基于STC12C5A60S2單片機(jī)智能化多功能電風(fēng)扇電路設(shè)計(jì)

　　隨著空調(diào)產(chǎn)品的出現(xiàn)，電風(fēng)扇看似已逐漸淡出了人們的視線。其實(shí)并非如此，電風(fēng)扇具有省電，價(jià)格低，體積小，重量輕等諸多優(yōu)點(diǎn)。與空調(diào)相比，電風(fēng)扇吹出的風(fēng)更接近于自然風(fēng)，更適合兒童、老人以及體質(zhì)較差的人群。但傳統(tǒng)電風(fēng)扇智能化程度不高，本文設(shè)計(jì)一款帶有熱釋電感應(yīng)和溫度采集控制的智能化多功能電風(fēng)扇，使電風(fēng)扇能提供更人性化的服務(wù)。

　　該系統(tǒng)以STC12C5A60S2單片機(jī)為控制核心，通過(guò)DS18B20溫度傳感器對(duì)環(huán)境溫度進(jìn)行采集，并將采集的溫度信號(hào)與通過(guò)按鍵設(shè)置的上下限溫度值進(jìn)行比較，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電風(fēng)扇風(fēng)速檔位的控制。另外，通過(guò)熱釋電傳感器，檢測(cè)是否有人體存在，來(lái)控制電風(fēng)扇的啟動(dòng)與關(guān)閉。當(dāng)沒(méi)有人體活動(dòng)時(shí)，其它模塊不再起作用，電風(fēng)扇自動(dòng)關(guān)閉。通過(guò)光敏電阻檢測(cè)光線的強(qiáng)度，當(dāng)夜晚光線比較弱的時(shí)候，電風(fēng)扇工作于自然風(fēng)狀態(tài)。

　　系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

　　本系統(tǒng)由CPU模塊、溫度檢測(cè)模塊、光線檢測(cè)模塊、人體檢測(cè)模塊、按鍵模塊、液晶顯示模塊，以及電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊組成。圖2所示為本系統(tǒng)的整體電路圖。

　　圖2 系統(tǒng)整體電路圖

　　CPU模塊

　　本系統(tǒng)以由宏晶科技生產(chǎn)的STC12C5A60S2單片機(jī)為控制核心，該STC12C5A60S2單片機(jī)具有增強(qiáng)型8051內(nèi)核，功耗低，抗干擾能力強(qiáng)，速度比普通的8051快8～12倍。其內(nèi)部具有8通道的10位高速ADC，另外還有2路的PWM。采用上電復(fù)位和手動(dòng)復(fù)位電路相結(jié)合的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)單片機(jī)的復(fù)位。時(shí)鐘電路采用內(nèi)部時(shí)鐘，晶振頻率為11.059 2MHz。

　　溫度檢測(cè)模塊

　　系統(tǒng)采用DS18B20溫度傳感器來(lái)檢測(cè)環(huán)境溫度，將采集到的數(shù)字溫度信號(hào)輸入單片機(jī)的P1.0口，經(jīng)處理后調(diào)節(jié)風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速。

　　人體檢測(cè)模塊

　　人體檢測(cè)模塊由BISS0001熱釋電傳感器模塊和一個(gè)反相器構(gòu)成。利用BISS0001熱釋電傳感器模塊進(jìn)行人體檢測(cè)，將檢測(cè)到的數(shù)字信號(hào)經(jīng)反相器反相后輸入單片機(jī)的P1.1口，低電平有效。該傳感器的檢測(cè)距離為7米，當(dāng)人體走出檢測(cè)區(qū)域的時(shí)間長(zhǎng)達(dá)1分鐘，或站在檢測(cè)區(qū)域某一位置固定不動(dòng)達(dá)1 分鐘時(shí)，電風(fēng)扇將自動(dòng)進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)，從而達(dá)到節(jié)能的效果。當(dāng)人晚上睡著后不再活動(dòng)時(shí)，用戶可以選擇關(guān)閉自動(dòng)節(jié)能功能。

　　光線檢測(cè)模塊

　　光線檢測(cè)模塊由光敏電阻、1K電位器、56K電阻和LM324電壓比較器組成。檢測(cè)模塊的輸出接到單片機(jī)的P1.7引腳。光敏電阻用來(lái)檢測(cè)環(huán)境光線的強(qiáng)弱，當(dāng)光線較亮?xí)r，光敏電阻的阻值較小，電壓比較器輸出低電平，電風(fēng)扇工作于正常狀態(tài)；當(dāng)光線較暗時(shí)，阻值較大，電壓比較器輸出高電平，電風(fēng)扇工作于自然風(fēng)狀態(tài)。

　　按鍵模塊

　　按鍵模塊由四個(gè)按鍵組成，分別與單片機(jī)的P3.4～P3.7四個(gè)引腳相連，低電平有效。第一個(gè)按鍵設(shè)置為模式選擇鍵，可對(duì)最高溫度、最低溫度、溫度間隔、自然風(fēng)延時(shí)間隔、熱釋電開(kāi)關(guān)和光敏開(kāi)關(guān)六種基本模式進(jìn)行設(shè)置；第二個(gè)按鍵為設(shè)置值增加鍵；第三個(gè)按鍵為設(shè)置值減小鍵；最后一個(gè)按鍵為模式退出鍵，在任意模式下按退出鍵則進(jìn)入上一模式的設(shè)置，連續(xù)按退出按鍵則進(jìn)入正常模式。

　　基于STC12C5A60S2單片機(jī)的智能化多功能電風(fēng)扇的實(shí)物如圖所示，整機(jī)經(jīng)過(guò)多次反復(fù)調(diào)試，系統(tǒng)運(yùn)行可靠，所有控制功能均已實(shí)現(xiàn)。當(dāng)用點(diǎn)燃的煙頭接近溫度傳感器DS18B20時(shí)，電風(fēng)扇能根據(jù)檢測(cè)到的溫度來(lái)自動(dòng)調(diào)節(jié)電風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速等級(jí)；當(dāng)檢測(cè)區(qū)域內(nèi)無(wú)人體活動(dòng)，且時(shí)間長(zhǎng)達(dá)1分鐘時(shí)，電風(fēng)扇自動(dòng)進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)，之后若經(jīng)過(guò)一段時(shí)間又檢測(cè)到人體活動(dòng)時(shí)，風(fēng)扇自動(dòng)開(kāi)啟；當(dāng)用物體把光敏電阻遮住時(shí)，電風(fēng)扇工作于自然風(fēng)狀態(tài)。本系統(tǒng)使電風(fēng)扇實(shí)現(xiàn)智能控制，體積小，質(zhì)量輕，性價(jià)比高，工作穩(wěn)定可靠，且節(jié)約能源，尤其方便在夜間使用，使電風(fēng)扇更具人性化，有較廣闊的應(yīng)用前景，值得大力推廣。