如何利用STC89C52单片机设计一种温控风扇系统？

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王露

2021-11-8 10:00:07

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

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  3.程序设计
  （1）LCD1602驱动程序

#define LCD1602_DB  P0
***it LCD1602_RS = P2^0;
***it LCD1602_RW = P2^1;
***it 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
else
      addr = 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 != '')  //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+1
LcdWriteCmd(0x01);  //清屏
}
  （2）DS18B20驱动程序

***it 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60us
ack=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;
else
IO_18B20=1;
DelayX10us(6);//延时60us
IO_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;
else
dat |= 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

***it IN1=P2^7;
***it IN2=P2^6;
***it 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10ms
Start18B20();//启动DS18B20
InitLcd1602();//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++]='';
}
/*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+'0';
}
*str='';
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;
}

}
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





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  3.程序设计
  （1）LCD1602驱动程序

#define LCD1602_DB  P0
***it LCD1602_RS = P2^0;
***it LCD1602_RW = P2^1;
***it 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
else
      addr = 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 != '')  //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+1
LcdWriteCmd(0x01);  //清屏
}
  （2）DS18B20驱动程序

***it 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60us
ack=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;
else
IO_18B20=1;
DelayX10us(6);//延时60us
IO_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;
else
dat |= 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

***it IN1=P2^7;
***it IN2=P2^6;
***it 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10ms
Start18B20();//启动DS18B20
InitLcd1602();//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++]='';
}
/*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+'0';
}
*str='';
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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