家用電風(fēng)扇控制系統(tǒng)

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1、目錄1.任務(wù)說明22.方案論證33.原理圖設(shè)計(jì)說明4元器件功能：44.程序設(shè)計(jì)說明85.程序流程圖并給出程序清單146.總結(jié)體會(huì)22附錄24351.任務(wù)說明l設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)家用電風(fēng)扇控制系統(tǒng)。計(jì)要求：本設(shè)計(jì)要求電風(fēng)扇有三種風(fēng)速選擇，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間設(shè)定，以及三種運(yùn)行形式：1正常：指電扇連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)；2自然：指電扇以運(yùn)轉(zhuǎn)4秒、間斷4秒的方式工作，表示電扇模擬產(chǎn)生自然風(fēng)；3睡眠：指風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)斷8秒，間斷8秒，產(chǎn)生輕柔的微風(fēng)。通過使用89c51芯片，編寫相應(yīng)程序，設(shè)計(jì)外圍電路，實(shí)現(xiàn)家用電風(fēng)扇控制系統(tǒng)。l任務(wù)分析：（1）電風(fēng)扇在轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候，可以選擇三種風(fēng)速。（2）電風(fēng)扇工作的時(shí)間長短可以通過人

2、工輸入來控制。（3）電風(fēng)扇必須有三種工作模式。并且受前兩種情況的限制。351.方案論證通過小組討論，我們對于需要實(shí)現(xiàn)的5種功能，進(jìn)行了方案討論，討論所得方案如下：?三種風(fēng)速實(shí)現(xiàn)：①可以通過編寫軟件，利用PWM脈寬調(diào)制，控制直流電機(jī)兩端高電壓的持續(xù)時(shí)間，來改變直流電機(jī)兩端的平均電壓，來控制直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而實(shí)現(xiàn)電風(fēng)扇的三種風(fēng)速控制。風(fēng)速的選擇與改變通過外圍的三個(gè)按鈕，從單片機(jī)的IO口輸入控制信號(hào)，來改變風(fēng)速大小。②可以通過外圍硬件電路，串聯(lián)電阻分壓，改變直流電機(jī)的工作電壓來實(shí)現(xiàn)。通過三個(gè)按鈕來改變加載在直流電機(jī)兩端的電壓，從而改變風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速。大致的電路為：三個(gè)按鈕

3、分別串聯(lián)三個(gè)阻值不同的電阻，而三個(gè)開關(guān)則并聯(lián)在一起，同一時(shí)間只有一個(gè)開關(guān)閉合，即可以通過閉合不同的開關(guān)來改變串聯(lián)在直流電機(jī)兩端的電阻，即直流電機(jī)工作在不同的電壓下。為降低難度，采用方案2并用單片機(jī)直接驅(qū)動(dòng)。經(jīng)試驗(yàn)，不能驅(qū)動(dòng)電機(jī)。查詢資料后，了解單片機(jī)的灌電流最大也不過10mA,即單片機(jī)不能直接驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)，所以需要驅(qū)動(dòng)電路。采用三極管放大電路驅(qū)動(dòng)電機(jī)，變速方案有在直流電機(jī)旁并聯(lián)電阻分流和改變?nèi)龢O管的基極電阻兩種方法來改變直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速。顯然考慮到電阻損耗的功率，前者功率損失比較大，效率低下（流經(jīng)電阻的電流大）。故采用后者比較合理。?運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間設(shè)定的實(shí)現(xiàn)：①可以通過89

4、C51內(nèi)部的定時(shí)功能，來實(shí)現(xiàn)風(fēng)扇工作時(shí)間的長短和定時(shí)時(shí)間到之后風(fēng)扇的關(guān)閉。同時(shí)有一塊數(shù)碼管實(shí)時(shí)顯示定時(shí)時(shí)間，定時(shí)時(shí)間到之后，停止顯示，同時(shí)停止直流電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)。②可以通過機(jī)械開關(guān)來實(shí)現(xiàn)。機(jī)械開關(guān)就是利用材料具有彈性的性質(zhì)，通過對材料施加力產(chǎn)生一定的形變，對應(yīng)一定的定時(shí)時(shí)間，來實(shí)現(xiàn)定時(shí)功能，缺點(diǎn)就是用久了之后，不準(zhǔn)確，而且價(jià)格較貴。為節(jié)約成本，有效利用單片機(jī)資源和訓(xùn)練編程能力，采用方案1.?三種風(fēng)扇工作模式的選擇與改變：①首先必須要有選擇信號(hào)的輸入，即需要開關(guān)或者按鈕向89C51輸入選擇信號(hào)。這里需要3個(gè)I/O口。在程序執(zhí)行的35同時(shí)，可以隨時(shí)改變工作的模式，即需要不斷

5、掃描這幾個(gè)按鍵的狀態(tài)，從而可以實(shí)時(shí)地改變風(fēng)扇的工作狀態(tài)。②三種工作模式的實(shí)現(xiàn)是通過片內(nèi)定時(shí)器，定時(shí)選擇4秒或者8秒的延時(shí)，到達(dá)定時(shí)時(shí)間之后，即停止直流電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，直到下一個(gè)4秒或者8秒的定時(shí)時(shí)間到，再打開直流電機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)電風(fēng)扇的自然風(fēng)睡眠風(fēng)的功能。1.原理圖設(shè)計(jì)說明1.原理圖如下：35元器件功能：（1）數(shù)碼管：實(shí)時(shí)顯示定時(shí)工作的時(shí)間，以及輸入定時(shí)的時(shí)間。（2）電容和石英晶體：為單片機(jī)提供脈沖。（3）電阻：有兩種作用，一種是上拉電阻，一種是限流電阻（保護(hù)三極管）。（4）按鈕或者兩位雙刀開關(guān)：三位開關(guān)向單片機(jī)輸入工作模式的信號(hào)，其中必有一種工作模式被選中；按鈕輸入定時(shí)

6、時(shí)間信號(hào)，按鈕的功能有移位按鍵，加數(shù)按鍵和計(jì)數(shù)開關(guān)。因?yàn)榘存I用來移動(dòng)輸入時(shí)間的十分秒位；加數(shù)按鍵用來控制相應(yīng)位置的時(shí)間的加一；計(jì)數(shù)開關(guān)用來將顯示的時(shí)間送入技術(shù)器，同時(shí)打開計(jì)數(shù)器，開始定時(shí)。（5）三極管：因?yàn)閱纹瑱C(jī)輸出的電流太小，無法驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)和數(shù)碼管，所以需要PNP型三極管來進(jìn)行電流放大，從而驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管和電動(dòng)機(jī)。（6）Led發(fā)光二極管：用來指示電機(jī)工作在那種工作狀態(tài)。1.元器件的工作過程：這里，通過家用電風(fēng)扇的4中功能，一一敘述。（1）直轉(zhuǎn)功能：因?yàn)殡婏L(fēng)扇默認(rèn)在直轉(zhuǎn)狀態(tài)下工作，開機(jī)之后就會(huì)執(zhí)行。上電復(fù)位之后，SW4在1位工作，SW1，SW2，和SW3需要有一個(gè)按下，

7、電機(jī)才能工作，將001信號(hào)輸如單片機(jī)，單片機(jī)通過比較選擇直轉(zhuǎn)工作模式，在P0.0輸出低電平。這時(shí)，PNP型三極管的基極B為低電平，三極管導(dǎo)通，直流電機(jī)上有電流通過，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。（2）自然風(fēng)：上電復(fù)位之后，SW1，SW2，SW3其中之一按下，通過按以為按鈕，移位輸入分，秒高位和秒低位；通過按鈕加數(shù)按鍵，來增加相應(yīng)位的數(shù)值，按一下，相應(yīng)位加一。輸入完成后，按下計(jì)時(shí)開關(guān)，將內(nèi)部計(jì)時(shí)開關(guān)打開，數(shù)碼管開始倒計(jì)時(shí)。（3）睡眠風(fēng)：工作原理與自然風(fēng)類似，只不過電風(fēng)扇的旋轉(zhuǎn)時(shí)間和停35止時(shí)間為8秒。（1）風(fēng)俗的選擇：在電風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)的前提下，通過低速開關(guān)，中速開關(guān)和高速開關(guān)，來選擇串聯(lián)