基于STC8952CRC單片機(jī)的導(dǎo)風(fēng)板控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

摘 要：鑒于家用壁掛式空調(diào)機(jī)的送風(fēng)量和送風(fēng)角度直接決定空調(diào)性能與空調(diào)房間的舒適性，因此對(duì)空調(diào)系統(tǒng)導(dǎo)風(fēng)板控制系統(tǒng)進(jìn)行研究具有重要意義。本文針對(duì)空調(diào)系統(tǒng)風(fēng)量和角度的控制問(wèn)題，設(shè)計(jì)了一款比較先進(jìn)的控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)以STC89C52RC單片機(jī)為核心，通過(guò)角位移傳感器對(duì)導(dǎo)風(fēng)板傾斜角度進(jìn)行采集，經(jīng)信號(hào)調(diào)理后，單片機(jī)讀取A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果并與設(shè)定角度進(jìn)行比較，比較得出的差值應(yīng)用PID算法運(yùn)算，以運(yùn)算結(jié)果控制PWM信號(hào)，作用于直流風(fēng)扇，從而調(diào)節(jié)風(fēng)扇的風(fēng)力。

關(guān)鍵詞：導(dǎo)風(fēng)板 單片機(jī)STC89C52RC A/D轉(zhuǎn)換

一、系統(tǒng)總體方案

本系統(tǒng)主要有導(dǎo)風(fēng)板角度檢測(cè)模塊（角位移傳感器）、風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊（PWM調(diào)速）、單片機(jī)最小系統(tǒng)、顯示模塊、電源模塊等。系統(tǒng)總體方案框圖如圖1所示。

該系統(tǒng)采用STC89C52RC單片機(jī)作為控制核心，采用按鍵預(yù)置角度大小，使單片機(jī)產(chǎn)生PWM波形來(lái)控制兩個(gè)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，達(dá)到控制風(fēng)扇風(fēng)力的目的[1]。同時(shí)固定在導(dǎo)風(fēng)板轉(zhuǎn)動(dòng)軸上的角位移傳感器WDD35D4對(duì)導(dǎo)風(fēng)板的傾斜角度進(jìn)行采集，通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換，將信號(hào)送入單片機(jī)進(jìn)行處理，單片機(jī)實(shí)時(shí)顯示角度。

二、系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

1.供電電路。供電電路由變壓器、橋式整流電路與電容組合而成，將220V電壓經(jīng)過(guò)變壓器降壓，經(jīng)過(guò)橋式整流電路將交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟?，再?jīng)電容濾波后，讓它轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)需要的5V電壓，來(lái)為單片機(jī)以及其它模塊供電。

2.風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路。風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路采用L298N芯片，單片機(jī)產(chǎn)生PWM波，通過(guò)調(diào)整PWM的占空比，來(lái)調(diào)節(jié)輸出電壓，進(jìn)而可以控制風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的快慢。

3.顯示電路。顯示電路采用LCD12864液晶顯示屏，同時(shí)可以顯示4行，相對(duì)LCD1602可以顯示更多的內(nèi)容，包括文字、數(shù)據(jù)、圖形等。

三、理論分析

本系統(tǒng)應(yīng)用了PWM脈沖調(diào)制方式和PID算法。

PWM調(diào)制，即脈沖寬度的調(diào)制，是在直流電壓穩(wěn)定的情況下，通過(guò)控制開(kāi)關(guān)器件的通斷，可以得到一系列等幅不等寬的脈沖，通過(guò)調(diào)節(jié)占空比可以達(dá)到調(diào)節(jié)直流電機(jī)電樞電壓的大小。

本設(shè)計(jì)采用為增量式PID算法調(diào)節(jié)占空比，實(shí)現(xiàn)對(duì)直流電機(jī)電樞電壓的控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)。

四、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

在上述理論分析的基礎(chǔ)上，對(duì)系統(tǒng)的軟件部分進(jìn)行了設(shè)計(jì)，主程序流程圖如圖2所示。

五、仿真測(cè)試結(jié)果

首先將導(dǎo)風(fēng)板的角度進(jìn)行預(yù)置，設(shè)置在45°-135°之間，由起點(diǎn)開(kāi)始，10s內(nèi)到達(dá)第一個(gè)預(yù)置角度，穩(wěn)定停留5s，然后回到終點(diǎn)。測(cè)試結(jié)果如表1所示。

六、結(jié)語(yǔ)

該系統(tǒng)在任務(wù)一中導(dǎo)風(fēng)板的過(guò)渡時(shí)間不大于10s，控制的角度的誤差不大于5°，同時(shí)在預(yù)置角度上停留的時(shí)間大于或等于5s，誤差范圍在2s以內(nèi)。仿真測(cè)試結(jié)果顯示，本系統(tǒng)可以完成設(shè)定的動(dòng)作，實(shí)時(shí)調(diào)整導(dǎo)風(fēng)板的角度，進(jìn)而可以調(diào)整空調(diào)系統(tǒng)風(fēng)量，讓空調(diào)房間環(huán)境的舒適性提高。

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