課程設計---智能電風扇自動調速控制器

1、<p><b>　　課程設計總結報告</b></p><p>　　課程名稱 工程項目設計訓練 </p><p>　　項目名稱 家用智能電風扇自動調速控制器的設計與制作 </p><p>　　專 業(yè) 電子信息工程 </p><p>　　班 級

2、 </p><p>　　姓 名 </p><p>　　學 號 </p><p>　　指導教師 </p><p>　　報告成績 </p><p>　　二〇一二年五月三十日</p>

3、<p>　　《工程項目設計訓練》任務書</p><p><b>　　一、課題名稱</b></p><p>　　家用智能電風扇自動調速控制器的設計與制作</p><p><b>　　二、項目任務</b></p><p>　　能夠實現(xiàn)對電風扇的風速進行適時調節(jié)，隨著溫度的升高溫度隨之風速隨之

4、提高，下降時隨之下降。</p><p>　　三、項目設計訓練要求</p><p>　　充分了解該項目的行業(yè)背景知識、選題意義；</p><p>　　該課題在國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀（文獻綜述），</p><p>　　根據(jù)項目的研究內(nèi)容與目標（任務書）提出自己的設計方案和技術路線，進行可行性分析；</p><p>　　四、設計報

5、告撰寫規(guī)范</p><p>　　工程項目設計訓練總結報告主要側重理論分析與撰寫，主要涉及選題的行業(yè)背景、該技術的研究現(xiàn)狀、方案論證、實施的技術路線等內(nèi)容。主要含以下內(nèi)容：</p><p>　　選題的背景依據(jù)與意義；</p><p>　　國內(nèi)外研究現(xiàn)狀（要在文中標出引用的參考文獻）；</p><p>　　項目的研究內(nèi)容、目標以及擬解決的關鍵問題

6、；</p><p>　　系統(tǒng)總體設計方案（畫出系統(tǒng)原理框圖、方案的論證與比較等內(nèi)容）；</p><p>　　技術路線（各功能模塊實現(xiàn)的技術與方法）</p><p>　　按統(tǒng)一格式列出主要參考文獻。</p><p>　　《家用智能電風扇自動調速控制器的設計與制作》</p><p>　　工程項目設計訓練總結報告</p

7、><p><b>　　設計思路：</b></p><p>　　對于單片機系統(tǒng)的方案設計，根據(jù)要求，我們選用了擁有4KB片內(nèi)EEPROM的STC12C5A60S2單片機作為中央處理器。作為整個控制系統(tǒng)的核心，STC12C5A60S2內(nèi)部已包含了定時器、程序存儲器、數(shù)據(jù)存儲器等硬件，其硬件能符合整個控制系統(tǒng)的要求，不需要外接其他存儲器芯片和定時器件，方便地構成一個最小系統(tǒng)。整

8、個系統(tǒng)結構緊湊，抗干擾能力強，性價比高。</p><p><b>　　硬件模塊介紹：</b></p><p><b>　　溫度傳模塊</b></p><p>　　本設計溫度模塊采用的溫度傳感器為DS18B20數(shù)字溫度傳感器，以STC12C5A60S2作為單片機處理系統(tǒng)，1602作為顯示。DS18B20數(shù)字溫度傳感器輸入單片

9、機P3.7口，經(jīng)單片機處理后顯示環(huán)境溫度值。</p><p><b>　　遙控器模塊</b></p><p>　　遙控器模塊采用了PT2262無線模塊，編碼芯片PT2262發(fā)出的編碼信號由：地址碼、數(shù)據(jù)碼、同步碼組成一個完整的碼字，解碼芯片PT2272接收到信號后，其地址碼經(jīng)過兩次比較核對后，VT腳才輸出高電平，與此同時相應的數(shù)據(jù)腳也輸出高電平，如果發(fā)送端一直按住按鍵

10、，編碼芯片也會連續(xù)發(fā)射。當發(fā)射機沒有按鍵按下時，PT2262不接通電源，其17腳為低電平，所以315MHz的高頻發(fā)射電路不工作，當有按鍵按下時，PT2262得電工作，其第17腳輸出經(jīng)調制的串行數(shù)據(jù)信號，當17腳為高電平期間315MHz的高頻發(fā)射電路起振并發(fā)射等幅高頻信號，當17腳為低平期間315MHz的高頻發(fā)射電路停止振蕩，所以高頻發(fā)射電路完全收控于PT2262的17腳輸出的數(shù)字信號，從而對高頻電路完成幅度鍵控（ASK調制）相當于調制度

11、為100％的調幅。</p><p><b>　　鍵盤輸入模塊</b></p><p>　　鍵盤模塊采用直接掃描法，案件一共有“1、2、3、4”檔位、開關、智能模式開關共6個鍵盤，掃描方式采用的是獨立鍵盤掃面方式，用單片機的P2口控制鍵盤模塊。</p><p><b>　　電機控制模塊</b></p><

12、p><b>　　a、電機調速原理</b></p><p>　　可控硅的導通條件如下：</p><p>　　1）陽-陰極間加正向電壓；</p><p>　　2）控制極-陰極間加正向觸發(fā)電壓；</p><p>　　3）陽極電流IA 大于可控硅的最小維持電流IH。</p><p>　　電風扇的風速

13、設為從高到低5、4、3、2、1檔，各檔風速都有一個限定值。在額定電壓、額定功率下，以最高轉速運轉時，要求風葉最大圓周上的線速度不大于2150m/min。且線速度可由下列公式求得：</p><p>　　式中，V為扇葉最大圓周上的線速度(m/min)，D為扇中的最大頂端掃出圓的直徑(mm)；N為電風扇的最高轉速(r/min)。</p><p>　　代入數(shù)據(jù)求得1555r/min,取=1250

14、r/min.又因為：</p><p>　　取N1=875 r/min.則可得出五個檔位的轉速值：</p><p>　　N5=1250r/min</p><p>　　N4=1150r/min</p><p>　　N3 =1063r/min</p><p>　　N2 =980r/min</p><p&g

15、t;　　N1=875r/min</p><p>　　又由于負載上電壓的有效值</p><p>　　其中，u1為輸入交流電壓的有效值，α為控制角。解得：</p><p>　　α5=0° t=0ms</p><p>　　α4=23.5° t=1.70ms<

16、;/p><p>　　α3=46.5° t=2.58ms</p><p>　　α2=61.5° t=3.43ms</p><p>　　α1=76.5° t=4.30ms</p><p>　　以上計算出的是控制角和觸發(fā)時間，當

17、檢測到過零點時，按照所求得的觸發(fā)時間延時發(fā)脈沖，便可實現(xiàn)預期轉速。</p><p>　　電路中采用了過零雙向可控硅型光耦MOC3041 ,集光電隔離、過零檢測、過零觸發(fā)等功能于一身,避免了輸入輸出通道同時控制雙向可控硅觸發(fā)的缺陷, 簡化了輸出通道隔離2驅動電路的結構。所設計的可控硅觸發(fā)電路原理圖見圖2-3 。其中RL即為電機負載，其工作原理是:單片機響應用戶的參數(shù)設置, 在I/ O 口輸出一個高電平, 經(jīng)反向器反

18、向后, 送出一個低電平,使光電耦合器導通, 同時觸發(fā)雙向可控硅, 使工作電路導通工作。給定時間內(nèi),負載得到的功率為:</p><p>　　式中: P 為負載得到的功率, kW; n 為給定時間內(nèi)可控硅導通的正弦波個數(shù); N 為給定時間內(nèi)交流正弦波的總個數(shù); U 為可控硅在一個電源周期全導通時所對應的電壓有效值,V; I 為可控硅在一個電源周期全導通時所對應的電流有效值,A。由式(1) 可知,當U , I , N

19、為定值時, 只要改變n 值的大小即可控制功率的輸出,從而達到調節(jié)電機轉速的目的。</p><p><b>　　軟件介紹</b></p><p>　　DS18B20溫度傳感器模塊程序</p><p><b>　　主要程序如下：</b></p><p><b>　　…</b><

20、;/p><p>　　MAIN:；初始化</p><p>　　LCALL RST_DS18B20</p><p>　　LCALL GET_TEMPER</p><p><b>　　MOV A,20H</b></p><p><b>　　MOV C,08H</b><

21、/p><p><b>　　RRC A</b></p><p><b>　　MOV C,09H</b></p><p><b>　　RRC A</b></p><p><b>　　MOV C,10H</b></p><p><b&g

22、t;　　RRC A</b></p><p><b>　　MOV C,11H</b></p><p><b>　　RRC A</b></p><p><b>　　MOV 20H,A</b></p><p>　　LCALL DISPLAY</p><

23、p><b>　　AJMPMAIN</b></p><p>　　RST_DS18B20:</p><p>　　SETB P3. 7</p><p><b>　　NOP</b></p><p><b>　　CLR P3. 7</b></p><p>　

24、　MOV R1, #3</p><p>　　RST1:MOV R0, #110</p><p>　　DJNZ R0, $</p><p>　　DJNZ R1,RST1</p><p>　　SETB P3. 7</p><p><b>　　NOP</b></p><p>&l

25、t;b>　　NOP</b></p><p>　　MOV R0, #25H</p><p>　　RST2:JNB P3. 7,RST3</p><p>　　DJNZ R0,RST2</p><p><b>　　LJMP RST4</b></p><p>　　RST3: SETB F

26、LAG</p><p><b>　　LJMP RST5</b></p><p>　　RST4:CLR FLAG</p><p><b>　　LJMP RST7</b></p><p>　　RST5:MOV R0, #115</p><p>　　RST6:DJNZ R0, $&

27、lt;/p><p>　　RST7: SETB P3. 7</p><p><b>　　RET</b></p><p>　　WR_DS18B20:；寫數(shù)據(jù)子程序</p><p>　　MOV R2, #8</p><p><b>　　CLR C</b></p>

28、<p>　　WR1: CLR P3. 7</p><p>　　MOV R3, #6</p><p>　　DJNZ R3, $</p><p><b>　　RRC A</b></p><p>　　MOV P3. 7,C</p><p>　　MOV R3, #25</p>&l

29、t;p>　　DJNZ R3, $</p><p>　　SETB P3. 7</p><p><b>　　NOP</b></p><p>　　DJNZ R2,WR1</p><p>　　SETB P3. 7</p><p><b>　　RET</b></p>

30、<p>　　RD_DS18B20:；讀數(shù)據(jù)子程序</p><p>　　MOV R4, #2</p><p>　　MOV R1, #20H</p><p><b>　　READ1:</b></p><p>　　MOV R2, #8</p><p><b>　　READ2:

31、 </b></p><p><b>　　CLR C</b></p><p>　　SETB P3. 7</p><p><b>　　NOP</b></p><p><b>　　NOP</b></p><p><b>　　CLR P3.

32、 7</b></p><p><b>　　NOP</b></p><p><b>　　NOP</b></p><p><b>　　NOP</b></p><p>　　SETB P3. 7</p><p>　　MOV R3, #9</p&

33、gt;<p><b>　　READ3:</b></p><p>　　DJNZ R3,READ3</p><p>　　MOV C, P3. 7</p><p>　　MOV R3, #23</p><p><b>　　READ4:</b></p><p>　　DJN

34、Z R3,READ4</p><p><b>　　RRC A</b></p><p>　　DJNZ R2,READ2</p><p><b>　　MOV @R1,A</b></p><p><b>　　INC R1</b></p><p>　　DJNZ

35、R4,READ1</p><p><b>　　RET</b></p><p><b>　　電機控制程序</b></p><p><b>　　ORG0003H</b></p><p><b>　　INTD0:</b></p><p>

36、;<b>　　PUSHACC</b></p><p><b>　　PUSHPSW</b></p><p><b>　　PUSHDPH</b></p><p><b>　　PUSHDPL</b></p><p>　　SETB24H.0 </p

37、><p>　　MOVA,5FH</p><p>　　JZ TING1 </p><p><b>　　DECA </b></p><p>　　MOV5FH,A</p><p><b>　　LJMPFAN2</b></p><p><

38、b>　　TING1: …</b></p><p><b>　　FAN2:</b></p><p>　　MOVA,5BH</p><p>　　JZ TING2 </p><p><b>　　DECA </b></p><p>　　MOV5B

39、H,A</p><p><b>　　LJMPZONG</b></p><p><b>　　TING2:…</b></p><p><b>　　ZONG:</b></p><p>　　MOVA,59H</p><p><b>　　JZ

40、 KAI</b></p><p><b>　　DECA</b></p><p>　　MOV59H,A</p><p><b>　　LJMPEXIT</b></p><p><b>　　KAI:</b></p><p>　　CL

41、R24H.0</p><p>　　JB26H.0,KAI2</p><p><b>　　KAI2:</b></p><p>　　MOVA,66H</p><p>　　JZ EXIT1</p><p><b>　　EXIT1:</b></p>

42、<p>　　MOV5FH,5AH</p><p>　　MOV5BH,66H</p><p>　　MOV59H,#100</p><p><b>　　EXIT:</b></p><p><b>　　POPDPL</b></p><p><b>

43、;　　POPDPH</b></p><p><b>　　POPPSW</b></p><p><b>　　POPACC</b></p><p><b>　　RETI</b></p><p><b>　　主要參考文獻：</b><

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