电子设计报告 智能风扇控制系统

智能风扇控制系统

设计报告

（电子大赛选拔赛）

小组成员：沈君豪/130144323 13电子中美 吕智超/130154338 13电子中美 黄寒雪/130154359 13电子中美 设计时间：2015.2—2015.3

一. 前期准备：

经过我们小组三人的讨论，最终我们决定采用8051作为整个系统的控制部分，运用8051系列单片机以及C51编程实现解决方案。故我们事先进行了分工，并进入了准备阶段。

二. 总体设计：

作为控制部分，我们决定使用8051单片机；电源部分我们采用了micro usb 母座进行供电，工作时可以插入手机充电器（micro usb公头）进行供电；风扇使用直流电机代替；直流电机驱动部分则使用L298N芯片。

1.首先是按键部分，3个按键（分别表示风速、类型、停止）的状态以启动电扇或设置相应的工作状态。这样就需要3个按键，要通过一个按键来控制2个以上的状态，可以通过按键的次数来控制第几种状态，比如风速有三种状态（弱、中、强），可以用按键1次控制弱，按键2次控制中，按键3次控制强，这样就可以实现一键控制多钟状态了。其中停止按键与P3.2（外部中断0）相接，按下时即可停止所有行为。

2.控制器的指示灯，我们想使用六个LED灯进行显示，分别显示不同风速、类型等6个指示信号。

3. 用直流电机作为电风扇，其转速和停止可通过改变L298N其使能输入的频率来改变电机的速度。利用L298N的2,3引脚来驱动直流电机。

4.风速和风种的实现，采用8051的定时器中断，每隔一定的时间停止L298N的使能输入，使电机停止，改变不同的定时时间，来获得电机的不同转速与风种。

三. 原理图：

四.程序设计（C51）

#include #include #include

#define uchar unsigned char

#define uint unsigned int

sbit A1=P1^0;//电机控制端口 sbit B1=P1^1; sbit ENA=P1^2;

sbit key1=P3^0; //风速设置按键 sbit key2=P3^1; //风种设置按键 sbit key3=P3^2; //停止设置按键

sbit led1=P0^0;//强风指示灯 sbit led2=P0^1;//中风指示灯 sbit led3=P0^2;//慢风指示灯 sbit led4=P0^3;//正常指示灯 sbit led5=P0^4;//自然指示灯 sbit led6=P0^5;//睡眠指示灯

bit Stop_Flag = 0; uint count = 0;

uchar pwm_duty = 0;//最大为100

uchar wind_speed = 0;//分为三级 0高 1中 2慢

uchar wind_mode = 0; //分为三类 0正常 1自然 2睡眠 uint time = 0; //计时变量 void delay1ms(void) {

unsigned char a,b,c; for(c=1;c>0;c--)

for(b=142;b>0;b--) for(a=2;a>0;a--); }

void Motor_Forward()//电机正转 {

A1=1; B1=0; ENA=1; }

void Motor_Reversal()//电机反转 {

A1=0;

B1=1; ENA=1; }

void Motor_Stop()//电机急停 {

A1=1; B1=1; ENA=0; }

void InitTimer0(void)//T0初始化为1ms定时器 {

TMOD = 0x01; TH0 = 0x0FC; TL0 = 0x18; EA = 1; ET0 = 1; //TR0 = 1; }

//主函数 void main() {

//端口配置 P0=0xff; P1=0x00; P2=0xff; P3=0xff; InitTimer0();

EX0=1; //外部中断0开 IT0=1; //边沿触发 TR0 = 1; while(1) {

if(!key1) //设置风速 { delay1ms(); if(!key1) { wind_speed++; if(wind_speed >= 3) wind_speed = 0; TR0 = 1; //开启定时器 Stop_Flag = 0; //标志位清零

}

while(!key1); //等待按键释放 }

if(!key2) //设置风种 { delay1ms(); if(!key2) { wind_mode++; if(wind_mode >= 3) wind_mode = 0; time = 0; } while(!key2); //等待按键释放 }

if(!Stop_Flag) { switch(wind_speed) { case 0: pwm_duty = 100;//100%转速 A1=1; B1=0; led1 = 0; led2 = 1; led3 = 1; break; case 1:

pwm_duty = 70; //70%转速 A1=1; B1=0; led1 = 1; led2 = 0; led3 = 1; break; case 2:

pwm_duty = 40; //40%转速 A1=1; B1=0; led1 = 1; led2 = 1; led3 = 0; break; default: A1=1;

B1=1; break; } } else { P0 = 0xff;//LED全灭 } } }

void Timer0Interrupt(void) interrupt 1 {

TH0 = 0x0FC; TL0 = 0x18; count++;

if(wind_mode == 0) //正常 {

if(count <= pwm_duty) ENA = 1; else ENA = 0; if(count >= 100) count = 0; led4 = 0; led5 = 1; led6 = 1; }

else if(wind_mode == 1)//自然 { time++; if(time <= 4000)//4s { if(count <= pwm_duty) ENA = 1; else ENA = 0; if(count >= 100) count = 0; } else { ENA = 0;

//定时器中断T0 } if(time >= 8000) time = 0; led4 = 1; led5 = 0; led6 = 1; }

else //睡眠 { time++; if(time <= 8000)//8s { if(count <= pwm_duty) ENA = 1; else ENA = 0; if(count >= 100) count = 0; } else { ENA = 0; } if(time >= 16000) time = 0; led4 = 1; led5 = 1; led6 = 0; } }

void ISR_Key(void) interrupt 0 using 1 //外部中断0 {

Motor_Stop(); //关闭马达 P0 = 0xff;//关闭所有LED TR0 = 0;

Stop_Flag = 1; }

四. 实物焊接图

五.元件清单： STC89C51 L298N

1个 1个

按键 4个 12M晶振 1个 22Pf电容

2个 10Uf电解电容 1个 直流电机 1个 330Ω电阻 6个 10kΩ电阻 6个 LED

6个

六．参考用书：

1.《工程电路分析》（美）WilliamH.Hayt（威廉H.海特） 著电子工业出版社 出版时间 2012-9-1

2.《C Primer Plus》 （美）Stephen Prata 著 人民邮电出版社 出版时间 2005-2-1

3.《时间触发嵌入式系统设计模式》（英） Michael J.Pont 中国电力出版社 出版时间 2004-7-1

著