微波EDA网,见证研发工程师的成长!
首页 > 硬件设计 > 嵌入式设计 > 单片机应用于电风扇起停自动控制系统设计方案

单片机应用于电风扇起停自动控制系统设计方案

时间:06-27 来源:互联网 点击:

0 引 言

在日常生活中,单片机得到了越来越广泛的应用。它体积小、重量轻、集成度高、抗干扰能力强、性价比高,尤其适合应用于小型的自动控制系统中。电风扇起停的自动控制,能够解决夏天人们晚上熟睡时,由于夜里温度下降而导致受凉,或者从睡梦中醒来亲自开关电风扇的问题,具有重要的现实意义。本文从此目的出发利用AT89S52单片机设计了自动温控电风扇系统,当温度高于20℃时,自动打开电风扇;低于20℃时自动关闭电风扇。还可以实现当温度过高或过低时,蜂鸣器发出声音报警提醒人们注意避暑或防止受凉。

l 设计方案

电路的总框图如图1所示。

在系统中,单片机通过检测18B20采集的温度来作出相应处理,当温度高于20℃时,P2.7输出高电平,继电器线圈得电,其对应常开触点闭合,电风扇电路导通,电风扇转动;当温度低于20℃,单片机P2.7引脚输出低电平,继电器线圈中没有电流通过,常开触点保持断开,电风扇电路不通电,电风扇不能运行,从而实现了电风扇的自动起停。同时把温度显示在数码管上,当温度高于35℃或低于0℃时,蜂鸣器发出声音报警。

2 硬件电路设计

硬件电路中单片机起控制作用,它相当于人的大脑;18820进行温度采集,把采集到的室内温度送到单片机中,单片机进行判断,根据判断的结果控制相应引脚输出高电平或低电平,从而控制继电器线圈中能否有电流经过,达到控制电风扇转动或停止的目的;继电器用来实现对电风扇的自动控制;数码管用于显示当前的温度;蜂鸣器用来当温度过高或过低时发出响声报警;下载线接口用来实现在线编程。现将主要器件介绍如下。

2.1 AT89S52单片机特点

AT89S52是一个低功耗,高性能CMOS 8位单片机,片内含8 KB ISP(In—System Programmable)的可反复擦写1 000次的FLASH只读程序存储器,支持在线编程。兼容标准MCS一51指令系统及80C51引脚结构,芯片内集成了通用8位中央处理器和ISPFLASH存储单元。具体特点表现为:具有优异的性能价格比;集成度高、体积小、可靠性高;控制功能强;低电压、低功耗。

2.2 温度检测电路设计

DALLAS最新单线数字温度传感器DS18820,是新的“一线器件”,体积小、适用电压宽、经济方便,DSl8820“一线总线”数字化温度传感器支持“一线总线”接口,测量温度范围为一55~+125℃,在一10~+85℃范围内,精度为±0.5℃。现场温度直接以“一线总线”的数字方式传输,大大提高了系统的抗干扰性,适合于恶劣环境的现场温度测量,如:环境控制、设备或过程控制、测温类消费电子产品等。DSl8820可以程序设定9~12位的分辨率,精度为±O.5℃,温度采集具有准确性、实时性。

DSl8820的管脚排列如下:DQ为数字信号输入/输出端;GND为电源地;VDD为外接供电电源输入端(在寄生电源接线方式时接地)。

检测的温度高于一定值时,单片机引脚输出高电平,通过继电器实现弱电控制强电,打开电风扇,当温度低于一定值时,单片机引脚输出低电平,控制电风扇停止转动。另外,温度过高或过低时,蜂鸣器发出声音。

2.3 继电器控制电路

2.3.1 继电器简介

继电器有线圈,常开触点,常闭触点。常开触点在线圈不通电的情况下是断开的,当线圈中有电流经过时,常开触点闭合;常闭触点在线圈不通电的情况下是闭合的,当线圈中有电流经过时断开。本文用到的是继电器的常开触点,即在继电器线圈没有电流经过时是断开的状态,当继电器线圈中有电流经过时闭合导通。

2.3.2 继电器作用

实现弱电控制强电,单片机是弱电器件,一般情况下它的工作电压为5 V,电风扇工作所需电压为220 V,属于强电,强电不能和弱电有任何电器接触,防止强电进入到单片机内,继电器起到隔离作用。由于单片机是一个弱电器件,它的工作电压是5 V,驱动电流在mA级以下,而现在要把它用于一些大功率场合,控制电风扇,显然是不行的。所以,就要有一个环节来衔接,这个环节就是所谓的“功率驱动”,继电器驱动就是一个典型的、简单的功率驱动环节。继电器驱动就是单片机与其他大功率负载接口,起到控制作用,三极管起到放大作用。

这里继电器由相应的三极管来驱动,当温度高于20℃时,给单片机一个命令,setb P2.7,单片机P2.7引脚输出高电平,三极管导通,继电器线圈得电有电流经过,常开触点闭合,电风扇电路接通,电风扇开始转动。温度低于20℃时,执行CLR P2.7,单片机P2.7引脚输出低电平,三极管截至,继电器线圈中没有电流经过,常开触点保持原断开状态,电风扇电路断路,电风扇不能转动。继电器线圈两端反相并联

Copyright © 2017-2020 微波EDA网 版权所有

网站地图

Top