51单片机温度控制调速风扇仿真设计

原理图：Altium Designer

仿真版本：proteus 7.8

程序编译器：keil 4 / keil 5

编程语言：C语言

设计编号：S0010

功能说明：

1.本设计基于STC89C51/52（与AT89S51/52、AT89C51/52通用，可任选）单片机

2.采用DS18B20温度传感器测温，74HC573驱动数码管显示温度和风扇的档位。

3.共3个按键：设置、加、减。按一下设置可以设置上限，再按下设置下限，均可以按键加减调整。

4.利用PWM调速，当温度低于下限时，风扇不转动，当温度处于上、下限之间时1档转动（50%的转速），当温度超过上限时，全速转动。

仿真电路

单片机最小系统介绍

单片机（Microcontrollers）是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计数器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统，在工业控制领域广泛应用。从上世纪80年代，由当时的4位、8位单片机，发展到现在的300M的高速单片机。本文的单片机特指51单片机，具体芯片型号是 。需注意STC89C51, STC89C52，AT89C51, AT89C52都是51单片机的一种具体芯片型号。

最小系统组成：

51单片机最小系统：单片机、复位电路、晶振（时钟）电路、电源

最小系统用到的引脚

1、主电源引脚（2根）

VCC：电源输入，接＋5V电源

GND：接地线

2、外接晶振引脚（2根）

XTAL1：片内振荡电路的输入端

XTAL2：片内振荡电路的输出端

3、控制引脚（4根）

RST/VPP：复位引脚，引脚上

复位电路

一般来说，在电路图中，电容的的大小是10uf，电阻的大小是10k。（不特指本电路，具体参数看仿真图）

在5V正常工作的51单片机中小于1.5V的电压信号为低电平信号，而大于1.5V的电压信号为高电平信号。可以算出电容充电到电源电压的0.7倍，即电容两端电压为3.5V、电阻两端电压为1.5V时，需要的时间约为T=RC=10K*10UF=0.1S。

也就是说在单片机上电启动的0.1S内，电容两端的电压从0-3.5V不断增加，这个时候10K电阻两端的电压为从5-1.5V不断减少（串联电路各处电压之和为总电压），所以RST引脚所接收到的电压是5V-1.5V的过程，也就是高电平到低电平的过程。

单片机RST引脚是高电平有效，即复位；低电平无效，即单片机正常工作。所以在开机0.1S内，单片机系统RST引脚接收到了时间为0.1S左右的高电平信号，所以实现了自动复位。

在单片机启动0.1S后，电容C两端的电压持续充电为5V，这是时候10K电阻两端的电压接近于0V，RST处于低电平所以系统正常工作。当按键按下的时候，开关导通，这个时候电容两端形成了一个回路，电容被短路，所以在按键按下的这个过程中，电容开始释放之前充的电量。随着时间的推移，电容的电压在0.1S内，从5V释放到变为了1.5V，甚至更小。根据串联电路电压为各处之和，这个时候10K电阻两端的电压为3.5V，甚至更大，所以RST引脚又接收到高电平。单片机系统自动复位。

晶振电路

晶振基本概念 晶振全名叫晶体振荡器，每个单片机系统里都有晶振，晶振是由石英晶体经过加工并镀上电极而做成的，主要的特性就是通电后会产生机械震荡，可以给单片机提供稳定的时钟源，晶振提供时钟频率越高，单片机的运行速度也就越快。 晶振用一种能把电能和机械能相互转化的晶体在共振的状态下工作，以提供稳定，精确的单频振荡。

晶振起振后， 产生的振动信号会通过XTAL1引脚， 依次经过振荡器和时钟发生器的处理，得到机器周期信号，作为指令操作的依据。51单片机常用的晶振是12M和11.0592M

原理图

源程序

主函数

void main()		  //主函数
{
	uchar j;
	dj=0;		  //电机开
	shang=30;
	xia=20;		  //初始上下限值
	for(j=0;j<80;j++)	  //先读取温度值，防止开机显示85
	ReadTemperature();
	while(1)			  //进入while循环
	{	
		ReadTemperature();	//读取温度值
		for(j=0;j<100;j++)zi_dong();//自动温控模式
	}
}

DS18B20驱动代码

/***********ds18b20延迟子函数（晶振12MHz ）*******/ 
void delay_18B20(uint i)
{
	while(i--);
}
/**********ds18b20初始化函数**********************/
void Init_DS18B20() 
{
	 uchar x=0;
	 DQ=1;          //DQ复位
	 delay_18B20(8);  //稍做延时
	 DQ=0;          //单片机将DQ拉低
	 delay_18B20(80); //精确延时 大于 480us
	 DQ=1;          //拉高总线
	 delay_18B20(14);
	 x=DQ;            //稍做延时后 如果x=0则初始化成功 x=1则初始化失败
	 delay_18B20(20);
}
/***********ds18b20读一个字节**************/  
uchar ReadOneChar()
{
	uchar i=0;
	uchar dat=0;
	for (i=8;i>0;i--)
	 {
		  DQ=0; // 给脉冲信号
		  dat>>=1;
		  DQ=1; // 给脉冲信号
		  if(DQ)
		  dat|=0x80;
		  delay_18B20(4);
	 }
 	return(dat);
}
/*************ds18b20写一个字节****************/  
void WriteOneChar(uchar dat)
{
 	uchar i=0;
 	for (i=8;i>0;i--)
 	{
  		DQ=0;
 		DQ=dat&0x01;
    	delay_18B20(5);
 		DQ=1;
    	dat>>=1;
	}
}
/**************读取ds18b20当前温度************/
void ReadTemperature()
{
	uchar a=0;
	uchar b=0;
	uchar t=0;
	Init_DS18B20();
	WriteOneChar(0xCC);    	// 跳过读序号列号的操作
	WriteOneChar(0x44); 	// 启动温度转换
	delay_18B20(100);       // this message is wery important
	Init_DS18B20();
	WriteOneChar(0xCC); 	//跳过读序号列号的操作
	WriteOneChar(0xBE); 	//读取温度寄存器等（共可读9个寄存器） 前两个就是温度
	delay_18B20(100);
	a=ReadOneChar();    	//读取温度值低位
	b=ReadOneChar();   		//读取温度值高位
	wen_du=((b*256+a)>>4);    //当前采集温度值除16得实际温度值
}

资料清单

资料下载链接