单片机电风扇模拟控制系统设计

＊＊＊*＊学院 课 程 设 计 课程名称：智能仪器 题目：电风扇模拟控制系统设计 专业班次： 姓名： 学号： 指导教师: 学期：2011—2012 学年第一学期 日期：2011。12 目 录 引言 Ⅰ 第一章电风扇控制系统原理 0 1.1系统总体设计主要内容 0 1。2主要内容 . 0 1。3控制装置的原理. 1 1.4设计方案特点 . 1 第二章系统主要硬件设计. 1 2.1AT89C51单片机简介 1 2。2系统硬件设计电路图 . 2 2.3单片机复位电路、显示模块和时钟电路. 2 2.3。1复位电路 . 2 2.3.2时钟电路 2 2。3。3显示模块. 2 第三章系统软件设计 3 3。1PWM 控制方法. 3 3。2占空比 3 3。3电风扇控制设计主程序流程图 4 3.4电机控制模块与定时器 T1 中断流程图. 5 第四章调试与仿真. 6 4。1软件仿真 . 6 4。2仿真运行 . 6 第五章结论 . 6 参考文献. 7 附录 . 8 引言 许多边缘、交叉学科的发展促进了现代科学技术的进步，尤其是对机电一体 化、自动控制、计算机技术以及光电通信技术等科学领域的意义更是非同一般. 本文设计的智能电风扇正是以上交叉学科的有机结合体.它的独特之处在于巧妙 的采用了红外遥控技术、单片机控制技术，把智能控制技术用于家用电器的控制 中，通过主控单片机 AT89C51 对电风扇实施智能控制。 本次设计用到了微电子技术、 电子计算机技术、 现代通讯技术、 光电子技术， 新技术的成群崛起，将促进不同原理、不同性能、不同结构和用途的电子产品。 作为一种老式家电，电风扇具有价格便宜、摆放方便、体积轻巧等特点。由于大 部分家庭消费水平的限制，电风扇作为一个成熟的家电行业的一员,尤其在中小 城市,以及乡村将来一段时间内仍然会占有市场的大部分份额。面临庞大的市场 需要的同时，也要提高电风扇的市场竞争力。 使之在技术含量上有所提高，应使 风扇不仅功能多样，操作简便，而且更加安全可靠。 为此，在现有市场多功能电风扇的基础上，我们提出了一种新型的智能电风 扇。该风扇功能更多， 添加了很多人性化的设计,如安全保护，倾倒保护,智能照 明等，使电风扇更加人性化.可实现：多级调速功能，即提供更多的风力级别和 风型， 提高用户的舒适度;定时工作功能,即该定时功能可以让用户自己定制风扇 工作时间的长短，以提供更人性化的服务。 第一章电风扇控制系统原理 1。1系统总体设计主要内容 键盘功能输入AT89C51 控制电机 输出显示 图 2。1电风扇系统总体设计 1。2主要内容 本设计以 AT89C51 单片机为核心,从而建立一个控制系统，本设计内容：实 -I 现弱风、中风、强风（1、2、3、4 档）然后显示数字 1,2，3，4。 2。2控制装置的原理 传统电风扇供电采用是 200V 交流电，电机转速分为几个档位，通过人工手 动调整电机转速达到改变风速的目的，每改变一次风力,必然有人参与操作，这 样就会带来诸多的不便。 本设计介绍了一种 AT89C51 单片机的智能电风扇调速器的设计,该设计巧妙 利用了单片机控制技术、调速技术，把智能控制技术应用于家用电器的控制中， 将电风扇变成智能化。初始加电时，电风扇不加电，一位数码显示器显示0，只 有按下按钮电路就将按系统默认控制负载定时工作的时间方式自动开始运行.在 进行风速调节过程中，系统采用一位数码管显示，显示直观、准确. 1。3设计方案特点 初始加电时，电风扇不加电，一位数码显示器显示0，只有按下按钮电路就 将按系统默认控制负载定时工作的时间方式自动开始运行.在进行风速调节过程 中，系统采用一位数码管显示，显示直观、准确。 第二章系统主要硬件设计 2。1 AT89C51 单片机简介 AT89C51 是一个低功耗,高性能 CMOS8 位单片机，片内含 4kBytes ISP （In-system programmable）的可反复擦写 1000 次的 Flash 只读程序存储器， 器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准 MCS—51 指令 系统及 89C51 引脚结构，芯片内集成了通用 8 位中央处理器和 ISP Flash 存储单 元， 功能强大的微型计算机的 AT89C51 可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价 比的解决方案.AT89C51 具有如下特点：40 个引脚，4k Bytes Flash片内程序存 储器,128 bytes 的随机存取数据存储器，32 个外部双向输入/输出（I/O）口，5 个中断优先级 2 层中断嵌套中断,2 个 16 位可编程定时计数器，2 个全双工串行 通信口，片内时钟振荡器. 此外,AT89C51 设计和配置了振荡频率可为 0Hz 并可通过软件设置省电模式。 空闲模式下，CPU 暂停工作,而 RAM 定时计数器，串行口，外中断系统可继续工 作,掉电模式冻结振荡器而保存 RAM 的数据,停止芯片其它功能直至外中断激活 或硬件复位。同时该芯片还具有 PDIP、TQFP 和 PLCC 等三种封装形式,以适应不 1 同产品的需求。AT89C51 单片机的基本结构和外部引脚如图 2。1 所示 。 图 3。1 AT89C51 单片机 2.2系统硬件设计电路图 电风扇设计系统以 AT89C51 单片机为核心,由时钟电路，复位电路，显示电 路,键盘，电机组成,如图 2.2 所示。 图 2。2电风扇设计总电路图 2.3单片机复位电路、显示模块和时钟电路 2。3.1复位电路 首先形成单片机最小系统,在 89C51 单片机芯片 XTAL1、XTAL2 加入时钟电 路， RST 加入复位电路,EA,加入高电平.89C51 的复位是由外部的复位电路来实现 的。复位电路分为上电复位和手动复位,我们采用的是上电+手动复位,正常工作 时按下 S1 键,9 脚变成高电平，单片机复位，按键松开,通过电容放电，9 脚回 到低电平。采用的是 12MHZ 晶振，所以 C=10uf,R1=8.2K,R2=2OOΩ.如图 2。3 所示。 图 2。3复位电路 2。3。2时钟电路 89C51 单片机的时钟信号通常有两种方式产生：一是内部时钟方式,二是外 部时钟方式。采用内部时钟方式:89C51 单片机各功能的运行都是时钟控制信号 为基准，有条不紊的工作.因此，时钟频率直接影响单片机的速度,始终电路的质 量也直接影响单片机系统的稳定性。89C51 内部有一个用于构成振荡器的高增益 反相放大器 ,该高增益反相放大器的输入端为芯片引进 XTAL1,输出端为引脚 XTAL2。这两个引脚跨接石英晶体振荡器(简称晶振）和微调电容，就构成一个稳 定的自激振荡器，如图 2。4 时钟电路所示，是 89C51 内部时钟方式的振荡器电 路。 电路中的电容 C1、 C2 典型值通常选择 30pF,对外接电容虽然没有严格要求， 但电容的大小会影响振荡器频率的高低 .振荡器稳定性和起振的快速性 .晶振的 频率越高，则系统的时钟频率也就越高， 单片机的运行速度也越快，此次实验我 们选择的晶振是 12MHZ 晶振。如图 2。4 所示。 图 2。4时钟电路 2.3.3显示模块 显示模块采用数码管,在显示模块