学生姓名：贺文文
学号：200652050107
班级:06-1班
专业：测控技术与仪器
指导教师：李凤玲
2010年6月
基于AT89C2051风扇控制器的设计
学生姓名：贺文文
学号：200652050107
班级：06-1班
所在院(系):汽车与机械工程学院
指导教师：李凤玲
完成日期:2010年6月
基于AT89C2051的风扇控制器的设计
摘要
本文介绍了一种基于AT89C2051单片机的智能电风扇调速器的设计,该设计以AT89C2051控制器为核心,利用四个发光二极管作为显示模块，从而通过它们的不同频率的闪烁来表示风扇所处的状态；利用双向晶闸管和调速电感等组成电机控制模块，通过单片机控制双向晶闸管的导通与否改变连入回路调速电感的阻值，进而对电机进行调速；通过单片机控制晶闸管导通时间而达到对风扇的定时控制；通过单片机控制三个晶闸管各自的导通时间并灵活组合，从而实现对自然风、正常风及睡眠风的模拟；利用五个按键组成整个系统的键盘模块，通过按键选择进而由单片机执行程序来实现风扇的各项功能状态，从而把智能控制技术用于家用电器的控制中。
关键字：AT89C2051单片机；交流单相异步电动机；智能控制
THE DESIGNINGNING OF ZHE FAN CONTROLLER BASED
ON AT89C2051
A BSTRACT
The article describes an approach based on AT89C2051microcontroller intelligent fan speed controller design,the design to AT89C2051controller for core.With four light-emitting diodes as the display module,which by their different frequency blinking to indicate fan States.Take advantage of the TRIAC and Governor inductance,motor control module, through SCM TRIAC on-or change to the loop speed inductance of resistance,and motor for speed.Thyristor conduction through the chip time achieve timing control on fan.Through three thyristor controlled their on-time and flexible combination of natural,normal wind and sleep wind https://www.doczj.com/doc/328980106.html,ing five key components of the overall system by pressing the keyboard module,select in turn by the microcontroller executes programs to implement fan features state,thus bringing the intelligent control technology for the control of household appliances.
Key words:AT89C2051chip;AC single-phase asynchronous motor;Intelligent
Control
目录
第一章绪论 (1)
1.1课题研究背景及目的 (1)
1.2风扇控制器的研究现状 (2)
1.3课题研究方法 (4)
1.4论文构成及研究内容 (4)
第二章系统设计方案与电机选型 (6)
2.1系统总体方案的设计 (6)
2.1.1控制器须实现的技术指标 (6)
2.1.2系统总体方案 (6)
2.2风扇电机的选型及工作原理 (7)
2.2.1风扇电机的选型 (8)
2.2.2单相异步电动机工作原理 (8)
第三章控制器系统的硬件电路设计 (10)
3.1控制器系统的工作原理 (10)
3.2风扇控制器硬件电路组成 (10)
3.2.1电源整流调压模块 (11)
3.2.2显示模块 (12)
3.2.3键盘控制模块 (14)
3.2.4单片机控制模块 (15)
3.2.5电机控制模块 (17)
第四章控制器系统的软件设计 (21)
4.1程序流程图设计 (21)
4.1.1主程序流程图设计 (21)
4.1.2定时模块流程图设计 (22)
4.1.3风速选择模块流程图设计 (23)
4.1.4风种选择模块流程图设计 (24)
4.1.5风向选择模块流程图设计 (25)
4.2程序设计 (26)
4.2.1延时子程序 (27)
4.2.2主程序 (28)
4.2.3四个LED小灯三种闪烁方式 (30)
4.2.4风速的选择程序 (34)
4.2.5风种的选择程序 (34)
4.2.6外部中断程序 (36)
第五章总结 (37)
参考文献 (38)
致谢 (40)
附录
第一章绪论
1.1课题研究背景及目的
电风扇究竟是谁发明的，现在已经很难找到相关的资料了。据说，1882年，美国纽约的克罗卡日卡齐斯发动机厂的主任技师休伊?斯卡茨?霍伊拉，最早发明了商品化的电风扇。至1908年，美国的埃克发动机及电气公司，研制成功世界上最早的齿轮驱动左右摇头的电风扇，这种电风扇防止了不必要的三百六十度转头送风，而成为以后销售的主流。中国的第一台电风扇生产自1916年，至1925年华生电扇正式投产，很快成为著名品牌。再此之后电风扇的品种开始日益丰富，台扇、地扇、吊扇、壁扇，根本不同场合的需求，电风扇从外型到控制方式都有了不少改变,从最开始的旋钮、按钮控制方式到之后的触摸式操作。扇页材质也从最开始的金属材质换成塑料材质。最初的电风扇在控制方面相当呆板，因此不久之后，一种只需要设置好工作时间，就会根据设置、按时开、按时关的定时风扇并且风靡一时。定时风扇的操作方式也从旋钮、按键到之后的触摸式操作。
当然电风扇也曾一度被认为是空调产品冲击下的淘汰品，其实并非如此，市场人士称，家用电风扇并没有随着空调的普及而淡出市场，近两年反而出现了市场销售复苏的态势。其主要原因：一是风扇和空调的降温效果不同——空调有强大的制冷功能，可以快速有效地降低环境温度，但电风扇的风更温和，更加适合老人儿童和体质较弱的人使用；二是电风扇有价格优势，价格低廉而且相对省电，安装和使用都非常简单。
尽管电风扇有其市场优势，但传统电风扇还是有许多地方应当进行改良的，最突出的缺点是它不能根据温度的变化适时调节风力大小，对于夜间温差大的地区，人们在夏夜使用电风扇时可能遇到这样的问题：当凌晨降温的时候电风扇依然在工作，可是人们因为熟睡而无法察觉，既浪费电资源又容易引起感冒，传统的机械定时器虽然能够控制电风扇在工作一定后关闭，但定时范围有限，且无法对温度变化灵活处理。鉴于以上方面的考虑，关于通过智能电风扇控制系统来克服电风扇各种不足的研究得到了重视，以
单片机为核心的控制系统也得到广泛的应用。
风扇已是日常生活中常用到的电器,如今的电风扇不再是人们印象中的传统形象，在外观和功能上都更追求个性化，而电脑控制、自然风、睡眠风、负离子功能等这些本属于空调器的功能，也被众多的电风扇厂家拿来做文章，并在此基础上增加了照明、驱蚊等更多的实用功能。这些外观不拘一格并且功能多样的产品已经成为今年电风扇市场中的一大亮点，而这种差异化卖点也正预示了整个电风扇行业未来的发展趋势和走向。近年来一些主流企业开始通过积极创新，突破老式的传统设计，纷纷开发出了一系列更富创新力，更具差异化个性的新产品，以求进行产品升级。
首先“小、轻、靓、奇”是今年电风扇外型发展的主要方向，在追求个性时尚以及精致化的时代，消费者似乎对娇小可爱的家电产品情有独钟。
其次，拥有健康功能的电风扇在市场上也倍受关注。随着消费者对健康的日益关注，厂家围绕着提高空气质量开始做起了文章，于是便增添了负离子、氧吧、紫外线杀菌等功能。如ＴＣＬ有一款带负离子功能的电风扇能通过内置的负离子发射器，向空气中发散带负电荷的离子，从而中和空气中带正电荷的烟雾、灰尘，起到阻挡细菌、除尘、除臭、净化空气的功能。
此外，主打某种特有功能的电风扇也很为流行，如驱蚊风扇可通过电加热使驱蚊物质挥发，并借助风力快速把驱蚊物质送到房间各个地方；带有“飘香”功能的小风扇在扇片中间的旋转轴内含有香片，随着扇片的转动，悠悠花香也随之飘出，并且香片可随意更换等等。
基于目前国际能源短缺，以及国内近年来电荒频频发生的情况，节能功能将是一个不可忽视的发展方向。为了暂时缓解电荒，带蓄电池的风扇或者利用太阳能作为能源的节能环保风扇就极为适用了。这在未来也将得到较大力度的推广和应用。
电风扇行业还将出现创新的高潮，透过当今千姿百态的电风扇市场，今后的电风扇一定会继续吹着创新设计风和人性功能的风潮[1]。
1.2风扇控制器的研究现状
风扇的控制有很多的方法，从最开始的旋钮、按钮控制方式到之后的触摸式操作。扇页材质也从最开始的金属材质换成塑料材质，最初的电风扇在控制方面相当呆板，因此不久之后，一种只需要设置好工作时间，就会根据设置、按时开、按时关的定时风扇
开始流行，定时风扇的操作方式也从旋钮、按键到之后的触摸式操作。比如简单传统的有利用机械方式进行定时控制，有用模拟电子技术和数字电子技术进行转速等控制的。随着人们生活水平的提高，人们对风扇的要求也越来越高，不但要求风速能够控制，而且要求风种模式及各种特殊功能都能够多种选择，这就给风扇的控制模块提出了更高的要求。
随着微电子技术的不断发展，微处理器芯片的集成度越来越高，集成度高的单片机的出现，引起了仪器仪表结构的根本性变革，也使得仪器仪表的自动化、稳定性、可靠性、高效性、可靠性得到极大的提高[2]。随着单片机技术的不断发展，单片机已广泛应用于各种家用电器产品中，随着单片机技术的快速发展及品种系列的不断扩展，单片机已广泛应用于汽车、家电、工业控制仪表等各种机电一体化产品中[3]。针对目前家庭广泛使用的电风扇存在的不足,如机械方式进行控制，功能少，定时长度有限，不能根据预先的设置变换风型和风力等,科技的发展和人们生活水平的提高，产品趋向于自动化、智能化、环保化、人性化,于是产生了微机控制的智能电风扇。风扇的控制器中引入单片机使控制器的各种性能得到很大的提高，以单片机为核心的风扇控制器可以利用其本身的定时与中断功能编程实现风扇的风种控制，包括有正常风，自然风与睡眠风等的模式；而风速的控制也有多种方法，例如可以通过单片机控制双向可控硅的导通角来调节电风扇的输入电压,以实现电风扇的无级速度调节等等。
单片机为核心的风扇控制器的应用相较于传统的风扇控制器不仅从根本上克服了机械式分档调速器切换时金属触点打火放电的现象，延长了使用寿命，而且大大提高了原有产品的性能质量,其自动化、稳定性、可靠性、高效性、可靠性等都得到极大的提高。这样既提高了其使用性能和附加值。产品开发亦做到既有高的质量和性能，而且成本降低,便于生产。
为了克服空间的限制，风扇控制的遥控化也渐渐得到重视和发展，例如利用红外技术的红外风扇遥控器的出现；为了使风扇的控制操作更加方便、便捷以及更加简单液晶屏幕的动态显示及触摸式操作平台等新技术也得到广泛的应用。
总之，风扇控制器向自动化、智能化、人性化、操作简便性、稳定性、可靠性、高效性以及低成本化等都将是其未来发展的必然趋势[1]。
1.3课题研究方法
传统电风扇多采用机械方式进行控制，功能少，噪音大，各挡的风速变化大，随着科技的发展和人们生活水平的提高，人们对家用电器的要求更高，为了迎合广大消费者的要求，家用电器产品趋向于自动化、智能化、环保化和人性化的发展，使得微机控制的智能型电风扇得以产生。本课题设计是基于AT89C2051单片机为核心的电风扇控制器的设计，该设计利用单片机控制技术于家用电器的控制中。
本课题设计设计的控制系统以AT89C2051为核心进行控制，并利用键盘来控制风扇的各种状态，从而实现设计的各项设计指标。主要控制键有5个，即开关键1个、风向键1个、风种键1个、风速键1个、定时键1个，且用4个发光二极管来作指示灯。开机键按下时，电风扇上电，当按下定时键时，根据按键的次数来确定风扇在相应定时时刻内工作，相应定时指示灯亮根据不同的定时时间以不同的频率闪烁。当继续按下风速键，同样根据按键的次数确定风扇转相应的转速工作，相应的风速指示灯亮则根据不同的风速以不同频率闪烁。当按下风种键时，也是根据按键的次数来确定风扇转换到相应风种状态下工作，相应的风种指示灯亮也根据不同的风种以不同频率闪烁。当按下风向键时，同样也是根据按键次数来确定风扇转换到相应风向状态下工作，相应风向指示灯亮也同样以不同频率闪烁。按下复位键时，电扇处于复位状态。关机键按下时，电风扇处于断电状态，指示灯全部处于熄灭状态。
1.4论文构成及研究内容
本课题设计是基于AT89C2051单片机为核心的电风扇控制器的设计，该设计利用单片机控制技术于家用电器的控制中，从而达到广大用户对电风扇的控制趋向自动化、智能化、人性化、操作简便性、高稳定性、可靠性、高效性以及低成本化等的要求。
论文构成主要包括：
第一部分：绪论（研究目的、背景、课题主要内容等）
第二部分：控制器系统硬件设计（系统主要元器件的选型及原理、系统的总体方案设计、系统各大模块的功能介绍）
第三部分：控制器系统软件设计（软件各模块功能流程图、软件设计、源程序的编写）
第四部分：论文总结
第五部分：参考文献
课题设计的研究内容主要包括收集和整理文献资料、设计硬件原理图、相关程序的编写与调试、论文的编写等。通过这样综合性的课题研究，从而学会收集和掌握文献查寻方法，了解现有智能仪器硬件的基本结构、主要功能，学习有关智能仪表的基本知识。在发现问题、分析问题、解决问题的过程中学会对课题进行功能分析和总体方案的设计；掌握包括相关采集系统的硬件设计和软件设计并熟练掌握运用Protues或其它电路仿真软件的使用和调试。最终提高智能仪表、检测技术和模拟电路等课程知识的综合运用的能力，从而使自己的独立工作能里也得到提高。
第二章系统设计方案与电机选型
2.1系统总体方案的设计
设计要求的风扇控制器是基于AT89C2051单片机为核心的，设计的控制器系统需根据设计要求中的风扇功能指标的控制来确定设计方案[4]。
2.1.1控制器须实现的技术指标
基于AT89C2051单片机设计风扇的智能控制器，须灵活高效率的实现设计要求的各项指标，主要指标如下：
（1）风扇的风向指标，主要包括‘定向风’、‘实现左右循环风’两种状态；
（2）风扇的风速指标，主要包括‘弱风’、‘中等风速’、‘强风’三种状态；
（3）风扇的风种指标，主要包括‘正常（弱风20秒，中等风速20秒，强风20秒）’、‘自然（即停止20秒，弱风20秒，中风20秒，）’、‘睡眠（即停止30秒，弱风30秒）’三种状态；
（4）风扇的定时指标，主要包括‘30分钟’、‘一个小时’、‘两个小时’三种定时指标；（5）风扇的指示指标：风扇的各种状态通过指示灯（主要通过发光二极管实现）显示风扇处于何种状态；
（6）风扇的开关指标：具有开机功能和关机功能。
2.1.2系统总体方案
本课题设计设计的控制系统以AT89C2051为核心进行控制，并利用键盘来控制风扇的各种状态，从而实现设计的各项设计指标[6]。主要控制键有5个，即开关键1个、
风向键1个、风种键1个、风速键1个、定时键1个，且用4个发光二极管来作指示灯。开机键按下时，电风扇上电，当按下定时键时，根据按键的次数来确定风扇在相应定时时刻内工作，相应定时指示灯亮根据不同的定时时间以不同的频率闪烁。当继续按下风速键，同样根据按键的次数确定风扇转相应的转速工作，相应的风速指示灯亮则根据不同的风速以不同频率闪烁。当按下风种键时，也是根据按键的次数来确定风扇转换到相应风种状态下工作，相应的风种指示灯亮也根据不同的风种以不同频率闪烁。当按下风向键时，同样也是根据按键次数来确定风扇转换到相应风向状态下工作，相应风向指示灯亮也同样以不同频率闪烁。按下复位键时，电扇处于复位状态。关机键按下时，电风扇处于断电状态，指示灯全部处于熄灭状态。
系统总体设计图如下：
图2-1系统总体设计框图
2.2风扇电机的选型及工作原理
设计一个风扇控制器系统首先的对风扇电机进行选型以及了解电机的工作原理。电
动机是指依据电磁感应定律实现电能的转换或传递的一种电磁装置。电动机也俗称马
达，在电路中用字母“M”表示。它的主要作用是产生驱动转矩，作为用电器或各种机
械的动力源。随着科学技术的发展电动机的种类也是多种多样的：（1）按工作电源种类
划分：可分为直流电机和交流电机，其中直流电动机按结构及工作原理又可划分为无刷直流电动机和有刷直流电动机；交流电机也可分单为相电机和三相电机。（2）按结构和工作原理划分：可分为直流电动机、异步电动机、同步电动机，其中同步电机可划分为永磁同步电动机、磁阻同步电动机和磁滞同步电动机；异步电机也可划分为感应电动机和交流换向器电动机。（3）按起动与运行方式划分：电容起动式单相异步电动机、电容运转式单相异步电动机、电容起动运转式单相异步电动机和分相式单相异步电动机。（4）按用途划分：驱动用电动机和控制用电动机，其中驱动用电动机可划分为电动工具（包括钻孔、抛光、磨光、开槽、切割、扩孔等工具）用电动机、家电（包括洗衣机、电风扇、电冰箱、空调器、录音机、录像机、影碟机、吸尘器、照相机、电吹风、电动剃须刀等）用电动机及其它通用小型机械设备（包括各种小型机床、小型机械、医疗器械、电子仪器等）用电动机；控制用电动机也可以划分为步进电动机和伺服电动机等[5]。
2.2.1风扇电机的选型
由于电风扇属于家用电器的范畴，所以在进行风扇电机的选型时需要考虑电机的实用性、功能特性、技术指标等。考虑到实际生活中我们使用的是220V、50Hz的交流电源，而交流异步电动机是在交流电压下工作运行的电动机，所以交流电动机在电风扇、电冰箱、洗衣机、空调器、电吹风、吸尘器、油烟机、洗碗机、电动缝纫机、食品加工机等家用电器及各种电动工具、机电设备中得到广泛应用，再考虑到功率、控制等因素决定是使用单相还是三相交流电动机。
考虑到风扇属于小功率家用电器，再根据设计要求以及设计的技术指标，交流单相异步电动机即可满足设计需要，再考虑到交流异步电机具有结构简单，制造、使用和维护方便，运行可靠以及质量较小，成本较低等优点。所以决定在该风扇系统中使用交流单相异步电动机作为风扇电机。
2.2.2单相异步电动机工作原理
单相异步电动机是由220V单项交流电源供电的一类电动机，它由定子、转子、轴承、机壳、端盖等构成。单相异步电动机也可以分为单相电阻启动异步电动机、单项电容启动异步电动机和单相电容运转异步电动机等，为产生启动转矩，其在定子上一般放置两个绕组，一个称为工作绕组（M）；另一个称为启动绕组（A），二者共同产生旋转磁场
及其转矩用以启动电机。为了得到更好的启动和运行性能，电机的两个绕组的轴线在空间一般彼此相隔90度电角度，工作绕组在电机运行时总是接在单相交流电源上，而启动绕组只是在电机启动时接入电源，当转速达到75-80%同步转速时，有离心开关（或继电器触头）将启动绕组和电源断开；也有单相异步电机类型的启动绕组（辅助绕组）长期参与工作运行。当定子绕组接到单相交流电源以后，建立旋转磁势与旋转磁场，依靠电磁感应作用，使转子绕组产生感应电流，继而产生电磁转矩，以实现电能向机械能的转换。
以启动转矩较低，但有较高的功率因数和效率、体积小、重量轻、振动小与噪声小，适用于直接与负载连接并要求低噪音的场合（如电风扇）的单相电容运转异步电动机为例，其工作绕组M与启动绕组（辅助绕组）A的轴线在空间相隔90度电角度，并在辅助绕组串联一个工作电容器C（其电容量较小）后，再与工作绕组并接于单相电源，且辅助绕组长期参与运行[6]。单相电容运转异步电动机的接线原理和电流相量关系如下图所示。
(a)接线原理（M工作绕组、A启动绕组）
（b）电流相量关系
图2-2单相电容运转异步电动机的接线原理（a）和电流相量关系(b)
第三章控制器系统的硬件电路设计
本系统的硬件电路设计利用Protues软件实现,它是将电路仿真和微处理器仿真进行协同，直接在基于原理图的虚拟原型上进行处理器编程调试，并进行功能验证的一款专业设计软件[7][9]。AT89C2051单片机是由美国ATMEL公司生产的低电压、高性能属于CMOS、8位的单片机，以此单片机AT89C2051为核心的风扇控制器的应用相较于传统的风扇控制器不仅可以从根本上克服了传统风扇机械式分档调速控制切换时金属触点打火放电的现象等方面的一系列不足，可以延长了使用寿命，而且大大提高了原有产品的性能质量,其自动化、稳定性、可靠性、高效性、可靠性等都得到极大的提高[10]。
3.1控制器系统的工作原理
控制器系统以AT89C2051单片机为核心，通过整流调压电路对220V的交流电源进行整流调压，从而得到稳定的5V电压对单片机、放光二极管、按键等元器件提供稳定的电源。利用键盘界面选择想要的风扇功能及工作状态，当定时建、风速键、风向键、风种键的按键次数的电信号输入到AT89C2051,经过AT89C2051的数据处理，输出控制信号并利用三个双向晶闸管和调速电感来对电机调速，从而调节风扇的转速[11]。再通过单片机执行不同程序控制电机从而得到按键设定的不同工作状态。另外，通过红、黄、绿、蓝四种发光二极管的闪烁频率来分别显示定时、风速、风种、风向的各自状态。
3.2风扇控制器硬件电路组成
风扇控制器的硬件组成如第二章的图2-1所示，该控制器是以AT89C2051为核心的控制系统，控制器系统的硬件电路模块包括：电源整流调压模块、发光二极管显示模块、键盘控制模块、单片机控制模块及电机控制模块等[12][13]。
3.2.1电源整流调压模块
为了给单片机、发光二极管等提供稳定的直流5V电源，在不另外引入5V直流电源的情况下，可通过对220V交流电源进行整流调压从而得到稳定的5V电源。控制器系统中所需要用到的5V电压，由稳压集成电路7805提供。
稳压集成电路7805是3端正稳压电路，TO-220封装，能提供多挣固定的输出电压，应用范围广泛。内部包括过流、过热和过载保护电路。带散热片时，输入电压的极限值为35V，输出电流可达1A。虽然是固定稳压电路，但使用外接元件时，也可以获得不同的电压和电流。
7805的主要特性：1、输出电流可达1A；2、输出电压有：5V；3、过热保护；4、短路保护；5、输出晶体管SOA保护。
7805的功能框图：
7805的内部电路原理图：
图3-27805内部电路原理图
原理图如下所示。
图3-3电源整流调压电路图
3.2.2显示模块
控制器系统的显示模块主要由通过电源整流调压电路而得到的稳定的5V直流电源、
限流电阻、AT89C2051以及发光二极管（包括红、黄、绿、蓝四种）构成。
显示模块设计思想：主要是通过发光二极管的不同频率的闪烁来表示风扇的不同工
作状态。（1）当风扇处于定时状态时，如果定时30分钟，则与之对应的发光二极管（红
色）以1.5s的时间间隔循环闪烁100次；如果定时60分钟，则该发光二极管以1s的时间
间隔循环闪烁100次；如果定时90分钟，则该发光二极管以0.5s的时间间隔循环闪烁100
次。（2）当风扇处于风速选择状态时，如果设定风扇工作在强风状态下，则与之对应的
发光二极管（黄色）以1.5s的时间间隔循环闪烁100次；如果在中等风速状态下，则该
发光二极管以1s的时间间隔循环闪烁100次；如果在弱风状态下，则该发光二极管以0.5s
的时间间隔循环闪烁100次。（3）当风扇处于风种选择状态时，如果设定风扇工作在正
常风状态下，则与之对应的发光二极管（绿色）以1.5s的时间间隔循环闪烁100次；如
果在自然风状态下，则该发光二极管以1s的时间间隔循环闪烁100次；如果在睡眠风状
态下，则该发光二极管以0.5s的时间间隔循环闪烁100次。（4）当风扇处于风向选择状
态时，如果设定风扇工作在固定风向状态下，则与之对应的发光二极管（蓝色）以1.5s
的时间间隔循环闪烁100次；如果在摇摆风状态下，则该发光二极管以1s的时间间隔循
环闪烁100次。
根据上面陈述的控制器系统的显示模块的设计思想，以及针对整个控制器系统在显示模块所要求的各大技术指标，控制器系统的显示模块的电路原理图如下图所示。
图3-4系统显示模块电路原理图
电平特性要求：要对发光二极管进行如该模块设计思想那样控制，则P 1.0-P 1.3口输出的控制电频特性分别如下图所示。
(a )以1.5s 时间间隔闪烁的控制信号
(b )以1s 时间间隔闪烁的控制信号
(c )以0.5s 时间间隔闪烁的控制信号图3-5显示模块的三种控制电频信号图
3.2.3键盘控制模块
控制器系统的键盘控制模块主要由通过电源整流调压电路而得到的稳定的5V直流电源、限流电阻、AT89C2051、四个非门电路、一个与门电路以及四个按键构成,下面以设计思想和工作原理分别介绍。
键盘控制模块设计思想：该模块主要四个按键组成，分别是定式按键、风速按键、风中按键及风向按键。当风扇处于开机状态时，电风扇上电，按下定时键时，根据按键的次数来确定风扇在相应定时时刻内工作（按键一次，电风扇定时运转30分钟；按键两次，电风扇定时运转60分钟；按键三次，电风扇定时运转90分钟），同时由单片机发出的控制信号使相应定时指示灯亮根据不同的定时时间以不同的频率闪烁。当继续按下风速键时，同样根据按键的次数确定风扇转相应的转速工作（按键一次，电风扇工作在强风状态下；按键两次，电风扇工作在中等风速状态下；按键三次，电风扇工作在弱风状态下），同时由单片机发出的控制信号使相应的风速指示灯亮则根据不同的风速以不同频率闪烁。当按下风种键时，也是根据按键的次数来确定风扇转换到相应风种状态下工作（按键一次，电风扇工作在正常风的状态之下；按键两次，电风扇工作在自然风的状态之下；按键三次，电风扇工作在睡眠风的状态之下），同时由单片机发出的控制信号使相应的风种指示灯亮也根据不同的风种以不同频率闪烁。当按下风向键时，同样也是根据按键次数来确定风扇转换到相应风向状态下工作（按键一次，点风扇工作在定向风的状态之下；按键两次，点风扇工作在摇摆风的状态之下），同时由单片机发出的控制信号使相应风向指示灯亮也同样以不同频率闪烁。
键盘控制模块的工作原理：要实现键盘控制模块的控制，首先就需要确定在有按键按下时，单片机可以判断识别出被按下的按键的位置。然后再确认按键被按下的次数，确定按键按下次数后，从而使单片机确定执行相应的程序，使电机工作在按键设定的相应状态之下。
按键位置的确定方式：确定被按下的按键的位置是由与按键直接相连的单片机接口的电平信号和单片机的第一中断口的电平信号共同确定的，由于AT89C2051的中端口是低电平触发，所以按键与单片机的第一中断口的连接是通过一个或非门相连实现的。例如，如果定时建按下，则与其相连的单片机的P1.4口变成高电平，而通过或非门的运算使第一中断口（INT0）P3.2成为低电平，从而由P1.4口和P3.2口的电平变换信
智能电风扇控制器设计单片机课程设计
智能电风扇控制器设计 单片机课程设计 设计题目：智能电风扇控制器设计
neuq 目录 序言 一、设计实验条件及任务 (2) 1.1、设计实验条件 1.2、设计任务 (2) 二、小直流电机调速控制系统的总体方案设计 (3) 2.1、系统总体设计 (3) 2.2、芯片选择 (3) 2.3、DAC0832芯片的主要性能指标 (3) 2.4、数字温度传感器DS18B20 (3) 三、系统硬件电路设计 (4) 3.1、AT89C52单片机最小系统 (5) 3.2、DAC0832与AT89C52单片机接口电路设计 (6) 3.3、显示电路与AT89C52单片机接口电路设计 (7) 3.4、显示电路与AT89C52单片机电路设计 (8) 四、系统软件流程设计 (7) 五、调试与测试结果分析 (8) 5.1、实验系统连线图 (8) 5.2、程序调试................................................,. (8) 5.3、实验结果分析 (8) 六、程序设计总结 (10) 七、参考文献............................................ (11) 附录 (12) 1、源程序代码 (12) 2、程序原理图 (23)
序言 传统电风扇不能根据温度的变化适时调节风力大小，对于夜间温差大的地区，人们在夏夜使用电风扇时可能遇到这样的问题：当凌晨降温的时候电风扇依然在工作，可是人们因为熟睡而无法察觉，既浪费电资源又容易引起感冒，传统的机械定时器虽然能够控制电风扇在工作一定后关闭，但定时范围有限，且无法对温度变化灵活处理。鉴于以上方面的考虑，我们需要设计一种智能电风扇控制系统来解决这些问题，使家用电器产品趋向于自动化、智能化、环保化和人性化，使得由微机控制的智能电风扇得以出现。 本文介绍了一种基于AT89C52单片机的智能电风扇调速器的设计，该设计主要硬件部分包括AT89C52单片机，温度传感器ds18b20，数模转换DAC0809 电路，电机驱动和数码管显示电路，系统可以实现手动调速和自动调速两种模式的切换，在自动工作模式下，系统能够能够根据环境温度实现自动调速；可以通过定时切换键和定时设置键实现系统工作定时，使得在用户需求的定时时间到后系统自动停止工作。 在日常生活中,单片机得到了越来越广泛的应用，本系统采用的AT89C52单片机体积小、重量轻、性价比高,尤其适合应用于小型的自动控制系统中。系统电风扇起停的自动控制,能够解决夏天人们晚上熟睡时,由于夜里温度下降而导致受凉,或者从睡梦中醒来亲自开关电风扇的问题,具有重要的现实意义。 一、设计实验条件及任务 1.1、设计实验条件 单片机实验室 1.2、设计任务 利用DAC0832芯片进行数/模控制，输出的电压经放大后驱动小直流电机的速度进行数字量调节，并显示运行状态DJ-XX和D/ A输出的数字量。 巩固所学单片知识，熟悉试验箱的相关功能，熟练掌握Proteus仿真软件，培养系统设计的思路和科研的兴趣。实现功能如下： ①系统手动模式及自动模式工作状态切换。
新余学院 毕业设计 课题: 家用风扇控制器设计姓名：夏喜 学号：1101030139 同组姓名：孟杭 专业班级：11机制专1 指导教师：李耐根 设计时间：2013-9-22
目录 一、设计目标 (2) 二、设计要求 (2) 三、总体设计 (2) 四、硬件设计 (2) 五、软件设计 (3) 六、程序清单 (9) 七、调试结果 (17) 八、心得体会 (17) 九、参考文献 (18)
模拟家用风扇控制器的设计 一、设计目标 设计并制作一个模拟家用风扇控制器。 二、设计要求 1、控制器面板为：按钮三个，分别为风速、类型和停止，LED指示灯六个，指示风速强、中、弱，类型为睡眠、自然和正常。 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、处于工作状态时有： (1) 初始状态为：风速-“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”→“正常”……往复循环改变； 4、风速：风速的弱、中、强对应于电扇的转动由慢到快。 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； 6、按照风速与类型的设置输出相应的控制信号。 三、总体设计 1．8253定时/计数器通道0定时控制步进速度，通道2和3定时电机的转停时间，8255的PA0控制步进电机的转停。 2．8255 的C口输出控制脉冲，经74452电路驱动电路。B口输出控制LED 显示风扇当前的状态。 四、硬件设计 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
数理与信息工程学院《单片机原理及应用》期末课程设计 题目：基于单片机的智能电风扇控制系统 专业：物联网运行与管理 班级： 姓名： 学号： 指导老师： 成绩： 2014年12月
目录 第1节引言 (3) 1.1 智能电风扇控制系统概述 (3) 1.2 本设计任务和主要内容 (3) 第2节系统主要硬件电路设计 (5) 2.1 总体硬件设计 (5) 2.2 数字温度传感器模块设计 (5) 2.2.1 温度传感器模块的组成 (5) 2.2.2 DS18B20的温度处理方法 (6) 2.3 电机调速与控制模块设计 (7) 2.3.1 电机调速原理 (7) 2.3.2 电机控制模块硬件设计 (8) 2.4 温度显示与控制模块设计 (9) 第3节系统软件设计 (10) 3.1 数字温度传感器模块程序设计 (10) 3.2 电机调速与控制模块程序流程 (15) 3.2.1 程序设计原理 (15) 3.2.2 主要程序 (16) 第4节结束语 (19) 参考文献 (20)
基于单片机的智能电风扇控制系统 数理与信息工程学院电子信息工程041班汪轲 指导教师：余水宝 第1节引言 电风扇曾一度被认为是空调产品冲击下的淘汰品，其实并非如此，市场人士称，家用电风扇并没有随着空调的普及而淡出市场，近两年反而出现了市场销售复苏的态势。其主要原因：一是风扇和空调的降温效果不同——空调有强大的制冷功能，可以快速有效地降低环境温度，但电风扇的风更温和，更加适合老人儿童和体质较弱的人使用；二是电风扇有价格优势，价格低廉而且相对省电，安装和使用都非常简单。 尽管电风扇有其市场优势，但传统电风扇还是有许多地方应当进行改良的，最突出的缺点是它不能根据温度的变化适时调节风力大小，对于夜间温差大的地区，人们在夏夜使用电风扇时可能遇到这样的问题：当凌晨降温的时候电风扇依然在工作，可是人们因为熟睡而无法察觉，既浪费电资源又容易引起感冒，传统的机械定时器虽然能够控制电风扇在工作一定后关闭，但定时范围有限，且无法对温度变化灵活处理。鉴于以上方面的考虑，我们需要设计一种智能电风扇控制系统来解决这些问题。 1.1 智能电风扇控制系统概述 传统电风扇是220V交流电供电，电机转速分为几个档位，通过人为调整电机转速达到改变风力大小的目的，亦即，每次风力改变，必然有人参与操作，这样势必带来诸多不便。 本设计中的智能电风扇控制系统，是指将电风扇的电机转速作为被控制量，由单片机分析采集到的数字温度信号，再通过可控硅对风扇电机进行调速。从而达到无须人为控制便可自动调整风力大小的效果。 1.2设计任务和主要内容 本设计以MCS51单片机为核心，通过温度传感器对环境温度进行数据采集，从而建立一个控制系统，使电风扇随温度的变化而自动变换档位，实现“温度高，风力大，温度低，风力弱”的性能。另外，通过键盘控制面板，用户可以在一定范围内设置电风扇的最低工作温度，当温度低于所设置温度时，电风扇将自动关闭，当高于此温度时电风扇又将重新启动。
毕业论文开题报告 机械设计制造及其自动化 智能电风扇控制系统设计 一、选题的背景和意义 近几年，我国电风扇市场发展迅速，产品产出持续扩张，国家产业政策鼓励电风扇产业向高技术产品方向发展，国内企业新增投资项目投资逐渐增多。投资者对电风扇市场的关注越来越密切，这使得电风扇市场推广策略与营销渠道开发的发展研究需求增大。 随着计算机技术、控制技术、信息技术的快速发展，工业的生产和管理进入了自动化、信息化和智能化时代，智能化已经成为时代发展的需要。基于生产现场和日常生活的实际需要，研究和开发智能电风扇控制具有十分重要的意义。该项目的研究可以应用于工厂自动化、仓库管理、智能玩具和民用服务等领域，可提高劳动生产效率，改善劳动环境。 AT89S52单片机芯片制作的“电风扇定时开关电路”，允许用户随时通过按键开关自行输入设置新的定时时间参数，其范围可在1分钟（最短时间）至999分钟（最长时间）之间任意设置（步进为1分钟），这为用户根据使用的环境温度、自己身体条件、个人爱好等具体情况，适时进行调整设置，选用最合适的定时时间提供了方便。而且在整个定时状态下，电路具有允许用户随时自行选择使用“阵风”或“连续风”的控制功能。具有电路简单、制作容易、设置方便、使用灵活等优点。 本设计来源于在企业学习生活当中的深刻感受，天气开始炎热的时候，人们都会开着电扇入睡，但是往往睡着了都会忘记去关，所以我们可以对电扇进行定时，到了一定时间，电扇就会自动停止工作。而且夏天的晚上总是很容易着凉，所以睡觉的时候就可以根据自己的身体情况改变风速，可以改成阵风或者连续风。所以该作品是为解决此问题而设计的AT89C51单片机风扇控制器。 二、研究目标与主要内容 研究目标：本课题主要是设计一套智能电风扇控制系统，该系统设计以AT89S51单片机为核心控制器，通过DS18B20温度传感器对室内环境温度进行数据采集，单片机对采集到的温度信号进行处理并输出一定占空比的PWM，电风扇随温度变化而自动变换档位，实现“温度高，风力大；温度低，风力弱”的性能。另外，通过键盘控制面板，用户可
基于单片机的风扇控制器设计 序言 自然风是指自然界里的天然阵风，风量时大时小，给人以舒适感觉。在生活中，我们可以感受自然风给我们带来的清爽，也可以享受空调带来的阵阵凉意。 风扇虽然在一定程度上给人们的生活带来了便捷，而电风扇的风量则不同，它是固定不变的，虽然配以摇头装置，仍不能达到自然风的效果。长时间吹固定不变的风量，不但会感到不舒服，而且对人的健康也不利，随着变频空调的发明，我们设想能否设计一种风扇，其工作效果可以象变频空调一样，象自然风一样，来解决经济条件还没有能接受空调或在一些不适合使用空调的地方的人们生活矛盾。 解决的方法是给电风扇安装一个摸拟自然风控制器，有了它可使电风扇发出变化的风量，好像自然界里的天然阵风，这种模拟自然风对老人和小孩尤为适宜，同时设计的风扇具备多档定时功能，也使其适合夜间睡眠使用。 该设计控制器期望能达到长期可靠运行，风扇速度可调节并不少于8档，能实现定时关机。风扇能模拟自然风，其转速能由快到慢，再由慢到快反复循环。 在本次设计，制作，调试过程中得到了李月红老师的大力支持，指导和帮助。特此表示感谢！ ××××× 2007.5.28
第1章智能化风扇控制器硬件设计 1．1智能化风扇控制器系统设计方案及简介 方案一：采用数字电路控制。其原理方框图如图1-1所示。采用数字集成电路通过对脉冲振荡器的调节和脉冲计数实现定时关机。电路可由可控式振荡器、脉冲计数与分频器、脉冲译码与分配器与晶闸管触发电路。但是不能随意控制档速，而且硬件的连接有些复杂。不够实用。 图1-1数字电路控制方案 方案二：采用单片机控制。利用单片机丰富的I/O端口，及其控制的灵活性，采用数模转换实现基本的调速功能、还有时钟显示功能。其原理如图1-2所示。 通过比较以上两种方案，单片机有较大的活动空间，既能实现所要求的功能，又能在很大的程度上扩展功能，而且可以方便的对系统进行升级，所以我们采用后一种方案[1]。
精心整理 家用电风扇控制逻辑电路设计 电子课程设计报告 题目名称：家用电风扇控制逻辑电路设计 姓名：邹秀兰 专业：通信工程 班级学号：08042104 同组人：曾令春 指导教师：韦芙芽 南昌航空大学信息工程学院 2010年9月日
第三章系统的组成及工作原理 3.1系统的组成 摘要 随着我国经济的发展，居民家中的电器是越来越多，电风扇也成为了我们生活中必不可少的家用电器。以前的台式电风扇和落地式电风扇都是采用机械控制，主要控制风速和风向。然而随着电子技术的发展，目前的家用电风扇大多采用电子控制线路取代了原来的机械控制器，是电风扇的功能更强，操作也更简便。使电风扇的使用变得更为人性化。 本次课程设计的题目是：家用电风扇逻辑控制电路的设计。由三个按键分别控制风速、风种和开关，并分别用不同颜色的发光二级管来显示风扇工作的状态。附加按键提示音及定时功能。增加这些都是为了提高电风扇的人性化。基本电路是利用四片D 触发器74LS175建立起“风速”及“风种”状态锁存电路，并由74LS08、74LS1517、4LS175及74LS00构成“风速”及“风种”的循环。定时部分由555单稳态脉冲电路及74LS192移位寄存器和74LS48译码器构成。 经过一系列的分析、准备。由于库房没有大的板子故将定时部分焊在另一块板子上，所以本次课程设计除在美观上有点欠缺外达到了全部的要求。 关键字:电风扇、按键、脉冲、循环。 目录 前言·················· ..............................................4 第一章设计内容及要求. (5) 第二章系统设计方案选择 2.1方案一.....................................................6 2.2方案二.....................................................6 第三章系统组成及工作原理 3.1系统组成...................................................7 3.2工作原理...................................................8 第四章单元电路设计、参数计算、器件选择 4.1状态锁存电路电路............................................`9 4.2触发脉冲电路...............................................11 4.3风种控制电路...............................................12 4.4消抖电路...................................................14 4.5单稳态电路.................................................15 第五章实验、调试及测试结果与分析................................16 结论..............................................................17 参考文献. (18) 附录一····························································18 附录二····························································20 附录三····························································22 前言 科学技术是第一生产力。科技使我们由手工时代进入了现代的电器时代。同时科技在国家的国防事业中发挥了重要的作用，只有科技发展了才能使一个国家变得强大。而作为二十一世纪的主义，作为一名大学生，不仅仅要将理论知识学会，更为重要的是要将所学的知识用于实际生活之中，使理论与实践能够联系起来。电子课设是将理论与实践相结合的一个非常重要的环节，是一个能真正能提高学生动手与实践能力的环节。 家用电器已经变得极为普遍，成了我国家庭中最为普及的家用电器之一。随着近几年我国经济的快速发展人们的生活水平也逐渐提高了，人们对家用电器的要求也越来越高。人们希望家用电器能够实现智能化及人性化。而作为人们生活中比不可少的家用电器，电风扇的智能化及人性化的设计就显得尤为重要。家用电风扇控制逻辑电路设计就是针对这一问题而研究设计的。 以前的家用的电风扇一个按键只能控制一种风速，而且无法对其风种进行控制，无疑这样的电风扇存在一定的弊端，从而限制了电风扇的进一步普及。通过逻辑电路设计之后的电风扇。只需要三个按键就可以循环控制风速、风种及开关状态。实现了电风扇的人性化。 在国内外，家用电风扇的逻辑控制技术已经相当成熟。但是这一点并不能说明我们的这次课设就没意义。因为其中对逻辑电路进行设计分析的思路仍然值得我们去学习和研究。又因为其简单、易做、易设计。对设计材料无特别要求的特点。使得家用电风扇控制逻辑电路设计这一课题广泛运用于电子课设中。 第一章设计内容及要求 〖基本要求〗 1)实现风速的强、中、弱控制(—个按钮控制，循环)： 使用一个“风速”按键来循环控制风速的变化。当电风扇出于停止状态时按下该键，风扇启动并出于弱风、正常风状态，风扇启动后，依次按下“风速”键，风速按着“弱——中——强——弱”依次变换。 2)实现风种的“睡眠风”、“自然风”、“正常风”三种状态的控制(—个按钮控制，循环)： 使用一个“风种”按键来循环控制风种的选择。当风扇处于停止状态时按下该键风扇不能启动，当风扇处于工作状态时，依次按下“风种”键，风速随着“正常风——睡眠风——自然风——正常风”的状态变化。 3）风扇停止状态的实现： 使用一个按键来控制风扇的停止。在风扇处于任一工作状态时按下该键风扇停止工作。 4)LED 显示状态: 分别用六个LED 灯来显示“风速”和“风种”的三种工作状态。 〖提高要求〗 1)按键提示音 2)定时关机功能(以小时为单位) 1正常风电机连续转动，产生持久风； 2自然风电机转动4秒，停4秒，产生阵风； 3睡眠风电机转动8秒，停8秒，产生轻柔的微风。 第二章系统设计方案选择？ 方案：电风扇控制逻辑电路由四部分组成。 1、状态锁存电路； 2、触发脉冲电路； 3、“风速”、“风种”方式选择电路； 4、定时电路； 该电路？很好的实现“风速”、“风种”及停止状态的控制，完美的实现了课设的基本要求，也基本上完成了提高要求。因为提高要求是在基本要求达到后设计的，由于时间的问题故存在些瑕疵没能和主电路达到很好的匹配。
智能电风扇控制器设计 序言 传统电风扇不能根据温度的变化适时调节风力大小，对于夜间温差大的地区，人们在夏夜使用电风扇时可能遇到这样的问题：当凌晨降温的时候电风扇依然在工作，可是人们因为熟睡而无法察觉，既浪费电资源又容易引起感冒，传统的机械定时器虽然能够控制电风扇在工作一定后关闭，但定时范围有限，且无法对温度变化灵活处理。鉴于以上方面的考虑，我们需要设计一种智能电风扇控制系统来解决这些问题，使家用电器产品趋向于自动化、智能化、环保化和人性化，使得由微机控制的智能电风扇得以出现。 本文介绍了一种基于AT89C52单片机的智能电风扇调速器的设计，该设计主要硬件部分包括AT89C52单片机，温度传感器ds18b20，数模转换DAC0809电路，电机驱动和数码管显示电路，系统可以实现手动调速和自动调速两种模式的切换，在自动工作模式下，系统能够能够根据环境温度实现自动调速；可以通过定时切换键和定时设置键实现系统工作定时，使得在用户需求的定时时间到后系统自动停止工作。 在日常生活中,单片机得到了越来越广泛的应用，本系统采用的AT89C52单片机体积小、重量轻、性价比高,尤其适合应用于小型的自动控制系统中。系统电风扇起停的自动控制,能够解决夏天人们晚上熟睡时,由于夜里温度下降而导致受凉,或者从睡梦中醒来亲自开关电风扇的问题,具有重要的现实意义。 一、设计实验条件及任务
1.1、设计实验条件 单片机实验室 1.2、设计任务 利用DAC0832芯片进行数/模控制，输出的电压经放大后驱动小直流电机的速度进行数字量调节，并显示运行状态DJ-XX和D/ A输出的数字量。巩固所学单片知识，熟悉试验箱的相关功能，熟练掌握Proteus 仿真软件，培养系统设计的思路和科研的兴趣。实现功能如下： ① 系统手动模式及自动模式工作状态切换。 智能电风扇控制器设计 ② 风速设为从高到低9个档位，可由用户通过键盘手动设定。③ 定时控制键实现定时时间设置，可以实现10小时的长定时。 ④ 环境温度检测，并通过数码管显示，自动模式下实现自动转速控制。⑤ 当温度每降低1℃则电风扇风速自动下降一个档位，环境低于21度时，电风扇停止工作。 ⑥ 当温度每升高1℃则电风扇风速自动上升一个档位。环境温度到30度以上时，系统以最大风速工作。 ⑦ 实现数码管友好显示。 二、小直流电机调速控制系统的总体设计方案 2.1、系统硬件总体结构 图2.1系统硬件总体框图 2.2、芯片选择
课程设计报告家用电风扇控制系统完整版 电子课程设计 ——家用电风扇控制逻辑电路设计 学院：电子信息工程学院专业、班级：电子131501班 姓名：李思尚 学号：201315020109 指导教师：李小松 2015年12月 - 1 - 目录 电子课程设计 ____________________________________________________ - 1 - 一、设计任务与要求 ______________________________________________ - 4 - 1、基本要求_________________________________________________ - 4 - 2、提高要求_________________________________________________ - 4 - 二、总体框图（数字电路方案） ____________________________________ - 4 -
1、风速、风种模块___________________________________________ - 5 - 2、脉冲触发模块_____________________________________________ - 5 - 3、输出控制模块_____________________________________________ - 5 - 4、定时模块_________________________________________________ - 5 - 5、复位模块_________________________________________________ - 5 - 6、秒脉冲发生器_____________________________________________ - 5 - 三、器件选型 ____________________________________________________ - 6 - 1、触发器___________________________________________________ - 6 - 2、计数器___________________________________________________ - 7 - 1）、计时部分计数器_______________________________________ - 7 - 2）、预设时间部分计数器___________________________________ - 8 - 3、数据选择器_______________________________________________ - 9 - 4、555定时器_______________________________________________ -
BI YE SHE JI ( 届) 基于单片机的智能风扇控制器设计 (英文) An Intelligent Controller for Fan Based on Single Chip Microcomputer 所在学院电子信息学院 专业班级电子信息工程 学生姓名学号 指导教师职称 完成日期年月日
摘要 提出了以C8051F005为控制器，利用可控硅调速的智能风扇控制器的设计方案。该系统可以实现对风扇的风速调节和风类型转换的控制，可以设定风扇的工作模式。单片机通过控制可控硅导通角，来实现风扇的无级调速，并利用单片机内部的温度传感器采集环境温度，对风扇进行智能控制。详细分析了系统的五大模块：单片机模块、过零检测模块、可控硅触发模块、键盘遥控模块和LCD显示模块，详细的论述了风扇控制器对风扇的控制过程。过零检测模块可以检测出交流电压的过零点，作为单片机发出触发脉冲的参考点；键盘和遥控模块可以对控制器进行设定，用于选择风扇的工作方式；LCD显示模块用于显示风扇风速，风类型，当前工作模式和环境温度等信息。 关键词：风扇；C8051F005；可控硅
Abstract First discusses the development and the application of fan.Put forward the design scheme that an intelligent fan controller based on C8051F005 single-chip use Thyristor to control its spend. The program choice the C8051F005 single-chip to control thyristor’s conduction angle , then to realize the stepless speed regulation of fan. And it can use the single-chip internal temperature sensor to collect the environmental temperature, to realize Auto-control of https://www.doczj.com/doc/328980106.html,ing internal timer of SCM to control thyristor’s conduction by sending out pulse when time is over.The length of timer relate with thyristor’s conduction angle. A detailed analysis of the five modules of the system that includes MCU module, zero crossing detection module, Keys and remote control module，LCD module and a thyristor trigger module. A detailed discussion on fan control about fan controller also will be given. The system can control the speed and wind’s ty pe of fan , you can set the working mode of fan. The zero examination module can detect sinusoidal voltage of zero, as a point of reference to send out pulse by single chip microcomputer. you can set the working of fan by keys and remote control module. LCD display module used to show wind speed, the wind type, the current working mode and the environment temperature and other information. Key Words:fan; C8051F005 ; thyristor;
第六届全国大学生电子设计竞赛征题（湖北赛区） 一、题目 智能电风扇控制系统 二、任务 设计并制作一个智能电风扇控制系统，其示意图如下： 三、要求 1、基本要求 （1）能够分档、连续（或步进）调节电风扇转速，调节范围：0~600转/分钟。 （2）具有普通风、自然风、睡眠风输出功能。 （3）具备定时关机功能。 （4）能通过按键设定输出风的种类、关机时间及调速。 （5）可以切换显示电风扇转速，误差小于1%；输出风的种类;开机工作时间；剩余工作时间;累计工作时间。能够存储当前设定状态。 （6）由于输入电压波动引起转速超过要求的最大值时，应具备限速功能。 （7）具备遥控操作功能，遥控范围不小于5米。 2、发挥部分 （1）电扇输出普通风时，若输入电压有效值在±20%范围内波动时，应保持输出转速恒定，静态误差小于1%。 （2）可以通过键盘任意设定普通风输出时的转速。 （3）当转速设定值和输入电压突变时，采取适当的控制方法以减少超调量及调节时间。
（4）提高输入功率因数，要求不小于0.9。 （5）其他特色与创新（如进一步提高输入功率因素，减低输入电流谐波，提高睡眠风、自然风的舒适度，增加语音提示功能等）。 四、评分意见 五、说明 电风扇用一50W普通风扇 自然风：风扇能吹出忽大忽小的自然风,仿佛大自然的阵阵轻风。 睡眠风：阶梯性减小风速的睡眠风,能顺应人体生理变化,使你即使睡觉也不会因吹风扇着凉而感冒。 六、命题意图及知识范围 本题侧重与控制系统的设计，其内容涵盖了控制、模拟电路、数字电路、单片机和电力电子技术等方面的知识。 本题基本部分虽然要求学生要有一定的知识面，但难度不大，相信大部分参赛学生可以完成。而发挥部分要求学生具有较好的控制理论知识及应用能力。特别是输入功率因素不得小于90%这一要求，用传统的移相斩波调压法是很难达到的，需要用到现代电力电子技术，有一定难度。
目录 前言 (3) 摘要 (4) 1.课程设计任务要求 (4) 2.方案设计 (5) 2.1总体思路 2.2基本原理 2.3框图 3.单元电路设计 (6) 4.Multisim 仿真设计 (14) 5.安装调试步骤 (17) 6.故障分析与电路改进 (18) 7.总结与涉及调试体会 (23) 8.队员分工 (24) 参考文献 (24) 附录一 (25) 实验清单 (25)
前言 炎炎夏日，酷暑难耐，很多家庭选择使用电风扇来降温解暑。之 所以家用电风扇普及范围广，是因为它经济，便捷，实用的性质。本 次课程设计任务为设计并制作一个家用风扇控制器，并实现一定的功 能控制功能。相关功能要求包括风速、类型和通断的调节与控制，并 在风扇运行于任意状态下都对其实现功能的切换，充分体现其可控制性。 设计内容是用一个按钮来实现风速强、中、弱的转换并且实现循环；一个按钮来实现风种从正常风、睡眠风、自然风的转换并且实现 循环；并且用不同颜色LED灯的显示来表示风速与风种的状态各个状态。一个模块是风速的循环控制电路，利用74ls192、74ls138芯片 实现三种状态的循环计数，并且利用高低电平实现LED灯的亮与灭； 一个模块是风种的循环控制电路，利用74ls192、74ls138芯片实现 三种状态的循环计数，并且利用高低电平实现LED灯的亮与灭，其中 周期性脉冲是利用555发生器产生周期为1s的方波，并且利用 74ls161产生周期为8s和16s的脉冲。 本课题基本实现了控制循环电路的功能，将之有效的连接在一起，实 现了家用电风扇控制逻辑电路的总体功能。 关键字：LED 电风扇循环控制汇编语言 74LS161D 74LS138D 74LS192D 74LS04 74LS08 74LS32
中国网络大学CHINESE NETWORK UNIVERSITY 本科毕业设计(论文) 智能风扇控制器设计 院系名称： 专业： 学生姓名： 学号：123456789 指导老师： 中国网络大学教务处制 20 年03月30日
智能风扇控制器设计 前言 随着人们生活水平及科技水平的不断提高，现在家用电器在款式、功能等方面日益求精，并朝着健康、安全、多功能、节能等方向发展。过去的电器不断的显露出其不足之处。 电风扇曾一度被认为将是空调产品冲击下的淘汰品，其实并非如此。家用电风扇并没有随着空调的普及而淡出市场，其主要原因：一是风扇和空调的降温效果不同——空调有强大的制冷功能，可以快速有效地降低环境温度，但电风扇的风更温和，更加适合老人儿童和体质较弱的人使用；二是电风扇有价格优势，价格低廉而且相对省电，安装和使用都非常简单。 尽管电风扇有其市场优势，但传统电风扇还是有许多地方应当进行改良的。现在大部分电风扇只有手动调速，加上一个定时器，其功能比较单一，最突出的缺点是它不能根据温度的变化适时调节风力大小，对于夜间温差大的地区，人们在夏夜使用电风扇时可能遇到这样的问题：当凌晨降温的时候电风扇依然在工作，可是人们因为熟睡而无法察觉，既浪费电资源又容易引起感冒，传统的机械定时器虽然能够控制电风扇在工作一定后关闭，但定时范围有限，且无法对温度变化灵活处理。如果能使电风扇处于两种不同的工作模式，模式一能对风扇实现手动控制，进行定时设置和档位调节，模式二具有对环境进行检测的功能，根据实时环境温度进行风速自动调节和当房间里面没有人时能自动的关闭电风扇，使风扇处于待机状态，当有人进入时自动开启并启动定时器控制，这样一来就避免了上述的不足。本次设计就是围绕这些方面对现有电风扇进行改进。 1 方案设计与论证 本设计能对风扇实现手动控制，进行定时设置和档位调节，同时具有对环境进行检测的功能，根据实时环境温度进行风速自动调节和当房间里面没有人时能自动的关闭电风扇，使风扇处于待机状态，当有人进入时自动开启并启动定时器控制。 1.1 遥控设计方案与论证 1.1.1 超声波遥控方案 超声波传感器是运用超声波的特质发明出来的一种传感器。超声波的振动频率高于声波，是通过换能晶片在电压的激励下出现振动 而产生的，其有波长短、频率高、方向性好、绕射现象小、可以成为射线定向传播
第一章绪论 1.1课题背景 目前对于电器产品中冷却风扇的要求越来越高，电机作为冷却风扇的驱动源既要高效节能，又要静音。传统上广泛使用的是交流电机（如：罩极式电机、电容式启动电机等），虽然其结构简单，成本低。但其所固有的体积大，效率低等缺点，已越来越不适应家电产品小型化和高效化的要求。因此，效率高、体积小的直流无刷电机在冷却风扇系统中得到了应用。但是，目前在使用无刷风扇电机作为冷却风扇驱动源的系统中，电动机的转速是恒定的，而不是根据热负荷的大小相应的调整电机转速，因而造成了电能的无用消耗[1]。投影仪、大功率电源、数据通讯交换机和路由器等设备的散热是一个值得考虑的问题。这些应用功耗极大，使设计人员在设计时要用风扇来冷却电子元件。如果吹向元器件的气流等于或小于每分钟六到七立方英尺即可满足冷却要求。那么直流无刷风扇是一个不错的选择目前已有很多微处理机将控制电机必需的功能做在芯片中，而且体积越来越小，像模拟/数字转换器（ADC）、脉冲宽度调制（PWM）等。单片机在检测和控制系统中得到了广泛的应用。温度检测、电机转速控制等方面，都有单片机的应用。温度控制集成电路的迅速发展，也使温度检测技术越来越智能化了，这促使了冷却散热电子产品技术有了长足的发展。 1.2 研究的目的和意义 随着电子技术的飞速发展，当今的电子设备如不考虑热设计，通常会产生过热现象。强迫空气冷却作为比较经济方便的冷却手段在电子设备热设计中得到了普遍应用。而运用强迫空气冷却电子设备的首要任务是选择合适的风扇来提供足够的冷却空气。大多数风扇的使用寿命都在几千小时左右，多数功率设备都存在负荷变化的特点，在停止工作或负荷较轻时可能并不需要风扇，而仅靠散热片的被动散热就能满足散热需求；是否满足散热需求的标准就是温度，在工作温度高于一定程度时，风机开始工作，提供主动散
智能温控风扇设计-论文 智能温控风扇设计 摘要:实现温度控制自动化不仅能够大大提高工业生产的效率～同时还能提高产品质量～减少消耗～因此设计研究高精度、稳定、适用性强的温度控制系统对工业生产发展具有其积极意义。本文介绍了一种智能温度控制风扇的设计方案～其采用AT89S51单片机为控制器核心～通过测量温度的变化来改变风扇的转速从而达到温度控制的目的。同时实现温度采集、温度显示、温度设定等功能。经实验表明～本设计不仅稳定性好～而且温度控制精度高～反应快。 关键字:智能控制,单片机,温度 The design of Intelligent Temperature Control Fan Abstract: Automating temperature control can not only greatly increase the efficiency of production, but also improve the quality of product and reduce the cost. Therefore , a research on high precision、stability、and applicability temperature control system is significant for industry produce. This paper introduces a design of intelligent temperature control fan, which is based on AT89S51 MCU as core controller. It can control the temperature by changing the revolving speed of the fan. And it also includes the function of temperature gathering, temperature display and temperature setting. Experiment shows that the design has a good stability and high precision, and its response time is low. Keywords: Intelligent control; MCU; Temperature 目录
设计方案： 总体设计框图 系统电路设计总体设计方框图所示，控制器采用单片机A T89S52，温度传感器采用DS18B20，用2位LED数码管以串口传送数据实现温度显示。 总体设计方框图 主控制器 单片机A T89S52具有低电压供电和体积小等特点，四个端就能满足电路系统的设计需要，很适合便携手持式产品的设计使用系统可用二节电池供电。 状态显示 显示风扇调速系统处于的工作状态，状态有三种分别是低速状态、中速状态和高速状态，此系统以发光二极管指示作演示。 LED显示 本系统共使用的三个共阳极七段数码管分别显示，当前的温度和设定定时的倒计时时间。温度以标准摄氏度为单位。时间以分钟为单位。数码管采用单片机P0口并行数据输出，P2口数据扫描控制显示，三极管8550做数码管的驱动。 键盘控制 有一组键盘控制倒计时温度的设定加与减。另一组控制系统处于的三种状态，分别对应的是低速状态、中速状态和高速状态，此系统以发光二极管指示作演示。还有一个开关按键是控制系统是处于自动状态和手动状态的开关。 温度传感器 DS18B20温度传感器是美国DALLAS半导体公司最新推出的一种改进型智能温度传感器，与传统的热敏电阻等测温元件相比，它能直接读出被测温度，并且可根据实际要求通过
简单的编程实现９～１２位的数字值读数方式。DS18B20的性能特点如下： ●独特的单线接口仅需要一个端口引脚进行通信； ●多个DS18B20可以并联在惟一的三线上，实现多点组网功能； ●无须外部器件； ●可通过数据线供电，电压范围为3.0~5.5Ｖ； ●零待机功耗； ●温度以９或１２位数字； ●用户可定义报警设置； ●报警搜索命令识别并标志超过程序限定温度（温度报警条件）的器件； ●负电压特性，电源极性接反时，温度计不会因发热而烧毁，但不能正常工作；系统复位 系统单片机采用的是上电复位，当复位键按下时，系统会变为，开始的初始状态。时钟振荡 系统单片机使用的是外部时钟振荡，振荡频率为标准的11.0592MHZ。
外文原文 Single-chip microcomputer 1. the introduction of the singlechip microcomputer The singlechip is one kind of integrated circuit chip, which uses the ultra large-scale technology and has the data-handling capacity (for example arithmetic operation, logic operation, data transfer, interrupt processing) the microprocessor (CPU), random access data-carrier storage (RAM), read-only program memory (ROM), input output circuit (I/O), possibly also includes fixed time the counter, serial passes unguardedly (SCI), demonstration actuation electric circuit (LCD or LED actuation electric circuit), pulse-duration modulation electric circuit (PWM), simulation multichannel switch and A/Electric circuit and so on D switch integrates to together the monolith chip on, constitutes to be smallest the computer system which however consummates. These electric circuits can under the software control accurate, be rapid, highly effective complete the procedure designer preset the duty. From this looked that, singlechip has the function which the microprocessor does not have, it may alone complete the intellectualization control function which the modern industry control requests, this is singlechip biggest characteristic. However singlechip also is different with the single trigger, the chip before the development, it only has the function greatly strengthened ultra large scale integrated circuit, if entrusts with it the specific procedure, it then is youngest, the integrity microcomputer control system, it (PC machine) has the essential difference with the single trigger or the personal computing, singlechip application belongs to the chip level application, needs the user to understand singlechip chip the structure and the command system as well as other integrated circuit application technologies and the system design need theory and technology, with such specific chip design application procedure, thus causes this chip to have the specific function. The different singlechip has the different hardware characteristic and the software characteristic, namely their technical characteristic is different, the hardware characteristic is decided by singlechip chip internal structure, the user must use some kind of singlechip, must understand whether this product does satisfy the characteristic target which the need the function and the application system requests. Here technical characteristic including function characteristic, control characteristic and electrical specification and so on, these information needs to obtain from in theproduction merchant technical manual. The software characteristic is refers to the command system characteristic and the development support environment, the instruction characteristic is singlechip addressing way which we is familiar with, the data