基于51单片机的温控风扇设计

信息与电脑China Computer & Communication2019年第11期

基于51单片机的温控风扇设计

李进东　熊　宇　苏康友

（广东白云学院，广东 广州　510450）

各种智能产品层出不穷，提高了人民的生活品质。虽然目前许多城市家庭已拥有了空调，摘　要：随着科技的不断提高，

但是空调体积大，耗电大，携带不便。基于此，以STC89C52单片机作为控制核心，采用DS18B20作为温度传感器，选用L298芯片组成电机驱动电路，完成硬件电路设计和程序编写，实现风扇速度随温度变化而改变，从而产生最适合人们舒适度的风速。

关键词：单片机；DS18B20；温度变化

中图分类号：TP368.1；TP273　　文献标识码：A　　文章编号：1003-9767（2019）11-124-02

Design of Temperature Controlled Fan Based on 51 Single Chip Microcomputer

Li Jindong, Xiong Yu, Su Kangyou

Abstract: With the continuous improvement of science and technology, a variety of intelligent products emerge in an endless

(Guangdong Baiyun University, Guangzhou Guangdong 510450, China)

stream, improving the quality of life of the people. Although many urban households now have air conditioning, air conditioning is temperature sensor and L298 chip as the motor driving circuit, the hardware circuit design and programming are completed to realize that the fan speed changes with the temperature, so as to generate the wind speed that is most suitable for people's comfort.

Key words: microcomputer; DS18B20; temperature variation

large in volume, power consumption and inconvenient to carry. Based on this, taking STC89C52 as the control core, DS18B20 as

0　引言

随着科学技术的发展，智能化产品层出不穷，提高了人们的生活质量。虽然现在不少城市家庭已拥有了空调，但是空调体积大，耗电大，在户外难以使用，特别是在农村地区，很多人依然使用电风扇作为降温防暑的主要电器。农村，一般白天温度比较高，晚上气温降低，人一旦进入睡眠，需要风速不断调节，产生舒适的风。因此，本文设计的温控风扇采用高精度的温度传感器，能根据环境温度调节电机，从而实现产生适合人体舒适度的风。

LCD显示DS18B20设置按键STC89C52PWM驱动电路直流电动图1　系统结构

2　硬件设计

系统主要器件包括STC89C52单片机、DS18B20温度传感器、LCD液晶、L298N驱动模块和风扇步进电机。

STC89C52是一个低电压、高性能的8位单片机，片内含8 kbytes可反复擦写的Flash只读程序存储器和256 bytes的随机存取数据存储器（RAM）。该单片机有32个外部I/O端口，内含2个INTO中断，2个定时器T中断，2个全双工串行通信。STC89C52具有可反复擦写的功能，很适合项目开发和调试。最重要的是，其价格低廉，系统稳定。

1　系统构成

本设计以STC89C52单片机作为控制核心，采用高精度温度传感器DS18B20检测环境温度，把经过ADC转换模块输出的数字温度信号发送给STC89C52单片机进行处理，在LCD显示屏上显示当前环境温度值和预设的每个档位温度值，并采用PWM脉宽调制方式改变直流风扇电机的转速。系统结构如图1所示。

基金项目：2017年度广东白云学院校级面向项目（项目编号：2017BYKY201）。作者简介：李进东(1978—)，男，湖南湘潭人，本科。研究方向：电子信息工程。

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2019年第11期

信息与电脑China Computer & Communication软件开发与应用

DS18B20是一种常用的数字温度传感器。它根据温度，通过ADC转换输出数字信号至处理芯片，从而实现温度检测。DS18B20具有体积小、硬件开销低、抗干扰能力强和精度高等特点。其测温时，温度值的位数因分辨率不同而不同，温度转换时的延时由2 s减为750 ms，且随温度变化，振荡率明显改变，所产生的信号可作为计数器2的脉冲输入。DS18B20结构如2所示，具备高温触发TH和低温触发TL的功能，可以准确反映温度的调节变化。

3　程序设计

设定温度后，比较DS18B20检测的实时温度与设定温度，若不同，则采用PWM调速风扇，如图4所示。

开始系统设定温度风扇运行继续保持风速是是否在设定温度内否PWM风扇调速图4　程序设计流程

DS12B20初始化函数程序如下：

bit int_DS18B20(void) //DS12B20初始化函数

图2　DS18B20结构 

{unsigned char x=0;

DS=1; //DQ复位delay(10); //延时片刻

delay(60); //精确延时480微秒

L298N驱动模块是一个全桥驱动芯片，具有高电压、大电流的特点，且频率高。其拥有控制使能端，可以很好地驱动电机。该驱动模块具有操作方便、稳定性好、性能优良的优点。更重要的是，它能够承受频繁的负载冲击，十分符合电机随温度设计不断调速要求。

DS=0; //将DQ拉低 DS=1;//拉高总线 delay(10);//延时片刻

x=DS;//延时片刻后，若x=0,则初始化成功； 若x=1,则初始化失败

delay(30);

return x; ｝

4　结　语

采用Protues软件进行仿真，仿真结果如图5所示。本系统设计以STC89C52作为控制核心，采用DS18B20温度传感器检测温度，并用L298N驱动模块驱动风扇电机，实现了根据温度调节适合人体舒适度的风速。该设计成本低廉，

图3　L298引脚图

系统稳定，具有广阔的市场发展空间。

DQ

U2

3VCC2DQ1GND

RP1

U1

XTAL1

1918

XTAL1

P0.0/AD0P0.1/AD1P0.2/AD2P0.3/AD3P0.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD6P0.7/AD7P2.0/A9P2.1/A8P2.2/A10P2.3/A11P2.4/A12P2.5/A13P2.6/A14P2.7/A15P3.0/RXDP3.1/TXDP3.2/TN10P3.3/TN11P3.4/T0P3.5/T1P3.6/WRP3.7/RD

39P0038P0137P0236P0335P0434P0533P0632P0721P2022P2123E24DQ25P2426P2527P2628P271011121314151617

RXDTVDP32

123456789

REBPAC KE

B15 V

XTAL2

XTAL2

9

P27P32

571012611115

1N11N21N31N4ENAENBSENSASENSB

VCC

4VS

OUT1OUT2OUT3OUT4

GND

8

LZ98

D31N414S

231314

D41N414S

RST9

RST

293031

PSB1ALEEA

D11N414SD21N414S

P10P11P12P13P14P15

P1712345678P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7AT89C51

R14.7

图5　系统仿真

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