基于51單片機的風機溫度控制系統(tǒng)的設計

0．引言

風機為通用機械，它廣泛地使用在國民經(jīng)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(huán)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(jù)外界環(huán)境溫度來確定風機的轉(zhuǎn)動與停止的風機溫控系統(tǒng)。

本文設計的風機微小溫控系統(tǒng)，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(tǒng)采用PT1000溫度傳感器檢測環(huán)境溫度(溫度檢測精度0．01℃)，根據(jù)環(huán)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(huán)境溫度在設定溫度范圍內(nèi)時，綠色LED亮，風機不工作；

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

(3)環(huán)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(tǒng)的設計

2．1 系統(tǒng)硬件設計

2．1．1 系統(tǒng)硬件組成

根據(jù)設計要求，我們對風機控制系統(tǒng)采用模塊式設計方案，把整個風機溫控系統(tǒng)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(tǒng)各功能模塊介紹

(1)電源模塊

系統(tǒng)供電：外接12V／2A直流電源數(shù)字電源：51單片機、AD轉(zhuǎn)換芯片、光電耦合器。采用1片7805三端穩(wěn)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(wěn)壓器供電。器件需求：12V／2A直流電源1個，7805三端穩(wěn)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(qū)動電路控制風機的停開和轉(zhuǎn)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(qū)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(tǒng)。

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(tǒng)軟件設計源程序

系統(tǒng)軟件開發(fā)環(huán)境采用Keil uVision3。

以風機控制模塊為例，給出系統(tǒng)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(tǒng)，可根據(jù)環(huán)境溫度的微小變化，通過溫度傳感器進行采集，經(jīng)過信號處理后去控制風機的動作。該控制系統(tǒng)采用模塊化設計，可靠性高、維修方便，經(jīng)過實驗驗證，可以達到預定功能。