基于51單片機的風(fēng)機溫度控制系統的設計

0．引言

風(fēng)機為通用機械，它廣泛地使用在國民經(jīng)濟的各個(gè)部門(mén)中。風(fēng)機廣泛用在工廠(chǎng)、礦井、車(chē)輛、建筑物、家用電器等的通風(fēng)、排塵和冷卻；谷物的烘干和選送；風(fēng)洞風(fēng)源和氣墊船的充氣和推進(jìn)等。另外，在一些對環(huán)境溫度有特殊要求的場(chǎng)所，要求溫度變化在1℃以下，這就需要一種可以根據外界環(huán)境溫度來(lái)確定風(fēng)機的轉動(dòng)與停止的風(fēng)機溫控系統。

本文設計的風(fēng)機微小溫控系統，可使溫度檢測精度達到0．01℃，并可手動(dòng)設定溫度上下限，且具有自動(dòng)聲光報警功能。

1．設計要求

本系統采用PT1000溫度傳感器檢測環(huán)境溫度(溫度檢測精度0．01℃)，根據環(huán)境溫度變化控制風(fēng)機降溫，并具備按鍵手動(dòng)設定溫度上下限、聲光報警等功能。其控制面板示意圖如圖1所示。

具體技術(shù)要求及功能說(shuō)明如下：

(1)環(huán)境溫度在設定溫度范圍內時(shí)，綠色LED亮，風(fēng)機不工作；

(2)當環(huán)境溫度接近設定溫度上限時(shí)(5℃之內)，黃色LED亮，風(fēng)機低速工作，蜂鳴器發(fā)出三聲500Hz報警聲；

(3)環(huán)境溫度高于設定溫度上限時(shí)，紅色LED亮，風(fēng)機全速工作，蜂嗚器長(cháng)響。

(4)采用雙風(fēng)機分時(shí)工作，便于維護。

2．基于單片機的風(fēng)機溫度控制系統的設計

2．1 系統硬件設計

2．1．1 系統硬件組成

根據設計要求，我們對風(fēng)機控制系統采用模塊式設計方案，把整個(gè)風(fēng)機溫控系統分為九個(gè)功能模塊，即：電源模塊、風(fēng)機控制模塊、主控電路模塊、顯示電路模塊、按鍵模塊、報警模塊、溫度檢測模塊、EEPROM模塊、串口通信模塊等。各功能模塊之間的關(guān)系如圖2所示。

2．1．2 系統各功能模塊介紹

(1)電源模塊

系統供電：外接12V／2A直流電源數字電源：51單片機、AD轉換芯片、光電耦合器。采用1片7805三端穩壓器。模擬電源：風(fēng)機直接接12V電源、PT1000傳感器采用1片7805三端穩壓器供電。器件需求：12V／2A直流電源1個(gè)，7805三端穩壓器2片，電源指示燈1個(gè)，電源開(kāi)關(guān)1個(gè)。

(2)風(fēng)機控制模塊(風(fēng)機控制采用主備方式)該模塊使用1個(gè)單片機IO口輸出PWM信號，通過(guò)光耦和MC1413驅動(dòng)電路控制風(fēng)機的停開(kāi)和轉速，風(fēng)機供電采用12V電源直接供電。電路圖見(jiàn)圖3所示。

器件需求：0．8A風(fēng)機2個(gè)，MC1413驅動(dòng)控制芯片1個(gè)，6N137光耦2個(gè)。

(3)主控電路模塊

由STC11F16XE組成最小系統。

器件需求：STC1 1F16XE芯片，11．0592MHz晶振，22PF＼1OuF＼104電容，1K＼10K電阻，復位按鍵1個(gè)。原理圖如圖4所示。

2．2．2 系統軟件設計源程序

系統軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境采用Keil uVision3。

以風(fēng)機控制模塊為例，給出系統軟件設計源程序：

3．結語(yǔ)

本文設計的一種基于單片機的風(fēng)機溫度控制系統，可根據環(huán)境溫度的微小變化，通過(guò)溫度傳感器進(jìn)行采集，經(jīng)過(guò)信號處理后去控制風(fēng)機的動(dòng)作。該控制系統采用模塊化設計，可靠性高、維修方便，經(jīng)過(guò)實(shí)驗驗證，可以達到預定功能。