用PIC单片机制作电扇自然风发生器

　

概要：导通的时间，就能使电机负载上的电压和电流发生变化。图2展示了α角和电机负载电压的关系。图1图2α角的变化又可通过电容C1的放电时间的改变来实现。PIC16C54有规律地选择电阻Rx，即可改变电容C1的充放电时间，从而达到改变电风扇送风的强弱的目的。控制角α和强弱风的关系如下所示。正半周α=0。30。60。90。120。150。180。负半周α=180。210。240。270。300。330。360。 超强风强风凉风常风微风超微风停止交流电频率f=50Hz,则可得下式： （1）而根据RxC1充电回路：则有： （Vp-Vv）＝（VBB-Vv）（1－e），其中，Vv为充电初值；Vp为充电后值；VBB为充电电源电压，t为充电时间。整理可得： t=RxC1（2）其中 由式(1)和式(2)即可得出 （3） 一般取η=0.63，三极管特性最好。电容C1取值0.047μF。根据（3）式，对应不同α的设定值，求得Rx值表：R0=1K,R1=33K,R2=62K,R3=89K,R4=120K,R5=150K,R6=180K,R7=220KRx接于PIC16C54的RB0~~RB7口。RA0口为启动信号输入口，当A键按下时，则自然风发生器开始

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    我们使用美国MICroChip公司的单片机制作了一种电扇自然风发生器，它能有规律地控制风扇送风的强弱。传统的电扇通过它可产生自然风，亦可将它直接做在电扇里，即是自然风电扇。

一PIC单片机简介

   PIC系列单片机是美国Microchip公司推出的8位单片机。其中PIC16C5X是低价商用单片机，内部有程序存储器（0.5~~2K），工作寄存器(32~~80个)，33条精简指令，具有内部看门狗(WDT)，时钟/脉冲计数器RTCC，双向可编程I/O口(12~~20个)，PIC的OTP（一次性可编程）型芯片特别适合商品化的开发生产。

二自然风发生器的硬件结构及原理

    要让电风扇产生自然风，即改变电风扇送风的强弱，只有改变电机端的电压和电流。如图1所示，改变晶闸管控制角α，即控制晶闸管开始导通的时间，就能使电机负载上的电压和电流发生变化。图2展示了α角和电机负载电压的关系。

图1

图2

α角的变化又可通过电容C1的放电时间的改变来实现。PIC16C54有规律地选择电阻Rx，即可改变电容C1的充放电时间，从而达到改变电风扇送风的强弱的目的。控制角α和强弱风的关系如下所示。

正半周 α= 0^。 30^。 60^。 90^。 120^。 150^。 180^。 负半周 α= 180^。 210^。 240^。 270^。 300^。 330^。 360^。   　 超强风 强风 凉风 常风 微风 超微风 停止

交流电频率f=50Hz,则可得下式：
         （1）

而根据RxC₁充电回路：则有：
       （Vp-Vv）＝（V_BB-Vv）（1－e），其中，Vv为充电初值；Vp为充电后值；V_BB为充电电源电压，t为充电时间。整理可得：

       t=RxC₁

（2）

其中
       
由式(1)和式(2)即可得出
       （3）

一般取η=0.63，三极管特性最好。电容C1取值0.047μF。根据（3）式，对应不同α的设定值，求得Rx值表：

R0=1K,R1=33K,R2=62K,R3=89K,R4=120K,R5=150K,R6=180K,R7=220K

Rx接于PIC16C54的RB0~~RB7口。

RA0口为启动信号输入口，当A键按下时，则自然风发生器开始工作。

RA1口为停止信号输入口，当B键按下时，则自然风发生器停止工作。

RA2口为定时信号输入口，当C键按下时，则自然风发生器以定时方式工作。

RA3口为交流电相位检测口，用于确定交流电的起始相位。

读者可再加上显示，定时值输入等电路，构成更完整的装置。

三软件框图及程序清单

程序框图如图3所示。

程序清单如下：

;Routine for nature wind fan
图3  

RTCC EQU1

RA EQU5

RB EQU6

F8EQU8

F9EQU9

ORG1FFH;复位地址

GOTO MAIN

ORG0

　

MAIN:    

CLRW

TRIS RB

MOVWF RB；置RB口为输出口，且初值为0

MOVLW0FH

TRIS RA；置RA口为输入口

KEY-A:    

BTFSC RA,0

GOTO KEY-A；A键是否按下

START:    

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