自动电风扇控制.docx

成绩
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 别：电气信息工程学院 专 业：自 动 化 届 另U： 2013届
指导教师：廖 晓 纬
电气信息工程学院制
课程设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）
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， 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，通过控制单片机的 引脚输出 PWM 信号，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作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的高度集成化，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PWM驱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
比为100%时，转速达到最大。用单片机I/O 口输出PWM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信号。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PWM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PWM用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效的途 径。综合考虑选用方案2。
4、系统仿真调试
4・1PROTEUS软件介绍
Proteus软件是由英国Lab Center Electronics公司开发的EDA工具软件。从1989
年问世至今有近20年历史，在全球得到广泛的使用。Proteus软件除具有和其他EDA 工具软件一样的原理编辑、印制电路板制作外，还具有交互式的仿真功能。更是目前 世界上最先进最完整的多种型号微处理器系统的设计与仿真平台，真正实现了在计算 机中完成电路原理图设计、电路分析与仿真、微处理器程序设计与仿真、系统测试与 功能验证到形式印制电路板的完整电子设计、研发过程。