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

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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。、设计体会 .............................................................................. 错误!未定义书签。、设计建议............................................................................................... 错误!未定义书签。

七、参考文献........................................................................ 错误!未定义书签。

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

、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。

、系统硬件设计电路图

该系统已AT89C51单片机为核心，由电源电路，时钟电路，复位电路，显示电路，键盘，电机组成。图2是系统硬件电路图。

图2系统硬件电路

3.2.1 系统复位电路和时钟电路

复位电路：

首先形成单片机最小系统，在89C51单片机芯片XTAL1、XTAL2加入时钟电路，RST加入复位电路，EA加入高电平。

89C51的复位是由外部的复位电路来实现的。复位电路分为上电复位和手动复位，我们采用的是上电+手动复位，正常工作时按下S1键，9脚变成高电平，单片机复位，按键松开，通过电容放电，9脚回到低电平。采用的是

12MHZ晶振，所以C=10uf,R1=,R2=200Ω。如图3

图3复位电路

时钟电路：

89C51单片机的时钟信号通常有两种方式产生：一是内部时钟方式，二是外部时钟方式。采用内部时钟方式：89C51单片机各功能的运行都是时钟控制信号为基准，有条不紊的工作。因此，时钟频率直接影响单片机的速度，始终电路的质量也直接影响单片机系统的稳定性。89C51内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器，该高增益反相放大器的输入端为芯片引进XTAL1,输出端为引脚XTAL2。这两个引脚跨接石英晶体振荡器（简称晶振）和微调电容，就构成一个稳定的自激振荡器，如图4时钟电路所示，是89C51内部时钟方式的振荡器电路。电路中的电容C1、C2典型值通常选择30pF，对外接电容虽然没有严格要求，但电容的大小会影响振荡器频率的高低。振荡器稳定性和起振的快速性。晶振的频率越高，则系统的时钟频率也就越高，单片机的运行速度也越快，此次实验我们选择的晶振是12MHZ晶振。

晶振为12MHZ时的机器周期的计算：

一机器周期＝12个振荡周期，1个振荡周期T=1/f，时钟频率f=1/T,

一机器周期＝1/T×12，若晶振＝12MHZ，

一机器周期＝1/12×12=1uS

外部时钟方式时把外部已有的时钟信号引入到单片机内，此方式常用与多片89C51单片机同时工作，以便于各单片机的同步。

图4时钟电路

3.2.2 AT89C51单片机电源电路

电路主要分为：变压、整流、滤波、稳压四个部分。电流进入电路，通过一个220V变9V的电源变压器把220V的交流电压变为9V的交流电压，然后通过整流器把9V交流，功率为15W左右。变压器次级线圈输出的9V交流电压经