基于STC89C52单片机的温控风扇系统设计

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：

1.单片机最小系统

2.风扇驱动电路

3.LCD1602显示屏电路

4.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

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

sbit IO_18B20=P3^2;

/软件延时函数，延时时间（t10）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

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[i]+'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;

}

}