基于at89c51的智能电风扇调速器的设计

基于at89c51的智能电风扇调速器的设计内容摘要：

9014GNDVSS1DI2HP13HP24HP35HP46HP57HP68CP19CP210C111C212OSC13VDD14SM5032C112233445566U1MOC3041EA/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)10GND20VCC40U2AT89C51U4L2020L6MMotor360R2LOAD90R4330R112U3:A4009VCCRinC1宿州学院 毕业论文 基于 AT89C51电风扇智能调速器的设计 13 接收电路和控制电路 红外 遥控接收电路如图 5所示。 红外信号由通用红外接收 器 BA5302 完成前置放大、载波选频、脉冲解调。 当有红外脉冲信号到来时 ， BA5302 输出低电平， 经 Q1 反相后，作用于解码电路 SM5302C 的 DI端（ HP/CP 端）输出相应的控制信号。 SM5032C 的 HP1～HP6 端输出持续电平信号。 当按下发射器 K1～ K5 任一键时 ， SM5032C 相应 HP 端输出持续高电平。 松开发射键，则输出低电平。 CP CP2 端为反相电平输出端（自锁）。 当松下发射器 K7 键时， SM5032C 相应 CP 端输出电平翻转，即“ 1”变为“ 0”或“ 0”变为“ 1”。 每按一次，输出电平即翻转一次。 图 5 接 收及控制电路原理 控制键电路 键盘是人机交互的重要部件。 本部件主要便于用户 对 电风扇 进行操作 ，使用户只要进行 一些 简单的操作，就能实现所需的全部功能，键盘操作模块在电风扇底座部分有一个 3 x 3 小 矩阵 键盘，可以进行风的强度、类型、定时等系统设置， 按键电路图 如图 6所示。 C11C22K13K24K35K46K57VCC8K69K710K811OSC212OSC113LED14D015VDD16BA5104A1A2A3A4A5A63VD1红外发射管C2100PC3100P12Y1GNDGNDQ1Q24K7RD2LED110uFC1宿州学院 毕业论文 基于 AT89C51电风扇智能调速器的设计 14 图 6 按键控制原理图 S1 S2 S3S4 S5 S6S7 S8 S9宿州学院 毕业论文 基于 AT89C51电风扇智能调速器的设计 15 4 控制器 软件设计 本系统的运行程序采用 C 语言编写，采用模块化设计 ，整体程序由主程序和显示、键盘扫描、红外线接收以及电机控制等子程序模块组成。 主程序 在主程序 进行 初始化后，开始反复检测各模块相关部分的缓冲区的标志，如果缓冲区置位，说明相应的数据需要处理，然后主程序调用相应的处理子模块。 如图 7 所示。 图 7 主程序模块流程图 系统初始化 温度变 化。 温度控制子模块 键盘输入。 键盘处理子模块 开始 红外信号。 红外接收处理模块 Y N Y N Y N 显示子模块 宿州学院 毕业论文 基于 AT89C51电风扇智能调速器的设计 16 数字温度传感器模块和显示子模块 如图 8所示，主机控制 DS18B20 数字温度传感器 完成温度转换工作必须经过三个步骤：初始化、 ROM 操作指令、存储器操作指令。 单片机所用的系统频率为 12MHz。 根据 DS18B20 数字温度传感器进行 初始化时序、读时序和写时序分别可编写 3 个子程序：初始化子程序、写子程序、读子程序。 图 8 数字温度传感 器模块程序流程图 DS18B20 芯片功能命令表如下： 开始 DS18B20 初始化 启动 DS18B20 测温 内部判断 调用读子程序 显示子程序 结束 调用相应的控制程序 调用相应的键值处理程序 调用写子程序 异常 正常 宿州学院 毕业论文 基于 AT89C51电风扇智能调速器的设计 17 命令 说明 协议 READ ROM 读取激光 ROM64 位 33H MATCH ROM 匹配 ROM 55H SKIP ROM 跳过 ROM CCH SEARCH ROM 搜索 ROM F0H ALARM SEARCH 告警搜索 ECH WRITE SCRATCHPAD 把字节写入 暂存器的地址 2和 3 4EH READ SCRATCHPAD 读取暂存器和 CRC 字节 BEH COPY SCRATCHPAD 把暂存器内容拷贝到非易失性存储器中 48H CONVERT T 开始温度转换 44H RECALL E2 把非易失性存储器中的值召回暂存器 B8H READ POWER SUPPLY 读电源供电方式： 0为寄生电源， 1为外电源 B4H 表 2 DS18B20 功能命令表 电机调速与控制 子 模块 本模块 采用双向可控硅过零触发方式，由单片机控制双向可控硅的通断，通过改变每个控制周期内可控硅导通和关断交流完整全波信号的个数来调节负载功率，进而达到调速的目的。 因为 INT0 信号反映工频电压过零时刻， 所以 只要在外中断 0 的中断服务程序中完成控制门的开启 与关闭，并利用中断服务次数对控制量 n 进行计数和判断，即每中断一次，对 n 进行减 1 计数，如果 n 不等于 0，保持控制电平为“ 1”，继续打开控制门；如n=0，则使控制电平复位为“ 0”，关闭控制门，使可控硅过零触发脉冲不再通过。 这样就可以按照控制处理得到的控制量的要求，实现可控硅的过零控制，从而达到按控制量控制的效果，实现速度可调。 （ 1） 中断服务程序：执行中断服务程序时，首先保护现场， INT0 中断标志置位，禁止主程序修改工作参数，然后开始减 1 计数，判断是否关断可控硅，最后 INT0 中断标志位清零，还原初始化数据，恢复现 场，中断返回。 （设 1秒钟通过波形数 N=100） 宿州学院 毕业论文 基于 AT89C51电风扇智能调速器的设计 18 （ 2） 回路控制执行程序：主回路控制执行程序的任务是初始化数据存储单元，确定 电机工作参数 nmin/nmax，并将其换算成“有效过零脉冲”的个数；确定中断优先级、开 中断，为了保证正弦波的完整，工频过零同步中断 INT0 确定为高一级的中断源。 图 9 电机控制模块中断响应流程图 EX0 中断 温度 大于 等于 下限值 并且小于上限值 控制可控硅 截止 中断返回 设置 T0参数 启动定时 T0中断 控制可控硅导通 停止 T0定时 中断返回 b 宿州学院 毕业论文 基于 AT89C51电风扇智能调速器的设计 19 结 束 语 本系统以 AT89C51 单片机为核心，单片机 主要 完成对 外界 环境温度信号的采集、处理、显示等功能。 用 Altium Designer 6 软件绘制电路原理图和 PCB 电 路印刷板图，由Protues 软件进行访真测试，利用 MCS51 C 语言编制。 运行程序该系统的主要特点是 : （ 1)适用性强，用户只需对界面参数进行设置并启动系统正常运行便可满足不同用户对最适合温度的要求，实现对最适温度的实时监控。 （ 2)随时可以根据软件编写新的功能加入产品。 操作界面可扩展性强，只要稍加改变，即可增加其他按键的使用功能。 本系统温度控制采用 DS18B20 数字温度传感器作为感温元件。 可控硅串接在电源与负载电风扇，借改变定周期内可控硅的导通与截止时间之比来实现调速功能，其设计完使用方便就，适应人 们睡办公等不同场合的使用。 基于 AT89C51 单片机所设计与研制的电风扇智能调速系统，造价低且具有稳定性高、性能优越、节约电能等优点，在夜间无需定时，同样能给人们带来更多的方便。 本设计在模拟检测中运行较好，但采样据不太稳定。 功能上的缺憾是对于两个档之间的临界温度处理不好，并且档位太少 ,还有待改进。 宿州学院 毕业论文 基于 AT89C51电风扇智能调速器的设计 20 参考文献 [1] 曹巧媛 .单片机原理及应用 .北京： 电子工业出版社 ， [2] 王伦 .电风扇原理与维修技术 [M].北京： 新时代出版社， 1999 [3] 张毅刚 .新编 MCS51 单片机应用设计 .哈尔滨工业大学出版社 ， 2020,10 [4] 梁廷贵、王裕琛 .可控硅触发电路语音电路分册 [M].北京： 科学技术文献出版社， 2020 宿州学院 毕业论文 基于 AT89C51电风扇智能调速器的设计 21 附录一 数字温度传感器模块和显示子模块 程序 : include define uchar unsigned char define uint unsigned int sfr Dat_Port=0x80。 sbit ge=P2^6。 sbit shi=P2^7。 sbit TMDAT= P3^7。 uchar code table[]={0x3F， 0x06， 0x5B， 0x4F， 0x66,0x6D， 0x7D， 0x07， 0x7F,0x6F}。 uchar tmpbuf[2]。 void Delay(int useconds) { int s。 for (s=0。 suseconds。 s++)。 } uchar Reset_Bus(void)。