皖曲號(hào)就課程設(shè)計(jì)報(bào)告書系別:機(jī)電系專業(yè):電子信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)生姓名：XX學(xué)號(hào)：XXXXXXXX課程設(shè)計(jì)題目：家用電風(fēng)扇控制器設(shè)計(jì)起迄日期：4月21日~4月30日課程設(shè)計(jì)地點(diǎn)：綜合樓C座411.511指導(dǎo)教師：劉世林下達(dá)任務(wù)書日期：2014年4月20日目錄TOC\o"1-5"\h\z.前言3.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)目的4.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求4.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案4（-）方案論證4（二）電路設(shè)計(jì)5（三）程序流程圖8（五）結(jié)論11（六）性價(jià)比11.課設(shè)體會(huì)11.參考文獻(xiàn)12.致謝12.附錄14已做出實(shí)物，但二極管發(fā)光較小，同學(xué)們可以改進(jìn)一下前言電風(fēng)扇在我國，是80年代開始興起的一種小型的家用電器，剛開始它的功能單一，而且耗電量大，隨著技術(shù)的不斷更新，它的功能更加強(qiáng)大，更加趨于人性化。作為一種老式的家電，電風(fēng)扇具有價(jià)格便宜，擺放方便，體積輕巧等特點(diǎn),面臨龐大的市場(chǎng)需要的同時(shí)，也要提高電風(fēng)扇的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。使之在技術(shù)含量上有所提高，使風(fēng)速不僅功能多樣，操作簡(jiǎn)便，而且更加安全可靠。本設(shè)計(jì)采用了單片機(jī)作為該電風(fēng)扇系統(tǒng)的控制核心，使得家用電扇更加滿足用戶的需求。在國際市場(chǎng)上，單片機(jī)產(chǎn)品的類型很多。其中Intel公司的產(chǎn)品比較領(lǐng)先占有較大銷售份額。在我國Intel公司的MCS-48系列，MCS-51系列，MCS-96系列的各種機(jī)型用得最多，占主流地位。本設(shè)計(jì)在仿真時(shí)以ATMEL公司的AT89C51單片機(jī)為核心，在實(shí)際電路中則用的是學(xué)校的STCT2c5A60s2,通過按鍵掃描電路和顯示電路建立一個(gè)控制系統(tǒng)，使電風(fēng)扇人為的變換檔位，能夠滿足人們的需求。實(shí)現(xiàn)按“風(fēng)速”鍵，其狀態(tài)由“弱”一“中”一“強(qiáng)”一“弱”一……往復(fù)循環(huán)改變，每按一下按鍵改變一次狀態(tài)；并且按“風(fēng)種”鍵，其狀態(tài)由“正?！币弧八摺币弧白匀弧币弧罢！币弧鶑?fù)循環(huán)改變；強(qiáng)、中、弱的狀態(tài)改變對(duì)應(yīng)電風(fēng)扇電機(jī)轉(zhuǎn)速的快慢，而正常、睡眠、自然的狀態(tài)改變對(duì)應(yīng)于電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)，即睡眠對(duì)應(yīng)電機(jī)轉(zhuǎn)八秒停八秒，自然對(duì)應(yīng)電機(jī)轉(zhuǎn)四秒停8秒，正常則電機(jī)一直轉(zhuǎn)動(dòng)。一、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)目的：通過本次課程設(shè)計(jì)，掌握所學(xué)的微型計(jì)算機(jī)的應(yīng)用系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)、程序設(shè)計(jì)與調(diào)試、重要可編程芯片的工作過程，加深對(duì)微型計(jì)算機(jī)工作原理的理解，并學(xué)會(huì)將所學(xué)的知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際中，達(dá)到在應(yīng)用中掌握知識(shí)的目的。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求:設(shè)計(jì)并制作一個(gè)家用風(fēng)扇控制器?？刂破髅姘鍨椋喊粹o三個(gè)，分別為風(fēng)速、類型和停止，LED指示燈六個(gè)，指示風(fēng)速強(qiáng)、中、弱，類型為睡眠、自然和正常。設(shè)計(jì)要求：1、電扇處于停轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)，所有指示燈不亮，只有按下“風(fēng)速”鍵時(shí)，才會(huì)響應(yīng)，進(jìn)入起始工作狀態(tài)；電扇在任何狀態(tài)，只要按停止鍵，則進(jìn)入停轉(zhuǎn)狀態(tài)。2、處于工作狀態(tài)時(shí)，有：(1)初始狀態(tài)為：風(fēng)速-“弱”，類型-“正?！?；(2)按“風(fēng)速”鍵，其狀態(tài)由“弱”“中”“強(qiáng)”“弱”……往復(fù)循環(huán)改變,每按一下按鍵改變一次；(3)按“類型”鍵，其狀態(tài)由“正?！薄八摺痹廴弧薄罢！薄鶑?fù)循環(huán)改變;3、風(fēng)速的弱、中、強(qiáng)對(duì)應(yīng)于電扇的轉(zhuǎn)動(dòng)由慢到快。4、類型的不同選擇，分別為：(1)正常電扇連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)；(2)自然電扇模擬自然風(fēng)，即轉(zhuǎn)4s,停8s；(3)睡眠電扇慢轉(zhuǎn)，產(chǎn)生輕柔的微風(fēng)，運(yùn)轉(zhuǎn)8s,停轉(zhuǎn)8s；風(fēng)速與類型設(shè)置輸出相應(yīng)的控制信號(hào)；三、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案：(-)方案論證對(duì)于實(shí)現(xiàn)如以上那樣對(duì)電扇的控制，可以有多種方法實(shí)現(xiàn)，現(xiàn)列出簡(jiǎn)單的兩種方法，再從中選取最優(yōu)秀的方案完成。方案一：采用電壓比較電路作為控制部件。集成運(yùn)放組成的比較電路判決電路控制風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速。用常見的555芯片構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)電路實(shí)現(xiàn)電機(jī)狀態(tài)改變時(shí)需要的延時(shí)，當(dāng)高于或低于某值時(shí)將風(fēng)扇切換到相應(yīng)檔位。方案二：采用單片機(jī)作為控制核心，以軟件編程的方式進(jìn)行風(fēng)速控制，并在端口輸出控制信號(hào)?？刂仆鈬鸂顟B(tài)顯示電路以及按鍵檢測(cè)和按鍵控制電路。對(duì)于以上兩種方案，各有其優(yōu)缺點(diǎn)，對(duì)于方案一，采用電壓比較電路具有電路簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn)，采用的都是常見的元器件，在成本上占有一定的優(yōu)勢(shì)，以及無需編寫軟件程序的特點(diǎn)，但控制方式過于單一，不能自由設(shè)置上下限動(dòng)作及定時(shí)時(shí)間，無法滿足不同用戶以及不同工作環(huán)境下的要求，故不采用此方案。對(duì)于方案二，采用單片機(jī)控制，可以實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的電路要求，而且單片機(jī)運(yùn)行起來穩(wěn)定，能滿足不同環(huán)境，不同條件下的控制，而且在電路要求上面需要更改時(shí)只需做程序上的修改以及相應(yīng)電路連接的改動(dòng)就行，比方案一方便，而且成本上也不比方案一的成本高太多，故采用此方案。（二）電路設(shè)計(jì)本系統(tǒng)由四個(gè)模塊組成，分別是輸入模塊、顯示模塊、電機(jī)控制模塊以及單片機(jī)控制系統(tǒng)。其中單片機(jī)控制系統(tǒng)是核心，由AT89c51、晶振和復(fù)位電路組成。它通過處理輸入的各種信息來對(duì)其它模塊發(fā)出指令，進(jìn)行相應(yīng)的操作。輸入模塊由3個(gè)按鍵組成，分別控制電機(jī)的風(fēng)速和風(fēng)種選擇，以及電扇總開關(guān)。顯示模塊由六個(gè)LED發(fā)光二極管組成，顯示風(fēng)速和風(fēng)種。1、單片機(jī)控制系統(tǒng)對(duì)于單片機(jī)中央處理系統(tǒng)，根據(jù)要求，可以選擇AT89c51單片機(jī)作為中央處理器，作為整個(gè)控制系統(tǒng)的核心，AT89c51內(nèi)部包含了定時(shí)器，程序存儲(chǔ)器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器等硬件，其硬件能符合整個(gè)控制系統(tǒng)的要求，不需要外接其它存儲(chǔ)器和定時(shí)器件、方便，整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，抗干擾能力強(qiáng)，性價(jià)比高，AT89c51單片機(jī)溫度測(cè)控儀采用ATMEL公司的AT89c51單片機(jī)，采用雙列直插（DIP）,有40個(gè)引腳。該單片機(jī)采用ATMEL公司的高密度非易失性存儲(chǔ)技術(shù)制造,與美國INTEL公司生產(chǎn)的MCS-51系列單片機(jī)的指令和引腳設(shè)置兼容。單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是與單片機(jī)直接接口的數(shù)字電路范圍內(nèi)電路芯片的設(shè)計(jì)。如存儲(chǔ)器和并行接口的擴(kuò)展、定時(shí)系統(tǒng)、中斷系統(tǒng)擴(kuò)展，一般的外部設(shè)備的接口，圖1是單片機(jī)以及其外圍復(fù)位電路，晶振電路等組成的最小單片機(jī)系統(tǒng),選擇頻率為12MHz的晶振，根據(jù)時(shí)鐘周期的計(jì)算式，算得時(shí)鐘周期為1/12微秒（us）,根據(jù)機(jī)器周期=12*時(shí)鐘周期，可算得機(jī)器周期為1微秒（us）：圖1單片機(jī)最小系統(tǒng)2、按鍵電路按鍵電路如圖2所示，設(shè)計(jì)中輸入模塊靠按鍵電路實(shí)現(xiàn)，按鍵共有三個(gè)，分別為停止、風(fēng)速、風(fēng)種；按鍵采用觸發(fā)式按鍵，在單片機(jī)上只需檢測(cè)輸入端的觸發(fā)電平，在按鍵連接時(shí)，需要在按鍵與地之間并聯(lián)一個(gè)值不大的電容，以消除按鍵產(chǎn)生的按鍵抖動(dòng)時(shí)帶來的沖激等。（做實(shí)物是沒用電容，用電容好象還有影響,不知是不是電路焊接有問題）圖2按鍵電路3、顯示電路顯示部分采用的是六個(gè)LED發(fā)光二極管，二極管的輸入端直接連單片機(jī)的I/O口輸出端，前三個(gè)分別顯示電扇的強(qiáng)、中、弱風(fēng)速，后三個(gè)分別顯示電扇的自然、正常、睡眠風(fēng)種，當(dāng)相應(yīng)按鍵按下時(shí)，顯示風(fēng)速和顯示風(fēng)種的LED會(huì)點(diǎn)亮,連續(xù)按下時(shí)，顯示會(huì)由“弱”一“中”一“強(qiáng)”、以及“正?！币弧八摺币弧白匀弧敝貜?fù)不斷變化，同時(shí)在單片機(jī)的控制電機(jī)端輸出相應(yīng)的狀態(tài)改變量以控制電機(jī)狀態(tài)。圖3是按鍵狀態(tài)采集的電路。圖3顯示電路4、電機(jī)控制電路設(shè)計(jì)中采用PROTUES中自帶的直流電機(jī)來代替電風(fēng)扇，直流電機(jī)是靠輸入的信號(hào)占空比來控制的，占空比越大轉(zhuǎn)速就越高，所以在電路中控制風(fēng)速就控制輸入給直流電動(dòng)機(jī)的占空比，對(duì)于控制電扇的風(fēng)種，那就要控制給電機(jī)的占空比的時(shí)間就行，設(shè)計(jì)中的睡眠和自然狀態(tài)是控制輸入占空比的時(shí)序，控制電機(jī)的間斷工作達(dá)到題目的要求。以下是電機(jī)控制電路圖，用了一塊L298做為電機(jī)的驅(qū)動(dòng)芯片。圖4電機(jī)控制電路（三）程序設(shè)計(jì)流程圖程序的流程圖表示程序各個(gè)步驟的內(nèi)容以及它們的關(guān)系和執(zhí)行的順序，它說命了程序的邏輯結(jié)構(gòu)，可以按照它順利地寫出程序，而不必在編寫時(shí)臨時(shí)構(gòu)思，甚至出現(xiàn)邏輯錯(cuò)誤，流程圖不僅可以指導(dǎo)編寫程序，而且可以在調(diào)試程序中用來檢查程序的正確性，圖5是本設(shè)計(jì)用流程圖。

圖5程序流程圖（五）結(jié)論該設(shè)計(jì)基本能滿足課設(shè)的要求，通過實(shí)驗(yàn)仿真的結(jié)果可得，按下按鍵改變風(fēng)速的狀態(tài)后，電機(jī)的轉(zhuǎn)速會(huì)隨著改變而改變，而在改變風(fēng)種的狀態(tài)后，電機(jī)也隨著改變而做相應(yīng)的響應(yīng)，但是，在電路設(shè)計(jì)上面，或者是在單片機(jī)程序控制上面可能還有些缺陷或者需要改進(jìn)的地方，在實(shí)際仿真的時(shí)候，得到的占空比以及最后的輸出的信號(hào)等等都存在著一些失真，不是理論上的標(biāo)準(zhǔn)方波，在跳變過后任然有著少許上升或者下降的趨勢(shì)，但是這個(gè)并不影響電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)響應(yīng)。單片機(jī)的控制是在按鍵的響應(yīng)下進(jìn)行的，在輸出方波信號(hào)時(shí)，采用的是51單片機(jī)內(nèi)部自己帶有的定時(shí)器中斷，51單片機(jī)中的兩個(gè)定時(shí)/計(jì)數(shù)器中斷一個(gè)用來定時(shí)產(chǎn)生不同占空比的信號(hào)，另一個(gè)用來執(zhí)行中斷程序；期間在按鍵消抖時(shí)要用到延時(shí)程序，以免發(fā)生按鍵之后的跳變，延時(shí)程序是以循環(huán)耗時(shí)方式編寫。（六）性價(jià)比設(shè)計(jì)中使用的電阻，電容，晶振，觸發(fā)式按鍵，發(fā)光二級(jí)管等是市場(chǎng)是很容易買到的材料，價(jià)格便宜，AT89c51單片機(jī)現(xiàn)在作為大多數(shù)的教學(xué)用具，也很容易買到，而且不貴，一塊單片機(jī)能燒寫程序上千次，不容易損壞，而且具有壽命長、速度快、低功耗、低噪聲、可靠性高的特點(diǎn)，整個(gè)設(shè)計(jì)性價(jià)比高。四、課設(shè)體會(huì)在寫課設(shè)論文時(shí)我深深體會(huì)到搞設(shè)計(jì)的艱辛與困難，電風(fēng)扇我們都熟悉，但要想把單片機(jī)技術(shù)運(yùn)用到電風(fēng)扇上是不簡(jiǎn)單的事情。這次課程設(shè)計(jì)讓我學(xué)到了許多課本上沒有的知識(shí)，使我受益匪淺，我不僅對(duì)單片機(jī)有了理論上的更進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)，而且更是將理論運(yùn)用到實(shí)踐里去了，這對(duì)于我們來說是更珍貴的，在課堂上接受的教育遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有真正做一個(gè)課程設(shè)計(jì)來的實(shí)際，但是也必須要有課堂上的理論才能完成，這一點(diǎn)是毫無疑問的。并且讓我認(rèn)識(shí)到無論做任何事情，都要認(rèn)真對(duì)待，要知道自己要做什么，怎么樣才能做到,是否能夠做好，因此，這些都需要我們認(rèn)真的分析，遇到困難要及時(shí)尋求老師的幫助。我相信，沒有解決不了的問題。我會(huì)一步一個(gè)腳印，踏踏實(shí)實(shí)的向我的目標(biāo)前進(jìn)。在對(duì)單片機(jī)的控制當(dāng)中，我對(duì)單片機(jī)的內(nèi)部了解更清晰了，包括中斷定時(shí)/計(jì)數(shù)等功能，在與同學(xué)討論以及解決問題的過程中，也學(xué)習(xí)了很多。單片機(jī)的強(qiáng)大功能是毋庸置疑的，但是要熟練的運(yùn)用控制它，是一個(gè)不簡(jiǎn)單的問題，在課程設(shè)計(jì)過程中遇到了很多的問題，諸如沒有認(rèn)識(shí)到延時(shí)對(duì)單片機(jī)運(yùn)行代碼的重要性等，這次的課程設(shè)計(jì)，也培養(yǎng)了我的創(chuàng)新精神，增強(qiáng)了解決問題的能力。在這過程中收獲的東西是寶貴而且不可代替的，如果有機(jī)會(huì)，自己也應(yīng)該多多練練，增強(qiáng)自己的專業(yè)素質(zhì)能力。參考文獻(xiàn)1戴梅萼，史嘉權(quán).微型計(jì)算機(jī)技術(shù)及應(yīng)用.北京：清華大學(xué)出版社，20032《微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)原理及應(yīng)用（第四版）》，周明德，清華大學(xué)出版社，2002年3《80x86微型計(jì)算機(jī)組成、原理及接口》，顧濱，機(jī)械工業(yè)出版社，2001年4《16/32位微機(jī)原理、匯編語言及接口技術(shù)（第2版）》，錢小捷，機(jī)械工業(yè)出版社，2005年5微型計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用（第三版）》，鄭學(xué)堅(jiān)，清華大學(xué)，2001年致謝在這兩周的課程設(shè)計(jì)期間，我們小組兩人互相討論，共同研究，以及各方面的努力，最終使得設(shè)計(jì)及論文報(bào)告能順利的完成。在論文即將完成之際，在此首先我要感謝我的學(xué)校皖西學(xué)院為我們提供了這次難得實(shí)踐機(jī)會(huì)，同時(shí)也要感謝張斌老師的悉心指導(dǎo)和身邊同學(xué)給予的支持、關(guān)心和幫助，最后還要感謝我的家人和朋友的支持，正是他們的支持，深深地感染著和鼓勵(lì)著我們，為我們提供了條件，為我們的設(shè)計(jì)順利完成提供了保證。雖然我們組在安裝測(cè)試的過程中不是很順利，但是在困難面前我們堅(jiān)定不移地找原因和解決的方法，這充分體現(xiàn)了我們的團(tuán)隊(duì)合作精神，所以我也很感謝我的隊(duì)友。在以后的人生中，我們?nèi)詫⒉粩鄬W(xué)習(xí)，相信這次的課程設(shè)計(jì)是我們?nèi)松幸还P寶貴的財(cái)富，我們將更有信心向未來邁進(jìn)！最后再次向你們表達(dá)我們最誠摯的謝意，謝謝大家！學(xué)生：XX附錄I總電路圖

附錄II元器件清單序號(hào)編號(hào)名稱型號(hào)數(shù)量1Ui單片機(jī)STC-12C5A60S212R1-R6電阻270063R710Q14R82k2015R910kQ16Ml直流電機(jī)DC-MOTOR17C2-C3電容33P28Cl、C4-C7lOu59K1-K4觸發(fā)按鍵button410XI晶振12MHz111L1-L6LEDbule612D1-D4發(fā)光二極管1N4003413U2電機(jī)驅(qū)動(dòng)L2981附錄附錄III源程序d?ay(5);d?ay(5);P2=0x00;P2=0x00;#mcludeHreg51.hn#defineumtunsignedmt#defineucharunsignedcharvoiddelay(uintz);umta,b,count,m,n,num;sbitkevl=PlA0;sbitkev2=Plz1;sbitkev3=Pl'2;sbitpwm=PlA5;sbitcd=PlA6;sbitef=PlA7;voidclose()(count=0;}voiddisplay()(while(l)(if(keyl=O)(delay(5);if(keyl==O)P3=OxOO;closeQ;delay?);while(keyl=O);)elseif(key2=0){delay(5);if(key2==0)a++；if(a==l){P2=0x01;count=6;delay(5);}elseif(a==2){P2=0x02;count=10;delay(5);}elseif(a==3){P2=0x04;count=19;delay(5);}elseif(a=4)a=0;delay(lO);while(key2==0);)elseif(key3=O)i