自动电风扇控制.doc

自动电风扇控制.doc淮南师范学院电气工程学院 2013届自动化专业课程设计报告
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成绩
推南呼紅爭优
课程设计报告
题 目：自动风扇控制器
学生姓名：程 俊
学生学号：0808220104
系 另g: 电气信息工程学院
钟周期来的作用，实现了特有的温度 测量功能。低温系数振荡器输出的时钟信号通过由高温度系数振荡器产生的门周期而 被计数，计数器预先置有与-55度相对应的基权值。如果计数器计数到 0时，高温度 系数振荡周期还未结束，则表示测量的温度值高于 -55度，被预置在-55度的温度寄 存器中的值就增加1度，然后这个过程不断重复，直到高温度系数振荡周期结束为止。 此时温度寄存器中的值即为被测温度值，这个值以 16位二进制形式存放在存储器中，
通过主机发送命令可读出此温度值，读取时低位在前，高位在后，依次进行。由于温 度振荡器的抛物线特性的影响，用斜率累加器进行补偿。
（风扇电机调速）
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本系统中由单片机的I/O 口输出PWM脉冲，通过一个达林顿反向驱动器 ULN2803 驱动12V直流无刷风扇电机以及实现风扇电机速度的调节。
键盘控制设置温度，通过软件向单片机输入相应控制指令，由单片机通过 口输出与转速相应的PWM脉冲，经过ULN2803驱动风扇直流电机控制电路，实现电机 转速与启停的自动控制。当环境温度升高时，直流电机的转速会相应按照设定的等级 有所提高；当环境温度下降时，电机的转速会相应的下降；当环境温度低于设置温度 时，电机停止转动，而环境温度又高于预设温度时，电机重新启动。风扇电机的一端 接12V电源，另一端接 ULN2803的OUT7引脚，ULN2803的IN7引脚与单片机的 引脚相连，，由此控制风扇直流电机的速 度与启停。
3、2元器件的选择
温度显示器件的选择：
方案：采用数字式的集成温度传感器 DS18B20乍为温度检测的核心元件，由其检 测并直接输出数字温度信号给单片机进行处理。
对于方案1,采用热敏电阻作为温度检测元件，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太敏感，在信号采集、放大以及转换的过程中还会产 生失真和误差，并且由于热敏电阻的 R-T关系的非线性，其自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来修正，但这不仅将使电路变得更加复杂，而且 在人体所处环境温度变化过程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，由于数字式集成温度传感器 DS18B20勺高度集成化，大大降低了外接 放大转化等电路的误差因数，温度误差变得很小，并且由于其检测温度的原理与热敏 电阻检测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化成 数字量直接输出，简化了系统程序设计，又由于该温度传感器采用先进的单总线技术， 与单片机的接口变得非常简洁，抗干扰能力强，因此该方案适用于本系统。
调速方式的选择：
方案：采用单片机软件编程实现 PWM脉冲宽度调制）调速的方法。PWM是英文 Pulse Width Modulation的缩写，它是按一定的规律改变脉冲序列的脉冲宽度，以调节 输出量和波形的一种调节方式，在PWME动控制的调节系统中，最常用的是矩形波PWM 信号，在控制时需要调节PWM波占空比。占空比是指高电平持续时间在一个周期时间 内的百分比。在控制电机的转速时，占空比越大，转速就越快，若全为高电平，占空
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比为100%寸，转速达到最大。用单片机I/O 口输出PW信号时，有如下三种方法：
利用软件延时。当高电平延时时间到时，对 I/O 口电平取反，使其变成低电 平，然后再延时一定时间；当低电平延时时间到时，再对该 I/O 口电平取反，如此循 环即可得到PWM&号。在本设计中应用了此方法。
利用定时器。控制方法与(1)相同，只是在该方法中利用单片机的定时器来 定时进行高低电平的转变，而不是用软件延时。应用此方法时编程相对复杂。
利用单片机自带的PWM控制器。在STC12系列单片机中自身带有PW控制 器，但本系统所用到得 AT89系列单片机无此功能。
对于方案1,该方案能够实现对直流风扇电机的无级调速，速度变化灵敏，但是
D/A转换芯片的价格较高，与其温控状态下无级调速功能相比性价比不高。
对于方案，相对于其他用硬件或者软硬件相结合的方法实现对电机进行调速而
言，采用PWMi纯软件的方法来实现调速过程，具有更大的灵活性，并可大大降低成 本，能够充分发挥单片机的功能，对于简单速度控制系统的实现提供了一种有