10家用电扇控制实验与驱动电路设计

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1、·家用电扇控制与驱动电路设计报告·家用电扇控制实验与驱动电路设计一、课程设计的目的课程设计是本科教学全过程中的重要环节。《微机应用系统设计与综合实验(实践)》课程设计主要培养自动化专业学生，运用所学知识解决计算机应用领域内实际问题能力，进一步提高学生运用计算机编程语言综合编程能力、程序调试技能和微机系统接口综合应用及电路设计能力。1、学习在PC系统中扩展简单的I／O接口的方法。2、熟练掌握和运用汇编语言和C语言编写程序控制8255各口的输入输出，并正确带动数码管及步进电机；能熟练运用汇编和C语言实现8255

2、的输入输出以及小键盘的输入功能，并利用软件来实现设计中对延迟的要求。3、熟练掌握在唐都实验箱上对各硬件芯片的接线，并在TD_PIT+下实现对汇编程序和C程序的调试。二、设计的题目名称及要求设计题目：小家用电扇控制实验与驱动电路设计基本设计要求：1.编程语言为汇编语言、C语言；2.控制硬件电路基于80x86微机接口电路；3.驱动电路（主回路）仅需设计；4.控制器功能包括：按钮三个，分别为风速、类型和停止，LED指示灯六个，指示风速强、中、弱，类型为睡眠、自然和正常。指标如下：1)电扇处于停转状态时，所有指示灯

3、不亮，只有按下“风速”键时，才会响应，进入起始工作状态；电扇在任何状态，只要按停止键，则进入停转状态。2)处于工作状态时，有：初始状态为：风速-“弱”，类型-“正常”按“风速”键，其状态由“弱”®“中”®“强”®“弱”……往复循环改变，每按一下按键改变一次；按“类型”键，其状态由“正常”®“睡眠”®“自然”®“正常”……44·家用电扇控制与驱动电路设计报告·往复循环改变；3)风速的弱、中、强对应于电扇的转动由慢到快。4)类型的不同选择，分别为：正常电扇连续运转；自然电扇模拟自然风，即转4s，停8s；睡眠电扇

4、慢转，产生轻柔的微风，运转8s，停转8s；5)按照风速与类型的设置输出相应的控制信号。附加功能扩展：1.根据控制性能要求，同时实现了对直流电机的启动、转速及模式的调节选择和停止功能选择，并可以明显观测到电机风扇的变化。2.实现了在数码管上实时显示直流风扇当前的工作状态。编程语言为汇编语言和C语言。三、实验设备PC机一台（装有TDPIT软件）、唐都AEDK8688ET实验箱。四、设计的思想和实施方案本次课程设计的目的是小家用电扇控制实验与驱动电路设计，为了使课程设计的结果能够具有直接的可观测性。我们选择了实验

5、箱上的直流电机作为驱动电路的控制电机。首先我得通过查阅相关资料对直流电机有个初步的了解和认识，直流电动机的工作原理：　　这一对电磁力形成了作用于电枢一个力矩，这个力矩在旋转电机里称为电磁转矩，转矩的方向是逆时针方向，企图使电枢逆时针方向转动。如果此电磁转矩能够克服电枢上的阻转矩（例如由摩擦引起的阻转矩以及其它负载转矩），电枢就能按逆时针方向旋转起来。　　因此，电枢一经转动，由于换向器配合电刷对电流的换向作用，直流电流交替地由导体ab和cd流入，使线圈边只要处于N极下，其中通过电流的方向总是由电刷A流入的方向

6、，而在S极下时，总是从电刷B流出的方向。这就保证了每个极下线圈边中的电流始终是一个方向，从而形成一种方向不变的转矩，使电动机能连续地旋转。这就是直流电动机的工作原理。44·家用电扇控制与驱动电路设计报告·考虑到所控制的电扇共有九种状态，其中风速分别为低速、中速和高速；类型分别为正常、自然和睡眠。故设想通过DA0832将数字量转换为模拟量，然后通过DA0832输出占空比不同的矩形波来控制和调节风扇的转速大小。再考虑到，硬件延时会增加芯片和成本，使系统过于复杂，故采用软件延时的方法。通过DA0832输出电压为0

7、，再软件延时4s或8s来改变类型，实现三种类型的改变。为了增强风扇的实时响应能力，我采用实验箱上键盘单元上的三个键来实现实时控制。1#键实现启动和风速的调节功能，2#键实现类型的调节功能，3#键实现风扇的停止功能。键盘信号的输入通过8255的PC0、PC1和PC2三个端口来实现。为了显示风扇的实时状态，我用6个LED来显示，分别代表低速、中速、高速、正常、自然和睡眠。通过8255的PA0--PA7口的输出信号（其中有两个口恒输出0，即没有使用）来控制。由于8255的B口没有使用，我考虑到利用一个七段数码显示

8、管来显示风扇的类型，当类型为正常、自然和睡眠时数码管对应输出为1、2和3。通过B口输出控制信号。同时，在电脑的屏幕上，我们设计了一个状态显示的画面，通过程序来实现。五、系统各单元的实现及介绍1.可编程外围接口芯片8255图18255内部结构图和管脚图44·家用电扇控制与驱动电路设计报告·图28255控制字格式8255内部包含3个8位的输入输出端口A、B和C，端口A和端口B都可以用作一个8位的输入口或8位的输出口，