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《智能電風扇模擬控制系統(tǒng)設計》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、金陵科技學院電子競賽設計報告參賽題目：智能電風扇模擬控制系統(tǒng)設計參賽選手：嚴飛、王俊參賽地點：金陵科技學院參賽時間：2014.11.15-2014-11.25智能電風扇模擬控制系統(tǒng)設計報告摘要：本設計以STC公司的MCUSTC89C52處理器為核心，實現(xiàn)了按鍵和安卓客戶端同步控制風扇轉動，利用DS18B20檢測溫度并有自動調節(jié)風速的模式，通過液晶和安卓客戶端實時顯示出風扇當前的狀態(tài)。也可通過按鍵和安卓客戶端來控制風扇的搖頭功能。以該系統(tǒng)以豐富的功能和精準的控制完成了比賽的要求。關鍵詞：STC89C5
2、2電機驅動模塊直流電機藍牙模塊一、系統(tǒng)框圖本次實驗利用STC89C52單片機接收由按鍵和藍牙模塊傳回的控制數(shù)據(jù),控制智能風扇的總開關，風力的大小，和搖頭功能,并通過液晶實時返回當前的模式，風速大小，定時，和當前溫度。（本設計的硬件實物圖見附錄一），系統(tǒng)總體結構框圖如下：按鍵安卓客戶端驅動模塊風扇STC89C52單片機藍牙模塊液晶顯示二、方案論證1、風扇驅動選擇：方案一：采用臺式計算機散熱風扇，該風扇的額定電壓為5V，實驗過程中發(fā)現(xiàn)它的風力太小，不易控制。故選擇放棄該方案。方案二：采用步進電機作為風扇
3、驅動，因為每轉過一個步距角的實際值與理論值存在著誤差，不同運行拍數(shù)其值不同，四拍運行時應在5%之內，八拍運行時應在15%以內。因此步進電機的轉速很難精準的確定下來，因此，若選擇該方案的話，對后面角度的計算將產生很大誤差，故選擇放棄該方案。方案三：采用外轉子無刷電機作為風扇驅動，外轉子無刷電機轉速的可控性強，從每分鐘幾轉到每分鐘幾萬轉都可以很容易實現(xiàn)，而且變速平穩(wěn)、轉速穩(wěn)定、轉速的線性度好。外轉子無刷電機的轉動可以通過軟件編程調整它的轉速，而且外轉子無刷電機帶動風扇轉動的風力大，實驗過程中，發(fā)現(xiàn)它的風
4、量較為合適，穩(wěn)定度也比較高。故選擇采用這種方案，來完成風扇控制系統(tǒng)。2、單片機最小系統(tǒng)MCU選擇：方案一：采用STM32微控制器，STM32是一款功能強大32位的單片機，但由于本次設計要實現(xiàn)的功能較少，STM32的代碼操作比較繁瑣，對于簡單的設計用STM32會性能過剩，也由于stm32價格比較貴，所以放棄該方案。方案二：采用ATMEGAl6單片機，它是一款低功耗8位單片機，雖然它的性能比較好，并且也能完成實驗要求，但他的價格比較貴，性價比不高。經(jīng)綜合考慮，放棄該方案。方案三：采用80C52單片機，它
5、是一款八位單片機，具有32個I/O引腳，2個定時、計數(shù)器，5個中斷源等等優(yōu)點，對于本次設計來說，使用80C52系列單片機，節(jié)約成本并且電路結構簡單，最終選擇該方案。3、藍牙模塊選擇方案一：采用全模式藍牙模塊，這種藍牙需要軟件方面進行設置，設置主從模式傳輸速率和連接密碼，模塊功能較為強大，但由于本次設計用到的功能單一，所以放棄該方案。方案二：采用單模式藍牙模塊，這種藍牙模塊功能較為單一，但是操作起來方便，使用簡單，價格便宜，考慮到種種因素最終選擇該方案。4、溫度檢測模塊選擇方案一：采用溫濕度傳感器，這
6、種模塊可以傳回溫濕度，滿足了產品所需的要求，但是由于該溫濕度傳感器體積較大，價格稍貴所以放棄該方案。方案二：采用DS18b20，該款溫度傳感器口碑較好，精確度高，集成度高，且價格低廉，考慮到整體設計，代碼的簡潔程度，最終選擇該方案。三、系統(tǒng)硬件電路與程序設計（1）溫度檢測部分通過DS18B20來讀取空氣中溫度的值，并且實時返回該數(shù)據(jù)，單片機根據(jù)得到的數(shù)據(jù)有效地進行精準的控制和顯示，極大地滿足了用戶對于溫度的要求。（2）溫度、電機轉速和定時顯示部分通過風速按鍵來改變單片機I/O口所輸出的PWM信號，驅
7、動電機調速，通過定時按鍵實現(xiàn)定時關機功能，通過自動模式按鍵實現(xiàn)對溫度的實時操作，當溫度大于25度時切換到自然風，當溫度在20度和25度之間時切換到常風，當溫度在20度以下時切換到睡眠風。（3）按鍵循環(huán)讀取鍵值部分每隔一段時間掃描一次按鍵，這樣可以定時得到所需的鍵值。然后通過單片機實時對電機進行操作。（4）藍牙手機客戶端部分如圖所示，這是我們自己制作的客戶端，界面簡單大方，簡潔明了，畫面友好，功能豐富強大，可以隨時遠距離進行對電風扇的風速的操作，并且可以隨時打開關閉搖頭功能，還有定時功能，可以設定任意
8、時間的數(shù)值，可以設定模式選擇，設定自動模式下可以使風扇根據(jù)溫度的大小而改變風速。我們還設定了總開關，可以隨時關機和開機。五、軟件設計本系統(tǒng)中單片機起到檢測輸入和控制輸出等顯示作用，所以軟件設計比較復雜，啟動后進入輸入掃描，通過按鍵和安卓客戶端來控制單片機給外轉子無刷電機驅動力的大小，最后通過單片機控制液晶顯示出來，整個軟件設計形成一個循環(huán)的控制系統(tǒng)。（軟件流程圖見附錄三，軟件主要代碼見附錄四）六、測試方法與過程打開電源，模擬電風扇處于關機狀態(tài)，在這個狀態(tài)下按下按鍵1，
