如何利用STC89C52单片机设计一种温控风扇系统？

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：
  

• 单片机最小系统
  
• 风扇驱动电路
  
• LCD1602显示屏电路
  
• DS18B20温度采集电路
  
  

  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;
        }                 


}