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。
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正半周 |
α= |
0。 |
30。 |
60。 |
90。 |
120。 |
150。 |
180。 |
|
负半周 |
α= |
180。 |
210。 |
240。 |
270。 |
300。 |
330。 |
360。 |
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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=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 EQU 1
RA EQU 5
RB EQU 6
F8 EQU 8
F9 EQU 9
ORG 1FFH ;复位地址
GOTO MAIN
ORG 0
|
| MAIN: |
|
| |
CLRW
TRIS RB
MOVWF RB ；置RB口为输出口，且初值为0
MOVLW 0FH
TRIS RA ；置RA口为输入口 |
| KEY-A: |
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| |
BTFSC RA, 0
GOTO KEY-A ；A键是否按下 |
| START: |
|
| |
MOVLW 80H
MOVWF F8 ；80H->F8
BTFSS RA, 1
GOTO MAIN ；B键按下 |
| PHASE |
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| |
BTFSC RA, 3
GOTO PHASE ；等待交流电0相位
MOVWF F8, W
MOVWF RB ；F8->RB口
CALL DELAY ；延时10秒
CLRC ；清C
RRF F8 ；F8左移
SKPC
GOTO PHASE
GOTO START |
| ;Subroutine |
| DELAY: |
|
| |
MOVLW 150
MOVWF F9
MOVLW 7 ；给RTCC 预设倍数1：256
OPTION |
| LOOP: |
|
| |
MOVLW 255
SUBWF RTCC
DECFSZ F9
SKPZ
GOTO LOOP
RETLW 0
END；结束 |
四 小结
上面是一个用PIC16C54控制家用电器的例子。现在微电脑（单片机）控制的智能家电日益受到欢迎，是家电的必然发展趋势。PIC系列是一种面向商用的机种，特别适合于商品开发，其低价，小巧，具备保密位等特点正是开发厂家所需要的。读者潜心思考，必能用PIC自己开发出一系列精巧的产品。
作者：李东星 陈小牧
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