單片機(jī)控制的吊扇多功能控制器

風(fēng)扇控制集成電路不少，但一般都要求電動(dòng)機(jī)具有多抽頭或外加多抽頭電感線圈。吊扇電機(jī)線圈一般不具備多抽頭，吊扇出廠時(shí)大多配用多抽頭電感調(diào)速開關(guān)或雙電容調(diào)速開關(guān)，也有簡易型帶開關(guān)電位器調(diào)節(jié)可控硅導(dǎo)通移相角的調(diào)速開關(guān)可供采用，而多功能控制對吊扇來說是可望而不可及。為此，筆者專門設(shè)計(jì)了吊扇微電腦多功能控制器（該控制器對臺(tái)扇及落地扇同樣適應(yīng)）?？刂破饔幸韵绿攸c(diǎn)：（１）采用標(biāo)準(zhǔn)８６型墻裝開關(guān)面板，有４個(gè)輕觸按鍵輸入，９個(gè)ＬＥＤ工作狀態(tài)顯示；（２）具有７擋風(fēng)速調(diào)節(jié)，采用雙向可控硅移相調(diào)壓輸出（電機(jī)線圈無需中間抽頭）；（３）１５擋定時(shí)關(guān)機(jī)（最短定時(shí)時(shí)間為半小時(shí)，每半小時(shí)為１擋，最長達(dá)７．５小時(shí)）；（４）３種風(fēng)型選擇（正常風(fēng)、模擬自然風(fēng)及睡眠風(fēng)）。筆者制作了兩個(gè)這樣的控制器用在家里和辦公室，使用兩年來，感覺非常好，現(xiàn)將其介紹給大家。
一、硬件工作原理
硬件電路見圖１。主控芯片采用美國ＺＩＬＯＧ公司的Ｚ８系列Ｚ８６Ｅ０２型ＯＴＰ單片機(jī)，片內(nèi)有５１２字節(jié)ＲＯＭ、６１字節(jié)ＲＡＭ、１４個(gè)Ｉ／Ｏ口、一個(gè)定時(shí)器、兩個(gè)可編程模擬比較器。Ｐ０、Ｐ２口可直接驅(qū)動(dòng)ＬＥＤ。Ｒ１、Ｃ１、Ｒ２、Ｄ３、Ｚ１、Ｃ２等組成電容降壓、半波整流、并聯(lián)穩(wěn)壓濾波電路，給整機(jī)提供＋５Ｖ電源。Ｒ３、Ｒ４、Ｄ１及Ｄ２等組成限流降壓鉗位電路，將高壓５０Ｈｚ正弦波轉(zhuǎn)換成低壓５０Ｈｚ方波，向Ｐ３１、Ｐ３２輸入過零信號(hào)。Ｒ５～Ｒ１０、ＬＥＤ１～ＬＥＤ９及輕觸按鍵ＳＷ１～ＳＷ４與單片機(jī)Ｐ２口配合組成ＬＥＤ顯示與鍵掃描電路。其中ＳＷ１為啟動(dòng)／停止鍵，控制風(fēng)扇的啟動(dòng)與停止；ＳＷ２為調(diào)速按鍵；ＳＷ３為風(fēng)型選擇鍵；ＳＷ４為定時(shí)關(guān)機(jī)選擇鍵。ＬＥＤ１～ＬＥＤ４分別為定時(shí)半小時(shí)、１小時(shí)、２小時(shí)及４小時(shí)指示燈，采用累進(jìn)顯示方式，４個(gè)ＬＥＤ可顯示１５擋定時(shí)時(shí)間；ＬＥＤ５為風(fēng)扇最高速度擋指示；ＬＥＤ６為風(fēng)扇最低速度擋指示；ＬＥＤ７～ＬＥＤ９分別為正常風(fēng)、模擬自然風(fēng)及睡眠風(fēng)指示。Ｐ００口控制雙向可控硅輸出。
二、軟件設(shè)計(jì)
軟件采用模塊化設(shè)計(jì)，分為主模塊、ＬＥＤ動(dòng)態(tài)掃描顯示子模塊、過零中斷處理子模塊及移相定時(shí)中斷子模塊等。主模塊在上電初始化后，開中斷，接著循環(huán)調(diào)用ＬＥＤ動(dòng)態(tài)掃描顯示子模塊，等待過零中斷。ＬＥＤ動(dòng)態(tài)掃描顯示子模塊根據(jù)設(shè)定的工作方式點(diǎn)亮相應(yīng)的ＬＥＤ。過零中斷子程序進(jìn)行按鍵掃描處理，根據(jù)按鍵命令進(jìn)行相應(yīng)的定時(shí)計(jì)數(shù)、各種風(fēng)型的控制；根據(jù)調(diào)速擋的要求，給定移相定時(shí)時(shí)間參數(shù)，開啟定時(shí)中斷等。移相定時(shí)中斷子程序有二項(xiàng)主要任務(wù)：開啟觸發(fā)脈沖輸出，延時(shí)２００μｓ后關(guān)斷觸發(fā)脈沖。
三、安裝與使用
控制器裝在８６型墻裝開關(guān)面板盒中，只有三根線引出，接線非常簡單。斷開電源，將控制器棕線Ｌ接電源火線，藍(lán)線Ｎ接電源零線，紅線ＯＵＴ接風(fēng)扇的引出線一端，風(fēng)扇的另一端接電源零線（電路圖中風(fēng)扇未畫出）。檢查接線無誤后即可接通電源，此時(shí)面板沒有任何顯示。控制器面板布置圖如圖２所示。
１．開關(guān)操作
按下ＳＷ１開／關(guān)鍵，風(fēng)扇以高速擋啟動(dòng)，工作在正常風(fēng)、無定時(shí)方式，高速擋ＬＥＤ及正常風(fēng)ＬＥＤ點(diǎn)亮。風(fēng)扇開始工作后，可進(jìn)行功能選擇。按下ＳＷ１風(fēng)扇停轉(zhuǎn)，所有ＬＥＤ熄滅。下次開機(jī)時(shí)保持本次關(guān)機(jī)前除睡眠風(fēng)以外的其他狀態(tài)。
２．定時(shí)操作
按下ＳＷ４定時(shí)鍵進(jìn)行定時(shí)操作。每按一次，定時(shí)時(shí)間增加半小時(shí)，４個(gè)ＬＥＤ分別累進(jìn)顯示定時(shí)時(shí)間。定時(shí)７個(gè)半小時(shí)時(shí)，４個(gè)ＬＥＤ全亮。按鍵規(guī)律為從小到大再從大到小。按?。樱祝存I的時(shí)間超過１秒，則按以上規(guī)律以每秒３次的速度自動(dòng)調(diào)節(jié)，直至松開按鍵為止。當(dāng)定時(shí)時(shí)間到后，風(fēng)扇自動(dòng)停止，所有ＬＥＤ熄滅。
３．風(fēng)速選擇
按下ＳＷ２風(fēng)速鍵時(shí)，有７種不同的速度選擇，但只有在最高風(fēng)速及最低風(fēng)速時(shí)才有ＬＥＤ指示。
４．風(fēng)型選擇
按下ＳＷ３風(fēng)速鍵時(shí)，可進(jìn)行３種風(fēng)型選擇，并有相應(yīng)的ＬＥＤ指示。在模擬自然風(fēng)及睡眠風(fēng)的控制中，風(fēng)扇的開啟與停止時(shí)間為８～６４秒之間的任意值，由單片機(jī)隨機(jī)產(chǎn)生，使人在室內(nèi)可享受到較為逼真的自然風(fēng)。