基于STC12C5A60S2單片機智能化多功能電風(fēng)扇電路設(shè)計

　　隨著空調(diào)產(chǎn)品的出現(xiàn)，電風(fēng)扇看似已逐漸淡出了人們的視線。其實并非如此，電風(fēng)扇具有省電，價格低，體積小，重量輕等諸多優(yōu)點。與空調(diào)相比，電風(fēng)扇吹出的風(fēng)更接近于自然風(fēng)，更適合兒童、老人以及體質(zhì)較差的人群。但傳統(tǒng)電風(fēng)扇智能化程度不高，本文設(shè)計一款帶有熱釋電感應(yīng)和溫度采集控制的智能化多功能電風(fēng)扇，使電風(fēng)扇能提供更人性化的服務(wù)。

　　該系統(tǒng)以STC12C5A60S2單片機為控制核心，通過DS18B20溫度傳感器對環(huán)境溫度進行采集，并將采集的溫度信號與通過按鍵設(shè)置的上下限溫度值進行比較，從而實現(xiàn)對電風(fēng)扇風(fēng)速檔位的控制。另外，通過熱釋電傳感器，檢測是否有人體存在，來控制電風(fēng)扇的啟動與關(guān)閉。當(dāng)沒有人體活動時，其它模塊不再起作用，電風(fēng)扇自動關(guān)閉。通過光敏電阻檢測光線的強度，當(dāng)夜晚光線比較弱的時候，電風(fēng)扇工作于自然風(fēng)狀態(tài)。

　　系統(tǒng)硬件設(shè)計

　　本系統(tǒng)由CPU模塊、溫度檢測模塊、光線檢測模塊、人體檢測模塊、按鍵模塊、液晶顯示模塊，以及電機驅(qū)動模塊組成。圖2所示為本系統(tǒng)的整體電路圖。

　　圖2 系統(tǒng)整體電路圖

　　CPU模塊

　　本系統(tǒng)以由宏晶科技生產(chǎn)的STC12C5A60S2單片機為控制核心，該STC12C5A60S2單片機具有增強型8051內(nèi)核，功耗低，抗干擾能力強，速度比普通的8051快8～12倍。其內(nèi)部具有8通道的10位高速ADC，另外還有2路的PWM。采用上電復(fù)位和手動復(fù)位電路相結(jié)合的方式來實現(xiàn)對單片機的復(fù)位。時鐘電路采用內(nèi)部時鐘，晶振頻率為11.059 2MHz。

　　溫度檢測模塊

　　系統(tǒng)采用DS18B20溫度傳感器來檢測環(huán)境溫度，將采集到的數(shù)字溫度信號輸入單片機的P1.0口，經(jīng)處理后調(diào)節(jié)風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速。

　　人體檢測模塊

　　人體檢測模塊由BISS0001熱釋電傳感器模塊和一個反相器構(gòu)成。利用BISS0001熱釋電傳感器模塊進行人體檢測，將檢測到的數(shù)字信號經(jīng)反相器反相后輸入單片機的P1.1口，低電平有效。該傳感器的檢測距離為7米，當(dāng)人體走出檢測區(qū)域的時間長達(dá)1分鐘，或站在檢測區(qū)域某一位置固定不動達(dá)1 分鐘時，電風(fēng)扇將自動進入待機狀態(tài)，從而達(dá)到節(jié)能的效果。當(dāng)人晚上睡著后不再活動時，用戶可以選擇關(guān)閉自動節(jié)能功能。

　　光線檢測模塊

　　光線檢測模塊由光敏電阻、1K電位器、56K電阻和LM324電壓比較器組成。檢測模塊的輸出接到單片機的P1.7引腳。光敏電阻用來檢測環(huán)境光線的強弱，當(dāng)光線較亮?xí)r，光敏電阻的阻值較小，電壓比較器輸出低電平，電風(fēng)扇工作于正常狀態(tài)；當(dāng)光線較暗時，阻值較大，電壓比較器輸出高電平，電風(fēng)扇工作于自然風(fēng)狀態(tài)。

　　按鍵模塊

　　按鍵模塊由四個按鍵組成，分別與單片機的P3.4～P3.7四個引腳相連，低電平有效。第一個按鍵設(shè)置為模式選擇鍵，可對最高溫度、最低溫度、溫度間隔、自然風(fēng)延時間隔、熱釋電開關(guān)和光敏開關(guān)六種基本模式進行設(shè)置；第二個按鍵為設(shè)置值增加鍵；第三個按鍵為設(shè)置值減小鍵；最后一個按鍵為模式退出鍵，在任意模式下按退出鍵則進入上一模式的設(shè)置，連續(xù)按退出按鍵則進入正常模式。

　　基于STC12C5A60S2單片機的智能化多功能電風(fēng)扇的實物如圖所示，整機經(jīng)過多次反復(fù)調(diào)試，系統(tǒng)運行可靠，所有控制功能均已實現(xiàn)。當(dāng)用點燃的煙頭接近溫度傳感器DS18B20時，電風(fēng)扇能根據(jù)檢測到的溫度來自動調(diào)節(jié)電風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速等級；當(dāng)檢測區(qū)域內(nèi)無人體活動，且時間長達(dá)1分鐘時，電風(fēng)扇自動進入待機狀態(tài)，之后若經(jīng)過一段時間又檢測到人體活動時，風(fēng)扇自動開啟；當(dāng)用物體把光敏電阻遮住時，電風(fēng)扇工作于自然風(fēng)狀態(tài)。本系統(tǒng)使電風(fēng)扇實現(xiàn)智能控制，體積小，質(zhì)量輕，性價比高，工作穩(wěn)定可靠，且節(jié)約能源，尤其方便在夜間使用，使電風(fēng)扇更具人性化，有較廣闊的應(yīng)用前景，值得大力推廣。