文档介绍：精准温度显示的温控自动风扇系统
方振杰 06电信1班 3060432035
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AT89C5 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: 自动控制;单片机;温控;风扇
目录
摘要 1
目录 2
1引言 3
2 方案论证 4
温度传感器的选用 4
控制核心的选择 5
5
6
6
3 系统简述 7
4 硬件设计 8
、本系统各器件简介 8
DS18B20 单线数字温度传感器简介 8
AT89C52 单片机简介 9
八段LED 数码管 11
各部分电路设计 12
电源电路 12
数码管显示电路 12
声响、温度采集、温度设定以及复位电路 13
温控自动电路 14
15
5 软件设计 17
6 安装调试 19
参考文献 20
附录1 程序流程图 21
附录2 源程序 28
1引言
生活中,我们经常会使用一些与温度有关的设备。比如,现在虽然不少城市家庭用上了空调,但在占中国大部分人口的农村地区依旧使用电风扇作为降温防暑设备,春夏(夏秋)交替时节,白天温度依旧很高,电风扇应高转速、大风量,使人感到清凉;到了晚上,气温降低,当人入睡后,应该逐步减小转速,以免使人感冒。虽然电风扇都有调节不同档位的功能,但必须要人手动换档,睡着了就无能为力了,而普遍采用的定时器关闭的做法,一方面是定时时间长短有限制,一般是一两个小时;另一方面可能在一两个小时后气温依旧没有降低很多,而风扇就关闭了,使人在睡梦中热醒而不得不起床重新打开风扇,增加定时器时间,非常麻烦,而且可能多次定时后最后一次定时时间太长,在温度降低以后风扇依旧继续吹风,使人感冒;第三方面是只有简单的到了定时时间就关闭风扇电源的单一功能,不能满足气温变化对风扇风速大小的不同要求。又比如在较大功率的电子产品散热方面,现在绝大多数都采用了风冷系统,利用风扇引起空气流动,带走热量,使电子产品不至于发热烧坏。要使电子产品保持较低的温度,必须用大功率、高转速、大风量的风扇,而风扇的噪音与其功率成正比。如果要低噪音,则要减小风扇转速,又会引起电子设备温度上升,不能两全其美。为解决上述问题,我们设计了这套温控自动风扇系统。本系统采用高精度集成温度传感器,用单片机控制,能显示实时温度,并根据使用者设定的温度自动在相应温度时作出小风、大风、停机动作,精确度高,动作准确。
2 方案论证
本系统实现风扇的温度控制,需要有较高的温度变化分辨率和稳定可靠的换档停机控制部件。
温度传感器的选用
温度传感器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由于温度变化引起热敏电阻电阻的变化、进而导至的输出电压变化的微弱电压变化信号,再用AD转换芯片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AD转换电路,将温度变化信号送入单片机处理。
方案三:采用数字式集成温度传感器DS18B20作为感测温度的核心元件,直接输出数字温度信号供单片机处理。
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、转换过程中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误差,虽然可以通过一定电路予以纠正,但不仅将使电路复杂稳定性降低,而且在人体所处温度环境温度变化中难以检测到小的温度变化。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其对温度的敏感性和器件的非线性误差都有较大提高,其测温范围也非常宽,从-50摄氏度到1600摄氏度均可测量。但是依然存在电路复杂,对温度敏感性达不到本系统要求的标准,故不采用该方案。
对于方案三,由于数字式集成温度传感器DS18B20的高度集成化,大大降低了外接放大转换等电路的误差因素,
温度误差很小,并且由于其感测温度的原理与上述两种方案的原理有着本质的不同,使得其温度分辨力极高。温度值在器件内部转换成数字量直接输出,简化了系统程序设计,又由于该传感器采