51单片机的家用风扇控制器设计+电路图+源码(4)
风扇电机驱动电路采用 L298（如图4所示）作为驱动芯片，L298是由SGS公司生产的的恒压恒流桥式2A驱动芯片，可以驱动一个两相步进电机或者两个直流电机。各个引脚的简单介绍如下：
IN1～IN4 ：电机旋转方式控制端。
OUT1～OUT4：接电动机。
VCC和VS：接电源。
图4 驱动芯片L298
3.5 系统总体电路设计
Proteus是英国Labcenter electronics公司的发明的EDA工具软件；Proteus有4个功能：原理图设计、电路仿真功能、单片机协同仿真功能和PCB设计平台[5]；其内部元件库包含大量的元件，并且支持总线结构和智能化的连线功能；支持主流CPU及其通用外设模型的仿真等，给单片机的开发设计带来极大的方便。本设计采用Proteus进行原理图绘制和仿真。
如图5所示是本设计的Proteus原理图设计，本设计包含几个模块，即显示模块电路、振荡电路、复位电路、指示灯指示电路、按键电路、DS18B20测温电路、电机控制模块电路。各个模块之间相互配合完成了本设计的基本功能。显示模块电路的功能实现实时显示室内温度值和倒计时关机剩余时间；DS18B20测温电路检测室内温度后通过单片机控制LCD1602显示当前室内温度；指示灯指示电路指示当前的工作状态；按键电路实现对系统工作状态的控制；电机控制模块电路驱动电动机按不同的转速进行转动。振荡电路和复位电路以及单片机一起组成单片机的基本电路模块。
图5 系统的原理图设计
4. 系统的软件设计
4. 1 系统总体软件设计流程图
程序设计主要部分包括主程序、DS18B20的初始化函数、DS18B20的温度转换函数、温度的读取函数、键盘的扫描函数、数码管的显示函数、温度处理的函数以及风扇电机转速控制的函数、LCD液晶显示函数、定时关闭电机函数[6]。DS18B20的初始化函数主要完成对DS18B20的初始化；DS18B20的温度转换函数主要完成对环境温度的实时采集；温度的读取函数主要完成主机对传感器的读取数据和数据换算，键盘扫描的函数主要完成档位设置和类型设置；温度处理函数主要对采集到的温度分析出理，进而控制电机转速的变化；风扇电机的控制函数则根据检测温度的数值进行对电机转速和启停的即时控制；LCD液晶显示函数显示DS18B20采集到的外界温度值和定时剩余时间；定时关闭电机函数进行定时实现电机的定时关闭。
系统主程序主要包括三个程序部分，即手动控制模式程序、自动控制模式程序和定时控制程序。主程序流程图如图6所示，当K7按下时进入到自动控制模式，系统根据外界温度变化而进行自动控制。当K7不被按下而K4按下时启动定时关机模式，当K7和K4都不被按下时启动手动控制模式。
图6 自动控制模式
如图7所示是手动控制模式程序流程图，当进入到手动控制模式时，如果K1不被按下而K2按下时进入手动三档，当K1和K2都不被按下时进入到手动一档。
图7 手动控制模式
图8 定时模式程序流程图
如图8所示是定时模式程序流程图，当K4被按下时进入定时关机一小时模式，显示模块显示剩余定时时间，如果此时K6被按下就退出定时模式进入手动控制模式；当K4不被按下时而K5按下时进入到定时半小时模式，而本把定时半小时改成定时10秒以方便观察定时关机模式效果。
4.2 程序设计软件Keil介绍
美国的Keil Software公司开发的Keil C51是兼容51系列单片机软件开发系统，和单片机汇编语言相比较，C语言在不但语句简单灵活，而且可读性强，因此有易学易用，效率高的优点。伴随着单片机技术的发展，单片机开发软件亦在不停的发展，目前MCS-51系列单片机开发的软件使用较多的是Keil软件[7]。Keil C51不但提供了大量的库函数，而且它强大的集成开发调试功能为程序编辑调试带来很多便利，高级语言的优势在开发大型软件时体现的更好。在使用时首先要建立一个工程，然后再添加文件和编写程序，编写好后还要编辑调试。