基于psoc的智能风扇毕业设计（论文）

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1、基于psoc的智能风扇设计赵海龙,郭晨光，李瑞轩，段佳佳（北华航天工业学院，河北，廊坊，）摘要：随着现在生活的智能化，智能化家居也就成为了时代发展的产物。为此设计了一种基于Psoc的智能风扇。该设计以Psoc为主控芯片，借助外部辅助电路以及无线遥控来实现风扇的手动控制与温度控制的切换，自然风等功能。Psoc和智能家居良好的发展前景使得该设计更具价值。关键字：Psoc（可编程片上系统）；双向可控硅；电风扇中图分类号：TP368.1文献标识码：A1引言现在电风扇多数是以按键的形式实现风速的变化，更不用说是能自动调节实现智能控制。随着科技的发展智能化的电器越来越成为了人们迫

2、切的需求。以通过单片机实现为例，虽然也能完成基本的智能控制但是也会带来电路的复杂程度的增加以及不可靠性的增加。PSoC是美国赛普拉斯公司的产品，其集成了微控制器以及嵌入式系统中通常围绕微控制器周围的模拟及数字组件。方便易用的开发工具使设计人员能够准确选择所需的外设功能，包括放大器、ADC、DAC、滤波器及比较器等模拟功能以及定时器、计数器、PWM、SPI和UART等数字功能。本设计以PSoC为核心，不但实现了对电风扇的很好的控制，而且在电路集成度方面大大提高。2、工作原理及系统设计本设计使用PSoC3系列CY8C3866AXI-040作为主芯片，通过过零检测电路产生过

3、零信号作为触发信号，触发芯片动作产生pwm信号。通过可调的pwm信号控制双向可控硅电路实现对电风扇功率的调节实现调节电风扇调速的目的。在这个基础上我们又实现了温度自动控制电风扇调速，模仿自然风，手控增速，手动减速的功能。系统设计框图如下：PSoC无线按键控制输入按键控制输入电风扇调速控制输出模块显示报警模块过零信号模块传感器图1系统设计图控制输入模块：此模块包括无线按键控制输入和按键控制输入两部分。无线按键控制输入通过无线发送和接收装置完成控制功能。按键控制输入使用单独的按键操作实现控制功能。两者都能实现手动调速和温控调速的切换，调快速，调慢速，调自然风。过零信号模块

4、：此模块产生10ms过零信号，作为主芯片的激励信号产生控制可控硅的脉冲信号。传感器模块：此模块通过温度传感器对温度的数据采集智能的调节风扇的转速，即在温度高的时候是风扇转速降低反之升高。显示报警模块：此模块用来对温度，转速进行显示，对高于设定温度时进行报警。控制输出模块：此模块把芯片的处理结果通过电路输出达到各种功能的实现。电风扇调速：此模块通过芯片控制双向可控硅导通时间来实现调节负载两端的功率，以实现电风扇的无极调速，模拟自然风等。3硬件设计3.1过零检测电路过零检测电路的最终目标是实现在50HZ的交流电压通过零点时取出其脉冲。由于可控硅过零调功方式是通过控制可控硅

5、导通与关断的比值来调节输出功率，相位和移相触发的同步脉冲问题都不必考虑，因此输出的脉冲宽度可以放宽，这也使得电路更易实现[3]。设计中利用两个光电耦合器实现过零电路。其电路原理图如图2所示。此电路的工作原理是：交流电源经变压，整流，滤波，稳压电路（图中没有画出），R2加到光耦上，在交流电源的正、负半周，U1A和U1B轮流导通，在导通期间input输出低电平，只有在交流电源过零的瞬间，两个二极管均截止，三极管通过上拉电阻R1形成高电平所以input输出高电平，因此input端得到周期为100HZ的脉冲信号，该信号送到芯片端口。产生的过零信号如图3所示。input图2过零

6、检测电路图3过零检测信号3.2双向可控硅控制电路电路中采用了过零双向可控硅型光耦MOC3041，它集光电隔离、过零检测、过零触发等功能于一身，避免了输入输出通道同时控制双向可控硅触发的缺陷，大大简化了输出通道隔离-驱动电路的结构。可控硅触发电路原理图如图4所示。生成的pwm信号如图5所示。图4双向可控硅控制电路图5可调PWM信号此电路的工作原理是：单片机响应用户的参数设置，在I/O口输出一个高电平，经反向器反向后，送出一个低电平，使光电耦合器导通，同时触发双向可控硅，使工作电路导通工作。在给定时间内，负载得到的功率可用下式表示：（1）式中P──负载得到的功率；n──给

7、定时间内可控硅导通的正弦波个数；N──给定时间内交流正弦波的总个数；U──可控硅在一个电源周期全导通时所对应的电压有效值；I──可控硅在一个电源周期全导通时所对应的电流有效值。由（1）式可知，U，I，N是定值，只要改变值的大小即可控制功率的输出，从而达到调节电机转速的目的[3]。3.3无线遥控模块该设计使用2262/2267无线遥控模块，通过在软件中设定好连接端口就可以直接进行使用了。在设计中给无线模块分配的端口分别是P3[3:0]。3.4传感器模块3.4sensormodule该设计使用LM35作为温度传感器。图4是该温度传感器的封装模式。This