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单片机原理与应用课
程设计
院（系）：工业中心
班级：106001
姓名：王永安100203120
路体力 100201114
指导老师：王党利
时间：2013.07.07
目录
一、设计题目 (4)
二、总体方案设计及分析 (4)
三、硬件原理图设计 (4)
四、软件流程图及程序设计 (6)
五、设计总结和心得体会 (13)
摘要
本次课程设计通过keilC软件和Proteus软件设计一个电风扇模拟控制系统设计。
基于AT89C51芯片实现了用四位数码管实时显示电风扇的工作状态，最高位显示风类：“自然风”显示“1”、“常风”显示“2”、“睡眠风”显示“3”。
后3位显示定时时间：动态倒计时显示剩余的定时时间，无定时显示“000”。
设计一个“定时”键，用于定时时间长短设置；设置一个“摇头”键用于控制电机摇头。
设计过热检测与保护电路，若风扇电机过热，则电机停止转动，电机冷却后电机又恢复转动。
最终完成了设计任务。
关键词：AT89C51 keilC软件 Proteus软件。
基于单片机的电风扇模拟控制系统设计一、引言电风扇是现代生活中常见的家用电器之一，它的使用方便、功能多样，深受人们喜爱。
随着科技的发展，基于单片机的电风扇控制系统逐渐成为研究的热点。
本文将介绍一种基于单片机的电风扇模拟控制系统设计，旨在提供一个可靠、智能的电风扇控制方案。
二、系统设计1. 系统框架基于单片机的电风扇模拟控制系统主要由单片机、传感器、电机驱动电路、显示器和按键等组成。
其中，单片机充当控制中心的角色，传感器用于采集环境参数，电机驱动电路用于控制电机的转速，显示器和按键用于用户与系统进行交互。
2. 传感器选择传感器的选择对于系统的精确性和稳定性至关重要。
在电风扇控制系统中，常用的传感器有温度传感器和湿度传感器。
温度传感器用于检测环境温度，湿度传感器用于检测环境湿度。
根据不同的需求，可以选择合适的传感器进行使用。
3. 单片机编程单片机是系统中的核心部件，其编程决定了整个系统的功能和性能。
在电风扇控制系统中，单片机需要实现以下功能：- 读取传感器采集到的温度和湿度数据；- 根据设定的温度和湿度阈值，控制电机的转速；- 实时显示温度、湿度和电机转速等信息；- 通过按键进行系统设置和操作。
4. 电机驱动电路电机驱动电路用于控制电机的转速。
常用的电机驱动电路有直流电机驱动电路和交流电机驱动电路。
根据不同的电机类型，选择适合的驱动电路。
在电风扇控制系统中，一般采用直流电机，因此需要设计一个合适的直流电机驱动电路。
5. 显示器和按键显示器和按键用于用户与系统进行交互。
显示器可以显示当前环境的温度、湿度和电机转速等信息，按键则可以用于设置温度和湿度阈值以及控制电机的开关。
合理设计显示器和按键的布局和界面，使用户操作方便，信息清晰。
三、系统优势1. 智能化控制基于单片机的电风扇模拟控制系统可以根据环境的温湿度变化自动调节电机的转速，实现自动控制。
用户只需设定好温湿度阈值，系统会自动根据环境参数进行调节，提供舒适的使用体验。
电风扇的模拟控制系统设计的设计一、引言电风扇作为一种常见的家用电器，通过旋转叶片来制造空气流动，从而起到降低室温、促进空气流通等作用。
本文将介绍一种电风扇的模拟控制系统设计，通过控制电机的转速来实现风速的调节。
二、系统需求分析1.风速调节：电风扇需要能够通过调节转速来实现不同的风速档位，满足用户的不同需求。
2.能耗控制：控制系统需要尽量降低电风扇的能耗，减少电费支出。
3.安全可靠：系统应具备过载保护、过热保护等功能，以确保使用过程中的安全性和可靠性。
4.操作简便：用户能够方便地通过开关等操作元件来控制电风扇的开关、风速等功能。
三、系统设计1.传感器部分为了实现风速调节和过热保护等功能，需要通过传感器来获取相关信息。
常见的传感器包括温度传感器、转速传感器等。
温度传感器用于检测电机是否过热，转速传感器用于检测电机的转速。
2.控制器部分控制器是整个系统的核心。
它根据传感器获取的信息，控制电机的转速，从而实现风速的调节。
具体来说，控制器可以根据温度传感器的数据来判断是否需要开启过热保护功能；根据转速传感器的数据来判断电机的转速，并根据用户的操作要求调节电机的转速。
3.驱动器部分驱动器负责将控制器产生的控制信号转化为电机的实际动作。
电风扇通常采用直流无刷电机，因此需要采用电机驱动器来控制电机的转速。
4.电源部分电源部分主要为整个系统提供电能。
电风扇通常使用交流电源，因此需要设计适配器来将交流电转化为直流电供给电机和控制器。
5.操作部分用户通过开关等操作元件来控制电风扇的开关、风速等功能。
可以设计一个简单的控制面板来集成这些操作元件。
四、系统工作流程1.系统上电初始化，显示风速调节档位。
2.用户通过开关控制电风扇的开关，控制器接收到开关信号后判断是开启还是关闭电风扇。
3.控制器根据传感器采集到的温度信息判断电机是否过热。
4.控制器根据传感器采集到的转速信息以及用户设置的风速档位来调节电机的转速。
5.控制器将转速控制信号发送给电机驱动器，由驱动器控制电机的转速。
目录第1章总体设计方案.................................................................. 错误!未定义书签。
1.1设计原理 ................................................................................. 错误!未定义书签。
1.2设计思路 ................................................................................. 错误!未定义书签。
1.3实验环境 ................................................................................. 错误!未定义书签。
第2章详细设计方案...................................................................... 错误!未定义书签。
2.1主程序设计............................................................................ 错误!未定义书签。
2.2功能模块的设计与实现........................................................ 错误!未定义书签。
第3章结果测试及分析.................................................................. 错误!未定义书签。
3.1结果测试................................................................................ 错误!未定义书签。
电子产品设计与制作简介：本电子产品为模拟电风扇控制器的设计与制作，在本项目中需要完成温度转换电路的设计、组装和调试；模拟电风扇控制器电路原理图及PCB板的绘制；焊接、组装、调试模拟电风扇控制器；根据电路原理图提供的各模块接口，编写处理器的控制程序使其达到设计要求一、局部电路设计（6分）1、使用提供的555、电阻、电容、可调式电阻器等元器件设计一个温度转换电路，将为模拟电风扇控制器提供温度状态信号。
当超过温度时，上限LED点亮；、2、焊接、调试电路，使电路工作正常。
局部电路设计元件清单序号名称规格数量1 可变电阻10K 22 温度电阻PT100 13 电阻10K 24 电阻100K 25 电阻1K 26 电阻510 27 电组100 28 电容101 29 电容104 28 LED 红 19 集成电路555 1二、原理图的绘制与PCB板的设计（20分）要求：考生在F盘根目录下建立一个文件夹。
文件夹名称为：2011EJ××（2位数字，竞赛队工位号）。
考生的所有文件均保存在该文件夹下。
各文件的主文件名：原理图文件：sch+××原理图元件库文件：slib+××Pcb文件：pcb+××Pcb元件封装库文件：plib+××其中：××为考生工位号的后两位。
如sch96注：如果保存文件的路径不对，则无成绩。
1、在自己建的原理图元件库文件中添加24C02元件原理图封装。
2、在自己建的原理图文件中将模拟电风扇控制器原理图完整的绘制出来，并在原理图下方注明自己的工位号。
3、在自己绘制的元件封装库文件中，添加按键的PCB封装。
4、绘制模拟电风扇控制器的双面电路板。
要求：（1）电路板面积不大于：160mm（长）*150mm（宽）；（2）所有元件均放置在Toplayer;（3）信号线宽不小于10mil，VCC主线宽不小于30mil，接地主线宽不小于30mil；（4）元件布局合理（5）PCB布线完整、合理、美观；（6）在电路板边界外侧注明自己的工位号。
摘要本次课程设计通过keilC软件和Proteus软件设计一个电风扇模拟控制系统设计。
基于AT89C51芯片实现了用四位数码管实时显示电风扇的工作状态，最高位显示风类：“自然风”显示“1”、“常风”显示“2”、“睡眠风”显示“3”。
后3位显示定时时间：动态倒计时显示剩余的定时时间，无定时显示“000”。
设计一个“定时”键，用于定时时间长短设置；设置一个“摇头”键用于控制电机摇头。
设计过热检测与保护电路，若风扇电机过热，则电机停止转动，电机冷却后电机又恢复转动。
最终完成了设计任务。
关键词：AT89C51 keilC软件 Proteus软件目录1 PROTEUS和KEIL的使用 (1)1.1 Proteus的使用 (1)1.1.1软件打开 (1)1.1.2工作界面 (2)1.2 Keil C51 的使用 (2)1.2.1软件的打开 (2)1.2.2工作界面 (3)1.2.3 电风扇实例程序设计 (4)2电风扇硬件控制系统 (8)2.1设计方案特点 (8)2.2关于AT89C51单片机的介绍 (9)2.2.1主要特性： (9)2.2.2管脚说明： (10)2.2.3．振荡器特性： (11)2.3仿真与调试 (11)3软件设计部分 (12)3.1复位电路 (12)3.2时钟电路 (13)3.3显示电路设计 (13)3.4框图流程 (14)总结 (17)致谢 (18)参考文献 (19)附录 (20)1 Proteus和Keil的使用Proteus7.0是目前最好的模拟单片机外围器件的工具，非常不错，可以仿真51系列，AVR,PIC等常用的MCU及其外围电路（如RAM,ROM,LED,LCD,AD/DA,部分SPI器件，键盘，部分IIC器件），虽然有那么多优点和长处，但还是与实际情况有不少的差别。
如果条件允许，还可以实实在在地学习和体会，仿真毕竟还是仿真，不能代替实际操作，实际许多问题是在仿真中碰不到的，当然我们可以仿真达到学习目的。
智能电风扇模拟控制系统设计金陵科技学院电子竞赛设计报告参赛题目：智能电风扇模拟控制系统设计参赛选手：严飞、王俊参赛地点：金陵科技学院参赛时间：2014.11.15-2014-11.25智能电风扇模拟控制系统设计报告摘要：本设计以STC公司的MCU STC89C52处理器为核心，实现了按键和安卓客户端同步控制风扇转动，利用DS18B20检测温度并有自动调节风速的模式，通过液晶和安卓客户端实时显示出风扇当前的状态。
也可通过按键和安卓客户端来控制风扇的摇头功能。
以该系统以丰富的功能和精准的控制完成了比赛的要求。
关键词：STC89C52 电机驱动模块直流电机蓝牙模块一、系统框图本次实验利用STC89C52单片机接收由按键和蓝牙模块传回的控制数据,控制智能风扇的总开关，风力的大小，和摇头功能,并通过液晶实时返回当前的模式，风速大小，定时，和当前温度。
（本设计的硬件实物图见附录一），系统总体结构框图如下：二、方案论证1、风扇驱动选择：方案一：采用台式计算机散热风扇，该风扇的额定电压为5V，实验过程中发现它的风力太小，不易控制。
故选择放弃该方案。
方案二：采用步进电机作为风扇驱动，因为每转过一个步距角的实际值与理论值存在着误差，不同运行拍数其值不同，四拍运行时应在5%之内，八拍运行时应在15%以内。
因此步进电机的转速很难精准的确定下来，因此，若选择该方案的话，对后面角度的计算将产生很大误差，故选择放弃该方案。
方案三：采用外转子无刷电机作为风扇驱动，外转子无刷电机转速的可控性强，从每分钟几转到每分钟几万转都可以很容易实现，而且变速平稳、转速稳定、转速的线性度好。
外转子无刷电机的转动可以通过软件编程调整它的转速，而且外转子无刷电机带动风扇转动的风力大，实验过程中，发现它的风量较为合适，稳定度也比较高。
故选择采用这种方案，来完成风扇控制系统。
2、单片机最小系统MCU选择：方案一：采用STM32微控制器，STM32是一款功能强大32位的单片机，但由于本次设计要实现的功能较少，STM32的代码操作比较繁琐，对于简单的设计用STM32会性能过剩，也由于stm32价格比较贵，所以放弃该方案。
电风扇模拟控制系统设计一、引言电风扇作为日常生活中常见的电器之一，广泛应用于家庭、办公和工业场所。
电风扇的控制系统是为了实现对风速、运行时间和摇头等功能的控制，提高用户的使用便利性和舒适度。
本文将介绍电风扇模拟控制系统的设计。
二、系统设计1.硬件设计（1）电机驱动：电风扇的核心部件是电机，控制系统需要对电机进行驱动。
采用直流电机驱动器，通过PWM（脉宽调制）信号控制电机的转速。
可以根据用户的需求设置不同的PWM占空比，实现不同风速档位的调节。
（2）温度传感器：电风扇的控制系统需要实时监测环境温度，以便进行温度控制。
采用温度传感器来检测环境温度，当温度超过设定的阈值时，自动开启电风扇并控制风速。
（3）遥控器：为了方便用户对电风扇的控制，设计一个遥控器。
通过无线通信协议与电风扇的控制系统进行通信，实现遥控开关、风速调节和摇头控制等功能。
2.软件设计（1）PWM控制：控制系统通过PWM信号控制电机的转速。
根据用户设置的风速档位，计算相应的PWM占空比，并将PWM信号发送给电机驱动器，控制电机的转速和风速。
（2）温度控制：通过温度传感器实时监测环境温度，当温度超过设定的阈值时，控制系统自动开启电风扇，并根据设定的温度范围调节风速，以保持室内温度的稳定。
（3）遥控功能：设计一个可以与电风扇控制系统进行无线通信的遥控器。
通过遥控器，用户可以远程控制电风扇的开关、风速调节和摇头控制等功能，提高用户的使用便利性。
三、系统特点1.支持多档风速调节：用户可以根据需要，调节电风扇的风速，以满足不同的舒适需求。
2.自动温度控制：通过温度传感器监测环境温度，自动调节电风扇的风速，以保持室内温度的稳定。
3.远程控制功能：通过遥控器与电风扇的控制系统进行无线通信，用户可以随时随地对电风扇进行控制。
4.节能环保：通过智能控制电风扇的运行时间和风速，减少能源消耗，达到节能环保的目的。
5.使用方便：系统设计简单，用户通过遥控器即可实现对电风扇的控制，操作简单便捷。
目录一总体方案设计1.1设计要求以电风扇模拟控制系统设计内容：1、有3个独立按键分别控制“自然风”、“睡眠风”、“常风”，（三者的区别是直流电机的停歇时间不同），并在数显管上显示出区别。
2、每种类型风可以根据按下独立按键次数分为4个档的风力调节。
3、设计风扇的过热保护，用继电器实现。
即当风扇运行一段时间后，暂停10秒。
4、其他创新内容（蜂鸣器报警提示）1.2 优点及意义这款电风扇可以根据自己日常存在的环境还有在不同情况下的需求随时调节三种不同的模式。
三种模式分别是“自然风”、“睡眠风”、“常风”。
如果在使用的过程中感觉三种模式下的风速不适合自己的要求的话，还可以在三种单独的模式下根据按键按动次数的不同来微调节风速，在一个模式下有4中不同的档位，相当于这款电风扇可以有12种可调节的模式，可以满足日常的基本需求。
不同的档位可以在数码管上显示出来，可以做到更加的直观、准确。
风扇电机的部分采用的是无刷直流电机，静音效果和节能效果出色，比较省电；风量档位多，风比较柔和；送风距离更远。
同时在加上蜂鸣器过热保护，使得风扇使用寿命更长，在风扇稳定性还有占用的体积来说这款电风扇都是有着较强的优势1.2初步设计思路2电风扇的系统以AT89C51单片机为核心，由时钟电路，复位电路，显示电路，直流无刷电机组成。
由复位电路来保证程序的复位和初始化，时钟电路来保证内各部件协调工作的控制信号。
作用是来配合外部晶体实现振荡的电路提供高频脉冲，更是作为电机的PWM占空比的前提条件。
矩阵键盘作为电风扇的按键来控制电机的转动速度，键盘控制的原理就是调节电动机的输出电压来控制电动机的转速。
实际上是利用了PWM控制方法，可以更好的控制电动机的频率，确保了运行时候的准确度还有精度也是较强的二硬件电路设计2.1 AT98C51单片机与蜂鸣器模块图二蜂鸣器模块2.1.1 89C51单片机89C51单片机由中央处理器（CPU）、存储器、定时/计数器、输入/输出（I/O）接口、中断控制系统和时钟电路组成。
电风扇的模拟控制系统设计的设计-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN单片机课程设计报告书课题名电风扇模拟控制系统设计称：姓名：学号：院系：专业：指导教师：时间：设计项目成绩评定表设计报告书目录一、设计目的........................................................................ 错误!未定义书签。
二、设计思路........................................................................ 错误!未定义书签。
三、设计过程........................................................................ 错误!未定义书签。
、系统方案论证 ....................................................................... 错误!未定义书签。
、系统硬件设计电路图............................................................. 错误!未定义书签。
系统软件设计......................................................................... 错误!未定义书签。
四、系统调试与结果............................................................ 错误!未定义书签。
五、主要元器件与设备........................................................ 错误!未定义书签。
六、课程设计体会与建议.................................................... 错误!未定义书签。
