基於單片機的智能風扇控制系統

A. 遙控電風扇

一、遙控器

為了能遠離距的控制電風扇，採用了紅外遙控器。通常紅外遙控器由發射和接收兩部分組成，發射部分由單片機 80C2051等構成。接收部分由單片機89C51等構成。

1. 工作原理及組成部分

(1)CPU 採用AT89C2051單片機，AT89C2051的功能:

和 MCS-8051產品兼容、2KB可重編程閃速存儲器、耐久性:1000寫/擦除周期、2.7V~6V的操作范圍、全靜態操作：0Hz~24MHz、兩級加密程序存儲器、128×8位內部RAM、15根可編程I/O引線、6個中斷源、可編程串列UART通道、直接LED驅動輸出、片內模擬比較器、低耗空載和掉電方式。

（2）電源採用4節7號電池來提供電源，並用一個二極體（IN4148）進行降壓。

（3）調制部分：採用CD40106進行緩沖放大並整形.發送的數字信號與38K的載波進行相與，將其調制在一起,整形並緩沖放大,經過8050進行放大驅動紅外發射管,使其發射紅外光。
2.紅外發射

（1）發射部分包括鍵盤矩陣、編碼調制、紅外發送器。使用89C2051晶元 將按鍵信號調制在 38KHz 的載波信號上通過三極體放大後發射出去。紅外編碼為： 全碼 =引導碼+系統碼+系統反碼+數據碼+數據反碼。89C2051 的 P1口構成矩陣式鍵盤，用T1產生定時中斷，驅動P3.3產生一個38K的方波，作為紅外線的調制基波。將發送的數據和P3.0進行邏輯與後，經過40106整形，用三極體驅動紅外發射管發射。

(2)按鍵功能

K1：低檔、中檔、高檔；鍵值為 01H

K2彩燈：鍵值為 02H

K3：自然風、睡眠風、正常風鍵；值為03H

K4定時；鍵值為04H

K5開/關機；鍵值為05H

(3)當無鍵按下時，延時10秒後進入待機狀態，系統處於低功耗模式。 當有按鍵按下時，INT0中斷產生中斷，同時喚醒CPU進行工作狀態。

3.紅外發射的編碼方式

遙控發射器專用晶元很多，根據編碼格式可以分成兩大類，這里我們以運用比較廣泛，解碼比較容易的一類來加以說明，現以日本 NEC的uPD6121G組成發射電路為例說明編碼原理。當發射器按鍵按下後，即有遙控碼發出，所按的鍵不同遙控編碼也不同。這種遙控碼具有以下特徵：

(1)採用脈寬調制的串列碼，以脈寬為0.565ms、間隔0.56ms、周期為1.125ms的組合表示二進制的「0」；以脈寬為0.565ms、間隔1.685ms、周期為2.25ms的組合表示二進制的「1」。

「0」和「1」組成的32位二進制碼經38kHz的載頻進行二次調制以提高發射效率，達到降低電源功耗的目的。然後再通過紅外發射二極體發射。

(2)遙控編碼是連續的32位二進制碼組，其中前16位為用戶識別碼，能區別不同的電器設備，防止不同機種遙控碼互相干擾。該晶元的用戶識別碼固定為十六進制0FFH；後16位為8位操作碼（功能碼）及其反碼。

(3)遙控器在按鍵按下後，周期性地發出同一種32位二進制碼，周期約為108ms。一組碼本身的持續時間隨它包含的二進制「0」和「1」的個數不同而不同，大約在45～63ms之間。

二、 電風扇控制板
1.工作原理及組成部分: 紅外接收部分包括光電轉換放大器、解調、解碼電路。

(1)CPU板將單片機、控制、鍵盤組合在一起完成了人機對話。 用 AT89C51單片機來作主晶元控制，採用紅外T1838接收頭，用雙向可控硅MC97A6控制電機檔位，具有紅外遙控功能。

(2)電源部分：交流220V經變壓器降壓為2×8V，全波整流後再由三端穩壓器LM7805穩壓，供給控制板

B. 51單片機風扇的風力控制問題

用單片機實現電機轉速的無極控制，從而實現電機上風扇的風力控制，方法很多，這里只說一種。

需要主要器材：

單片機最小系統；

單片機電源；

單片機程序下載器；

光控可控硅；

雙向可控硅；

導線等。

方案：

C. STC12C5A60S2最小系統板/51單片機溫度顯示和溫度控制風扇

STC12C5A60S2最小系統板/51單片機實現溫度顯示與控制風扇的項目。板載的DS18B20溫度感測器與TM1650晶元驅動的4位數碼管用於顯示溫度。單片機課設計中，利用此系統實現智能溫控風扇，當溫度達到設定下限時風扇啟動，溫度位於上下限間，風扇以比例PWM占空比運行，超過上限則全速運轉。STC12C5A60S2單片機高速低功耗、超強抗干擾，特別適用於電機控制和強干擾環境。TM1650晶元性能穩定，適用於24小時連續工作。

STC12C5A60S2系列單片機由宏晶科技生產，具備高速度、低功耗、抗干擾性強等特點，內置復位電路、PWM通道及10位A/D轉換器，適用於電機控制場景。

TM1650晶元作為LED顯示器驅動，集成MCU輸入輸出介面、數據鎖存器、LED驅動、鍵盤掃描及亮度調節電路，性能穩定可靠，適用於長時間連續工作應用。

項目實物圖、原理圖和PCB圖展示了系統布局。用戶可參考這些圖進行組裝。

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項目代碼包含TM1650、DS18B20、按鍵等模塊，詳細文件位於GitHub倉庫，開源項目推薦進一步閱讀。

D. ESP8285怎麼結合單片機來控制風扇的啟動和停止呢