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基于51单片机的智能温控风扇设计

来源:
2024-01-05
类别:设计应用
eye 48
文章创建人 拍明芯城

1、基于51单片机的智能温控风扇设计

具体实现功能:

由51单片机+DS18B20温度传感器+共阳四位数码管+风扇+独立按键+DC电源构成。

具体功能:

1、采用DS18B20温度传感器测温并用数码管实时显示;

2、可以手动设置温度上下限;共3个按键:设置键、加键、减键;

3、温度小于下限风扇不转,温度在上下限之间60%转动,大于上限时,风扇全速转动。


1.png


仿真演示视频(实物功能和仿真类似):

设计介绍


image.png


51单片机简介

51单片是一种低功耗、高性能CMOS-8位微控制器,拥有灵巧的8位CPU和可编程Flash,使得51单片机为众多嵌入式控制应用系统提供灵活、高效的解决方案。

本设计所使用的芯片可兼容以下所有的51系列单片机(包括AT系列和STC系列)。


image.png


设计方案

设计方案如下:

本设计利用DS18B20采集环境中的温度值,将温度数值反馈给单片机,单片机处理后进行实时显示。同时,利用三个按键设置温度调节范围,当实时温度值超出调节范围后进行相应的操作。

单片机类设计论文参考模板:

毕设无忧|单片机类毕设论文模板

资料内容

原理图和PCB(AD19)

本系统原理图和PCB设计采用Altium Designer19,具体如图。

注1:请使用Altium Designer19直接打开资料中的工程文件(资料中已说明打开方式),若要求使用其他版本软件,请谨慎购买!

注2:此设计需按照原理图制作实物,不可直接烧录到任何开发板中运行(需要修改程序)!

Altium Designer19软件安装包下载链接:

Altium Designer19安装破解教程(内附安装包)

51单片机常用元器件封装下载链接:

资料分享|51单片机常用元器件封装库

Altium Designer19教程:

AD19简易教程(原理图的绘制)

实用技巧|AD19快捷键大全

仿真实现(protues8.7)

本设计利用protues8.7软件实现仿真设计,具体如图。

注1:请使用protues8.7直接打开资料中的工程文件(资料中已说明打开方式),若要求使用其他版本软件,请谨慎购买!

注2:由于仿真软件限制,仿真设计和实物设计无法百分百对应!!

protues8.7软件资料:

proteus8.7安装及破解教程(内附安装包)

若仿真中遇到问题,请参照以下文章解决:

protues仿真常见问题解决方案

Protues8.7简易教程

程序(Keil5)

本设计利用KEIL5软件实现程序设计。

注意:请使用KEIL5直接打开资料中的工程文件(资料中已说明打开方式),若要求使用其他版本软件,请谨慎购买!!

主程序如下:

/****************主函数***************/

void main()

{

P0 = P1 = P2 = P3 = 0xff;

time_init(); //初始化定时器

temperature = read_temp(); //先读出温度的值

init_eeprom(); //开始初始化保存的数据

delay_1ms(650);

temperature = read_temp(); //先读出温度的值

dis_smg[0] = smg_du[temperature % 10]; //取温度的小数显示

dis_smg[1] = smg_du[temperature / 10 % 10] & 0xdf; //取温度的个位显示

dis_smg[2] = smg_du[temperature / 100 % 10] ; //取温度的十位显示

f_pwm_l = 50;

while(1)

{

key(); //按键程序

if(key_can < 10)

{

key_with(); //设置报警温度

}

if(flag_300ms == 1) //300ms 处理一次温度程序

{

flag_300ms = 0;

temperature = read_temp(); //先读出温度的值

if(menu_1 == 0)

{

smg_i = 3;

dis_smg[0] = smg_du[temperature % 10]; //取温度的小数显示

dis_smg[1] = smg_du[temperature / 10 % 10] & 0xdf; //取温度的个位显示

dis_smg[2] = smg_du[temperature / 100 % 10] ; //取温度的十位显示

}

}

baojing_kz(); //报警控制函数

}

}

程序运行结果如图:


image.png

2、单片机引脚为什么无法直接控制电机或风扇?

单片机(Microcontroller)是一种现代化的电子器件,它可以用来控制各种电子设备,例如LED灯、传感器、LCD屏幕等等。然而,单片机的引脚并不能直接控制电机或风扇,这是为什么呢?下面我们就来详细解答。

首先,我们需要了解电机或风扇的工作原理。电机或风扇通常使用电源,通过电流的作用产生磁场,驱动转子旋转。因此,要控制电机或风扇,需要通过电路将单片机输出的信号转化为电流信号,才能让电机或风扇工作。

但是,单片机输出的信号通常是数字信号,如高电平或低电平,而电动机或风扇需要的是模拟信号,例如直流电流或交流电流。因此,如果直接连接电机或风扇到单片机引脚,无法转化信号,单片机无法对电机或风扇进行控制,甚至可能损坏单片机。

为了解决这个问题,我们需要使用一些电路元件,例如晶体管、继电器、功率模块等,将单片机输出的信号转化为适合电机或风扇的电流信号。

其中,晶体管是一种非常常见的元件,它可以通过一个电压信号控制另一个电路的开关状态。可以使用晶体管作为开关,通过单片机输出的数字信号将晶体管驱动打开或关闭,从而控制电机或风扇的开关状态。

另外,如果需要控制大功率的电机或风扇,还可以使用功率模块。功率模块是一种集成电路,可以将单片机输出的信号转换为高功率的电流信号,从而驱动电机或风扇。

总之,单片机的引脚无法直接控制电机或风扇,需要通过电路将输出的数字信号转换为适合电机或风扇的模拟信号。晶体管、继电器、功率模块等元件都可以用来完成这个转换过程,让单片机具有控制电机或风扇的能力。

3、51单片机风扇怎么接

51单片机小风扇,正极直接接电源,负极接NPN三极管的集电极,三极管发射极接地。51单片机小风扇,由51单片机+DS18B20温度传感器+共阳四位数码管+风扇+独立按键+DC电源构成,为智能温控风扇系统,该系统可以实现风扇随实时环境温度而智能变速功能。系统主要选用STC89C52单片机作为控制中心,DS18B20数字温度传感器采集实时温度,再经单片机处理后通过三极管放大信号。

4、单片机温控风扇驱动电路中8050和8550的工作原理

在三极管中8050是NPN极性,8550是PNP极性。为了能让更多的人能区分三极管8050和8550,这里我为大家科普一下。

一:什么是三级管

三极管主要是用来进行电流调节的,它可以将弱信号放大为具有更高振幅的电子信号,也可以作为无接触的切换。三极管的排列方式有PNP和NPN两种。

使用万用表 Rx100或 Rx1k分别测定三极管两端的正、反向电阻值时,如果用一只笔尖与一个特定的电极相连接,而另一只针依次与其它两个电极相接触时,那么,与该电极相连接的电极就是基极b。此时,要留意一下万用表显示的极性,假如红色笔与 基极b接触,如果把黑色的针插在其它电极上,测量到的电阻都很低,就可以判断出被测试的管道是 PNP三极管;若黑色笔与基极b相连接,而红色的两个电极与另一个电极相接触时,电阻值偏低,那么被测量的三极管就是 NPN类型。

二:8050和8550区别

8550和8050分别是日本公司生产的PNP和NPN型硅三极管,在三极管中8050是NPN极性,8550是PNP极性。

为了让大家更容易的区分这两种三极管的不同之处,这里我将它们的具体参数列举出来。

8050三级管:

类型:开关型;极性:NPN;最大集电极电流(A):0.5A;直流电增益:10to60;功耗:625mW;最大集电极-发射极电压(VCEO):25;特征频率:150MHz。

8550三级管:

8550三极管是一种低电压,大电流,小信号的PNP型硅三极管。集电极-基极电压Vcbo:-40V;工作温度:-55℃ to +150℃;最大集电极电流(A):0.5 A; 直流电增益:10 to 60; 功耗:625 mW; 最大集电极发射电压(VCEO):25; 频率:150MHz。

实际上从以上的对比来看,我们可以直观的发现8050和8550三极管的主要区别在于8050是NPN极性,8550是PNP极性。

5、电风扇自动温控调速器电路设计

这是一个电风扇自动温控调速器,可根据温度变化情况自动调节电风扇的转速,电路加以调整,也可用于其它电气设备的控制。

电路工作原理:图中IC是555时基电路,与R2、R3和C2等元件构成多谐振荡器,可发出占空比可调的矩形波信号。当温度变化时,热敏电阻的阻值发生变化,改变多谐振荡器输出方波的占空比,调节双向晶闸管VT的导通角,从而改变风扇电极两端的电压,自动调节电风扇的转速。元器件选择 集成电路IC选用NE555时基电路,也可使用LM555和TLC555等型号。VT为双向晶闸管,其耐压应在400V以上,额定电流应根据所控制的电风扇容量来合理选用。电阻R1~R5可选用普通1/8或1/4W碳膜电阻器;Rt为负温度系数热敏电阻,可选常温下阻值为10KΩ左右的热敏电阻。电容C1选用普通铝电解电容器;电容C2和C3选用涤纶电容器。VD为稳压值为9.1V的稳压二极管。


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责任编辑:David

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