智能风扇调速系统的设计(5)

图3.8 数码管显示电路

3.2.4 温度采集电路

DS18B20数字温度传感器通过其内部计数时钟周期的作用，实现了特有的温度测量功能。低温系数振荡器输出的时钟信号通过由高温度系数振荡器产生的门周期而被计数，计数器预先设置有与-55℃相应的一个基权值。如果计数器计数到0时，高温度系数振荡周期还未结束，则表示测量的温度值高于-55℃，被预置在-55℃的温度寄存器中的值就加1℃，然后这个过程不断反复，知道高温系数振荡周期结束为止。此时温度寄存器中的值即为被测温度值，这个值以16位二进制的形式存放在存储器中，通过主机发送存储器读命令可读出此温度值，读取时低位在前，高位在后，依次进行。由于温度振荡器的抛物线特性的影响，其内用的斜率累加器进行补偿。

DS18B20在使用时，一般都单片机来实现数据采集。只须将DS18B20信号线与单片机1位I/O线相连，采用且单片机的1位I/O线可挂多个DS18B20，就可实现单点或多点温度检测。本设计中将DS18B20接在P1.7口实现温度的采集，其与单片机的连接如图3.9所示。

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图3.9 温度采集电路

3.2.5 风扇驱动与调速电路

本设计中由单片机的I/O口输出PWM脉冲，通过驱动12V的直流无刷电机以及实现风扇电机转速的调节。

按键控制设置温度，通过软件向单片机输入相应控制指令，由单片机通过P10口输出与转速相应的PWM脉冲来控制电路，实现电机转速与启停的自动控制。当环境温度升高时，直流电机的转速会相应按照设定的等级有所提高；当环境温度下降时，电机的转速会相应的下降；当环境温度低于设置温度时，电机停止转动，而环境温度又高于预设温度时，电机重新启动。

电路图如图3.10所示，风扇电机的一端接12V电源，另一端经过三极管的调节来控制。 单片机的P10引脚输出PWM信号，由此控制风扇直流电机的转速。

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图3.10 风扇电机驱动与调速电路

3.2.6 电路总图

电路总图主要包括系统复位与晶振电路、独立按键连接电路、数码管显示电路、温度采集电路、风扇电机驱动与调速电路等，如图3.11所示。

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图3.11 总体电路图

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第四章 软件设计

4.1 系统软件总体设计

主程序流程图如图4.1所示。

开始 调用按键扫描函数 程序初始化 调用数码管显示函数 调用DS18B20初始化函数 调用温度处理函数 调用DS18B20温度转换函数 调用风扇电机控制函数 调用温度读取函数 结束 图4.1 主程序流程图

4.2 数字温度传感器模块和显示子模的设计

主机控制DS18B20数字温度传感器完成温度转换工作必须经过三个步骤：初始化、ROM操作指令、存储器操作指令。单片机所用的系统频率为12MHz。

根据DS18B20数字温度传感器进行初始化时序、读时序和写时序分别可编写3个子程序：初始化子程序、写子程序、读子程序。温度传感与显示流程图如遇4.2所示。

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