使得它在速度、位置等控制领域使用起来非常简单虽然步进电机已得到地应用，但它并不像普通直、交流电机那样在常规下使用[1]它必须由双环形脉冲信号、功率驱动电路等组成才能实现控制转速 ---------------------------------------------------------------范文最新推荐------------------------------------------------------7 / 13 图 5 DS18B20 封装 DS18B20 的读写时序和测温原理与 DS18B20 相同，只是得到的温度值的位数因分辨率不同而不同，且温度转换时的延时时间由 2s 减为 750ms DS18B20 封装如图 5 所示。

温度对低温度系数晶振的振荡频率影响很有限，由它产生固定频率的脉冲信号送给计数器1高温度系数晶振随温度变化其振荡率明显改变，所产生的信号作为计数器 2 的脉冲输入计数器 1 和温度寄存器被预置在－55℃所对应的一个基数值计数器 1 对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行减法计数，当计数器 1 的先前设定的值减到 0 的时候，寄存器的值就会整加 1，计数器 1 的预先设定的置将会重新载入，低温度系数晶振产生的脉冲信号重新被计数器 1 计数，像这样循环下去直到计数器 2 的计数变为0 为止，则温度寄存器的值累加将会停止，则温度寄存器中的值就是要检测的温度图 5 中斜率累加器用于补偿、修正测温过程中的非线性，其输出用来修正计数器 1 的预置值[3] DS18B20 的一般操作过程： (1)初始化； (2)跳过 ROM(命令：CCH)； (3)温度变换 (命令： 44H)； (4)读暂存存储器( 命令：BEH)； 注：每次读取温度都必然经过上面四个过程 3.3.2 DS18B20 的温度存储方式 DS18B20 是用 12 位存储温度，最高位为符号位，下表为它的温度存储方式： 2 ---------------------------------------------------------------范文最新推荐------------------------------------------------------9 / 131222324 LSBYTEBit7Bit6Bit5Bit4Bit3Bit2Bit1Bit0 SSSSS2>4  由于设计需要用到的按键数目不多，所以可以直接用 AT89C51 的通用 I\O 口，即可以直接选用AT89C51 的 P1 口（内部有上拉电阻）作为键盘接口。

对于按键只需一端接地而另一端接 P1 口即可见下图 7： 图 7 按键电路 4. 系统软件设计 4.1 数字温度传感器模块程序设计 本系统的程序采用 C 语言，采用模块化设计，整体程序由主程序和子程序构成 图 8 数字温度传感器模块程序流程图 如图 8 所示，主机控制 DS18B20 完成温度转换的工作需经过三个基本步骤：初始化、ROM 操作指令、存储器操作指令此单片机用的系统频率为12MHz根据 DS18B20 初始化时序、读、写时序分别可编写 4 个子程序：初始化子程序、写子程序、读子程序和显示子程序 DS18B20 芯片功能命令表如下： 表 2 DS18B20 功能命令表 命令功能描述 命令代码 CONVERT 开始温度转换 44H READ SCRATCHPAD 读温度寄存器（共 9 字节）---------------------------------------------------------------范文最新推荐------------------------------------------------------11 / 13BEH READ ROM 读 DS18B20 序列号 33H WRITE SCRATCHPAD 将警报温度值写如暂存器第2、 3 字节 4EH MATCH ROM 匹配 ROM 55H SEARCH ROM 搜索 ROM F0H ALARM SEARCH 警报搜索 ECH SKIP ROM 跳过读序列号的操作 CCH READ POWER SUPPLY 读电源供电方式：0 为寄生电源，1 为外电源 B4H 4.2 电机调速与控制模块程序流程 采用双向可控硅过零触发的方式，通过单片机控制双向可控硅通断，通过控制每一个控制周期间可控硅导通以及关断交流完整全波信号个数的改变调节负载功率 [6]。

 图 11 系统仿真 6. 总结 控制系统以单片机 AT89C51 为控制核心，单片机系统包含了对环境温度信号的采集、处理、显示等多钟功能该系统的主要特点是： (1)适用性强，用户只需要对界面参数进行设置并启动系统正常运行即可满足不同用户的要求，实现对温度的实时监控 (2)系统成本低，操作简单，可随时根据软件编入新的功能加入产品操作界面扩展性强，只需稍加改变，---------------------------------------------------------------范文最新推荐------------------------------------------------------13 / 13即可增加其他按键的功能 本系统在模拟检测中运行较好，但采样数据时不太稳定功能上的小缺憾是对档位之间的临界温度处理不太理想，并且档位少，有待改进和完善 AT89C51 单片机的电风扇控制系统设计+ 流程图+仿真图(5):。