基于51单片机的智能温控风扇

1.功能
本设计为一种温控风扇系统，具有灵敏的温度感测和显示功能，系统选用STC89C52单片机作为控制平台对风扇转速进行控制。可在测得温度值在高低温度之间时打开风扇弱风档，当温度升高超过所设定的温度时自动切换到大风档，当温度小于所设定的温度时自动关闭风扇，控制状态随外界温度而定。

2.硬件设计

硬件电路主要由：

单片机最小系统
风扇驱动电路
LCD1602显示屏电路
DS18B20温度采集电路

3.程序设计

（1）LCD1602驱动程序

#define LCD1602_DB  P0
sbit LCD1602_RS = P2^0;
sbit LCD1602_RW = P2^1;
sbit LCD1602_E  = P2^2;/* 等待液晶准备好 */
void LcdWaitReady()
{unsigned char sta;LCD1602_DB = 0xFF;LCD1602_RS = 0;LCD1602_RW = 1;do {LCD1602_E = 1;sta = LCD1602_DB; //读取状态字LCD1602_E = 0;} while (sta & 0x80); //bit7等于1表示液晶正忙，重复检测直到其等于0为止
}
/* 向LCD1602液晶写入一字节命令，cmd-待写入命令值 */
void LcdWriteCmd(unsigned char cmd)
{LcdWaitReady();LCD1602_RS = 0;LCD1602_RW = 0;LCD1602_DB = cmd;LCD1602_E  = 1;LCD1602_E  = 0;
}
/* 向LCD1602液晶写入一字节数据，dat-待写入数据值 */
void LcdWriteDat(unsigned char dat)
{LcdWaitReady();LCD1602_RS = 1;LCD1602_RW = 0;LCD1602_DB = dat;LCD1602_E  = 1;LCD1602_E  = 0;
}
/* 设置显示RAM起始地址，亦即光标位置，(x,y)-对应屏幕上的字符坐标 */
void LcdSetCursor(unsigned char x, unsigned char y)
{unsigned char addr;if (y == 0)  //由输入的屏幕坐标计算显示RAM的地址addr = 0x00 + x;  //第一行字符地址从0x00起始elseaddr = 0x40 + x;  //第二行字符地址从0x40起始LcdWriteCmd(addr | 0x80);  //设置RAM地址
}
/* 在液晶上显示字符串，(x,y)-对应屏幕上的起始坐标，str-字符串指针 */
void LcdShowStr(unsigned char x, unsigned char y, unsigned char *str)
{LcdSetCursor(x, y);   //设置起始地址while (*str != '\0')  //连续写入字符串数据，直到检测到结束符{LcdWriteDat(*str++);}
}
/* 初始化1602液晶 */
void InitLcd1602()
{LcdWriteCmd(0x38);  //16*2显示，5*7点阵，8位数据接口LcdWriteCmd(0x0C);  //显示器开，光标关闭LcdWriteCmd(0x06);  //文字不动，地址自动+1LcdWriteCmd(0x01);  //清屏
}

（2）DS18B20驱动程序

sbit IO_18B20=P3^2;/*软件延时函数，延时时间（t*10）us*/
void DelayX10us(unsigned char t)
{do{_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();}while(--t);
}
/*复位总线，获取存在脉冲，以启动一次读写操作*/
bit Get18B20Ack()
{bit ack;EA=0;             //禁止总中断IO_18B20=0;         //产生500us复位脉冲DelayX10us(50);IO_18B20=1;DelayX10us(6);      //延时60usack=IO_18B20;      //读取存在脉冲while(!IO_18B20);   //等待存在脉冲结束EA=1;                //重新使能总中断return ack;
}
/*向DS18B20写入一个字节，dat-待写入字节*/
void Write18B20(unsigned char dat)
{unsigned char mask;EA=0;for(mask=0x01;mask!=0;mask<<=1)//低位在先，依次移出8个bit{IO_18B20=0;//产生2us低电平脉冲_nop_();_nop_();if((mask&dat)==0)//输出该bit值IO_18B20=0;elseIO_18B20=1;DelayX10us(6);//延时60usIO_18B20=1;//拉高通信引脚}EA=1;
}
/*从DS18B20读取一个字节，返回值-读到的字节*/
unsigned char Read18B20()
{unsigned char dat;unsigned char mask;EA=0;for(mask=0x01;mask!=0;mask<<=1)//低位在先，依次采集8个bit{IO_18B20=0;//产生2us低电平脉冲_nop_();_nop_();IO_18B20=1;//结束低电平脉冲，等待18B20输出数据_nop_(); //延时2us_nop_();if(!IO_18B20)//读取通信引脚上的值dat &= ~mask;elsedat |= mask;DelayX10us(6);//再延时60us}EA=1;return dat;
}
/*启动一次18B20温度转换，返回值-表示是否启动成功*/
bit Start18B20()
{bit ack;ack=Get18B20Ack();//执行总线复位，并获取18B20应答if(ack==0){Write18B20(0xCC);Write18B20(0x44);}return ~ack;
}
/*读取DS18B20转换的温度值，返回值-表示是否读取成功*/
bit Get18B20Temp(int *temp)
{bit ack;unsigned char LSB,MSB;//16bit温度值的低字节和高字节ack=Get18B20Ack();//执行总线复位，并获取18B20应答if(ack==0){Write18B20(0xCC);//跳过ROM操作Write18B20(0xBE);//发送读命令LSB=Read18B20();//读温度值的低字节MSB=Read18B20();//读温度值的高字节*temp=((int)MSB<<8)+LSB;//合成为16bit整型数}return ~ack;
}

（3）主程序

sbit IN1=P2^7;
sbit IN2=P2^6;
sbit ENA=P2^5;bit flag1s=0;//1s定时标志
unsigned char T0RH=0;
unsigned char T0RL=0;int temp;//读取到的当前温度值
unsigned char len;
int intT,decT;//温度值的整数和小数部分
unsigned char str[12];void Compare();
void GetTemp();
void ConfigTimer0(unsigned int ms);
unsigned char IntToString(unsigned char *str,int dat);
extern bit Start18B20();
extern bit Get18B20Temp(int *temp);
extern void InitLcd1602();
extern void LcdShowStr(unsigned char x,unsigned char y,unsigned char *str);void main()
{bit res;EA=1;ConfigTimer0(10);//T0定时10msStart18B20();//启动DS18B20InitLcd1602();//初始化液晶while(1){        if(flag1s)//每秒更新一次温度{flag1s=0;res=Get18B20Temp(&temp);//读取当前温度if(res)//读取成功时，刷新当前温度显示{GetTemp();LcdShowStr(0,0,"Welcome to use");//显示字符及温度值LcdShowStr(0,1,"Current T:");LcdShowStr(10,1,str);Compare();}else //读取失败时，提示错误信息{LcdShowStr(0,0,"error!");}Start18B20();//重新启动下一次转换                     }}
}
/*温度获取函数，获取当前环境温度值并保存在str数组中*/
void GetTemp()
{intT=temp>>4;//分离出温度值整数部分decT=temp &0x0F;//分离出温度值小数部分len=IntToString(str,intT);//整数部分转换成字符串str[len++]='.';decT=(decT*10)/16;//二进制的小数部分转换为1位十进制位str[len++]=decT+'0';//十进制小数位再转换为ASCII字符while(len<6)//用空格补齐到6个字符长度{str[len++]=' ';}str[len++]='\0';
}
/*延时函数，用于PWM控制*/
void delay(unsigned int z)
{unsigned int x,y;for(x=z;x>0;x--)for(y=110;y>0;y--);
}
/*比较函数，通过温度值的比较设置电机的转速*/
void Compare()
{unsigned int i=0;unsigned char j;if((intT>= 24) && (intT<26))   //以两度为一个温差范围，并设温度范围索引{j=0; }else if((intT>=26) &&(intT<28)){j=1;}else if((intT>=28) &&(intT<30)){j=2;}else if(intT>=30){j=3;}switch(j)          //根据温度索引设置电机转速{case 0:    IN1=1;IN2=0;for(i=0;i<200;i++){ENA=1;delay(20);ENA=0;delay(30);}break;case 1: IN1=1;IN2=0;for(i=0;i<200;i++){ENA=1;delay(30);ENA=0;delay(30);}break;     case 2:    IN1=1;IN2=0;for(i=0;i<200;i++){ENA=1;delay(55);             ENA=0;delay(30);}break;    case 3:    IN1=1;IN2=0;ENA=1;break;default:break;        }
}  /*整型数转换为字符串，str-字符串指针，dat-待转换数，返回值-字符串长度*/
unsigned char IntToString(unsigned char *str,int dat)
{signed char i=0;unsigned char len=0;unsigned char buf[6];if(dat<0)//如果为负数，首先取绝对值，并在指针上添加负号{dat=-dat;*str++='-';len++;}do{      //先转换为低位在前的十进制数组buf[i++]=dat%10;dat /=10;}while(dat>0);len += i;//i最后的值就是有效字符的个数while(i-->0)//将数组值转换为ASCII码反向拷贝到接收指针上{*str++=buf[i]+'0';}*str='\0';return len;
}
void ConfigTimer0(unsigned int ms)
{unsigned long tmp;tmp=11059200/12;tmp=(tmp*ms)/1000;tmp=65536-tmp;tmp=tmp+12;T0RH=(unsigned char)(tmp>>8);T0RL=(unsigned char)tmp;TMOD &= 0xF0;TMOD |= 0x01;TH0=T0RH;TL0=T0RL;ET0=1;TR0=1;
}
void InterruptTimer0() interrupt 1
{static unsigned char tmr1s=0;TH0=T0RH;TL0=T0RL;tmr1s++;if(tmr1s>=100){tmr1s=0;flag1s=1;}         }

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