基于at89c51电风扇智能调速器的设计

基于at89c51电风扇智能调速器的设计内容摘要：

+125 0000 0111 1101 0000 07D0H +85 0000 0101 0101 0000 0550H + 0000 0001 1001 0001 0191H + 0000 0000 1010 0010 00A2H + 0000 0000 0000 1000 0008H 0 0000 0000 0000 0000 0000H 1111 1111 1111 1000 FFF8H 1111 1111 0110 1110 FF5EH 1111 1111 0110 1111 FF6FH 55 1111 1100 1001 0000 FC90H 表 1 部分温度值与 DS18B20输出的数字量对照表 温度传感器和显示电路组成 本模块 用更为优秀的 DS18B20 作为温度传感器， AT89C51 单片机 作为处理器，配以温度显示作为温度控制输出单元。 整个系统力求结构简单，功能完善。 电路图如图 2所示。 系统工作原理如下： DS18B20 数字温度传感器采集 现场温度，将测量 到的 数据送入 AT89C51 单片机 的 口，经过单片机处理后显示 当前 温度值，并与设定温度值的上下限值 作 比较，若高于设定上限值或低于设定下限值则控制电机转速进行 自动 调整。 宿州学院 2020届本科生毕业设计 系统主要硬件电路 6 EA/VPP31XTAL119XTAL218RST9(RD)17(WR)16(INT0)12(INT1)13(T0)14(T1)1512345678(AD0)39(AD1)38(AD2)37(AD3)36(AD4)35(AD5)34(AD6)33(AD7)32(A8)21(A9)22(A10)23(A11)24(A12)25(A13)26(A14)27(A15)28PSEN29ALE/PROG30(TXD)11(RXD)10GND20VCC40U1AT89C5112X1CRYSTAL20pFC120pFC2GNDVCCDQ2GND1VCC3U2DS18B20a9b7c4d2e1f8g5dp3G110G21U3 LED1 2 3 4 5 6 7 8 9PR110KGND+5V 图 2 DS18B20温度计原理图 电机调速电路 电机 调速是整个控制 装置 中的一个 相当 重要的方面。 通过控制 改变 双向可控硅的导通角，使输出端电压发生改变，从而使施加在电风扇的输入电压发生改变，以调节风扇的转速，实现各档位风速的无级调速。 电机调速原理 双向 可控硅的导通条件如下： (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 IH。 电风扇的风速 从高到低 设为 1 档， 每 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。 且线速度可由下列公式求得 V=πDn103 （ 1） 式（ 1）中， V 为扇叶最大圆周上的线速度 (m/min),D 为扇中的最大顶端扫出圆的直径(mm)， n 为电风扇的最高转速 (r/min)。 代入数据求得 n5≤1555r/min,取 n5=1250 r/： %70%100  最高调速档的转速最低调速档的转速调速比 取 n1=875r/min。 则可得出五个档位的转速值： n1=875r/min， n2=980r/min， n3=1063r/min， n4=1150 r/min， n5=1250r/min宿州学院 2020届本科生毕业设计 系统主要硬件电路 7 又由于负载上电压的有效值 u0=u1     2 2sin （ 2） 式（ 2）中， u1为输入交流电压的有效值， α为控制角。 解得： (1)当 α5=0176。 时， t=0ms； (2)当 α4=176。 时， t=； (3)当 α3=176。 时， t=； (4)当 α2=176。 时， t=； (5)当 α1=176。 时， t=。 上述 计算出的是控制角和触发时间，当检测到过零点时，按照所求得的触发时间延时发脉冲，便可实现预期转速。 电机控制模块设计 本模块 电路中采用了过零双向可控硅型光耦 MOC3041M ,集光电隔离、过零检测、过零触发等功能于一身 ,避免了输入输出通道同时控制双向可控硅触发的缺陷 , 简化了输出通道隔离 2 驱动电路的结构。 所设计的可控硅触发电路原理图见图 3。 其 中 RL 即为电机负载，其工作原理是 :单片机响应用户的参数设置 , 在 I/ O 口输出一个高电平 , 经反向器反向后 , 送出一个低电平 ,使光电耦合器导通 , 同时触发双向可控硅 , 使工作电路导通工作。 给定时间内 ,负载得到的功率为 : UINnP (3) 式中 : P 为负载得到的功率 （ kW）。 n 为给定时间内可控硅导通的正弦波个数。 N 为给定时间内交流正弦波的总个数。 U 为可控硅在一个电源周期全导通时所对应的电压有效值 （ V）。 I 为可控硅在一个电源周期全导通时所对应的电流有效值 （ A）。 由式 (3) 可知 ,当 U , I , N 为定值时 , 只要改变 n 值的大小即可控制功率的输出 ,从而达到调节电机转速的目的。 宿州学院 2020届本科生毕业设计 系统主要硬件电路 8 图 3 电机控制原理图 遥控电路 发射电路 红外发射 电路原理图见图 4， K1～ K8 是遥控键输入键，它是一个由编码器（ BA5104）和红外发射电路组成的。 Al～ A6 键分别为 “定时 ”、 “风速 ”、 “风类 ”、 “ 摇头 ”、 “ 照明 ”、 “开 / 关 ”控制按钮。 经对应开关发出的遥控指令，由脚 D0 输出经 Q1 和Q2 放大 后驱动 D1 发出经编码后的红外遥控信号。 图 4 遥控发射电路 BA5302GNDVDDVDDGNDC11000PR243KGNDR110KVCCQ19014GNDVSS1DI2HP13HP24HP35HP46HP57HP68CP19CP210C111C212OSC13VDD14SM5032C112233445566U1MOC3041EA/VPP31XTAL119XTAL218RST9(RD)17(WR)16(INT0)12(INT1)13(T0)14(T1)1512345678(AD0)39(AD1)38(AD2)37(AD3)36(AD4)35(AD5)34(AD6)33(AD7)32(A8)21(A9)22(A10)23(A11)24(A12)25(A13)26(A14)27(A15)28PSEN29ALE/PROG30(TXD)11(RXD)10GND20VCC40U2AT89C51U4L2020L6360R2LOAD90R4330R112U3:A4009VCCR。