基于单片机的定时电风扇设计(电路+程序)

本文介绍了一种基于单片机的智能风扇控制系统设计,利用继电器和数码管实现风扇的自动控制和时间显示功能。系统通过按键设置风扇转动、暂停时间和系统关闭时间,达到节能效果。

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一,设计思路

开始通过手动键给单片机供电。直到电源指示灯LED4亮.单片机运行,继电器2工作给单片机供电。通过按键设置继电器2的工作时间,实现系统的自动断电,通过设置继电器1的工作时间,实现风扇的间歇转动,实现节能。

1.显示部分:

通过按键,在风扇转动时间,暂停时间,和系统关闭剩余时间切换显示。数码显示两位,为“分”走时,其中系统关闭剩余时间为“小时”走时,LED为红,黄,蓝,分别点亮对应的风扇转动,暂停,和系统关闭剩余时间的状态。

2.按键部分:

lK1为时间调整移位键,按下此键,数码闪烁,同时对应的灯闪烁。在风扇转动时间,暂停时间,和系统之间切换

lK2为加一和状态切换显示键,当有K1按下,为时间加1。否则,在在风扇转动时间,暂停时间,和系统之间切换显示。

lK3为减1和备用键,当有K1按下,为时间加1,否则无效。

3.继电器部分:

l继电器1控制风扇的电源线,实现风扇的转动和暂时。

l继电器2控制单片机系统的电源,实现系统定时关闭。

二,原理图

三,程序清单

/*********************************************
函数名称:声明区
功能描述:
**********************************************/
#include
#defineucharunsignedchar
#defineuintunsignedint
#defineSEGP0//数码管段选.
#defineDIGP2//数码管位选
uchardis[2];//数码驱动组
ucharcodeTAB[]={0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,//0-4共阳.
0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90,0xff};//5-9,熄灭符
ucharstart,stop,close,sum,time;//各其本变量
ucharfliflag,cflag,zflag,x,y;//各标志位
uintcount_T0,count_T1,c_count;//计数变量
sbitK1=P3^7;//功能移位键
sbitK2=P3^2;//加一键和切换移位键.
sbitK3=P3^3;//减一.
sbitRLED=P2^2;//红灯,表风扇转动状态.
sbitYLED=P2^3;//黄灯,表风扇暂停状态
sbitBLED=P2^4;//蓝灯,表系统状态
sbitCLED=P2^6;//风扇控制位
sbitZLED=P2^7;//系统工作控制位
/*********************************************
函数名称:延时1MS函数
功能描述:显示调用.
**********************************************/
voiddelay1ms(ucharx)
{
uchari,j;
for(i=0;iX;I++)
for(j=0;j120;j++);
}
/*********************************************
函数名称:显示函数
功能描述:显示分走时,两位显示.
**********************************************/
voiddisplay(void)
{
uchari,scan=1;
for(i=0;i2;i++)
{SEG=0xff;
DIG=~scan;
SEG=TAB[dis[i]];
delay1ms(5);
scan=1;
}
}
/*********************************************
函数名称:延时5MS函数
功能描述:按键消抖调用.
**********************************************/
voiddelay5ms(ucharx)
{
ucharj;
for(j=0;jX;J++)
display();
}
/*********************************************
函数名称:初始化函数
功能描述:各变量初始化.
**********************************************/
voidinit()
{fliflag=0;//闪烁标志.
cflag=1;//风扇状态标志.
zflag=0;//转动标志.
x=30;//暂存
y=10;//暂存
CLED=1;//系统工作.
sum=0;//移位
start=30;//风扇转动时间
stop=10;//暂停时间.
close=5;//系统关闭剩余时间
count_T0=0;//T0,T1相关
count_T1=0;
c_count=0;
TMOD=0x11;
TH0=(65536-50000)/256;
TL0=(65536-50000)%256;
TH1=(65536-50000)/256;
TL1=(65536-50000)%256;
EA=1;
ET0=1;
ET1=1;
TR0=1;
}
/*********************************************
函数名称:分离函数
功能描述:分离显示十位,个位
**********************************************/
voiddisnner(void)
{if(cflag==1)//1
{RLED=0;YLED=1;BLED=1;//红灯闪烁.
time=start;//显示转动时间.
}
if(cflag==2)
{RLED=1;YLED=0;BLED=1;
time=stop;
}
if(cflag==3)
{RLED=1;YLED=1;BLED=0;
time=close;
}
dis[0]=time/10;
dis[1]=time%10;
}
/*********************************************
函数名称:T0中断函数
功能描述:产生1分钟.
**********************************************/
voidtimer0(void)interrupt1
{TH0=(65536-50000)/256;
TL0=(65536-50000)%256;
if(++count_T0==1200)//一分钟.
{count_T0=0;
if(zflag==0)//为0
{ZLED=1;//则转动.
if(start!=99)//转动时间为99,显示99,不切换标志.一直转动.
{
start--;//不,则倒计时.
if(start==0)
{zflag=1;//倒时时间到.切换标志.
cflag=2;
start=x;//重赋值
}
}
}
else
{ZLED=0;//否则暂停.
stop--;//倒计时计数.
if(stop==0)
{cflag=1;//时间到.
zflag=0;
stop=y;
}
}
if(close!=99)//系统时间为99,显示99,系统一直工作..
{if(++c_count==60)//对一分计数60,即一小时后.
{c_count=0;
close--;//做一小时倒计时.
if(close==0)//时间到,系统断电.
CLED=0;//低电平有效.
}
}
}
disnner();//分离.送显示/
}
/*********************************************
函数名称:T1中断服务函数
功能描述:调整时间闪烁用.
**********************************************/
voidtimer1(void)interrupt3
{
TH1=(65536-50000)/256;
TL1=(65536-50000)%256;
if(++count_T1==6)//闪烁周期30MS
{
count_T1=0;
fliflag=~fliflag;//切换
if(fliflag==0)//标志有效.
{
if(sum==1)cflag=1;//选用状态闪烁.
if(sum==2)cflag=2;
if(sum==3)cflag=3;
disnner();//闪烁用.
dis[0]=10;//放熄灭符.
dis[1]=10;
}
else//否则,正常显示.
{
RLED=1;YLED=1;BLED=1;
dis[0]=time/10;
dis[1]=time%10;
}
}
}
/*********************************************
函数名称:键扫描函数
功能描述:调整时间
**********************************************/
voidscanner(void)
{if(K1==0)//为0,表有键按下.
{
delay5ms(100);//延时500MS.
if(K1==0)//还按下.刚退出.
{
while(K1==0)display();//等待释放.
delay5ms(2);//消抖.
cflag=1;//退出显示状态1.
count_T0=0;
TR0=1;//启动T0
TR1=0;//关闪烁
sum=0;//归位.
x=start;//暂存.
y=stop;//暂存.
}
else
{//否则,有移位键按下.
TR0=0;//时间走动停止.
TR1=1;//开闪烁.
sum++;//移位.
if(sum==4)
sum=1;
}
}
if(K2==0)
{
delay5ms(2);
if(K2==0)
{
while(K2==0)display();
delay5ms(2);
if(sum)//有移位
{if(sum==1)
{
start++;
if(start==61)
start=99;
if(start==100)
start=30;
}
if(sum==2)
{
stop++;
if(stop==61)
stop=5;
}
if(sum==3)
{
close++;
if(close==9)
close=99;
if(close==100)
close=1;
}
}
else//没移位.
{
cflag++;//则进行显示状态移位.
if(cflag==4)
cflag=1;
}
}
}
if(K3==0)
{
delay5ms(2);
if(K3==0)
{
while(K3==0)display();
delay5ms(2);
if(sum==1)
{start--;
if(start==29)
start=99;
if(start==98)
start=60;
}
if(sum==2)
{stop--;
if(stop==4)
stop=60;
}
if(sum==3)
{close--;
if(close==0)
close=99;
if(close==98)
close=8;
}
}
}
}
/*********************************************
函数名称:主函数
功能描述:
**********************************************/
main()
{
init();
while(1)
{
display();//显示
scanner();//检测按键..
}
}

#include //#include #include"18b20.h" #include"12864.h" #include"ds1302.h" #include"风型.h" //#include"测速.h" #define uchar unsigned char #define uint unsigned int void Temperature(); void disp(uchar i,uchar j,uchar k,uchar x,uchar y,uchar z,uchar aa); void LcmClearBMP(); void LcmInit(); void zscl(uchar zsdata); void pwmmain(); void pwmkey(); void get_time(); void ds1302_init(); void set_time(); void set_ytime(); void d1(); void TEM(); void main() { uchar z,secs,secg,mins,ming,hours,hourg; TMOD=0x15; EA=1; ET1=1; EX1=1; IT1=0; TR0=1; TR1=1; pwmmain(); LcmClearBMP(); LcmInit(); ds1302_init(); set_time(); set_ytime(); PutStr(0,0,str2); FINT0=0; while(1) {while(!(FINT0)) { for(z=0;z<10;z++) { get_time(); secs=secsw(); secg=secgw(); mins=minsw(); ming=mingw(); hours=hoursw(); hourg=hourgw(); disp(hours,hourg,mins,ming,secs,secg,1); } TEM(); } while(FINT0) { if(jianzhi[0]==1) {if(jianzhi[1]==0) {TR0=0; TR1=0; LcmInit(); PutStr(0,0,str2); switch(jianzhi[3]) { case 0:{ WriteCommand(0x85); WriteData('0'); qq=zz=rr=1; } break; case 1:{ WriteCommand(0x85); WriteData('1'); rr=0; qq=zz=1; } break; case 2:{ WriteCommand(0x85); WriteData('2'); zz=0; qq=rr=1; } break; case 3:{ WriteCommand(0x85); WriteData('3'); qq=0; zz=rr=1; } break; } } else if(jianzhi[1]==1) { TR0=1; TR1=1; LcmInit(); PutStr(0,0,str4); //自然风 } else if(jianzhi[1]==2) { TR0=1; TR1=1; LcmInit(); PutStr(0,0,str5); //睡眠风 } } TEM(); if(P3_3)FINT0=0; } } } void TEM() {uchar Tsw,Tgw,Txs; Temperature(); pwmkey(); Tsw=isean(); Tgw=jsean(); Txs=ksean(); disp(Tsw,Tgw,Txs,0,1,2,0); }
### 继电器控制风扇电路设计与实现方案 #### 1. 系统概述 基于单片机的继电器控制风扇设计方案,旨在通过硬件和软件协同工作来实现对风扇的精确控制。该系统的核心组件包括单片机(如 AT89C52)、继电器模块、温度传感器以及其他外围设备[^1]。 --- #### 2. 主要功能模块分析 ##### (1) 温度检测模块 利用 DS18B20 或其他类型的温度传感器采集环境温度数据,并将其传递至单片机进行处理。单片机会根据预设阈值判断是否启动或关闭风扇[^1]。 ##### (2) 继电器控制模块 继电器作为核心执行元件,在此场景下用于切换风扇的工作状态(开启/关闭)。为了提高系统的可靠性和安全性,通常会采用光电耦合器(如 PC817)配合继电器完成电气隔离和信号放大[^2]。 以下是典型的继电器驱动电路原理说明: - **输入端**:来自单片机 I/O 口的低电平触发信号。 - **输出端**:连接到实际负载(即风扇电机),并通过触点闭合实现供电路径接通。 - **保护措施**:增加续流二极管以吸收感应回路产生的尖峰电压;选用耐高压型号继电器以防过载损坏。 --- #### 3. 具体电路设计实例 以下是一个简单的继电器控制风扇电路示意图描述: ```plaintext +-------------------+ | | | AT89C52 |----> GPIO Pin -----> Base of NPN Transistor Q1 | | | +-------------------+ v Collector --> Coil (+) Emitter GND Relay SDR-C5VDC-SL-A: Coil (-) <------ Diode D1 -------> Common Terminal <--> Fan Motor <---> NO (Normally Open Contact) Power Supply: AC 220V ---> Transformer HLK-PM03 ---> DC 3.3V Regulated Output ``` 其中涉及的关键元器件及其作用如下表所示: | 元件名称 | 功能描述 | |---------------|-------------------------------------------------------------------------------------------| | AT89C52 | 提供逻辑运算能力并发出指令给后续级联单元 | | NPN晶体管Q1 | 放大微弱电信号以便能够有效激励继电器线圈 | | SDR-C5VDC-SL-A| 执行高低电平转换动作从而改变外部负载的实际运作状况 | | 海凌科HLK-PM03| 将家庭用电降压整流成适合电子装置使用的低压直流源 | --- #### 4. PCB布板注意事项 当绘制印刷电路板时需遵循一些通用准则确保成品质量优良无误: - 合理安排各部件位置减少走线长度交叉现象; - 对于敏感模拟量输入部分应远离强干扰源比如功率变换区附近区域; - 加宽电源层接地平面增强抗噪性能同时降低功耗发热影响等等[^3]. --- #### 5. 软件编程思路 编写程序流程大致可分为以下几个方面考虑因素: - 初始化外设参数配置例如串口通讯波特率设定等操作; - 定期轮询当前室内空气指标数值并与预定界限对比决定下一步骤走向 ; - 如果超出正常范围则激活对应的动作序列直至恢复正常为止. 下面给出一段伪代码表示方法论框架结构 : ```c #include <reg52.h> sbit RelayControlPin = P1^0; // Define the pin controlling relay state void main(){ while(true){ int currentTemperature = read_temperature(); if(currentTemperature >= THRESHOLD_TEMP){ turn_on_fan(); }else{ turn_off_fan(); } delay_ms(DELAY_INTERVAL); } } // Function definitions omitted here... ``` --- ### 结语 综上所述, 使用继电器构建智能化家居通风降温解决方案是一项既实用又充满乐趣的技术实践课题 . 不仅锻炼动手制作硬本领 , 还能加深理解现代自动化控制系统背后蕴含的知识体系 . ---
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