畢業(yè)設(shè)計(jì)---多功能電風(fēng)扇的設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）</b></p><p>　題 目多功能電風(fēng)扇的設(shè)計(jì)</p><p>　系 （院）自動(dòng)化系</p><p>　專(zhuān) 業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化</p><p>　班 級(jí)</p><p>　學(xué)生姓名</p><p>

2、　學(xué) 號(hào)</p><p>　指導(dǎo)教師</p><p>　職 稱(chēng)</p><p><b>　　多功能電風(fēng)扇的設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　就目前的電風(fēng)扇結(jié)構(gòu)，大部分只有手動(dòng)調(diào)速，再加上一個(gè)定時(shí)器，功能比較單一。功能單一

3、帶來(lái)很多的隱患和不足。</p><p>　　本課題圍繞原有電風(fēng)扇的不足，想要能使電風(fēng)扇具有對(duì)環(huán)境進(jìn)行檢測(cè)的功能，實(shí)現(xiàn)空調(diào)一樣的功能，避免原有風(fēng)扇的不足。</p><p>　　多功能電風(fēng)扇的設(shè)計(jì)所要達(dá)到的目的：用中規(guī)模數(shù)字集成電路實(shí)現(xiàn)電風(fēng)扇控制器的控制功能，實(shí)現(xiàn)電風(fēng)扇高中低3級(jí)調(diào)速；能夠遙控開(kāi)機(jī)，關(guān)機(jī)；能夠遙控設(shè)定時(shí)間定時(shí)關(guān)閉電扇；設(shè)手動(dòng)檔和自動(dòng)擋，自動(dòng)檔時(shí)由室溫自動(dòng)調(diào)速；液晶屏顯示風(fēng)扇運(yùn)行

4、狀態(tài)。</p><p>　　關(guān)鍵詞：電風(fēng)扇，檢測(cè)，遙控調(diào)速，單片機(jī)</p><p>　　Multi-function Eelectric Fan Design</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　As the current electric fan structure, most

5、of only have manual speed regulation and a timer structure, a single comparison function. Single function in a lot of hidden dangers and insufficient.</p><p>　　This topic around the shortage of the original

6、electric fan, wanted to be able to make electric fan has to the environment, to realize the function of the detection of the same function, avoid air conditioning of the shortcomings of the original fan.</p><p

7、>　　Multi-function electric fan of design to the purpose: use digital integrated circuit implementation of its electric fan controller control functions, realize stepless speed regulation and low fan 3; Can remote boot

8、, shut down; Remote control to set time timing closure fan; A manual and automatic transmission, keeps when the room temperature automatic speed control; The display on the LCD panel fan operation.</p><p>　　

9、Keywords: electric fan, detection, remote control, microcontroller</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　第一章 緒論1</b></p><p><b>　　1.1引言1</b></p>

10、<p>　　1.2 電風(fēng)扇的簡(jiǎn)介1</p><p>　　1.2.1 電風(fēng)扇的概述1</p><p>　　1.2.2 電風(fēng)扇的種類(lèi)1</p><p>　　1.3 電風(fēng)扇的發(fā)展?fàn)顩r2</p><p>　　1.3.1 電風(fēng)扇目前的發(fā)展?fàn)顩r2</p><p>　　1.3.2 電風(fēng)扇的未來(lái)3</p

11、><p>　　第二章 電風(fēng)扇的結(jié)構(gòu)5</p><p>　　2.1 電風(fēng)扇的構(gòu)造模型5</p><p><b>　　2.2扇葉5</b></p><p><b>　　2.3扇頭5</b></p><p><b>　　2.4搖頭機(jī)構(gòu)6</b></

12、p><p><b>　　2.5定時(shí)器7</b></p><p>　　第三章 電風(fēng)扇的工作原理9</p><p>　　3.1電風(fēng)扇的兩種調(diào)速原理圖9</p><p>　　3.2PWM脈寬調(diào)速10</p><p>　　第四章 電風(fēng)扇的設(shè)計(jì)內(nèi)容12</p><p>　　4.

13、1 設(shè)計(jì)任務(wù)和要求12</p><p>　　4.2 家用電扇的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖12</p><p>　　第五章 電風(fēng)扇的設(shè)計(jì)方案14</p><p>　　5.1系統(tǒng)框圖14</p><p>　　5.2 軟件說(shuō)明14</p><p>　　5.2.1 DS18B2014</p><p>　　5

14、.2.2 溫度檢測(cè)電路設(shè)計(jì)15</p><p>　　5.2.3 紅外接收程序設(shè)計(jì)15</p><p>　　5.3硬件說(shuō)明18</p><p>　　5.3.1遙控信號(hào)接收頭18</p><p>　　5.3.2信號(hào)發(fā)生電路18</p><p>　　5.3.3風(fēng)扇調(diào)速電路19</p><p&g

15、t;　　5.4器材的選用19</p><p>　　第六章 制作與調(diào)試20</p><p>　　6.1硬件調(diào)試20</p><p>　　6.2軟件調(diào)試20</p><p>　　第七章 結(jié) 論22</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)23</b></p><p>&

16、lt;b>　　致 謝24</b></p><p><b>　　第一章 緒論</b></p><p><b>　　1.1引言</b></p><p>　　隨著人們生活水平的提高及科技水平的不斷進(jìn)步，現(xiàn)在的家用電器在款式、功能等各個(gè)方面都日益求精，朝著健康、安全、多功能、節(jié)能等方向發(fā)展。過(guò)去的電器不斷的顯

17、露出其不足之處。電風(fēng)扇作為家用電器的一種，同樣存在一定的問(wèn)題。</p><p>　　現(xiàn)有的電風(fēng)扇的現(xiàn)狀：大部分只有手動(dòng)調(diào)速，再加上一個(gè)定時(shí)器，功能單一[1]。</p><p>　　存在著很多的隱患和不足：比如說(shuō)人們常常離開(kāi)市內(nèi)忘記關(guān)閉電風(fēng)扇，浪費(fèi)電更有可能引發(fā)火災(zāi)，長(zhǎng)時(shí)間工作還容易損壞電器。再比如說(shuō)夜間溫差較大，風(fēng)速不會(huì)隨著氣溫變化，容易著涼[2]。</p><p>

18、;　　之所以會(huì)產(chǎn)生這些后果的根本原因是：缺乏對(duì)環(huán)境的檢測(cè)。</p><p>　　如果能使電風(fēng)扇具有對(duì)環(huán)境進(jìn)行檢測(cè)的功能，即使房間里面沒(méi)有人也能自動(dòng)的關(guān)閉電風(fēng)扇，當(dāng)溫度下降時(shí)能自動(dòng)的減小風(fēng)速甚至關(guān)閉風(fēng)扇，實(shí)現(xiàn)空調(diào)一樣的功能, 這樣一來(lái)就避免了上述的不足。本次設(shè)計(jì)就是主要圍繞這兩點(diǎn)對(duì)原有電風(fēng)扇進(jìn)行改進(jìn)。</p><p>　　1.2 電風(fēng)扇的簡(jiǎn)介</p><p>　　1.

19、2.1 電風(fēng)扇的概述</p><p>　　風(fēng)扇又稱(chēng)電扇，用于散熱，夏天可用來(lái)乘涼，還可用來(lái)驅(qū)散室內(nèi)熱氣。1882年，美國(guó)紐約的克羅卡日卡齊斯發(fā)動(dòng)機(jī)廠的主任技師休伊?斯卡茨?霍伊拉，最早發(fā)明了商品化的電風(fēng)扇。第二年，該廠開(kāi)始批量生產(chǎn)，當(dāng)時(shí)的電扇，是只有兩片扇葉的臺(tái)式電風(fēng)扇。1908年，美國(guó)的?？税l(fā)動(dòng)機(jī)及電氣公司，研制成功世界上最早的齒輪驅(qū)動(dòng)左右搖頭的電風(fēng)扇。這種電風(fēng)扇防止了不必要的三百六十度轉(zhuǎn)頭送風(fēng)，而成為以后銷(xiāo)售

20、的主流[3]。</p><p>　　1.2.2 電風(fēng)扇的種類(lèi)</p><p>　　根據(jù)使用環(huán)境選擇風(fēng)扇種類(lèi)。常用的電風(fēng)扇有吊扇、落地扇、壁扇、臺(tái)扇、轉(zhuǎn)頁(yè)扇。其中吊扇、壁扇為固定安裝式，落地扇、臺(tái)扇、轉(zhuǎn)頁(yè)扇移動(dòng)方便，送風(fēng)范圍廣。</p><p>　　按電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)形式分：有單相電容式、單相罩極式、三相感應(yīng)式、直流及交直流兩用串激整流子式電風(fēng)扇，按用途可分為家用電風(fēng)扇和

21、工業(yè)用排風(fēng)扇。</p><p><b>　　家用電風(fēng)扇</b></p><p>　　有臺(tái)扇、落地扇、壁扇、頂扇等；臺(tái)扇中又有搖頭的和不搖頭之分，也有的轉(zhuǎn)頁(yè)扇；落地扇中有搖頭、轉(zhuǎn)頁(yè)的。還有一種微風(fēng)小電扇，是專(zhuān)門(mén)吊在蚊帳里的，夏日晚上睡覺(jué)，一開(kāi)它頓時(shí)就微風(fēng)習(xí)習(xí)，可以安穩(wěn)地睡上一覺(jué)，還不會(huì)生病。</p><p>　　圖1-1 家用風(fēng)扇示意圖</

22、p><p><b>　　工業(yè)用的排風(fēng)扇</b></p><p>　　主要用于強(qiáng)迫空氣對(duì)流之用。電風(fēng)扇用久以后，扇葉的下面很容易沾上很多灰塵。這是電風(fēng)扇在工作時(shí)，由于扇葉和空氣相互摩擦而使扇葉帶上了靜電，帶電的物體能夠吸引輕小物體的性質(zhì)，從而能夠吸收室內(nèi)飄浮的細(xì)小灰塵造成的。</p><p>　　圖1-2 工業(yè)風(fēng)扇示意圖</p><

23、;p>　　1.3 電風(fēng)扇的發(fā)展?fàn)顩r</p><p>　　1.3.1 電風(fēng)扇目前的發(fā)展?fàn)顩r</p><p>　　電風(fēng)扇的銷(xiāo)售很大程度上取決于產(chǎn)品外觀的新穎和功能的人性化。電風(fēng)扇企業(yè)想要在市場(chǎng)上站穩(wěn)立足并引領(lǐng)潮流，想要快速提高市場(chǎng)份額必須在外觀和功能上有所改進(jìn)。</p><p>　　有學(xué)者實(shí)驗(yàn)調(diào)查分析，消費(fèi)者對(duì)產(chǎn)品取舍的一部分因素來(lái)自于自身對(duì)產(chǎn)品外觀可視性部件的接

24、受度。所以說(shuō)，加強(qiáng)產(chǎn)品外觀可視性部件的技術(shù)含量是提升產(chǎn)品銷(xiāo)售量的一條捷徑。加強(qiáng)電風(fēng)扇產(chǎn)品的外觀可視性就要為工藝設(shè)計(jì)、功能操作、噪音污染等方面做出進(jìn)一步調(diào)整，由于在家電賣(mài)場(chǎng)中，電風(fēng)扇具有很強(qiáng)的現(xiàn)場(chǎng)演示性，消費(fèi)者很容易就可以判斷出產(chǎn)品的某些部件的優(yōu)劣[4]。</p><p>　　隨著社會(huì)的發(fā)展、消費(fèi)者審美觀念的轉(zhuǎn)移以及健康節(jié)能等大局觀念的不斷深入，使得電風(fēng)扇在功能和外觀上都要有所進(jìn)步、功能上：便捷、健康、新奇、節(jié)能。

25、從近幾年的市場(chǎng)情況來(lái)看，已經(jīng)有很多廠家特別是比較一些專(zhuān)業(yè)的廠家已經(jīng)充分認(rèn)識(shí)到了產(chǎn)品功能上的差異化的重要性，如美的的大廈扇、小廈扇，艾美特的氣流扇、聯(lián)創(chuàng)的空調(diào)扇等個(gè)性鮮明、功能獨(dú)特的電風(fēng)扇，都取得了很好的市場(chǎng)占有率。調(diào)研結(jié)果顯示：電風(fēng)扇的便捷、健康、新奇、節(jié)能四項(xiàng)功能指標(biāo)占調(diào)查結(jié)果的前四位。</p><p>　　1.3.2 電風(fēng)扇的未來(lái)</p><p>　　在空調(diào)熱的市場(chǎng)帶動(dòng)下，電風(fēng)扇沒(méi)有被

26、冷落的主要原因，在于電風(fēng)扇的性能改進(jìn)后，新型電風(fēng)扇可以模擬自然風(fēng)，讓人感覺(jué)清爽舒服，沒(méi)有驟變和空氣污濁的感覺(jué)。也在于電風(fēng)扇價(jià)格較低，其價(jià)格只及空調(diào)機(jī)的十分之一至二十分之一。同時(shí)耗電量小，比較適合缺電少電，有欠發(fā)達(dá)的地區(qū)。目前我國(guó)電風(fēng)扇市場(chǎng)總的來(lái)說(shuō)是供過(guò)于求，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)相當(dāng)激烈，而一部分外商企業(yè)也開(kāi)始把目光投向我們國(guó)內(nèi)電風(fēng)扇市場(chǎng)。從目前電風(fēng)扇行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)上看，今后電風(fēng)扇必將仍是人們消暑的主體，不過(guò)隨著外資在電風(fēng)扇行業(yè)的投資，我國(guó)電風(fēng)扇市場(chǎng)

27、的競(jìng)爭(zhēng)必然會(huì)更加劇烈，只有質(zhì)量好、樣式新的電風(fēng)扇才能在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中占有一席之地。</p><p>　　電風(fēng)扇市場(chǎng)在我國(guó)從80年代末開(kāi)始形成規(guī)模，經(jīng)過(guò)了一整個(gè)年代的迅猛發(fā)展，在十余年時(shí)間里，已經(jīng)完成了產(chǎn)品生命周期的幾個(gè)階段。從80年的20萬(wàn)臺(tái)增至08年的9000萬(wàn)臺(tái)的電風(fēng)扇產(chǎn)量，增幅達(dá)450倍多，從80年的100萬(wàn)臺(tái)的社會(huì)零售量，經(jīng)過(guò)08年的峰值9000萬(wàn)臺(tái)，達(dá)到目前的平穩(wěn)值每年一億萬(wàn)臺(tái), 增幅也達(dá)到了900倍

28、以上。從80年的3萬(wàn)臺(tái)增至2008年的3000萬(wàn)臺(tái)的社會(huì)擁有量，更是增長(zhǎng)了近千倍。這些數(shù)據(jù)顯示在城鎮(zhèn)電風(fēng)扇市場(chǎng)已進(jìn)人飽和期，而農(nóng)村電風(fēng)扇市場(chǎng)也已經(jīng)在成長(zhǎng)中。首先，因?yàn)殡婏L(fēng)扇在價(jià)格、耗電量等方面相對(duì)于空調(diào)的優(yōu)勢(shì)，它的市場(chǎng)地位不可能在短時(shí)間內(nèi)被空調(diào)器大量替代。盡管其飽和期較長(zhǎng), 社會(huì)零售量和用戶(hù)人均擁有量也必將維持一段時(shí)間的平衡。農(nóng)村電風(fēng)扇市場(chǎng)處于成長(zhǎng)中, 也是擴(kuò)容速度最快的階段, 同時(shí)鑒于農(nóng)村總體市場(chǎng)發(fā)展水平緩慢及其市場(chǎng)覆蓋范圍廣大等各方

29、面因素, 在較長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi), 農(nóng)村居民應(yīng)該是電風(fēng)扇的主要消費(fèi)者[5]。</p><p>　　第二章 電風(fēng)扇的結(jié)構(gòu)</p><p>　　2.1 電風(fēng)扇的構(gòu)造模型</p><p>　　圖2-1 臺(tái)扇的基本結(jié)構(gòu)示意圖</p><p><b>　　2.2扇葉 </b></p><p>　?。╝）芒果型扇

30、葉 （b）火炬形扇葉 （c）芭蕉型扇葉</p><p>　　圖2-2 臺(tái)扇常用的扇形示意圖</p><p><b>　　2.3扇頭</b></p><p>　　電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)如圖所示。</p><p>　　1-轉(zhuǎn)子軸；2-頂絲軸；3-軸承；4-穿釘； 5-堅(jiān)固螺母；6-前端蓋；7-定子線圈；8-定

31、子；9-轉(zhuǎn)子；10-前端蓋；11-蝸桿</p><p>　　圖2-3 電容式電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖</p><p><b>　　2.4搖頭機(jī)構(gòu)</b></p><p>　　搖頭機(jī)構(gòu)由減速機(jī)構(gòu)、連桿機(jī)構(gòu)、控制機(jī)構(gòu)與過(guò)載保護(hù)裝置組成，形式有兩種:離合式與撳撥式。</p><p>　　離合式搖頭機(jī)構(gòu)如圖2-4所示。</p>

32、;<p>　　1-離合器壓縮彈簧；2-上離合塊；3-離合器扣鉤；4-鋼絲套；5-鋼絲拉繩6-蝸桿；7-電機(jī)轉(zhuǎn)軸；8-蝸輪；9-搖頭直齒輪；10-搖擺連桿；11-中心軸；12-搖擺盤(pán)；13-開(kāi)口銷(xiāo)釘；14-嚙合軸；15-彈簧片；16-鋼珠；17-下離合塊；18-銷(xiāo)釘</p><p>　　圖2-4 離合器搖頭機(jī)構(gòu)示意圖</p><p>　　撳撥式搖頭機(jī)構(gòu)如圖2-5所示。</

33、p><p>　　1-螺釘；2-撳撥柄；3-鋼珠；4-套盤(pán)；5-u型槽；6-蝸輪；7-嚙合軸</p><p>　　圖2-5 撳撥式搖頭機(jī)構(gòu)示意圖</p><p><b>　　2.5定時(shí)器</b></p><p>　　定時(shí)器的結(jié)構(gòu)與外形如圖2-6所示。</p><p>　?。╝）外形圖

34、 （b）結(jié)構(gòu)示意圖</p><p><b>　?。╟）結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　圖2-6 定時(shí)器的結(jié)構(gòu)外形</p><p>　　第三章 電風(fēng)扇的工作原理</p><p>　　通電線圈在磁場(chǎng)中受力而轉(zhuǎn)動(dòng)。能量的轉(zhuǎn)化形式是：電能主要轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，同時(shí)由于線圈有電阻，所以不可避免的有一部分電

35、能要轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。電風(fēng)扇工作時(shí)（假設(shè)房間與外界沒(méi)有熱傳遞）室內(nèi)的溫度不僅沒(méi)有降低，反而會(huì)升高。電風(fēng)扇工作時(shí)，由于有電流通過(guò)電風(fēng)扇的線圈，導(dǎo)線是有電阻的，所以會(huì)不可避免的產(chǎn)生熱量向外放熱，故溫度會(huì)升高[6]。因?yàn)槿梭w的體表有大量的汗液，當(dāng)電風(fēng)扇工作起來(lái)以后，室內(nèi)的空氣會(huì)流動(dòng)起來(lái)，所以就能夠促進(jìn)汗液的急速蒸發(fā)，結(jié)合“蒸發(fā)需要吸收大量的熱量”，故人們會(huì)感覺(jué)到?jīng)鏊?</p><p>　　電風(fēng)扇的兩種調(diào)速原理圖如下。<

36、;/p><p><b>　　圖3-1 調(diào)速電路</b></p><p>　　3.1電風(fēng)扇的兩種調(diào)速原理圖</p><p>　　電風(fēng)扇抽頭調(diào)速的工作原理圖。</p><p>　　圖3-2 定子繞組抽頭調(diào)速的風(fēng)扇電路圖與接線圖</p><p>　　電風(fēng)扇電抗器調(diào)速的電路圖如下。</p>&l

37、t;p>　　圖3-3 電抗調(diào)速的風(fēng)扇典型電路</p><p>　　3.2PWM脈寬調(diào)速</p><p>　　基本結(jié)構(gòu)如圖3-4。</p><p>　　圖3-4 脈寬結(jié)構(gòu)調(diào)速圖</p><p>　　PWM控制技術(shù)就是控制半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)器件的導(dǎo)通和關(guān)斷，得到一系列幅值相等而寬度不相等的脈沖從輸出端輸出，這些脈沖被用來(lái)代替正弦波或其他所需要的波形

38、?，F(xiàn)在，數(shù)字PWM 技術(shù)具有控制靈活、高效節(jié)能等優(yōu)勢(shì)，應(yīng)用廣泛，在分時(shí)多路復(fù)用系統(tǒng)、射頻傳輸、光數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、通信系統(tǒng)和數(shù)字音頻系統(tǒng)等系統(tǒng)中都有涉及。它實(shí)現(xiàn)了調(diào)制過(guò)程的全數(shù)字化，克服了模擬調(diào)制中的不足。 對(duì)于參數(shù)整定和變參數(shù)調(diào)節(jié)都相較簡(jiǎn)單，更對(duì)通過(guò)改變程序軟件或調(diào)制算法來(lái)實(shí)現(xiàn)多種方案及完成對(duì)不同領(lǐng)域的控制等方面提供了便利，相較于別的控制技術(shù)，控制的可靠性和精度都有提高，實(shí)現(xiàn)了控制的靈活性。</p><p>　　只需

39、要電扇內(nèi)部線圈的一個(gè)抽頭就可以完成這種調(diào)速，用單片機(jī)的一路PWM，通過(guò)改變巨型脈沖的占空比，利用一個(gè)周期內(nèi)開(kāi)通和關(guān)斷晶閘管達(dá)到風(fēng)扇調(diào)速的目的。這種調(diào)速方式，硬件電路簡(jiǎn)單，可以降低成本，而且節(jié)約電能[7]。</p><p>　　第四章 電風(fēng)扇的設(shè)計(jì)內(nèi)容</p><p>　　4.1 設(shè)計(jì)任務(wù)和要求</p><p>　　用中規(guī)模數(shù)字集成電路實(shí)現(xiàn)電風(fēng)扇控制器的控制功能，具體

40、要求如下：</p><p>　?。?）3級(jí)調(diào)速，高，中，低；</p><p>　?。?）遙控開(kāi)機(jī)，關(guān)機(jī)；</p><p>　?。?）能夠遙控設(shè)定時(shí)間定時(shí)關(guān)閉電扇；</p><p>　?。?）設(shè)手動(dòng)檔和自動(dòng)擋，自動(dòng)檔時(shí)由室溫自動(dòng)調(diào)速；</p><p>　　（5）液晶屏顯示風(fēng)扇運(yùn)行狀態(tài)。</p><p&

41、gt;　　4.2 家用電扇的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖</p><p>　　舊式的臺(tái)式電風(fēng)扇和落地式電風(fēng)扇大多采用機(jī)械控制，主要控制風(fēng)速和風(fēng)向。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，最新的家用電風(fēng)扇多采用電子控制線路，較之以前的機(jī)械控制器，使電扇的功能更強(qiáng)，操作也更為簡(jiǎn)便。圖4-1為電扇操作面板的示意圖。</p><p>　　面板上有九個(gè)指示燈，分別代表弱、中、強(qiáng)三種風(fēng)速；正常、自然、睡眠的三種風(fēng)種；電扇運(yùn)轉(zhuǎn)的三種運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間

42、：1小時(shí)、2小時(shí)和4小時(shí)。面板上的四個(gè)按鍵開(kāi)關(guān)k1、k2、k3、k4，分別對(duì)應(yīng)電扇的風(fēng)速、風(fēng)種、定時(shí)和停止。風(fēng)速的弱、中、強(qiáng)對(duì)應(yīng)電扇的轉(zhuǎn)動(dòng)速度慢、中、快。風(fēng)種在“正常”位置是指電扇連續(xù)不停的運(yùn)轉(zhuǎn)；在“自然”位置是指電扇以運(yùn)轉(zhuǎn)4秒、間斷4秒的循環(huán)方式工作，模擬產(chǎn)生自然風(fēng)；在“睡眠”位置，電扇運(yùn)轉(zhuǎn)8秒，間斷8秒，這樣的循環(huán)方式產(chǎn)生輕柔的微風(fēng)。</p><p>　　電扇的所有操作轉(zhuǎn)換過(guò)程如圖4-2所示。</p&g

43、t;<p>　　圖4-2 家用電扇的操作轉(zhuǎn)換圖</p><p>　　電扇處于停轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)，沒(méi)有亮著的指示燈。只有按“風(fēng)速”鍵控制，電扇啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，其初始工作狀態(tài)處于“弱”檔“風(fēng)速”，處于“正?！钡摹帮L(fēng)種”位置，且相應(yīng)的指示燈亮，使得定時(shí)器處于非定時(shí)狀態(tài)，則電扇處于連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。</p><p>　　啟動(dòng)風(fēng)扇后，控制“風(fēng)速”鍵可循環(huán)在弱、中或強(qiáng)三種狀態(tài)中選擇任一種狀態(tài)；控制“風(fēng)種”

44、鍵可循環(huán)在正常、自然或睡眠三種狀態(tài)中選擇某一種狀態(tài)。控制“定時(shí)”鍵可循環(huán)在非定時(shí)或1小時(shí)、2小時(shí)、4小時(shí)的任一種定時(shí)工作狀態(tài)選擇狀態(tài)。</p><p>　　風(fēng)扇在任意工作狀態(tài)下，按“停止”鍵，風(fēng)扇不工作，所有指示燈均熄滅。</p><p>　　第五章 電風(fēng)扇的設(shè)計(jì)方案</p><p><b>　　5.1系統(tǒng)框圖</b></p>&

45、lt;p>　　圖5-1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖</p><p><b>　　5.2 軟件說(shuō)明</b></p><p>　　5.2.1 DS18B20</p><p><b>　　程序框圖</b></p><p>　　圖5-2 DS18B20程序框圖</p><p>　　5.2.2

46、 溫度檢測(cè)電路設(shè)計(jì)</p><p>　　DALLAS最新單線數(shù)字溫度傳感器DS18B20，是新的“一線器件”，體積小、適用電壓寬、經(jīng)濟(jì)方便，DSl8820“一線總線”數(shù)字化溫度傳感器支持“一線總線”接口，測(cè)量溫度范圍為-55～+125℃，在一10～+85℃范圍內(nèi)，精度為±0．5℃?，F(xiàn)場(chǎng)溫度直接以“一線總線”的數(shù)字方式傳輸，大大提高了系統(tǒng)的抗干擾性，適合于惡劣環(huán)境的現(xiàn)場(chǎng)溫度測(cè)量，如：環(huán)境控制、設(shè)備或過(guò)程控

47、制、測(cè)溫類(lèi)消費(fèi)電子產(chǎn)品等。DSl8820可以程序設(shè)定9～12位的分辨率，精度為±0．5℃，溫度采集具有準(zhǔn)確性、實(shí)時(shí)性[8]。</p><p>　　圖5-3 溫控流程圖</p><p>　　DSl8820的管腳排列如下：DQ為數(shù)字信號(hào)輸入／輸出端；GND為電源地；VDD為外接供電電源輸入端(在寄生電源接線方式時(shí)接地)。</p><p>　　5.2.3 紅外接

48、收程序設(shè)計(jì)</p><p>　　采用脈寬調(diào)制的串行碼，以脈寬為0.565ms、間隔0.56ms、周期為1.125ms的組合表示二進(jìn)制的“0”；以脈寬為0.565ms、間隔1.685ms、周期為2.25ms的組合表示二進(jìn)制的“1”，其波形如圖所示。</p><p>　　圖5-4（注：所有波形為接收端的與發(fā)射相反）</p><p>　　上述“0”和“1”組成的32位二進(jìn)

49、制碼經(jīng)38kHz的載頻進(jìn)行二次調(diào)制以提高發(fā)射效率，達(dá)到降低電源功耗的目的。然后再通過(guò)紅外發(fā)射二極管產(chǎn)生紅外線向空間發(fā)射。</p><p><b>　　紅外接收程序框圖。</b></p><p>　　圖5-5 紅外接收程序框圖</p><p><b>　　紅外讀取代碼：</b></p><p>　　i

50、nt0() interrupt 0</p><p>　　{ if(TH1==0xb1)TR1=1; // TH1的初值為0xb1 第一次中斷，開(kāi)定時(shí)器1</p><p>　　if(j==8){a=0x01;k++;j=0;}</p><p>　　if(TH1>0xe4&&TH1<0xe8) </p>

51、<p>　　{TR1=0;TL1=0xdf;TH1=0xb1;TR1=1;a=0x01;j=0;k=0;b[0]=0x00;b[1]=0x00;b[2]=0x00;b[3]=0x00;} // 如果是引導(dǎo)碼則計(jì)數(shù)開(kāi)始</p><p>　　if(TH1>0xb4&&TH1<0xb7) //判斷讀取的數(shù)據(jù)是不是0</p><p>　　{

52、TR1=0;a<<=1;j++;TL1=0xdf;TH1=0xb1;TR1=1;} </p><p>　　if(TH1>0xb8&&TH1<0xbb) //判斷讀取的數(shù)據(jù)是不是1</p><p>　　{TR1=0;b[k]+=a;a<<=1;j++;TL1=0xdf;TH1=0xb1;TR1=1;} </p>&l

53、t;p><b>　　}</b></p><p>　　//當(dāng)計(jì)數(shù)值溢出時(shí)中斷</p><p>　　time1() interrupt 3 </p><p><b>　　{ </b></p><p><b>　　EA=0;</b></p><p&

54、gt;<b>　　TR1=0;</b></p><p><b>　　TH1=0xb1;</b></p><p><b>　　TL1=0xdf;</b></p><p>　　if((b[0]==0x80&&b[1]==0x7f)&&(b[2]+b[3])==0xff)

55、//判斷本次讀數(shù)是否有效</p><p><b>　　{</b></p><p>　　ab[9]=b[3];</p><p><b>　　}</b></p><p>　　a=0x01;j=0;k=0;b[0]=0x00;b[1]=0x00;b[2]=0x00;b[3]=0x00;</p>

56、<p><b>　　IE0 = 0;</b></p><p>　　EA = 1; </p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　5.3硬件說(shuō)明</b></p><p>　　5.3.1遙控信號(hào)接收頭</p><p>

57、;　　接收電路可以使用一種集紅外線接收和放大于一體的一體化紅外線接收器，不需要任何外接元件，就能完成從紅外線接收到輸出與TTL電平信號(hào)兼容的所有工作，而體積和普通的塑封三極管大小一樣，它適合于各種紅外線遙控和紅外線數(shù)據(jù)傳輸[9]。</p><p>　　接收器對(duì)外只有3個(gè)引腳：Out、GND、Vcc與單片機(jī)接口非常方便。</p><p>　　圖5-6 接收裝置結(jié)構(gòu)圖</p>&

58、lt;p>　　5.3.2信號(hào)發(fā)生電路</p><p>　　這里用CD4060BE分頻，產(chǎn)生1024HZ的信號(hào)，為單片機(jī)的PWM輸出提供基準(zhǔn)信號(hào)。</p><p>　　CD4060電壓范圍為 3 － 18V，靜態(tài)電流隨電壓提高而上升，在 +5V 供電時(shí)，靜態(tài)電流約 0.25 － 5uA[10]。</p><p>　　圖5-7 信號(hào)發(fā)生電路圖</p>

59、<p>　　5.3.3風(fēng)扇調(diào)速電路</p><p>　　圖5-8 風(fēng)扇調(diào)速電路圖</p><p><b>　　5.4器材的選用</b></p><p>　?。?）發(fā)光二極管、按鍵開(kāi)關(guān)、電阻、電容等；</p><p>　?。?）實(shí)驗(yàn)設(shè)備：數(shù)字邏輯實(shí)驗(yàn)箱；直流穩(wěn)壓電源；</p><p>　

60、?。?）集成電路：液晶屏SMC1602;</p><p><b>　　紅外線接收器；</b></p><p>　　數(shù)字溫度傳感器DS18B20；</p><p>　　光耦MOC3041；</p><p>　　雙向晶閘管BTA12-600B等。</p><p><b>　　第六章 制作與調(diào)

61、試</b></p><p><b>　　6.1硬件調(diào)試 </b></p><p>　　CPS1   CPS0</p><p>　　0      0    內(nèi)部時(shí)鐘, fosc/12。</p>

62、<p>　　0      1    內(nèi)部時(shí)鐘, fosc/2。</p><p>　　1      0    Timer0 溢出。</p><p>　　1  &#

63、160;   1    由 ECI/P3.4 腳輸入的外部時(shí)鐘。</p><p>　　PWM是8位的，所以：PWM的頻率=PCA時(shí)鐘輸入源頻率/256</p><p>　　占空比 = ( pulse_width/256 ) * 100%  </p><p>　　由于采用外部EC

64、I輸入，輸入信號(hào)頻率為1024 Hz</p><p>　　所以：PWM的頻率=PCA時(shí)鐘輸入源頻率/256=4Hz</p><p>　　用示波器測(cè)量單片機(jī)PWM輸出的頻率和占空比，實(shí)測(cè)頻率為4Hz，運(yùn)行以下程序時(shí)高電平占25%.測(cè)試結(jié)果與理論值符合。</p><p><b>　　6.2軟件調(diào)試</b></p><p>　

65、　Keil 軟件經(jīng)過(guò)反復(fù)調(diào)試解決了軟件的各種問(wèn)題</p><p>　　以下是PWM的軟件的調(diào)試程序：</p><p>　　#include<reg52.h></p><p>　　sfr CH = 0xF9; </p><p>　　sfr CL = 0xE9;</p><p>　　sfr CCO

66、N = 0xD8;</p><p>　　sfr CMOD = 0xD9;</p><p>　　sfr CCAP0L = 0xEA; </p><p>　　sfr CCAP0H = 0xFA;</p><p>　　sfr CCAPM0 = 0xDA; </p><p>　　sfr CCAPM1 = 0x

67、DB;</p><p>　　sbit CR = 0xDE; </p><p>　　void main(void)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　CMOD = 0x06; // Setup PCA timer</p><p>　　CL = 0x00;</p&g

68、t;<p>　　CH = 0x00;</p><p>　　CCAP0L = 0xc0; //Set the initial value same as CCAP0H</p><p>　　CCAP0H = 0xc0; //25% Duty Cycle</p><p>　　CCAPM0 = 0x42; //0100,0010 Setup PCA m

69、odule 0 in PWM mode</p><p>　　CR = 1; //Start PCA Timer.</p><p><b>　　while(1);</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　第七章 結(jié) 論</b></p>

70、;<p>　　本次設(shè)計(jì)就是主要圍繞這兩點(diǎn)對(duì)原有電風(fēng)扇進(jìn)行改進(jìn)。基于STC12C5410單片機(jī)開(kāi)發(fā)的電扇遙控調(diào)速系統(tǒng)。電扇遙控系統(tǒng)主要包括普通紅外遙控發(fā)射器、紅外接收電路、液晶顯示模塊電路、D18B20溫度讀取模塊、信號(hào)分頻電路、電源電路、PWM控制風(fēng)扇接口電路?？蓪?shí)現(xiàn)3級(jí)調(diào)速，高，中，低；可以遙控開(kāi)機(jī)，關(guān)機(jī)；能夠遙控設(shè)定時(shí)間定時(shí)關(guān)閉電扇；設(shè)手動(dòng)檔和自動(dòng)擋；自動(dòng)檔時(shí)由室溫自動(dòng)調(diào)速；液晶屏顯示風(fēng)扇運(yùn)行狀態(tài)等功能。</p&

71、gt;<p>　　通過(guò)對(duì)電風(fēng)扇控制電路的設(shè)計(jì)，我深刻認(rèn)識(shí)到了“理論聯(lián)系實(shí)際”的重要性與真實(shí)性。這次設(shè)計(jì)教會(huì)了我如何運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)解決實(shí)際的問(wèn)題，提高了我的動(dòng)手能力。最重要的是在實(shí)踐中理解了書(shū)本上的知識(shí)，明白了學(xué)以致用的真諦。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 陳杰,黃鴻等.傳感器與檢測(cè)技術(shù)[M].北京:高等教育出版

72、社,2002:72-78</p><p>　　[2] 樓然苗,李光飛.單片機(jī)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)[M].2007:22-24</p><p>　　[3] 張肇富.采用溫度傳感器的電扇,江蘇電器[J].1994</p><p>　　[4] 余永叔,何小敏.世界流行單片機(jī)技術(shù)手冊(cè)[M].北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2005:25-27</p><p>

73、　　[5] 陳麗芳,單片機(jī)原理與控制技術(shù)[M].南京:東南大學(xué)出版社,2003:41-43</p><p>　　[6] 劉迎春,葉湘濱.傳感器原理設(shè)計(jì)與應(yīng)用[M].長(zhǎng)沙:國(guó)防科技大學(xué)出版社,2002:33-34</p><p>　　[7] 欒桂冬,張金鐸,金歡陽(yáng).傳感器及其應(yīng)用[M].西安:西安電子科技大學(xué)出版社,2002:23-24</p><p>　　[8] 郝

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75、wling.Programmable Controllers Theory and mplementation[M]. Bloomsbury Publishing PLC,2000.</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　首先我向我的導(dǎo)師以最衷心的感謝！*老師對(duì)該論文從選題，構(gòu)思到最后定稿的各個(gè)環(huán)節(jié)給予細(xì)心指引與教導(dǎo)，使我得以最終完成畢業(yè)論