智能风扇设计毕业设计

一、方案设计与论证 (3)

1.1 整体方案比较和选择 (3)

1.2 电源方案比较选择 (3)

二、MSP430F149单片机介绍 (5)

1. 简单概述 (5)

2、MSP430F149主要特点 (5)

3 、MSP430F149 芯片引脚功能介绍 (6)

三、系统设计 (7)

3.1 总体设计 (7)

3.2 各单元模块功能介绍及电路设计； (7)

3.2.1接收电路模块 (7)

3.2.2 电风扇驱动隔离电路 (8)

3.2.3键盘模块 (9)

3.2.4电源模块 (9)

3.2.5 液晶模块 (10)

四、软件设计 (10)

4.1 设计思路 (10)

4.1.1 扫描键盘模块 (10)

4.1.2 红外接收模块 (11)

4.2 软件流程图 (11)

4.3 软件代码 (12)

五、系统测试 (19)

5.1 测试方法 (19)

六、谢辞 (20)

七、附件 (21)

7.1 MSP430开发板整体原理图 (21)

7.3 实物图 (22)

八、参考文献 (23)

本设计以MSP430F149单片机为核心控制模块，通过主从单片机之间的串行通信来完成电风扇转速数据处理、模式控制和转速控制等，采用PWM脉冲调制技术来控制风扇的转速，用键盘和LCD12864液晶显示来实现人机交互。该系统有电风扇的无级调速，并可以对电风扇的转速进行设置和转速的实时测试与显示、具有睡眠风、自然风等多种工作模式可以选择、能显示风扇转速、运行模式等等信息和实现定时自动开、关机等功能，系统结构简单，步进小、精度高等优点。

关键词：单片机红外遥控智能控制风扇

一、方案设计与论证

1.1 整体方案比较和选择

根据题目要求，智能电风扇需要

◆温度智控功能：风扇可以调节风扇的转速，达到更好的工

作效果。用户可以选择手动设定方式来控制转速。

◆多级调速功能：提供更多的风力级别和风型，提高用户的

舒适度。

◆定时工作功能：该定时功能可以让用户自己定制风扇工作

时间的长短，以提供更人性化的服务。

◆液晶显示功能：使用液晶屏显示风扇的转速，风扇的工作

模式。

◆红外遥控功能：提供远距离非接触式的风扇控制操作。

1.2 电源方案比较选择

根据要求，需要制作能够产生+5V和+3.3V的电压源。由于稳压芯片的选择不同有以下四种方案：

方案1：采用LM7812、LM7805、LM7912稳压芯片，分别产生+12V、+5V、-12V的恒定电压。+3.3V电压由TL431芯片，根据电阻分压产生。（如图1所示）。

方案优点：该方案硬件电路原理简单，在调试电路和使用电路时操作简单。都是独立输入电压后稳压到一定的值，所以电路相互干扰较小，灵活性高。

方案缺点：输出电流不是很大，所以驱动能力较弱。TL431输出电流较小，需要扩流电路，增加设计的工程量和复杂度。此外，消耗在各独立电路上的焦耳热很多，转换效率低。

图1 电源方案1电路设计框图

方案2: 采用LM7912产生-12V电压，LT1805-5和LT1805-3.3分别稳压达到+5V、 +3.3V。以LM7812的输出作为LM7805的输入，以LM7805的输出作为LT1805-3.3的输入。（如图5所示）方案优点：该电路原理和制作都较简单，消耗的焦耳热较小，电流输出较大。

方案缺点:电路的独立性不强。需要四个散热片，在电路板上占用空间较大。

图5 方案2电路设计框图

方案3: 使用MSP430开发板中的电源电路供电稳定，提供3V或5V。

方案优点：该方案中不需要外接电路，使用方便直接通过一根USB 线就可以实现单片机下载，供电，通讯！操作简单，容易上手,输出功率足够大则带负载的能力强。消耗的焦耳热很少，提高了转换效率，而且灵活性很强。

方案选定：基于以上论证选择方案3

二、MSP430F149单片机介绍

1. 简单概述

MSP430F149芯片是美国TI公司推出的超低功耗微处理器，有60KB+256字节FLASH，2KBRAM，包括基本时钟模块、看门狗定时器、带3个捕获／比较寄存器和PWM 输出的16位定时器、带7个捕获／比较寄存器和PWM 输出的l6位定时器、2个具有中断功能的8位并行端口、4个8位并行端口、模拟比较器、12位A／D转换器、2个串行通信接口等模块。

2、MSP430F149主要特点

1）低功耗:电压1.8～3.6V低电压，RAM数据保持方式下耗电仅0.1pA，活动模式下耗电 250pA/MIPS(MIPS:每秒百万条指令数)，I/O 输入端口的漏电流最大仅50nA。

2）强大的处理能力:MSP430系列单片机采用了目前流行的精简指令集(RISC)结构，一个时钟周期可以执行一条指令，因此在8MHz晶振工作时，指令速度可达到8MIPS。

3）丰富的片上外围模块:MSP430系列单片机结合TI的高性能模拟技术，各成员都集成了较丰富的片内外设，具体到MSP430F149单片机有以下功能模块:看门狗(WDT)，模拟比较器A，定时器A(Timer A)，定时器B(Timer B)，串口，1(USART0，1)，硬件乘法器，液晶驱动器，12位ADC，直接数据存取(DMA)，端口l-6(P1～P6)，基本定时器。

4）系统工作稳定:MSP430系列单片机均为工业级器件，运行环境温度为-40一+85℃，运行稳定、可靠性高，所设计的产品适用于各种民用和工业环境。

5）方便高效的开发环境:因为器件片内有JTAG调试接口，还有可电擦写的FLASH存储器，因此采用先通过JTAG接口下载程序到FLASH 内，再由JTAG接口控制程序运行、读取片内CPU状态，以及存储器内容等信息供设计者调试，整个开发(编译、调试)都可以在同一个软件集成环境中进行。

3 、MSP430F149 芯片引脚功能介绍

MSP430F149芯片设计时的封装方式为贴片式封装，64个引脚，引脚间距为0.5mm，单片机面积很小很难手工焊接，所以够买的是带有转接板的单片机，贴片式的单片机转接成4列2*8排针的引脚，排针脚间距约为2.54mm，能与万能板匹配。