课程设计报告家用电风扇控制系统完整版
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智能电风扇控制器设计报告完整版.doc一、背景随着智能家居的兴起,越来越多的家电开始加入智能化的行列。
电风扇是炎热夏季必不可少的家电之一,而智能电风扇则在传统电风扇的基础上增加了智能化的功能,使得使用更加方便和舒适。
二、设计目标本次设计旨在开发一款智能电风扇控制器,实现以下功能:1. 手机APP远程控制电风扇开关、风速、振动等功能。
2. 后台运行功能,实时监测电风扇状态。
3. 智能风速调整功能,根据温度自动调整风速。
4. 多种振动模式选择,满足不同用户需求。
5. 安全保护功能,防止过载、过压等问题。
三、设计方案根据设计目标,本次电风扇控制器的设计方案主要分为以下几个部分:1. 硬件设计智能电风扇一般包括风扇本身、电机、悬挂架、电路控制器等部分,因此硬件设计主要是对电路控制器的设计。
电路控制器采用STM32F407核心板,主要控制风扇的马达和灯光,同时通过接口和传感器获取温度和湿度等数据。
具体的硬件接口如下:1.1 马达控制接口马达控制接口包括PWM输出口、电机转速检测口和电机电源控制口。
其中,PWM输出口控制电机的转速,电机转速检测口实时监测电机的转速,而电机电源控制口用于控制电机的开关。
1.2 温度检测接口温度检测接口采用温度传感器结构,通过IIC协议连接到主控板上,实时获取当前温度值。
1.3 人机交互接口人机交互接口主要包括显示屏接口、光线传感器接口和按键输入接口。
其中,显示屏接口用于显示当前风速和振动模式等信息,光线传感器接口可以自动调节背光亮度,按键输入接口则用于手动调节风速和振动模式等参数。
1.4 安全保护接口安全保护接口包括过载保护、过温保护和过压保护等功能。
其中,过载保护和过温保护采用自动断开电源的方式,而过压保护则采用自动降低电压的方式进行保护。
软件设计主要包括两个部分,一是嵌入式系统软件设计,二是手机APP软件设计。
2.1 嵌入式系统软件设计嵌入式系统软件设计主要采用C语言进行开发,主要功能包括:1. 马达控制模块,控制风扇的开关、转速和旋转方向。
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摘要在电路板上有六个指示灯指示电扇的状态。
三个按键分别为选择不同的操作----风速、风种、停止。
其操作方式和状态指示如下:1、电扇处于停转状态时,所有指示灯不亮。
此时只有按“风速”键电扇才会响应,其初始工作状态为“风速”-弱,“风种”-正常位置,且相应的指示灯亮。
模拟电风扇控制系统课程设计报告电气信息学院单片机技术课程设计报告课题名称电风扇模拟控制系统设计专业班级11通信02班学号1104140xx年6月17日至6月21日课程设计量化评分标准指标分值评分要素得分方案选择合理,分析、设计正确,原理清楚,方案设计 20 电路、程序流程图清晰,结构合理,程序简洁、正确。
报告结构严谨,逻辑严密,论述层次清晰,设计报告 20 语言流畅,表达准确,重点突出,报告完全符合规范化要求,用计算机打印成文。
过程清晰,调试方案设计合理,测试点选择调试与结果 20 适当,程序编写正确,调试步骤清楚。
电路及程序运行结果正确,达到预期效果。
工作态度 20 工作量饱满程度,题目难度;工作态度,按时完成设计任务,是否独立完成等。
思路清晰;语言表达准确,概念清楚,论点答辩成绩 20 正确;分析归纳合理,结论严谨;回答问题有理论根据,基本概念清楚。
总评成绩指导老师评语:答辩记录1、例举设计过程中遇到的问题及其解决方法。
答:问题说明:LED显示灯无法正常显示字符。
解决方法:换了不同的LED进行试验发现都不能正常显示,所以考虑到是译码电路出现问题,检查电路发现是单片机P1口与RES-6器件的高地位接反了,改正后系统正常显示了。
问题说明:当按键按下后,仿真正常开始,但按下摇头键,电机有时反转,有时不反转,一直按住摇头键不放电机可正常反转。
解决方法:验证程序无误后我判断是按键的问题,经过查阅知道了可以添加一个按键防抖环节,按键消抖可分为硬件消抖和软件消抖两种,在键数较少时可用硬件消除抖动,并采用了在I/O口上并接合适的电容来解决。
2、教师现场提的问题记录在此。
能实现电子电路仿真的软件有很多,如Multisim、PSPICE、OrCAD、EWB 等,Proteus 相对这些软件来说有什么特点?答:Proteus不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能,还能仿真单片机及外围器件。
它是目前最好的仿真单片机及外围器件的工具。
电风扇控制课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能够理解电风扇的基本工作原理,掌握电路组成及各部分功能。
2. 学生能够了解并掌握电风扇控制电路的接线方法及电路图识别。
3. 学生能够解释并掌握电风扇速度控制原理,包括电阻调速、电容调速等方法。
技能目标:1. 学生能够独立完成电风扇控制电路的搭建,并进行调试。
2. 学生能够运用所学知识,分析和解决电风扇控制过程中出现的问题。
3. 学生能够设计简单的电风扇控制电路,提高创新实践能力。
情感态度价值观目标:1. 学生通过学习电风扇控制课程,培养对物理科学的兴趣,增强探索精神。
2. 学生在团队合作中,学会沟通、协作,培养集体荣誉感。
3. 学生能够关注电风扇在生活中应用,提高节能环保意识,形成绿色消费观念。
课程性质:本课程属于物理学科,以实验和实践为主,结合理论知识,培养学生的动手能力和创新能力。
学生特点:学生处于八年级,具备一定的物理知识和实验操作能力,好奇心强,喜欢探索新事物。
教学要求:教师需结合学生特点,采用启发式教学,引导学生主动参与课堂,注重理论与实践相结合,提高学生的实践操作能力。
同时,关注学生的个体差异,给予个性化指导,确保每位学生都能达到课程目标。
通过课程学习,使学生将所学知识应用于实际生活,提高解决问题的能力。
二、教学内容1. 电风扇工作原理:介绍电风扇的基本结构,包括电动机、调速器、开关等部分的功能及工作原理。
- 教材章节:第三章《电机的原理与应用》- 内容列举:电机的基本结构、原理及种类;电风扇电动机的结构及工作原理。
2. 电风扇控制电路:讲解电风扇控制电路的接线方法,电路图识别及元件功能。
- 教材章节:第四章《电路的控制》- 内容列举:基本控制元件及其功能;电风扇控制电路的接线方法及电路图识别。
3. 电风扇速度控制原理:阐述电风扇速度控制的方法,包括电阻调速、电容调速等。
- 教材章节:第五章《电子调速器》- 内容列举:速度控制原理;电阻调速、电容调速的原理及优缺点。
电子技术课程设计——家用电风扇控制姓名:学院:学号:专业班级:指导老师:日期:摘要随着经济的发展,电风扇已是必不可少的家用电器。
它经济、简便、实用,是每个人家里可以负担起的电器。
并且随着科技的发展,电风扇的功能越来越完善,人们也更加注重电风扇的智能化、人性化。
许多厂家在制做风扇是运用了集成芯片构成数字电路或者单片机技术,使电风扇的电路更加简单。
本次实验运用了数字电路的知识,实现了家用电风扇控制逻辑电路设计。
设计内容是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正常风、睡眠风、自然风的转换并且实现循环;不同颜色LED灯的显示来表示风速与风种的状态。
家用电风扇控制逻辑电路分为三大模块:第一个模块是风速、风种的循环控制电路,利用74ls175、74ls08芯片实现三种状态的循环计数,并且利用高低电平实现LED灯的亮灭;第二个模块是风种实现电路,利用555发生器产生周期为8s的方波,并且利用74ls175构成二分频电路形成周期为16s的方波,再利用74ls151芯片选择风种的输出。
第三个模块是按钮控制电路,利用按钮来给芯片脉冲,实现风速、风种的选择,并且可以实现关机的功能。
本课题基本实现了三个模块的功能,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。
虽然此次设计的电路较为简单,但它的成本较低,并且经济、实用而且风种、风种的选择体现了它的人性化,相信在市场有一定的潜力。
关键字:电风扇循环控制74ls175 LED目录摘要 (1)目录 (2)前言 (3)第一章设计内容及要求 (4)1.1设计内容 (4)1.2 设计要求 (4)1.3 主要参考器件 (5)第二章系统组成及工作原理 (6)2.1 系统组成 (6)第三章总体电路设计 (8)3.1 系统设计 (8)3.2 方案的修改 (9)3.3 电路工作原理 (10)3.4 单元电路设计 (10)第四章仿真性能测试 (18)4.1 风种、风速的选择电路 (18)4.2 脉冲触发电路 (18)第五章家用电风扇系统调式 (20)5.1调试仪器 (20)5.2调试过程 (20)5.3 结果分析 (21)第六章结论 (22)附录一元器件清单 (24)附录二总设计电路图 (25)参考文献 (26)前言家用电器已经变得极为普遍,成了人们生活中不可或缺的生活用品。
家用电风扇的课程设计报一、课程目标知识目标:1. 学生能理解电风扇的基本工作原理,掌握其电路组成及各部分功能。
2. 学生能掌握电风扇的主要部件,如电动机、叶片、调速器等,并了解其作用。
3. 学生能了解电风扇的能源消耗和节能措施。
技能目标:1. 学生能够通过观察和实验,分析电风扇的工作原理,提高观察和动手能力。
2. 学生能够运用所学知识,对电风扇进行简单的故障排查和维护。
3. 学生能够设计简单的节能电风扇,提升创新能力。
情感态度价值观目标:1. 学生培养对家用电器的好奇心,激发学习科学技术的兴趣。
2. 学生培养节能环保意识,关注家用电器的能源消耗问题。
3. 学生通过团队合作,培养沟通协作能力和团队精神。
课程性质:本课程为家用电风扇相关知识的科普性课程,结合学生的实际生活,提高学生对电风扇的认知,培养学生的实践能力和科技创新意识。
学生特点:六年级学生具备一定的观察、思考和动手能力,对家用电器有好奇心,但相关知识体系尚不完善。
教学要求:教师需采用启发式教学,引导学生观察、思考、实践,注重培养学生的动手能力和科技创新意识,结合生活实际,提高学生的节能环保意识。
通过本课程的学习,使学生达到预定的学习目标,为后续相关课程打下基础。
二、教学内容1. 电风扇的基本原理:介绍电风扇的工作原理,包括电动机的转动原理、叶片的设计原理等。
相关教材章节:第四章第3节《生活中的电动机》2. 电风扇的电路组成:分析电风扇的电路结构,包括电源、开关、调速器、电动机等组成部分。
相关教材章节:第五章第1节《简单电路的组成》3. 电风扇的主要部件及其功能:详细介绍电风扇的各个部件,如叶片、轴承、罩盖等,并解释其作用。
相关教材章节:第四章第2节《机械部件的认识》4. 电风扇的故障排查与维护:教授学生如何对电风扇进行简单的故障排查和日常维护。
相关教材章节:第六章第3节《家用电器的使用与维护》5. 节能电风扇的设计:引导学生思考如何设计节能电风扇,提高学生的创新能力。
目录绪论 (1)第一章电风扇控制系统原理 (1)1.1 系统总体设计主要内容 (1)1.2 主要内容 (2)1.3 控制装置的原理 (2)1.4 设计方案特点 (2)第二章系统主要硬件设计 (2)2.1 系统硬件设计电路图 (2)第三章系统软件设计 (3)3.1 电风扇控制设计主程序流程图 (3)3.2 电机控制模块与定时器T1中断流程图 (4)3.3 电风扇控制系统程序 (5)第四章结论 (7)参考文献 (8)绪论电风扇简称电扇,香港称为风扇,日本及韩国称为扇风机,是一种利用电动机驱动扇叶旋转,来达到使空气加速流通的家用电器,主要用于清凉解暑和流通空气。
广泛用于家庭、办公室、商店、医院和宾馆等场所。
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。
如今的电风扇已一改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采用,并增加了照明、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,预示了整个电风扇行业的发展趋势。
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。
本课程设计的目的:1、培养针对课题需要,选择和查阅有关手册、图表及文献资料的自学能力,提高组成系统、编程、调试的动手能力;2、通过对课题设计方案的分析、选择、比较、熟悉单片机用系统开发、研制的过程,软硬件设计的方法、内容及步骤;3、巩固、加深和扩大单片机应用的知识面,提高综合及灵活运用所学知识解决工业控制的能力。
第一章电风扇控制系统原理1.1 系统总体设计主要内容图1 电风扇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:实现弱风、中风、强风(1、2、3、4档)然后显示数字1,2,3,4。
家用风扇PLC课程设计一、教学目标家用风扇PLC课程设计的教学目标分为三个维度:知识目标、技能目标和情感态度价值观目标。
知识目标:学生需要掌握PLC的基本原理、结构和工作原理;了解家用风扇的组成部分及其工作原理;掌握PLC在家用风扇控制中的应用。
技能目标:学生能够熟练使用PLC编程软件进行编程;能够对家用风扇进行PLC控制系统的设计和调试;具备分析问题和解决问题的能力。
情感态度价值观目标:培养学生对自动化技术的兴趣和好奇心,提高学生对科技创新的认同感;培养学生团队合作、积极进取的精神风貌。
二、教学内容家用风扇PLC课程设计教学内容主要包括四个部分:PLC基本原理、家用风扇结构与原理、PLC在家用风扇控制中的应用、PLC编程与调试。
1.PLC基本原理:介绍PLC的发展历程、分类、基本结构、工作原理和编程语言。
2.家用风扇结构与原理:讲解家用风扇的组成部分、工作原理及其性能参数。
3.PLC在家用风扇控制中的应用:分析PLC在家用风扇控制中的具体应用,如速度控制、方向控制等。
4.PLC编程与调试:教授PLC编程方法,包括逻辑控制、定时控制、计数控制等;讲解PLC调试技巧及故障排查方法。
三、教学方法家用风扇PLC课程设计采用多种教学方法,如讲授法、案例分析法、实验法等,以激发学生的学习兴趣和主动性。
1.讲授法:用于讲解PLC基本原理、家用风扇结构与原理等理论内容。
2.案例分析法:通过分析实际案例,使学生了解PLC在家用风扇控制中的应用。
3.实验法:让学生动手实践,进行PLC编程和调试,提高学生的实际操作能力。
四、教学资源家用风扇PLC课程设计所需教学资源包括:1.教材:选用权威、实用的PLC教材,如《可编程控制器原理与应用》等。
2.参考书:提供相关领域的参考书籍,如《自动化控制系统》等。
3.多媒体资料:制作精美的PPT、视频教程等,以便于学生更好地理解和学习。
4.实验设备:准备PLC实验设备,包括主机、编程软件、实验模块等,以确保学生能够进行实践操作。
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。
做这次课题的目的为了加强对所学课程的进一步了解,巩固电子技术基础课堂教学内容,培养学生综合设计能力,强化学生的实际动手能力,提高学生综合应用能力水平。
经过一系列的分析、准备。
本次课题设计除在美观方面处理得不够得当之外。
本次电路设计完成除定时外的所有设计要求。
关键字:电风扇逻辑控制单稳态定时循环脉冲前言 (3)第一章设计任务及基本要求 (4)第二章系统的组成及工作原理 (5)2.1、系统设计 (5)2.2、系统的组成 (5)2.3、工作原理 (6)第三章方案设计 (7)3.1、状态锁存器 (7)3.2、触发脉冲的形成 (7)3.3、电机转速控制端 (8)第四章单元电路设计、参数计算与器件选择 (9)4.1、状态锁存器电路 (9)4.2、触发脉冲电路 (10)4.3、风类三种方式的控制电路 (12)4.4、风速状态锁存电路 (14)4.5、按键音电路 (16)第五章实验、调试及测试结果与分析 (17)5.1、调试仪器 (17)5.2、实验过程及调试 (17)5.3、测试结果及分析 (17)5.4、完成的电路板 (18)第六章结论及体会 (19)6.1、结论 (19)6.2、体会 (19)参考文献 (20)附录一芯片功能管脚图 (21)附录二元件清单 (22)附录三电路总图及PCB图 (23)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。
通信与信息工程学院2012 /2013 学年第一学期课程设计实验报告模块名称51单片机课程设计专业通信工程学生班级B090103班学生学号B********学生姓名刘超舟指导教师林建中摘要本次课程设计设计一个电风扇模拟控制系统设计。
基于AT89C51芯片实现了用数码管低两位实时显示电风扇的工作状态,高位显示风类:“自然风”显示“1”、“常风”显示“2”、“睡眠风”显示“3”。
低位显示风速,“低”显示“1”、“中”显示“2”、“高”显示“3”:设置一个摇头健,通过三四两位数码管小数点闪动反应摇头状态;设置一个定时键,触发后数码管高两位五六位动态倒计时显示剩余的定时时间,倒计时到0风扇关闭,最终完成了设计任务。
目录1.设计要求.............................................................................................................................. 22 Keil的使用.......................................................................................................................... 32.1软件的打开............................................................................................................... 32.2工作界面........................................................................................................................... 32.3 电风扇实例程序设计.............................................................................................. 43 电风扇硬件控制系统......................................................................................................... 83.1设计方案特点........................................................................................................... 83.2关于AT89C51单片机的介绍................................................................................. 83.2.1主要特性:.................................................................................................... 93.2.2管脚说明:.................................................................................................... 93.2.3.振荡器特性:......................................................................................... 114.设计中遇见的问题.......................................................................................................... 11总结............................................................................................................................. 12附录............................................................................................................................. 131.设计要求题目:电风扇模拟控制系统设计基本要求:用LED/LCD显示电风扇的工作状态(1,2,3,4四档风力),显示风类:“自然风”、“常风”和“睡眠风”。
(完整)家用电风扇控制系统编辑整理:尊敬的读者朋友们:这里是精品文档编辑中心,本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的,发布之前我们对文中内容进行仔细校对,但是难免会有疏漏的地方,但是任然希望((完整)家用电风扇控制系统)的内容能够给您的工作和学习带来便利。
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目录1. 任务说明 (3)2。
方案论证 (4)3. 原理图设计说明 (6)元器件功能: (6)4.程序设计说明 (10)5。
程序流程图并给出程序清单 (17)6.总结体会 (25)附录 (28)1.任务说明●设计实现家用电风扇控制系统.计要求:本设计要求电风扇有三种风速选择,运转时间设定,以及三种运行形式:1 正常:指电扇连续运转;2 自然:指电扇以运转4秒、间断4秒的方式工作,表示电扇模拟产生自然风;3 睡眠:指风扇运转断8秒,间断8秒,产生轻柔的微风。
通过使用89c51芯片,编写相应程序,设计外围电路,实现家用电风扇控制系统。
●任务分析:(1)电风扇在转动的时候,可以选择三种风速。
(2)电风扇工作的时间长短可以通过人工输入来控制。
(3)电风扇必须有三种工作模式.并且受前两种情况的限制。
2.方案论证通过小组讨论,我们对于需要实现的5种功能,进行了方案讨论,讨论所得方案如下:➢三种风速实现:①可以通过编写软件,利用PWM脉宽调制,控制直流电机两端高电压的持续时间,来改变直流电机两端的平均电压,来控制直流电机的转速,从而实现电风扇的三种风速控制。
风速的选择与改变通过外围的三个按钮,从单片机的I\O口输入控制信号,来改变风速大小。
②可以通过外围硬件电路,串联电阻分压,改变直流电机的工作电压来实现。
通过三个按钮来改变加载在直流电机两端的电压,从而改变风扇的转速。
目录一、设计要求 (2)二、设计目的 (2)三、设计的具体实现 (3)1. 系统概述 (3)2. 硬件电路设计 (3)3. 软件程序设计 (5)四、结论 (10)五、心得体会及建议 (11)六、附录 (11)七、参考文献 (14)1家用电风扇设计报告一、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、定时:可以定时30分,60分.二、设计目的用PC的软硬件资源实现家用电风扇的模拟控制。
2三、设计的具体实现1、系统概述整个电路可分为四个模块:风速控制模块,风种控制模块,定时控制模块,振荡源。
(a)、开关SW1和可编程并行接口芯片8255A以及部分相关元件组成风速控制电路,8255A的C口作为输入端口,A 口作为输出端口,通过软件循环检测C口的输入状态,从而决定A口的输出状态。
(b)、端口地址为80H—83H的可编程计数器8253A和555定时器组成的单稳态触发电路组成风种控制模块,其中振荡源为其提供计数脉冲。
其中计数器2产生周期为8s的方波,计数器1为频率发生器,每隔12s产生一个脉冲,触发555定时器组成的单稳态触发电路,使其产生脉冲宽度大概为4s的矩形波。
电风扇控制系统课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解电风扇的基本结构和工作原理,掌握控制系统的组成及其功能。
2. 学生能描述并分析电风扇控制电路图的各个部分,了解电路中各个元件的作用。
3. 学生能运用物理知识解释电风扇转速与电压、电流的关系。
技能目标:1. 学生能通过实际操作,学会正确连接和测试电风扇控制电路。
2. 学生能运用所学知识,设计简单的电风扇控制系统,并进行调试和优化。
3. 学生能运用图表、数据和文字,准确记录实验过程和结果,提高实验报告撰写能力。
情感态度价值观目标:1. 学生通过学习电风扇控制系统,培养对电子技术的兴趣,激发创新意识。
2. 学生在团队合作中,学会尊重他人意见,提高沟通与协作能力。
3. 学生能关注电风扇控制系统在实际应用中的节能、环保问题,增强社会责任感。
课程性质:本课程为初中物理电学部分的实践应用课程,结合实际生活中的电风扇控制系统,帮助学生将理论知识与实际应用相结合。
学生特点:初中学生已具备一定的物理知识和实验技能,对电子技术有一定的好奇心,但需要进一步培养动手操作和团队协作能力。
教学要求:注重理论与实践相结合,强调学生的动手实践能力,培养创新思维和团队协作精神,提高学生的问题解决能力。
通过分解课程目标为具体的学习成果,为后续的教学设计和评估提供依据。
二、教学内容本课程以物理八年级下册电学部分内容为基础,结合以下教学内容:1. 电风扇的基本结构:介绍电风扇的各个组成部分,如电动机、叶片、调速器等。
- 教材章节:第十五章第二节《电动机的工作原理》2. 电风扇工作原理:讲解电动机如何将电能转化为机械能,以及调速器如何改变电动机的转速。
- 教材章节:第十五章第三节《电动机的应用》3. 控制系统组成及其功能:分析电风扇控制电路图的各个部分,包括开关、调速器、保护电路等。
- 教材章节:第十六章第一节《电路图及其表示方法》4. 电风扇控制电路的实际操作:引导学生动手连接和测试电风扇控制电路。
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_______________________________________________ -11 -5、门电路__________________________________________________ - 12 -1)、74LS08与门_________________________________________ - 12 - 2)、74LS04非门_________________________________________ - 13 - 3)、74LS00与非门_______________________________________ - 13 - 4)、74LS32或门_________________________________________ - 14 -6、其他器件________________________________________________ -14 -四、功能模块___________________________________________________ - 14 -1、各模块的设计思路和设计过程______________________________ - 14 -1)、风速、风种模块______________________________________ - 14 - 2)、脉冲触发模块________________________________________ - 16 - 3)、输出控制模块________________________________________ - 18 - 4)、定时模块____________________________________________ - 18 - 5)、复位模块____________________________________________ - 19 - 6)、秒脉冲发生模块______________________________________ - 19 -2、模块的具体连接关系电路图,功能介绍,及其仿真时序图_______ - 20 -1)、风速、风种模块及脉冲触发模块________________________ - 20 -3)、定时模块____________________________________________ - 24 - 4)、复位模块____________________________________________ - 25 - 5)、秒脉冲发生模块______________________________________ - 26 -3、功能模块硬件试验测试____________________________________ - 26 -五、总体设计电路图_____________________________________________ - 27 -1、整体电路设计图__________________________________________ - 27 -2、系统不足及改进方案______________________________________ - 27 -- 2 -六、单片机方案_________________________________________________ - 29 -1、采用单片机方案实现的总体设计框图________________________ - 29 -2、器件选型________________________________________________ - 29 -1)、主控芯片____________________________________________ - 29 - 2)、显示方案____________________________________________ - 30 - 3)、输入按键____________________________________________ - 30 -3、程序流程框图____________________________________________ - 30 -4、部分程序代码____________________________________________ - 31 -七、总结体会___________________________________________________ - 33 - - 3 -家用电风扇控制逻辑电路设计一、设计任务与要求1、基本要求1)、通一个按键控制,实现风速强、中、弱的循环切换。
2)、通一个按键控制,实现睡眠风、自然风、正常风三种风态的循环切换。
3)、LED 显示当前状态:风速及风种。
2、提高要求1)、按键提示音。
2)、定时关机功能(以小时为单位)。
3)、利用单片机实现该系统。
二、总体框图(数字电路方案)状态设计图如图2.1所示。
图2.1 总体设计框图系统整体设计框图如图2.1所示,系统共有七个状态,分别指示三种风速:弱、中、强;指示三种风种:正常、自然、睡眠;以及停止状态。
通过三个按键开关分别控制电扇的风速、风种和停止。
风速的弱、中、强对应电扇的转动速度慢、中、快。
风种在“正常”位置是指电扇连续运行;在“自然”位置是电扇以运转4秒、间断4秒的方式工作,表示模拟产生自然风;在“睡眠”位置,电扇运转8秒,间断8秒,产生轻柔的微风。
模块设计思路如下。
- 4 -1、风速、风种模块此模块的设计,风速和风种大致相同,可以通过使用D触发器组成状态锁存器,通过控制脉冲信号控制实现状态转换!由于要实现风扇停止状态下,按风种按钮无法实现风扇启动的功能,所以,风种的脉冲触发端要受风扇的当前工作状态和风速脉冲的总体控制。
2、脉冲触发模块此模块专为风种和风速状态转换器提供脉冲信号,通过与非门连接按键和当前状态输出,实现脉冲的控制,实现为风种和风速提供状态转换的脉冲。
此外,该模块通过连接按键和状态机的清零端,可以实现手动清零当前状态,让系统停止,实现停机功能。
3、输出控制模块当风种和风速的状态确定后,两个模块要实现组合控制电机运转。
此系统采用风种状态控制电机是否工作运转,用八路数据选择器按照风种状态进行地址选择,原始始终信号经过D触发器组成的分频器得到4S和8S的脉冲,接入数据选择器相应数据端,供风种状态进行选择,输出信号作为当前电机运转的使能信号,从而实现电机按风种模式间歇性运转。
此外,电机还受风速控制,此系统采用,555定时器组成的多谐振荡器,通过调节R和C的值控制占空比和频率的输出,来为电机提供PWM信号,实现当前风速的输出。
4、定时模块本系统可以实现以小时为单位的定时功能,通过一片十进制计数器的循环计数来实现1-8小时的定时设置,5片十进制计数器组成的倒计时器,通过循环置数实现倒计时功能,外接数码管可分别显示当前所剩时分秒!定时功能由按键触发启动定时。
定时时间到达之后,生成复位触发信号,触发系统复位,清除当前状态,让系统停止运行。
此模块还有按键提示音的功能,通过按键电平接入蜂鸣器,实现按下按键蜂鸣器响的功能。
5、复位模块由于计时部分完成计时任务时返回电平信号,但是触发复位信号只能是脉冲信号,所以需要将电平信号转换为脉冲信号得到复位脉冲,本系统采用单稳态电路加一个脉冲触发翻转的D触发器实现将电平转换为脉冲的功能。
6、秒脉冲发生器由于本系统需要实现计时功能,故需要用555设计一多谐振荡器,通过调整R、C参数,实现1HZ/1S的脉冲信号提供给计时系统使用。
此外风种电路也需要得到秒脉冲四分频和八分频之后的脉冲信号,也需要用到秒脉冲发生器。
总结:通过六大模块的组合,最后此系统可以实现由停止工作状态,按下风速按钮系统启动,进入正常工作状态。
正常工作状态下,按风速调节风速大小,按风种调节风种模式。