【蓝桥杯单片机组第七届省赛】— “模拟风扇控制系统”设计任务书
1、试题
（1）功能简述
“模拟风扇控制系统”能够模拟电风扇工作，通过按键控制风扇的转动速度和定时时间，数码管实时显示风扇的工作模式，动态倒计时显示剩余的定时时间，系统主要由数码管显示、单片机最小系统、按键输入和电机控制保护电路组成，系统框图如图 1 所示：
（2）设计任务及要求
1、工作模式
设备具有“睡眠风”、“自然风”和“常风”三种工作模式可以通过按键切换，通过单片机 P34 引脚输出脉宽调制信号控制电机运行状态，信号频率为 1KHz。
1.1 “睡眠风”模式下，对应 PWM 占空比为 20%；
1.2 “自然风”模式下，对应 PWM 占空比为 30%；
1.3 “常风”模式下，对应 PWM 占空比为 70%；
2、数码管显示
数码管实时显示设备当前工作模式和剩余工作时间（倒计时），如图 2 所示。
“睡眠风”状态下，对应数码管显示数值为 1，自然风模式下，显示数值为 2，常风模式下，显示数值为 3。
3.、按键控制
使用 S4、S5、S6、S7 四个按键完成按键控制功能。
3.1 按键 S4 定义为工作模式切换按键，每次按下 S4，设备循环切换三种工作模式。工作过程如下：
3.2 按键 S5 定义为“定时按键”每次按下 S5，定时时间增加 1 分钟，设备的剩余工作时间重置为当前定时时间，重新开始倒计时，工作过程如下：
3.3 按键 S6 定义为“停止”按键，按下 S6 按键，立即清零剩余工作时间，PWM信号停止输出，直到通过 S5 重新设置定时时间。
3.4 按键 S7 定义为“室温”按键，按下 S7，通过数码管显示当前室温，数码管显示格式如图 3 所示，再次按下 S7，返回图 2 所示的工作模式和剩余工作时间显示界面，如此往复。
室温测量、显示功能不应影响设备正在执行的 PWM 信号输出、停止、模式切换和计时等功能。
4、LED 指示灯
“睡眠风”模式下，L1 点亮，“自然风”模式下 L2 点亮，“常风”模式下 L3 点亮；按下停止按键或倒计时结束时，LED 全部熄灭。
5、电路原理图设计
电机过热检测及驱动电路设计：假定设备使用的是 12V 直流电机，过热检测传感器输出为小电压信号 Vs，设计过热检测及电机驱动电路，当检测到 Vs 信号幅度大于 10mV 时，电机停止转动，简述电路的工作原理与设计思路，并绘制出电路原理图。
2、试题分析
对于DS18B20芯片，温度传感器来说，只需知道温度读取函数：
unsigned char Get_wendu(){
unsigned char high,low;
unsigned char temp;
Init_DS18B20();
Write_DS18B20(0XCC);
Write_DS18B20(0X44);
Delay_OneWire(200);
Init_DS18B20();
Write_DS18B20(0XCC);
Write_DS18B20(0XBE);
low=Read_DS18B20();
high=Read_DS18B20();
temp=(low>>4)|(high<<4);
return temp;
}按键、数码管、LED灯都是省赛必考项，对于他们之间的连接不再多说。
PWM控制占空比，通过P34口输出。信号频率为1000HZ=0.001s=1ms=1000us。
可以通过定时器0每次定时100us，总计10次；
如果PWM占空比为20%，说明在一个PWM周期内，P34口高电平占20%，其余同理。
PWM脉冲宽度调制技术控制可参考：
https://blog.csdn.net/fanjufei123456/article/details/105025590
如果发现数码管用显示的字符用眼睛可以看出闪动时，说明延时过长，可以修改下延时函数。通过程序发现：
void display12(uchar f1,uchar f2){
P2=0XC0;P0=0X01;P2=0XFF;P0=tab[f1];
delay();
P2=0XC0;P0=0X02;P2=0XFF;P0=tab[f2];
delay();
}void delay(){
uchar i,j;
for(i=10;i>0;i--)
for(j=200;j>0;j--);
}
这个延时对于数码管的显示比较理想。
3、实现代码
onewire.c
#include "onewire.h"
//单总线延时函数
void Delay_OneWire(unsigned int t)
{
t=12*t;
while(t--);
}
//DS18B20芯片初始化
bit Init_DS18B20(void)
{
bit initflag = 0;
DQ = 1;
Delay_OneWire(12);
DQ = 0;
Delay_OneWire(80);
DQ = 1;
Delay_OneWire(10);
initflag = DQ;
Delay_OneWire(5);
return initflag;
}
//通过单总线向DS18B20写一个字节
void Write_DS18B20(unsigned char dat)
{
unsigned char i;
for(i=0;i<8;i++)
{
DQ = 0;
DQ = dat&0x01;
Delay_OneWire(5);
DQ = 1;
dat >>= 1;
}
Delay_OneWire(5);
}
//从DS18B20读取一个字节
unsigned char Read_DS18B20(void)
{
unsigned char i;
unsigned char dat;
for(i=0;i<8;i++)
{
DQ = 0;
dat >>= 1;
DQ = 1;
if(DQ)
{
dat |= 0x80;
}
Delay_OneWire(5);
}
return dat;
}
unsigned char Get_wendu(){
unsigned char high,low;
unsigned char temp;
Init_DS18B20();
Write_DS18B20(0XCC);
Write_DS18B20(0X44);
Delay_OneWire(200);
Init_DS18B20();
Write_DS18B20(0XCC);
Write_DS18B20(0XBE);
low=Read_DS18B20();
high=Read_DS18B20();
temp=(low>>4)|(high<<4);
return temp;
}
onewire.h
#ifndef _ONEWIRE_H
#define _ONEWIRE_H
#include "stc15f2k60s2.h"
#define OW_SKIP_ROM 0xcc
#define DS18B20_CONVERT 0x44
#define DS18B20_READ 0xbe
//IC引脚定义
sbit DQ = P1^4;
//函数声明
void Delay_OneWire(unsigned int t);
void Write_DS18B20(unsigned char dat);
bit Init_DS18B20(void);
unsigned char Read_DS18B20(void);
unsigned char Get_wendu();
#endiftext.c
#include
#include "onewire.h"
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
uchar code tab[]={0XC0,0XF9,0XA4,0XB0,0X99,0X92,0X82,0XF8,0X80,0X90,0XBF,0XFF,0XC6};
uchar f1,f2,f3,f4,f5,f6,f7,f8;
uchar moshi=1;
uchar wendu;
uchar dingshi=0;
uchar flag=0;
uchar pwm_zhankongbi=0;
uchar n=0;
uint count=0;
void delayms(uchar ms);
void display12(uchar f1,uchar f2);
void display34(uchar f3,uchar f4);
void display56(uchar f5,uchar f6);
void display78(uchar f7,uchar f8);
void allinit();
void Time0_init();
void keyscan();
void delay();
void main(){
allinit();
Time0_init();
f1=11;f2=11;f3=11;f4=11;f5=11;f6=11;f7=11;f8=11;
while(1)
{
wendu=Get_wendu();
if(flag==0)
{
f1=10;f2=moshi;f3=10;f4=11;f5=0;f6=dingshi/100;f7=dingshi%100/10;f8=dingshi%10;
}
else if(flag==1)
{
f1=10;f2=4;f3=10;f4=11;f5=11;f6=wendu/10;f7=wendu%10;f8=12;
}
if(dingshi>0)
{
if(moshi==1)
{
P2=0XA0;P0=0X00;P2=0X80;P0=0XFF;
P00=0;
}
else if(moshi==2)
{
P2=0XA0;P0=0X00;P2=0X80;P0=0XFF;
P01=0;
}
else if(moshi==3)
{
P2=0XA0;P0=0X00;P2=0X80;P0=0XFF;
P02=0;
}
}
else if(dingshi==0)
{
P2=0XA0;P0=0X00;P2=0X80;P0=0XFF;
P0=0XFF;
}
keyscan();
display12(f1,f2);
display34(f3,f4);
display56(f5,f6);
display78(f7,f8);
}
}
void keyscan(){
if(P33==0) //切换转换模式
{
delayms(5);
if(P33==0)
{
if(moshi==1)
{
moshi=2;
}
else if(moshi==2)
{
moshi=3;
}
else if(moshi==3)
{
moshi=1;
}
}
while(!P33);
}
if(P32==0) //定时设置
{
delayms(5);
if(P32==0)
{
if(dingshi==0)
{
dingshi=60;
}
else if(dingshi<=60)
{
dingshi=120;
}
else if(dingshi<=120)
{
dingshi=0;
}
}
while(!P32);
}
if(P31==0) //清零剩余工作时间
{
delayms(5);
if(P31==0)
{
dingshi=0;
}
while(!P31);
}
if(P30==0) //温度和剩余工作时间转换
{
delayms(5);
if(P30==0)
{
if(flag==0)
{
flag=1;
}
else if(flag==1)
{
flag=0;
}
}
while(!P30);
}
}
//1000hz=0.001s=1ms=1000us，每次定时100us。
void Time0_init(){
TMOD=0X01;
TH0=(65536-100)/256;
TL0=(65536-100)%256;
TR0=1;
ET0=1;
EA=1;
}
void Time0_service() interrupt 1
{
TH0=(65536-100)/256;
TL0=(65536-100)%256;
n++;
count++;
pwm_zhankongbi++;
if(count==10000)
{
count=0;
if(dingshi>0)
{
dingshi--;
}
}
if(dingshi>0)
{
if(moshi==1)
{
if(pwm_zhankongbi==3)
{
P34=1;
}
else
{
P34=0;
}
}
else if(moshi==2)
{
if(pwm_zhankongbi==4)
{
P34=1;
}
else
{
P34=0;
}
}
else if(moshi==3)
{
if(pwm_zhankongbi==8)
{
P34=1;
}
else
{
P34=0;
}
}
}
if(n==11)
{
n=0;
pwm_zhankongbi=0;
}
}
void delayms(uchar ms){
uchar i,j,k;
for(k=ms;k>0;k--){
i=12;
j=169;
do
{
while(j--);
}
while(i--);
}
}
void allinit(){
P2=0XA0;P0=0X00;P2=0X80;P0=0XFF;
P2=0XC0;P0=0XFF;P2=0XFF;P0=0XFF;
}
void display12(uchar f1,uchar f2){
P2=0XC0;P0=0X01;P2=0XFF;P0=tab[f1];
delay();
P2=0XC0;P0=0X02;P2=0XFF;P0=tab[f2];
delay();
}
void display34(uchar f3,uchar f4){
P2=0XC0;P0=0X04;P2=0XFF;P0=tab[f3];
delay();
P2=0XC0;P0=0X08;P2=0XFF;P0=tab[f4];
delay();
}
void display56(uchar f5,uchar f6){
P2=0XC0;P0=0X10;P2=0XFF;P0=tab[f5];
delay();
P2=0XC0;P0=0X20;P2=0XFF;P0=tab[f6];
delay();
}
void display78(uchar f7,uchar f8){
P2=0XC0;P0=0X40;P2=0XFF;P0=tab[f7];
delay();
P2=0XC0;P0=0X80;P2=0XFF;P0=tab[f8];
delay();
}
void delay(){
uchar i,j;
for(i=10;i>0;i--)
for(j=200;j>0;j--);
}