51单片机的家用风扇控制器设计+电路图+源码(2)
1. 家用风扇控制系统
1.1 风扇的工作原理
传统电风扇的主要部件是交流电动机，其工作原理很简单，就是通电后的电磁圈在电磁力力矩的作用下转动扇叶。其能量转化形式主要是电能转化为机械能，由于线圈存在电阻，所以有一部分电能转化为线圈电阻的热能。有三种方法可以控制扇叶转速：第一，高低电压电路板控制扇叶速度的变化，例如空调室内机；第二，通过改变电阻控制电压变化从而改变扇叶速率，例如部分空调柜；第三，可以用开关电路通过几组线圈改变电动机速率，例如一般吊扇调速器。
1.2 本设计的的目的和意义
电风扇有很多优点，例如价格低、体积小、节能、风力温和、易于使用的优点。伴随着人民生活水平的提高，家用电器的功能日益丰富，并朝着智能化的方向发展，过去的电器的单一功能不能够满足人们的需求，家用电风扇同样需要进行功能上的改进。
本设计就是以单片机为核心，当选择自动控制模式时，根据外界温度的变化实现对电风扇的智能控制，它能够根据外界环境温度值的变化实现自动控制并且使风扇转速根据温度变化而变化，当温度升高时电风扇的电机转速加快从而加速空气流动，使人感到凉爽，当温度降低时风扇电机转速降低，从而可以防止人体因温度降低而感冒，还能够实现节能的功能；当选择手动控制时，人们可以设置三个档位来控制三个不同的电风扇转速，从而实现电风扇控制，改善室内温度。
2. 系统总体的设计方案
2.1 本设计系统要实现的功能
本系统的总体设计方案：温度传感器检测到的温度信号转化为数字信息传送给单片机AT89C51进行处理，LCD液晶显示器显示当前的外界环境温度值和定时的剩余时间值，根据手动模式时哪个按键按下和自动模式时DS18B20采集到的信息经过经过单片机的信息处理控制风扇机电机的转速；本设计最大的特点就是把手动换挡模式和自动换挡模式结合起来，能够很便利的实现电风扇的控制；手动换挡模式包括三个档位，即一档位，二档位，三档位；自动控制模式亦包括三个档位，当外界环境温度是20～30℃时，自动控制档位是一档位；当外界环境温度是30～40℃时，自动控制调节为二档位；当外界环境温度是40℃以上时自动调节为三档位；以上档位越高电风扇的电机转速越大，根据不同的温度对应不同的转速，从而更加便捷的控制温度。
2.2 系统的总体结构框图
如图1所示是系统的结构框图，本系统包括显示模块、温度采集模块、键盘控制模块、风扇驱动模块以及单片机系统模块。
图1 系统的结构框图
3. 系统的硬件设计
3.1 本设计的核心控制MCU选择
本系统采用AT89C51为控制核心，AT89C51是一种低电压、高性能的CMOS 8位微处理器，一般被称为单片机，片内含有4K bytes的可以重复檫写的Flash只读存储器（ROM)和128字节内部RAM，I/O 口线有32 个，16位定时/计数器有两个，5向量两级中断结构有一个，全双工串行通信口有一个，同时片内含有振荡器和时钟电路，AT89C51广泛的电子设计的各个领域中，而且它的价格不贵，因此本设计采用AT89C51作为控制核心。掉电后依然可以保存RAM中的内容，并停止振荡器和其它部件工作；可以编程串行通道和与可编程串行通道。如图2所示是AT89C51的引脚图。
图2 AT89C51的封装和引脚图
各引脚功能简介：
P0口：P0口是一个8 位漏级开路双向的I/O口，每脚可吸收8TTL的门电流。P0口能够用于外部的数据存储器，它也可以被定义为数据/地址复用的第八位。在Flash 编程时，P0口就作为原码输入口，当Flash 进行校验时，P0就输出原码，且此时P0 外部必须被拉高[1]。