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基于单片机的风扇自动控制系统 摘要：本设计设计了一个能根据温度的变化而自动调速的风扇控制系统。用温度传感器将要冷切的装置（或器件）的温度参数通过A/D转换传送到单片机，由单片机根据设置的温度来控制风扇电机的转速，使风扇电机的转速与要冷却的装置（或器件）的温度保持一定的关系。被冷却的装置（或器件）温度高于设定值时，风扇电机的转速高；被冷却的装置（或器件）温度低于设定值时，风扇电机的转速也随之降低。风扇转速的控制通过单片机控制PWM脉宽来实现。 内容来自论文无忧网 www.paper51.com 关键词: 控制系统；温度传感器；单片机；转速 内容来自www.paper51.com An Automatic ControlSystem of Fan copyright paper51.com Based on Single ChipMicrocomputer copyright paper51.com Abstract: Thispaper designed an automatic control system of fan which adjusts according tothe change of temperature. The system transmitted the temperature parameter ofthe device with temperature sensor to the single chip microcomputer throughADC. The single chip microcomputer would change the rotational speed of the fanaccording to the set temperature, to make the temperature of the device and therotational speed of the fan in a certain relationship. When the device'stemperature was higher than the set value, the fan would have a high rotationalspeed, and when the device's temperature was below the set value, therotational speed of the fan would turn lower. The system used the single chipmicrocomputer control PWM pulse width to control the fan'srotational speed. paper51.com Key Words: controlsystem; temperature sensor; single chip microcomputer; rotational speed copyright paper51.com 目 录 内容来自www.paper51.com 1 引言........................................................................................................................... 1 paper51.com 2 系统设计总体思想................................................................................................. 2 http://www.paper51.com 3 系统硬件设计.......................................................................................................... 3 paper51.com 3.1温度检测电路.................................................................................................... 3 copyright paper51.com
3.1.1 AD590集成温度传感器............................................................................ 3 内容来自www.paper51.com 3.1.2 用AD590组成温度传感电路................................................................... 4 内容来自www.paper51.com 3.2模数转换电路.................................................................................................... 5 http://www.paper51.com 3.3 风扇转速控制电路............................................................................................ 7 内容来自www.paper51.com 3.4 键盘显示接口电路............................................................................................ 8 http://www.paper51.com 3.5 报警电路.......................................................................................................... 10 paper51.com 3.6 上电复位与手动复位电路.............................................................................. 10 paper51.com 4 系统软件设计........................................................................................................ 12 paper51.com 4.1 主程序设计思想.............................................................................................. 12 http://www.paper51.com 4.2键盘工作流程.................................................................................................. 13 内容来自论文无忧网 www.paper51.com 4.3脉宽调制工作流程.......................................................................................... 14 paper51.com 5 系统的测试............................................................................................................ 16 paper51.com
5.1 测试用具.......................................................................................................... 16 copyright paper51.com 5.2测试过程及结果.............................................................................................. 16 内容来自www.paper51.com 5.3测试结果分析.................................................................................................. 17 内容来自论文无忧网 www.paper51.com
6 系统的扩展............................................................................................................ 18 http://www.paper51.com 6.1 前端扩展一例.................................................................................................. 18 http://www.paper51.com 6.2风扇控制方式的扩展...................................................................................... 18 copyright paper51.com
参考文献..................................................................................................................... 20 copyright paper51.com 附录............................................................................................................................. 21 copyright paper51.com 谢辞............................................................................................................................. 32 内容来自论文无忧网 www.paper51.com 1 引 言 paper51.com
随着科技的发展，自动控制技术在人类生活的各个领域发挥着越来越大的作用，并随着自动化、数字化的发展将给人类的生产、生活带来更大的方便，也将更好的改善人们的物质生活和精神生活。温度则是控制中最主要的被控参数之一，广泛应用生产、生活中，具有举足轻重的作用。 内容来自论文无忧网 www.paper51.com 在开关电源、微型台式计算机、笔记本电脑、通信设备、UPS 电源等许多设备中都需要安装冷却风扇，冷却风扇使用的电机是微型直流电动机。为了提高电机的驱动效率、降低损耗和延长电机的使用寿命，冷却风扇的转速最好采用温度比例控制，这种控制策略是使风扇电机的转速与风扇要冷却的装置（或器件）的温度成比例：被冷却的装置（或器件）温度高时，风扇电机的转速高；被冷却的装置（或器件）温度降低时，风扇电机的转速也随之降低。这样合理的控制散热，即保证了设备的安全可靠运行，又减小了风扇噪音、延长风扇使用寿命、节约能源。本设计就是要设计一个系统，使其能够通过对温度等环境参数的实时检测来控制风扇的转速，使其达到一个合理的散热功能。 内容来自www.paper51.com
另外，在工业生产过程中，也常常需要对系统的温度、湿度、气体浓度等参数进行自动巡回监测、自动诊断故障等，这对于挖掘生产潜力、提高产品质量和节约能源有着非常重要的意义。特别是在冶金、化工、建材、食品、机械、石油、矿藏开采等大量消耗能源的工业中，具有举足轻重的作用。改变前端传感器，系统即可根据相应的参数来控制风扇转速；改变风扇控制电路，系统也可以扩展应用于工业生产中。 copyright paper51.com 2 系统设计总体思想 copyright paper51.com 本设计以MCS-51单片机为核心。温度传感器将温度信号转换为电信号，经处理后送A/D转换电路对其采样，再将采样的温度数据送入单片机，单片机将采样温度与键盘设定的要保持的温度(以下称“保护温度”)进行比较。若采样温度高于或等于保护温度，则增加输出端高电平相对低电平的输出时间，以增加风扇转速，给被冷却的装置（或器件）降温；若采样温度低于保护温度，则减小输出端高电平的相对输出时间，减慢风扇转速。若温度在一定时间段超过报警温度，则发出报警信号。其主要优点是：根据检测的温度来控制风扇转速，达到合理的散热功能，即减小了风扇噪音、延长风扇使用寿命，又能节约电能。系统原理框图如图1所示。 http://www.paper51.com
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图1 系统原理框图 copyright paper51.com |