1 基于单片机的温控风扇转速系统部分模块的方案选用及论证
本系统实现温度控制风扇的转速,需要有较高的温度变化分辨率和稳定可靠的换档停
机控制部件。
1.1 温度采集模块的选用
温度传感器可由以下几种方案可供选择:
方案一:选用热敏电阻作为感测温度的核心元件,通过运算放大器放大由于温度变化
引起热敏电阻电阻的变化、进而导至的输出电压变化的微弱电压变化信号,再用 AD 转换
芯片 ADC0809 将模拟信号转化为数字信号输入单片机处理。
方案二:采用热电偶作为感测温度的核心元件,配合桥式电路,运算放大电路和 AD
转换电路,将温度变化信号送入单片机处理。
方案三:采用数字式集成温度传感器 DS18B20 作为感测温度的核心元件,直接输出数
字温度信号供单片机处理。
对于方案一,采用热敏电阻有价格便宜、元件易购的优点,但热敏电阻对温度的细微
变化不敏感,在信号采集、放大、转换过程中还会产生失真和误差,并且由于热敏电阻的
R-T 关系的非线性,其本身电阻对温度的变化存在较大误差,虽然可以通过一定电路予以
纠正,但不仅将使电路复杂稳定性降低,而且在人体所处温度环境温度变化中难以检测到
小的温度变化。故该方案不适合本系统。
对于方案二,采用热电偶和桥式测量电路相对于热敏电阻其对温度的敏感性和器件的
非线性误差都有较大提高,其测温范围也非常宽,从-50 摄氏度到 1600 摄氏度均可测量。
但是依然存在电路复杂,对温度敏感性达不到本系统要求的标准,故不采用该方案。
对于方案三,由于数字式集成温度传感器 DS18B20 的高度集成化,大大降低了外接放
大转换等电路的误差因素,温度误差很小,并且由于其感测温度的原理与上述两种方案的
原理有着本质的不同,使得其温度分辨力极高。温度值在器件内部转换成数字量直接输出,
简化了系统程序设计,又由于该传感器采用先进的单总线技术(1-WRIE),与单片机的接
口变的非常简洁,抗干扰能力强。
1.2 控制核心模块的方案选择
方案一:采用电压比较电路作为控制部件。温度传感器采用热敏电阻或热电偶等,温
度信号转为电信号并放大,由集成运放组成的比较电路判决控制风扇转速,当高于或低于
某值时将风扇切换到相应档位。
方案二:采用单片机作为控制核心。以软件编程的方法进行温度判断,并在端口输出
控制信号。
对于方案一,采用电压比较电路具有电路简单、易于实现,以及无需编写软件程序的
特点,但控制方式过于单一,不能自由设置上下限动作温度,无法满足不同用户以及不同
环境下的多种动作温度要求。