基于單片機的風機溫度控制系統的設計

0．引言

??? 風機為通用機械，它廣泛地使用在國民經濟的各個部門中。風機廣泛用在工廠、礦井、車輛、建筑物、家用電器等的通風、排塵和冷卻；谷物的烘干和選送；風洞風源和氣墊船的充氣和推進等。另外，在一些對環境溫度有特殊要求的場所，要求溫度變化在1℃以下，這就需要一種可以根據外界環境溫度來確定風機的轉動與停止的風機溫控系統。

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

1．設計要求

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

??? 具體技術要求及功能說明如下：

??? (1)環境溫度在設定溫度范圍內時，綠色LED亮，風機不工作；

??? (2)當環境溫度接近設定溫度上限時(5℃之內)，黃色LED亮，風機低速工作，蜂鳴器發出三聲500Hz報警聲；

??? (3)環境溫度高于設定溫度上限時，紅色LED亮，風機全速工作，蜂嗚器長響。

??? (4)采用雙風機分時工作，便于維護。

2．基于單片機的風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，我們對風機控制系統采用模塊式設計方案，把整個風機溫控系統分為九個功能模塊，即：電源模塊、風機控制模塊、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，7805三端穩壓器2片，電源指示燈1個，電源開關1個。

??? (2)風機控制模塊(風機控制采用主備方式)該模塊使用1個單片機IO口輸出PWM信號，通過光耦和MC1413驅動電路控制風機的停開和轉速，風機供電采用12V電源直接供電。電路圖見圖3所示。

??? 器件需求：0．8A風機2個，MC1413驅動控制芯片1個，6N137光耦2個。

(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。原理圖如圖4所示。

2．2．2 系統軟件設計源程序

??? 系統軟件開發環境采用Keil uVision3。

??? 以風機控制模塊為例，給出系統軟件設計源程序：

???

3．結語

??? 本文設計的一種基于單片機的風機溫度控制系統，可根據環境溫度的微小變化，通過溫度傳感器進行采集，經過信號處理后去控制風機的動作。該控制系統采用模塊化設計，可靠性高、維修方便，經過實驗驗證，可以達到預定功能。