家用电风扇控制

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1、电子技术课程设计说明书1引言家用电扇是生活中常见普遍的系统，然而，传统的家用电扇不具备自动转速的功能，人们需要手动调节电扇的转速，以达到舒适的风流量。因此，对家用电扇的功能不断进行改进和优化，本设计可以智能控制风速，有利于提高人们的生活水平，且有利于能源环保。家用电扇是一种利用电动机驱动扇叶旋转，来达到使空气加速流通的家用电器，主要用于清凉解暑和流通空气。广泛用于家庭，办公室，商店，医院和宾馆等场所。设计一种利用MCS-51系列单片机及相关元器件的家用风扇控制器。该控制器涵盖了三个主要的功能模块：风速设置，类型设置，

2、停止设置。而且不同功能模块可以实现自由灵活的转换。该控制器自由灵活，功能丰富，实现了自动控制，具有深远的意义。2设计目标利用MCS-51系列单片机及相关元器件设计并制作一个家用风扇控制器。3设计要求3.1控制面板要求按钮三个，分别为风速、类型和停止；三个LED指示灯用于指示风速强、中、弱；另外三个LED指示灯用于指示类型为睡眠、自然和正常。3.2电扇处于停转状态时所有指示灯不亮，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。3.3处于工作状态时(1)初始状态为：风速-

3、“弱”，类型-“正常”；(2)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；(3)按“类型”键，其状态由“正常”→“睡眠”→“自然”→“第20页共20页电子技术课程设计说明书正常”……往复循环改变；3.4风速风速的弱、中、强对应于电扇的转动由慢到快。3.5风速类型的不同选择分别为：(1)正常电扇连续运转；(2)自然电扇模拟自然风，即转4s，停8s；(3)睡眠电扇慢转，产生轻柔的微风，运转8s，停转8s；3.6按照风速与类型的设置输出相应的控制信号4总体设计本设计主要是用步

4、进电机的控制来模拟家用风扇控制器，其原理结构如图l。其控制核心是89C51单片机，该控制器涵盖有三个主要功能模块：风速设置、类型设置、停止设置，而且不同功能模块中可以实现灵活自由的转换。图1家用电扇原理框图上图的按键控制对应于三个按键，分别用来控制风速，风的类型，电机的运转，停止。按‘风速’键，其状态由“弱”，“中”，“强”,“弱”……往复循环改变，每按一下按钮改变一次；按“类型”键，其状态由“正常”，“睡眠”，“自然”，“正常”⋯⋯往复循环改变；其中，风速的弱、中、强对应于电扇的转动由慢到快。图3系统电路图5硬件设

5、计电扇模拟自然风，即本次课程设计任务主要基于89C51以及各种接口芯片结合汇编语言实现对家用风扇的控制器的模拟。第20页共20页电子技术课程设计说明书由于本设计主要是用步进电机的控制来模拟家用风扇控制器，所以电路是在步进电机控制系统的电路作了一些修改。除利用了PC机本身资源外（如中断资源），还利用了平台上的TCON计数/定时器、8255并行接口单元，LED指示灯电路等，再加上电机的驱动电路，便构成以风扇电机控制电路。硬件原理图如图1：图1硬件原理图6软件设计电扇模拟自然风，即本次课程设计任务主要基于89C51以及各种

6、接口芯片结合汇编语言实现对家用风扇的控制器的模拟。我主要运用89C51结合汇编语言编写的软件来实现各种信号的处理与变换，以得到想要的控制信号，并用接口芯片8255A实现信号的输出与接收。6.1设计思路第20页共20页电子技术课程设计说明书控制系统分四个功能模块，分别是风速设置、类型设置、默认状态运行、退出系统，在前四个功能块中都设置了ESC键来取消或暂停执行当前操作。程序中同时提供三个操作界面，一个主菜单和两个子菜单界面，进行可视控制。（1）风速设置风速即为电机转速设置，风速分为强、中、弱三种，对应不同的电机转速。根

7、据赋给计数器的计数初值，我们可以计算出步进电机各相脉宽信号的频率和电机转速，也可以反过来根据对电机转速要求，计算并调整计算初值。这里采用的是8253的0号计数器和方波产生方式，输入时钟为f=46875hz，设计数初值为n，要求转速为0.25转/秒，对四相步进电机而言即为5步/秒，则有：f/n=5n=f/5=46875/5=9375反过来，当计数器初值确定时，决定了电机的转速，如计数初值为625时，有电机转速为1步每秒（本设计中的慢风速）；当计数初值为125时，电机转速为375步每秒（本设计中的快快速）。具体设置初值及

8、风速见表1。表1风速步速转速计数初值慢753.75625中1256.25375快37518.75125（2）风的类型设置风的类型有：正常、自然、睡眠三种。风的类型的不同选择，用FLAG0来记录状态：a)正常电扇连续运转。FLAG0=2b)自然电扇模拟自然风，即转4s，停8s。FLAG0=0c)睡眠电扇慢转，产生轻柔的微风，运转8s，停转8s。F