单片机控制的吊扇多功能控制器

风扇控制集成电路不少，但一般都要求电动机具有多抽头或外加多抽头电感线圈。吊扇电机线圈一般不具备多抽头，吊扇出厂时大多配用多抽头电感调速开关或双电容调速开关，也有简易型带开关电位器调节可控硅导通移相角的调速开关可供采用，而多功能控制对吊扇来说是可望而不可及。为此，笔者专门设计了吊扇微电脑多功能控制器（该控制器对台扇及落地扇同样适应）。控制器有以下特点：（１）采用标准８６型墙装开关面板，有４个轻触按键输入，９个ＬＥＤ工作状态显示；（２）具有７挡风速调节，采用双向可控硅移相调压输出（电机线圈无需中间抽头）；（３）１５挡定时关机（最短定时时间为半小时，每半小时为１挡，最长达７．５小时）；（４）３种风型选择（正常风、模拟自然风及睡眠风）。笔者制作了两个这样的控制器用在家里和办公室，使用两年来，感觉非常好，现将其介绍给大家。
一、硬件工作原理
硬件电路见图１。主控芯片采用美国ＺＩＬＯＧ公司的Ｚ８系列Ｚ８６Ｅ０２型ＯＴＰ单片机，片内有５１２字节ＲＯＭ、６１字节ＲＡＭ、１４个Ｉ／Ｏ口、一个定时器、两个可编程模拟比较器。Ｐ０、Ｐ２口可直接驱动ＬＥＤ。Ｒ１、Ｃ１、Ｒ２、Ｄ３、Ｚ１、Ｃ２等组成电容降压、半波整流、并联稳压滤波电路，给整机提供＋５Ｖ电源。Ｒ３、Ｒ４、Ｄ１及Ｄ２等组成限流降压钳位电路，将高压５０Ｈｚ正弦波转换成低压５０Ｈｚ方波，向Ｐ３１、Ｐ３２输入过零信号。Ｒ５～Ｒ１０、ＬＥＤ１～ＬＥＤ９及轻触按键ＳＷ１～ＳＷ４与单片机Ｐ２口配合组成ＬＥＤ显示与键扫描电路。其中ＳＷ１为启动／停止键，控制风扇的启动与停止；ＳＷ２为调速按键；ＳＷ３为风型选择键；ＳＷ４为定时关机选择键。ＬＥＤ１～ＬＥＤ４分别为定时半小时、１小时、２小时及４小时指示灯，采用累进显示方式，４个ＬＥＤ可显示１５挡定时时间；ＬＥＤ５为风扇最高速度挡指示；ＬＥＤ６为风扇最低速度挡指示；ＬＥＤ７～ＬＥＤ９分别为正常风、模拟自然风及睡眠风指示。Ｐ００口控制双向可控硅输出。
二、软件设计
软件采用模块化设计，分为主模块、ＬＥＤ动态扫描显示子模块、过零中断处理子模块及移相定时中断子模块等。主模块在上电初始化后，开中断，接着循环调用ＬＥＤ动态扫描显示子模块，等待过零中断。ＬＥＤ动态扫描显示子模块根据设定的工作方式点亮相应的ＬＥＤ。过零中断子程序进行按键扫描处理，根据按键命令进行相应的定时计数、各种风型的控制；根据调速挡的要求，给定移相定时时间参数，开启定时中断等。移相定时中断子程序有二项主要任务：开启触发脉冲输出，延时２００μｓ后关断触发脉冲。
三、安装与使用
控制器装在８６型墙装开关面板盒中，只有三根线引出，接线非常简单。断开电源，将控制器棕线Ｌ接电源火线，蓝线Ｎ接电源零线，红线ＯＵＴ接风扇的引出线一端，风扇的另一端接电源零线（电路图中风扇未画出）。检查接线无误后即可接通电源，此时面板没有任何显示。控制器面板布置图如图２所示。
１．开关操作
按下ＳＷ１开／关键，风扇以高速挡启动，工作在正常风、无定时方式，高速挡ＬＥＤ及正常风ＬＥＤ点亮。风扇开始工作后，可进行功能选择。按下ＳＷ１风扇停转，所有ＬＥＤ熄灭。下次开机时保持本次关机前除睡眠风以外的其他状态。
２．定时操作
按下ＳＷ４定时键进行定时操作。每按一次，定时时间增加半小时，４个ＬＥＤ分别累进显示定时时间。定时７个半小时时，４个ＬＥＤ全亮。按键规律为从小到大再从大到小。按住ＳＷ４键的时间超过１秒，则按以上规律以每秒３次的速度自动调节，直至松开按键为止。当定时时间到后，风扇自动停止，所有ＬＥＤ熄灭。
３．风速选择
按下ＳＷ２风速键时，有７种不同的速度选择，但只有在最高风速及最低风速时才有ＬＥＤ指示。
４．风型选择
按下ＳＷ３风速键时，可进行３种风型选择，并有相应的ＬＥＤ指示。在模拟自然风及睡眠风的控制中，风扇的开启与停止时间为８～６４秒之间的任意值，由单片机随机产生，使人在室内可享受到较为逼真的自然风。