电风扇模拟控制系统设计
电风扇模拟控制系统设计.doc
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
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
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。
电风扇模拟控制系统设计
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。
电风扇模拟控制系统设计
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。
单片机课程设计+电风扇模拟控制系统设计
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
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。
单片机电风扇模拟控制系统设计
*****学院课程设计课程名称：智能仪器题目：电风扇模拟控制系统设计专业班次：姓名：学号：指导教师：学期： 2011-2012学年第一学期日期： 2011.12引言 0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 (1)2.2控制装置的原理 (1)1.3设计方案特点 (1)第二章系统主要硬件设计 (2)2.1AT89C51单片机简介 (2)2.2系统硬件设计电路图 (3)2.3单片机复位电路、显示模块和时钟电路 (3)第三章系统软件设计 (5)3.1PWM控制方法 (5)3.2占空比 (5)3.3电风扇控制设计主程序流程图 (6)3.4电机控制模块与定时器T1中断流程图 (7)第四章调试与仿真 (8)4.1软件仿真 (8)4.2仿真运行 (8)第五章结论 (9)参考文献 (10)附录 (11)目录引言 0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 (1)2.2控制装置的原理 (1)1.3设计方案特点 (1)第二章系统主要硬件设计 (2)2.1AT89C51单片机简介 (2)2.2系统硬件设计电路图 (3)2.3单片机复位电路、显示模块和时钟电路 (3)第三章系统软件设计 (5)3.1PWM控制方法 (5)3.2占空比 (5)3.3电风扇控制设计主程序流程图 (6)3.4电机控制模块与定时器T1中断流程图 (7)第四章调试与仿真 (8)4.1软件仿真 (8)4.2仿真运行 (8)第五章结论 (9)参考文献 (10)附录 (11)引言许多边缘、交叉学科的发展促进了现代科学技术的进步，尤其是对机电一体化、自动控制、计算机技术以及光电通信技术等科学领域的意义更是非同一般。
本文设计的智能电风扇正是以上交叉学科的有机结合体。
它的独特之处在于巧妙的采用了红外遥控技术、单片机控制技术，把智能控制技术用于家用电器的控制中,通过主控单片机AT89C51对电风扇实施智能控制。
基于单片机的电风扇摸拟控制系统设计
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。
3）阳极电流IA 大于可控硅的最小维持电流IH。
电风扇的风速设为从高到低5、4、3、2、1档，各档风速都有一个限定值。在额定电压、额定功率下，以最高转速运转时，要求风叶最大圆周上的线速度不大于2150m/min。
4 系统软件设计
4.1
本系统的运行程序采用汇编语言编写，采用模块化设计，整体程序由主程序和子程序构成。
中原工学院
《单片机》课程设计
题目基于单片机的电风扇模拟控制系统设计
学生姓名
专业班级电气自动化技术
学号
院 （系）电气工程学院
指导教师
完成时间2018年11月16日
总评成绩
1 课程设计的目的
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。
4.3
外中断INT0的部分中断响应程序如下：
ORG 0003H
INTD0:
PUSH ACC
PUSH PSW
PUSH DPH
PUSH DPL
SETB 24H.0
电风扇模拟控制系统
《电气与电子线路CAD》课程设计（学年论文）说明书课题名称：电风扇模拟控制系统学生学号：专业班级：电气自动化学生姓名：学生成绩：指导教师：课题工作时间：填写说明：1. 一、二、三项由指导教师在课程设计（学年论文）开始前填写并交由学生保管；2. 第四项由学生在完成课程设计后填写，并将此表与课程设计说明书一同装订成册交给指导教师；3. 成绩评定由指导教师按评定标准评分。
4. 此表格填写好后与正文一同装订成册。
课程设计评审标准（指导教师用）摘要电风扇是我们日常生活应用非常广泛的家用电器，具有使用方便，价格优惠等特点。
虽然目前空调已非常普及，但电风扇易于控制且风力柔和，仍是大部分人的纳凉首选。
本次采用AD软件以单片机为核心来设计pcb，AD的特点是速度快、性能高，能够极大的减轻工程技术人员的劳动强度。
随着大规模集成电路的发展，人工设计已经远远不能满足人们的需求，计算机辅助设计已经势在必行。
经过本次课程设计应使学生掌握原理图及印刷电路板图的编辑、输出、网表生成、检查、分析及建立新原理图、印刷电路板图库等。
通过实习学生可以独立实现电路原理图和印刷电路板的设计,为今后在工作中的实际应用打下较为坚实的基础。
关键词：单片机；Altium Designer；pcb；电路板目录1方案论证 (1)1.1系统功能要求 (1)1.2方案论证 (1)1.3电气电子线路CAD设计步骤 (2)2项目元件库 (3)2.1自建元件库 (3)2.2元器件封装概述 (4)II2.3利用向导自建元件封装库 (4)3原理图设计 (5)3.1原理图设计操作流程 (5)4 PCB图设计 (8)4.1设计步骤和操作 (8)4.2元件布局要求 (8)4.3 PCB布线原则 (9)5 结论 (10)参考文献 (11)附录1系统原理图 (12)1方案论证1.1系统功能要求利用单片机设计完成一款设计电风扇模拟控制系统，本次实验是基于MCS-51单片机AT89C51。
风扇模拟控制系统设计完整版
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。
电风扇的模拟控制系统的设计
单片机课程设计报告书课题名称：电风扇模拟控制系统设计姓名：学号：院系：专业：指导教师：时间：课程设计项目成绩评定表设计项目成绩评定表一、设计任务及要求：1、设计任务：设计一个电风扇模拟控制系统。
2、要求：1、用四位数码管实时显示电风扇的工作状态。
2、设计一个“定时”键，用于定时时间长短设置。
3、设置一个“摇头”键用于控制电机摇头。
4、设计过热检测与保护电路。
指导教师签名：年月日二、指导教师评语：指导教师签名：年月日三、成绩评定：指导教师签名：年月日四、系部意见：系部盖章：年月日课程设计报告书目录设计报告书目录一、设计目的 (1)二、设计思路 (1)三、设计过程 (1)3.1、系统方案论证 (1)3.2、系统硬件设计电路图 (2)3.3 系统软件设计 (8)四、系统调试与结果 (9)五、主要元器件与设备 (9)六、课程设计体会与建议 (9)6.1、设计体会 (10)6.2、设计建议 (10)七、参考文献 (11)一、设计目的1、熟悉集成电路的引脚安排。
2、掌握芯片的逻辑功能及使用方法。
3、了解面包板结构及其接线方法。
4、了解电风扇的组成及工作原理。
5、熟悉电风扇那的设计与制作。
二、设计思路1、设计系统硬件电路。
2、设计系统复位电路和时钟电路。
3、设计单片机电源电路。
4、系统软件的设计。
三、设计过程3.1、系统方案论证本设计采用AT89C51单片机为核心控制器件，系统框图如图2所示图1电风扇模拟控制系统框图其工作原理为：1. 初始加电时，电风扇不加电，四位数码显示器不显示，只有按下“自然风”、“常风”和“睡眠风”任一按键，电风扇开始工作。
同时，定时器只要不进行新的时间设置，电路就将按系统默认控制负载定时工作的时间方式自动开始运行。
2. 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分钟至990秒之间任意设置。
3. 在进行时间参数设置和整个定时过程中，系统采用四位数码管显示，最高位显示风类，后三位显示定时时间，做“百位、十位、个位”的倒计时显示，同时用数码管上小数点的同步闪亮作为秒显示，显示直观、准确。
电风扇的模控制系统的设计
单片机课程设计报告书课题名称：电风扇模拟控制系统设计姓名：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 (1)二、设计思路 (1)三、设计过程 (1)3.1、系统方案论证 (1)3.2、系统硬件设计电路图 (2)3.3 系统软件设计 (9)四、系统调试与结果 (10)五、主要元器件与设备 (10)六、课程设计体会与建议 (10)6.1、设计体会 (11)6.2、设计建议 (11)七、参考文献 (12)一、设计目的1、熟悉集成电路的引脚安排。
2、掌握芯片的逻辑功能及使用方法。
3、了解面包板结构及其接线方法。
4、了解电风扇的组成及工作原理。
5、熟悉电风扇那的设计与制作。
二、设计思路1、设计系统硬件电路。
2、设计系统复位电路和时钟电路。
3、设计单片机电源电路。
4、系统软件的设计。
三、设计过程3.1、系统方案论证本设计采用AT89C51单片机为核心控制器件，系统框图如图2所示图1电风扇模拟控制系统框图其工作原理为：1. 初始加电时，电风扇不加电，四位数码显示器不显示，只有按下“自然风”、“常风”和“睡眠风”任一按键，电风扇开始工作。
同时，定时器只要不进行新的时间设置，电路就将按系统默认控制负载定时工作的时间方式自动开始运行。
2. 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分钟至990秒之间任意设置。
3. 在进行时间参数设置和整个定时过程中，系统采用四位数码管显示，最高位显示风类，后三位显示定时时间，做“百位、十位、个位”的倒计时显示，同时用数码管上小数点的同步闪亮作为秒显示，显示直观、准确。
4. 在整个定时状态下，电路具有允许用户随时自行选择使用“自然风”状态，也可选择使用“常风”和“睡眠风”状态。
5. 过热检测与保护电路不用传感器，用信号源产生的正弦信号代替传感器“感应”出的信号，若信号幅度大于10mV，则电机停止转动。
6. 按下“摇头”键，“摇头”电机先正转30ms，再反转30ms，如此往复。
单片机课程设计报告---电风扇模拟控制系统设计
电风扇模拟控制系统设计一、选题背景本次单片机C语言设计选题为电风扇模拟控制系统设计，我们需要解决的主要问题为如何实现电风扇的运转，控制档位与转速并且在过热时系统会做出及时的调整。
我们还应达到以下技术要求：利用 L298N 驱动模块，驱动直流风扇，设计一个电风扇控制系统；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；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；设计风扇的过热保护，即当风扇运行一段时间后，暂停10秒。
本次实验的指导思想主要是在学习完单片机C语言程序后，并且做了多次实验，我们已经熟练掌握程序编写、画电路图、进行仿真实验。
通过课程设计来锻炼我们自己的动手能力并且检验我们的学习成果。
二、方案论证(设计理念)设计原理：本次设计以单片机AT89CA51作为核心，从而建立一个控制系统，实现三个按键控制直流电机的不同转速，来实现“自然风”、“常风”、“睡眠风”三种状态，并且每种“风”都有四种档位。
同时在数码管上显示对应的风种类和档位。
同时设计过热保护，系统在运行一段时间后自动暂停10s。
AT89C51是一个低功耗，高性能的8位单片机。
4k字节Flash闪速存储器，256字节片内数据存储器(00H -7FH为片内RAM，80H-FFH为特殊功能寄存器SFR)，32 个I/O 口线，两个16位定时/计数器，一个5向量两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内振荡器及时钟电路。
AT89C51可降至0Hz的静态逻辑操作，并支持两种软件可选的节电工作模式。
空闲方式停止CPU的工作，但允许RAM，定时/计数器，串行通信口及中断系统继续工作。
掉电方式保存RAM中的内容，但振荡器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一个硬件复位。
三、过程论述首先先使用一张proteus模拟电路图来展现设计原理。
让我们更好的理解设计中使用的元器件以及运行原理。
模拟电风扇控制系统设计
2.用直流小电机模拟电风扇电机，按下相应的风类键，电机工作在相应状态：“自然
风”运行时 PWM 的占空比为 1:3；“睡眠风”运行时 PWM 的占空比为 1:5；“常风”
运定时”键，定时时间增加2分钟，工作过程如下： 计 要 求
4. 按下“摇头” 键，“摇头”电机先正转 30ms，再反转 30ms，如次往复。
6.过热检测与保护电路不用传感器，用信号源产生的正弦波信号代替传感器“感应”
出的信号，若信号幅度大于 10mV，则电机停止转动。
设 1. 模拟电风扇系统原理示意图； 计 文 2. 模拟电风扇硬件电路原理图（用 CAD 软件画出）； 档 3. 模拟电风扇程序流程图； 要 求 4. 模拟电风扇源程序。
模拟电风扇评分细则
评分项目与 分值
系统原理示 意图（8 分） 硬件电路原
判分要求 系统原理示意图绘制每错一处扣 2 分，扣完为止 1.硬件电路设计每错一处扣 2 分，扣完为止；
理图（16 分） 2.电路图绘制每错一处扣 1 分，扣完为止；
3.电路图绘制必须用硬件平台资源组合而成，元件序号也必须与资源部分
介绍的一致，每错一处扣 1 分，扣完为止。
程序流程图 程序流程图绘制每错一处扣 2 分，扣完为止。
（8 分）
源程序 源程序设计不满足设计任务和要求扣 2～28 分。
（28 分）
功
1.风类工作不满足设计要求扣 2～14 分。
能
实
2.定时不满足设计要求扣 2～12 分。
现
3.摇头电路工作不满足设计要求扣 2～7 分。
（40 分） 4.过热检测与保护电路不满足设计要求扣 2～7 分。
设 示剩余的定时时间，无定时显示“000”。
计 2.设计 “自然风”、 “常风”和“睡眠风” 三个风类键用于设置风类；
基于单片机的电风扇模拟控制系统设计
基于单片机的电风扇模拟控制系统设计一、引言电风扇作为家居生活中常见的电器之一，其控制系统设计对于提升用户体验和节能减排具有重要意义。
本文将介绍基于单片机的电风扇模拟控制系统的设计原理和实现方法。
二、设计原理1. 硬件部分电风扇模拟控制系统的硬件部分主要由单片机、传感器、电机和驱动电路组成。
其中，单片机作为控制核心，通过读取传感器数据和控制电机驱动电路来实现对风扇的控制。
2. 软件部分电风扇模拟控制系统的软件部分主要由单片机的程序代码组成。
程序代码通过读取传感器数据，根据预设的控制算法来控制电机的转速和运行状态。
常见的控制算法包括PID控制算法和模糊控制算法等。
三、系统设计1. 硬件设计首先需要选择适合的单片机作为控制核心，并设计相应的电路板。
在电路板上连接传感器和电机，并设计合适的驱动电路。
传感器可以选择温度传感器、湿度传感器和人体感应传感器等，用于感知环境参数和用户需求。
电机可以选择直流无刷电机或交流异步电机，根据实际需求确定电机的功率和转速。
2. 软件设计在单片机上编写程序代码，实现对电风扇的控制。
程序代码需要实时读取传感器数据，并根据预设的控制算法进行运算，得出控制电机的输出信号。
控制算法的选择要考虑到系统的稳定性、响应速度和能耗等因素。
同时，还可以根据用户需求设计不同的运行模式，如自动模式、手动模式和睡眠模式等。
四、系统实现1. 硬件实现根据硬件设计方案进行电路板的制作和组装。
将单片机、传感器和电机等元件连接起来，并进行相应的调试和测试。
确保硬件系统能够正常运行。
2. 软件实现编写程序代码，并将其烧录到单片机中。
通过调试和测试，确保程序能够正确读取传感器数据，并根据控制算法进行运算。
同时，还需测试程序在不同工作模式下的表现，以验证系统的稳定性和实用性。
五、系统优化在实际运行中，可以根据用户反馈和实际需求对系统进行优化。
例如，可以根据环境温度和湿度调整风扇的转速，以实现节能减排。
还可以考虑加入遥控功能和智能控制功能，提升用户体验和系统的智能化程度。
电风扇模拟控制系统设计项目任务书+
电风扇模拟控制系统设计项目任务书+
华南理工大学广州学院
工业自动化II项目任务e
1.项目名称：电风扇模拟控制系统设计
2.设计内容：
（1）三个独立的按钮分别控制“自然风”、“睡眠风”和“正常风”（三者之间的差异是直流电机的静止时间不同），差异显示在数码管上；
（2）每种类型风可以根据按下独立按键分为4个档的风力调节；
（3）风机过热保护由继电器设计实现。
也就是说，当风扇运行一段时间时，暂停10秒，或添加报警提示；
3.设计要求：
（1）该系统能实现上述不同按键的功能，并能很好地控制电机；（3）软件编程和系统调试；（4）完成论文。
4.本项目任务书于2021年9月21日发出，应于2021年10月8日前完成，然后提交论文答辩小组进行答辩。
2022年9月14日姚超有讲师
（2）绘制系统的电路图，完成pcb版的设计与制作；。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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。
如果学习和使用单片机，除了灵活应用Protel等绘制原理图和PCB图以外，那么keilC51软件应该掌握，我们要通过它来编写和调试单片机程序。
keilC51软件是众多单片机应用开发的优势软件之一，它集编辑，编译，仿真于一体，支持汇编，PLM语言和C语言的程序设计，界面友好，易学易用。
下面进行分别介绍。
1.1 Proteus的使用1.1.1软件打开双击桌面上的ISIS 7professional图标，出现如图1.1所示界面，随后就进入了proteusISIS集成环境。
图1.11.1.2工作界面Proeus的工作界面是一种标准的windows界面，如图1.2所示。
图1.2 Proteus ISIS的工作界面1.2 Keil C51 的使用1.2.1软件的打开双击桌面上的Keil uVision3 图标或者单击屏幕左下方的“开始”→“程序”→“Keil uVision3”，出现如图1.3所示界面，随后就进入了Keil uVision3集成环境。
图1.3启动Keil uVision3时的界面1.2.2工作界面Keil uVision2的工作界面是一种标准的Windows界面，包括：标题栏、主菜单、标准工具栏、代码窗口等，如图1.4所示。
图1.4工作界面关于该软件的使用，与学习其他软件的方法没有多大区别，当然我们也不是每个功能都使用，没必要逐一介绍，下面举一个例子说明使用就行了，如果想详细了解，请搜索其详细使用资料。
1.2.3 电风扇实例程序设计建立一个新工程，单击Project菜单，在弹出的下拉菜单中选中New Project选项，如图1.5所示。
图1.5 选择建立工程菜单确定之后选择你要保存的路径,输入工程文件的名字,比如保存到“电风扇”目录里,工程文件的名字为“电风扇”如下图1.6所示，然后点击保存。
图1.6 创建工程随后会弹出一个对话框，要求你选择单片机的型号，你可以根据你使用的单片机来选择，KeilC51几乎支持所有的单片机，由于Proteus选用AT89C52原理图，那么选择AT89C52之后，右边栏是对这个单片机的基本的说明,然后点击确定即可，如图1.7所示。
图1.7选择单片机的型号完成上一步骤后，工程到此就已经创建起来了，其屏幕如图1.8所示。
图1.8已创建好的工程工程虽然已经创建好，即已经建立好了一个工程来管理跑电风扇这样一个项目，但我们还没写一行程序，因此还需要建立相应的C文件或汇编文件。
下面我们就来新建一个C文件，新建之后并保存，如图1.9所示。
图1.9新建C文件并保存把刚才新建的电风扇.c添加到工程来添加后的界面如图1.10所示。
图1.10 添加完成后的界面单击“Project”菜单，再在下拉菜单中单击“ ” 在下图中，单击“Output”中单击“Create HEX File” 选项，使程序编译后产生HEX代码，以便在Proteus里加载可执行代码，并单击“Target”选项，更改晶振频率（本例使用12M晶振），其如图1.11所示。
图1.11 修改晶振频率到此，设置工作已完成，下面我们将编译、链接、转换成可执行文件（.HEX的文件）。
编译、链接、生成可执行文件。
如图3.18所示。
图1.12 编译、链接、生成可执行文件图标依次单击上述图2-12所示图标，如果没有语法错误，将会生成可执行文件，即本例可执行文件为“电风扇.hex”。
2电风扇硬件控制系统2.1设计方案特点初始加电时，电风扇不加电，四位数码显示器不显示，只有按下“自然风”，“常风”和“睡眠风”任意按键，电风扇开始工作。
同时，定时器只要不进行新的时间设置，电路就将按系统默认控制负责定时工作的时间方式自动开始运行》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分钟至999秒之间任意设置。
在进行时间参数设置和整个定时过程中，系统采用四位数码管显示，最高位显示风类，后三位显示定时时间，做“百位，十位，个位”的倒计时显示，同时用数码管上的小数点的同步闪亮作为秒显示，显示直观，准确。
在整个定时状态下，电路具有允许用户随时自行选择使用“自然风”状态，也可选择使用“常风”和“睡眠风”状态。
过热检测与保护电路不用传感器，用信号源产生的正弦信号代替传感器“感应”出的信号，若信号幅度大于10MV，则电机停止转动。
按下“摇头”键，“摇头”电机先正转30MS，再反转30MS，如此反复。
2.2关于AT89C51单片机的介绍AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。
该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。
由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。
如图2.1。
图2.12.2.1主要特性：·与MCS-51 兼容·4K字节可编程闪烁存储器寿命：1000写/擦循环数据保留时间：10年·全静态工作：0Hz-24Hz·三级程序存储器锁定·128*8位内部RAM·32可编程I/O线·两个16位定时器/计数器·5个中断源·可编程串行通道·低功耗的闲置和掉电模式·片内振荡器和时钟电路2.2.2管脚说明：VCC：供电电压。
GND：接地。
P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。
当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。
P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。
在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。
P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。
P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。
在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。
P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。
并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。
这是由于内部上拉的缘故。
P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。
在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。
P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。
P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL 门电流。
当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。
作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。
P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口，如下列所示：口管脚备选功能P3.0 RXD（串行输入口）P3.1 TXD（串行输出口）P3.2 /INT0（外部中断0）P3.3 /INT1（外部中断1）P3.4 T0（记时器0外部输入）P3.5 T1（记时器1外部输入）P3.6 /WR（外部数据存储器写选通）P3.7 /RD（外部数据存储器读选通）P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。
RST：复位输入。
当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。
ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。
在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。
在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。
因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。
然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。
如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。
此时， ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。
另外，该引脚被略微拉高。
如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。
/PSEN：外部程序存储器的选通信号。
在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。
但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。
/EA/VPP：当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。
注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。