基于AT89S52单片机的自动温控电风扇设计

摘 要：利用单片机设计了电风扇的自动控制系统，分析了硬件电路与软件设计。利用单片机检测18B20采集的温度，根据温度高低，单片机的P2.7脚输出高电平或者低电平，来控制继电器线圈中能否有电流经过，根据继电器线圈通电时，常开触点闭合，没电流经过时，常开触点保持断开，从而实现自动控制电风扇的起停。该系统改变了传统的手动控制电风扇的起停，根据温度高低实现自动控制，方便于夏天人们晚上睡觉时使用。实践证明该系统可靠性高，工作稳定，成本低，实现了弱电控制强电，有较高的应用价值。

关键词：AT89S52单片机;温度采集;电风扇;自动控制

中图分类号：TP23文献标识码：B

文章编号：1004-373X(2009)03-108-03

Electric Fan Design of Auto Temperature Control Based on AT89S52

ZHANG Zhaopeng

(Project Huai′an of Higher Vocational Schools,Huai′an,223200,China)

Abstract：The electric fan control system is designed by using single chip computer,the hardware and software design are analysed.The temperature collected by 18 B20 is detected by single chip computer,according to high and low temperature,single chip computer P2.7-pin output high level or low level to control relay whether there is current in the coil through,according to the coil power relay,normally open contact is closed,no current passing,often a disconnect to maintain contacts so as to achieve the automatic control from the fans stopped.The system has changed the traditional manual control from the fans stopped,automatic control is realized accoroling to temperature to facilitate the summer when people sleep at night.Practice prove that the system has high reliability,stability and low cost,a strong,weak control and higher value are achieved.

Keywords：AT89S52;temperature collection;electric fans;automatic control

0 引 言

在日常生活中，单片机得到了越来越广泛的应用。它体积小、重量轻、集成度高、抗干扰能力强、性价比高，尤其适合应用于小型的自动控制系统中。电风扇起停的自动控制， 能够解决夏天人们晚上熟睡时，由于夜里温度下降而导致受凉，或者从睡梦中醒来亲自开关电风扇的问题，具有重要的现实意义。本文从此目的出发利用AT89S52单片机设计了自动温控电风扇系统，当温度高于20 ℃时，自动打开电风扇；低于20 ℃时自动关闭电风扇。还可以实现当温度过高或过低时，蜂鸣器发出声音报警提醒人们注意避暑或防止受凉。

1 设计方案

电路的总框图如图1所示。

在系统中，单片机通过检测18B20采集的温度来作出相应处理，当温度高于20 ℃时，P2.7输出高电平，继电器线圈得电，其对应常开触点闭合，电风扇电路导通，电风扇转动；当温度低于20 ℃，单片机P2.7引脚输出低电平，继电器线圈中没有电流通过，常开触点保持断开，电风扇电路不通电，电风扇不能运行，从而实现了电风扇的自动起停。同时把温度显示在数码管上,当温度高于35 ℃或低于0 ℃时，蜂鸣器发出声音报警。

2 硬件电路设计

硬件电路中单片机起控制作用，它相当于人的大脑；18B20进行温度采集，把采集到的室内温度送到单片机中，单片机进行判断，根据判断的结果控制相应引脚输出高电平或低电平，从而控制继电器线圈中能否有电流经过，达到控制电风扇转动或停止的目的；继电器用来实现对电风扇的自动控制；数码管用于显示当前的温度；蜂鸣器用来当温度过高或过低时发出响声报警；下载线接口用来实现在线编程。现将主要器件介绍如下。

2.1 AT89S52单片机特点

AT89S52是一个低功耗,高性能CMOS 8位单片机,片内含8 KB ISP (In-System Programmable)的可反复擦写1 000次的FLASH只读程序存储器,支持在线编程。兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构,芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP FLASH存储单元。具体特点表现为：具有优异的性能价格比;

集成度高、体积小、可靠性高;

控制功能强;

低电压、低功耗。

2.2 温度检测电路设计

DALLAS最新单线数字温度传感器DS18B20，是新的“一线器件”，体积小、适用电压宽、经济方便，DS18B20 “一线总线”数字化温度传感器支持“一线总线”接口，测量温度范围为 -55～+125 ℃，在-10～+85 ℃范围内,精度为±0.5 ℃。现场温度直接以“一线总线”的数字方式传输，大大提高了系统的抗干扰性，适合于恶劣环境的现场温度测量，如：环境控制、设备或过程控制、测温类消费电子产品等。DS18B20可以程序设定9～12位的分辨率，精度为±0.5 ℃，温度采集具有准确性、实时性。

DS18B20的管脚排列如下:DQ为数字信号输入/输出端；GND为电源地；VDD为外接供电电源输入端(在寄生电源接线方式时接地)。

检测的温度高于一定值时，单片机引脚输出高电平，通过继电器实现弱电控制强电，打开电风扇，当温度低于一定值时，单片机引脚输出低电平，控制电风扇停止转动。另外，温度过高或过低时，蜂鸣器发出声音。

2.3 继电器控制电路

2.3.1 继电器简介

继电器有线圈，常开触点，常闭触点。常开触点在线圈不通电的情况下是断开的，当线圈中有电流经过时，常开触点闭合；常闭触点在线圈不通电的情况下是闭合的，当线圈中有电流经过时断开。本文用到的是继电器的常开触点，即在继电器线圈没有电流经过时是断开的状态，当继电器线圈中有电流经过时闭合导通。

2.3.2 继电器作用

实现弱电控制强电，单片机是弱电器件，一般情况下它的工作电压为5 V，电风扇工作所需电压为220 V，属于强电，强电不能和弱电有任何电器接触，防止强电进入到单片机内，继电器起到隔离作用。由于单片机是一个弱电器件,它的工作电压是5 V，驱动电流在mA级以下，而现在要把它用于一些大功率场合,控制电风扇,显然是不行的。所以,就要有一个环节来衔接,这个环节就是所谓的“功率驱动”，继电器驱动就是一个典型的、简单的功率驱动环节。继电器驱动就是单片机与其他大功率负载接口，起到控制作用，三极管起到放大作用。

这里继电器由相应的三极管来驱动,当温度高于20 ℃时，给单片机一个命令，setb P2.7，单片机P2.7引脚输出高电平，三极管导通，继电器线圈得电有电流经过，常开触点闭合，电风扇电路接通，电风扇开始转动。温度低于20 ℃时，执行CLR P2.7，单片机P2.7引脚输出低电平，三极管截至，继电器线圈中没有电流经过，常开触点保持原断开状态，电风扇电路断路，电风扇不能转动。继电器线圈两端反相并联的二极管起到吸收反向电动势的功能，保护相应的驱动三极管。

断电器自动控制电路图如图2所示。实现自动控制时先把开关S1闭合。

3 系统程序设计

根据流程图编写程序是单片机在温度高于20 ℃控制电风扇转动，低于20 ℃控制电风扇停止，温度过高(高于35 ℃)或温度过低(低于0 ℃)，控制蜂鸣器发出响声。系统程序流程图如图3所示。

4 系统调试与测试

先利用Proteus和Keil软件进行仿真，设计印制板，加工好后选取器件进行焊接，编写程序，调试成功后通过下载线下载到单片机芯片中，组装整个系统，进行整体调试。

连接好电路后，用打火机在温度传感器18B20附近使温度升高，或者将冰块放在旁边使温度下降，检测电风扇是否能根据温度变化而实现自动起停，经实验，该系统能够实现电风扇的自动起停，而且反应灵敏，也能够实现报警功能，达到了预期的目的。

5 结 语

AT89S52单片机体积小，重量轻，抗干扰能力强，对环境要求不高，价格低廉，可靠性高，灵活性好。利用单片机实现的自动温控电风扇系统，性能可靠，成本较低，适合大众消费，有利于提高人们的睡眠质量，有重要的应用价值。其中温度的准确采集、继电器控制是实现本系统的关键。电路和程序稍作修改，还可以实现其他一些功能，比如大棚温度控制、电动机温度检测、自动定时闹钟、家庭电器自动控制系统等，系统移植性强。

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作者简介 张兆朋 男，1980年出生，江苏人，本科，助理讲师。主要从事单片机项目开发。