智能电风扇的设计(共53页).doc
《智能电风扇的设计(共53页).doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《智能电风扇的设计(共53页).doc(53页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、精选优质文档-倾情为你奉上毕业论文设计任务书院(系) 陕西理工学院物电学院 专业班级 电子1204班 学生姓名 甘得泉 一、毕业论文设计题目 智能电风扇的设计 二、毕业论文设计工作自_2016_年_3_月_2_日 起至_2016_年 6 月_15_日止三、毕业论文设计进行地点: 博远楼 四、毕业论文设计的内容要求: 设计一种以AT89C51芯片为核心的系统,应用通用的温度传感器来实现对环境温度的控制,同时系统跟随环境温度的变化来改变电机的运行状态。系统采用温度智能控制,使风扇可以感知环境的温度,以调节风扇的转速,达到更好的工作效果。用户可以选择这种智能调速方式,也可以选择手动设定方式来控制转速
2、。同时也可以使用遥控器来控制风扇的运行状态。五、 毕业论文设计应收集资料及参考文献:1郭智源,韩建,张彦龙.基于STM32的PID和PWM温度控制系统研究 J .科学技术与工程2011 2曾一江.单片机原理与接口技术M.北京:科学出版社,2006. 3陈桂林.红外遥控技术M.福建:航空航天大学出版社,2008.六、 毕业论文设计的进度安排: 3月2日3月29日:查阅资料,完成初步设计方案和开题报告。 4月1日4月26日:完成系统的软硬件设计。 4月29日5月24:完成系统总装及调试。 5月27日6月7日:撰写、修改毕业设计论文。 6月10日6月15日:打印论文准备并完成答辩。 指导教师签名 专
3、业负责人签名 学院领导签名 批准日期 智能电风扇的设计作者:甘得泉(陕西理工学院 物理与电信工程学院 电子信息工程专业 12级 4班,陕西 汉中 )指导老师:梁芳 摘 要本设计为一种温控风扇系统,系统STC89C52单片机作为控制平台对风扇转速进行控制。可由用户设置高、低温度值,测得温度值在高低温度之间时打开风扇弱风档,当温度升高超过所设定的温度时自动切换到大风档,当温度小于所设定的温度时自动关闭风扇,控制状态随外界温度而定。所设高低温值保存在温度传感器DS18B20内部E2ROM中,掉电后仍然能保存上次设定值。本设计性能稳定,控制准确,具有灵敏的温度感测和显示功能。 关键词单片机;温度传感器
4、;智能控制。专心-专注-专业Design of intelligent electric fanAuthor:Dequan Gan(Grade 12, Class 4, Major electronic1s and information engineering, School of Physics and Electronic Information Engineering, Shaanxi University of Technology, Hanzhong , Shaanxi)Tutor: Fang Liang Abstract This design is a kind of temp
5、erature control fan system. STC89C52 single chip microcomputer as a control platform to control the speed of the fan. You can set the high and low temperature value by the user measured temperature value turns on the fan weak wind profile between the high and low temperature, when the temperature ex
6、ceeds the set temperature automatically switch to wind speed, when the temperature is less than the set temperature fan shut down automatically, control state with the outside temperature. The set of high and low temperature value stored in the temperature sensor DS18B20 internal E2ROM, power down c
7、an still save the last set value, stable performance, accurate control. Sensitive temperature sensing and display function. Key words Single chip microcomputer; temperature sensor; intelligent control.目录1 引言本文主要说明了智能电风扇的研究背景,情况,进展方向,确切的提出了制造智能电风扇涉及到的元器件,和每个元器件的功能论述。1.1 课题背景我们日常生活中最常用的电风扇通常只有三、四个档位,运
8、用的是手动开关,室内温度并不会被显示,仅仅只是手动调控该用到哪个档位。自动调温电风扇将电风扇带到了一个新的领域,采用的是在行业中普遍涉及到的的STC89C51单片机。经由单片机和温度感应器融合,家用电风扇等运用其功能将转速准确控制,时期具有更加完善的功能。(1)自动调温电风扇简介它运用直流电动机的操纵基于模拟电路为基本,运算放大器,非线性集成电路和数字电路构成,令其对电风扇各档风量大控制越发的精细,令电风扇等操控更为合理与人性化,并且它也具备全自动、操作方便、智能化,制造简单,运用温度传感器,专业操作集成电路与单片机,达到当室温到达最理想化所设置开启的温度是,电风扇自动打开,同时可以依据室温变
9、化调整风速。当室内温度小于这一设置温度时,电风扇自觉闭合。并且显示目前的室内温度,与自身所调制的温度,提示大家妥善的应用电风扇。(2)自动调温电风扇设计目的来到5月份以后,气温越来越高,特别是进入了盛夏更加的炎热难耐。当前可供挑选的避暑工具主要包含:空调、一般电风扇、冷风机和蒲扇,纸扇等。然而电风扇以其实惠的价格使其的运用非常普遍。大家通常夜以继日的使用,倘若温度略有改变,人们的感冒机率就会大幅提升;冷风机能加强气体的湿度不过用的时间长了,电器会变得潮湿,并且也会让人们长久的暴露在外的关节遭到损害;蒲扇与纸扇价钱便宜,不过不自动,目前使用的人很少。在这种状况下,自动调温电风扇被提了出来。大家的
10、生活节奏变快,人们需要对付的琐事变多,在酷热的夏季,到了家里想舒适的休息,减轻自己整天的疲惫,所以自动调温电风扇设计就处理了这些难题。自动调温电风扇是基于单片机操作来达到直流电动机转动频率自动调整,由此实现调整风速的目标。次方案涉及到STC89C52单片机,它将微处理器、存储器(RAM和ROM)、输入/输出接口和定时器/计数器合成到一块的集成电路芯片。它和集成电路相融和,构成一个设置温度,测温,操控和输出集一体的模块。运用单片机STC89C52与些许电路对室温实现检测,由此对电风扇实现开与关断以整体的控制。1.2 课题研究的目的和意义应对巨大的市场需求,要加强电风扇的供应竞争力。使其在技术要求
11、上达到提升,要将风扇不仅功能多样,控制容易,同时更为放心可靠。在学习期间,分别学习了单片微机原理及其应用,传感器检测及应用技术等课程,使得我对单片机有所熟知,尤其是MCS-52系列的单片机的特征和运用也更加娴熟;不过对于传感器的一些知识也有所了解。因此,在制作智能电风扇时,令电风扇增添了许多智能化的设计,比如:无线遥控、定时功能,无极变速等,令电风扇更智能化,坚信它丰多样的功能,智能化的制作将更加加强电风扇的供应竞争力。同时更重要的是经过智能的操控令科技的运用融入到生活中去,使得许多的人们能体验到到科技带来的便利.2 系统的控制特点与性能要求本设计紧要目的是使一般的电风扇的性能更为完善,使操控
12、便捷化,人性化,主要达到下面几个方面的性能:1.温度操控功能:电风扇能够检测实时温度,用于调整风扇的速度,实现更良好的工作效率。2.定时运行功能:此定时功能能够使自己设定风扇运作的时间长短,以供应更智能化的服务。3、无级调风功能:该性能可处理一般电风扇档位风速改变过于打的缺点,可达到随意风速。4、遥控无线控制:该功能可以让用户远程操控电风扇,并挑选电风扇等运行状况。5、实时温度显示:该功能便捷用户依据实时温度调整电机的开启温度节点,实现节能目标。3 本设计的硬件简介 3.1 STC89C52单片机简介STC89C52由美国ATMEL公司制造的低电压,高性能CMOS8位单片机,片内64bytes
13、的可反复擦写的只读程序存储器(PEROM)和128 bytes的随机存取数据存储器(RAM),器件运用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产,兼容标准MCS-51指令系统,片内置用8位中央处理器(CPU)和Flash存储单元,功能强大。STC89C52单片机可灵活应用于各种控制领域【1】。STC89C52单片机含有下列标准性能:64K字节Flash闪速存储器,128字节内部RAM,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【2】。同时,STC89C52单片机可降至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
14、方式停止CPU的工作,但允许RAM,定时、计数器,串行通行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【3】。 3.2、STC89C2051芯片简介STC89C2052是一种带64K字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000次【4】。该器件应用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造,和工业标准的MCS-52指令集和输出管脚相融和。3.1 STC89C51管脚图 3.3 DS18B20温度传感器DS18B20内部构造如图3。2所示,基本由4部分构成:64位ROM、温度传感器、非挥发的温度报警
15、触发器TH和TL、配置寄存器。DS18B20的管脚排列,DQ为数字信号输入输出端;GND为电源地;VDD为外接供电电源输入端【1】。ROM中的64位序列号是出厂前被光刻完成,它能够被当成是该DS18B20的地址序列码,各个DS18B20的64位序列号都不一样。64位ROM的排的循环冗余校验码(CRC=X8X5X41)。ROM的目的是使各个DS18B20都均不一样,如此就能够达到一根总线上链接多个DS18B20的目标【5】。64位ROM和一线端口存储和控制逻辑高速暂存器8位CRC生成器供电方式选择配置寄存器低温触发器高温触发器温度传感器INTERNALVDDVDD 图3.2 DS18B20的内部
16、结构4 硬件设计 4.1 总体硬件设计系统总体设计框图如下4.1所示: 遥控器红外线发射红外线接收模块STC89C52单片机系统数字温度传感器键盘输入模块温度显示模块电机控制模 块微光显示模块 图4.1系统总体设计框图较于单片机中央处理器的规划方案,依据需求,我们能够运用含有4KB片内EPPROM的STC89C52单片机成为中央处理器【6】。做到整体操控系统的基础,STC89C52内部已包含了定时器、程序存储器、数据存储器等硬件,其硬件能符合整个控制系统的要求,不需要外接其他存储器芯片和定时器件,便捷地组成一个最小系统【7】。整系统结构严谨,抗干扰水平稿,性价比高。是最为适合的方案。4.2 直
17、流稳压电源的设计 直流稳压电源重要功能是给后两个方面供应电压的输出。在方案中分出了2个分支,分别提供5V电压。 直流稳压电源主要由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路四部分组成。框图如图4-2所示。VF VR V1 V2 电源变压器 整流电路 滤波电路 稳压电路 图4.2 直流稳压电源方框图4.2.1 单相桥式整流电路 整流电路主要实现将交流电转换成直流电。达到这一目的紧要是靠二极管的单向导电功能,并且二极管是组成整流电路的重要元件。我采用的是单相桥式整流电路。本设计整流电路如图4-3所示。220V a b 图4.3 单相桥式整流电路图在图中,输入电压V1通过电源变压器成V2。它的功能是将
18、交流电电压V1整理成整流电路请求的交流电压V2。其中的电阻式请求支流供电的负载电阻。四个整流二极管d1到d4构成电桥的方式。通过负载R的电流I以及电压V3的波形如图4.4。它们都是单方向的全波脉动波形。2 3 4 Li 图4.4 单相桥式整流电路波形图4.2.2 滤波电路 在整流电路输出波形中因为有许多的波纹身分,在所请求的波形不太相符。所以在整流电路以滤去整流输出电压的纹波。而滤波电路常有电容滤波,电感滤波和RC滤波等。本电路采用的是电容滤波电路。如图4.5所示。+ + 图4.5 电容滤波电路 4.2.3 稳压电路经典的应用电路如图4.6所示。图中C1、C2被适用于频率填补,以防自激振荡与高
19、频干扰;C3应用电容,为了减小电源放入的低频干扰对输出电压的熏陶【8】;D是守护二极管,随着输入端短路,给C3以出电的通路,阻止C3两边电压打穿调节的发结。图4.6 稳压电路4.3 电机调速模块4.3.1 电机调速原理 经过单片机操控可控硅的导通角,因而变革加在电机两边的有效电压来调整电动机的转动【9】。可控硅导通条件如下: 1)阳阴极间加正向电压; 2)控制极阴极间加正向触发电压; 3)阳极电流IA大于可控硅的最小维持电流IS。4.3.2 电机控制模块硬件设计电路中使用了过零双向可控硅型光耦MOC304。由电光隔离、过零检测、过零触发等性能组成,防止了输入输出路径相同时控制双向可控硅触发的弊
20、端,简化了输出通道功离2驱动电路的结构【10】。所设计的可控硅触发电路原理图如图4.7所示.此中RL叫做电机负载,它的运行原理为:单片机和响应用户参数设定,当I/O口给了一个高电平是,通过反向器取反后,反馈出一低电平,令光电耦合畅通,并且引发双向可控硅,令电路畅通运行,在限定时间内,它的所给功率为:P=公式里:P为承载所求的功率,kW;n是限定时间里可控硅畅通的正弦波的数量。U是可控硅在每个电源时期全畅通时所匹配的电压有效值:V。I为可控硅在一个电源时期全畅通时所匹配的电流有效值:A。根据式(1)可得到,当U,I,N为固定数值时,仅仅需要变化n的数值就可操控功率的给出,因而实现调整电机转速的目
21、标。图4.7电机控制原理4.4 温度显示与控制模块设计 4.4.1 温度检测硬件模块设计 根据MCS52类别单片机以依据,绘出了DS18B20和微处理器的经典连接。图4.8(a)中DS18B20应用寄存电源方式,它的VDD和GND边均连地,图4.8(b)中DS18B20应用外接电源形式,它VDD端采取3V5.5V电源给电。倘若单片机系统采用的晶振频率是12MHz,依据DS18B20的重启化时序、写时序与读时序【11】,比较编写了3个子程序:INIT是重启化程序,WRITE为写(命令或数据)程序,READ是读数据程序,整个的数据读写都是从最低位起步。 VDD GND 4.7K +3V+5.5V
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 智能 电风扇 设计 53
限制150内