单片机的智能风扇设计
一、 引言 1
(一) 选题背景 1
(二) 国内外发展现状 1
(三) 本文主要内容 2
二、 方案选择及元器件介绍 3
(一) 方案选择 3
(二) AT89C51单片机芯片介绍 3
(三) 小型直流电机介绍 5
(四) 直流电机驱动芯片介绍 6
(五) 红外遥控技术 7
(六) 红外遥控原理 7
三、 硬件系统设计 9
(一) 系统总体硬件框图设计 9
(二) 51最小系统电路设计 9
(三) 直流电机及其驱动电路设计 10
四、 软件系统设计 12
(一) 软件系统总体流程图设计 12
(二) 直流电机速度控制流程 13
(三) 红外遥控工作流程设计 13
五、 实物制作与调试 16
(一) 线路设计 17
(二) 元件的焊接 17
(三) 程序烧录 17
致谢 19
参考文献 20
附录一 原理图 21
附录二 实物反面图 22
附录三 元件列表 23
附录四 程序 24
引言
选题背景
据史料记在,历史上最早的风扇是在十八世纪三十年代出现的,当时一个名叫拜伦的美国钟表师,通过机械手表的启发,将能够带来动力的发条与叶片结合,发明出了能够吹出徐徐凉风的“雏形”电风扇,这种电风扇是一种全机械风扇,由于它的动力来自于上紧的发条,众所周知发条的动力不是持续的,必须要不断地上紧发条才能有不断的动力输出,然而机械风扇当时是固定在天花板上的,所以使用者每次都要通过梯子爬上天花板去上紧发条,虽然这种风扇能够带来微风,但是使用者在日复一日后也会觉得疲惫。这样的风扇持续了几十年后,一名聪明的法国人将链条结合到风扇中,使得发条可以摆放在轻易出碰到的地方,发条产生的动力通过链条传送给风扇叶片,机械风扇虽然使用起来更方便,但是仍不是现代意义的风扇。在这之后全世界爆发了第二次工业革命,以“电”为代表的这次工业革命是人类社会步入了电
*景先生毕设|www.jxszl.com +Q: *351916072*
固定在天花板上的,所以使用者每次都要通过梯子爬上天花板去上紧发条,虽然这种风扇能够带来微风,但是使用者在日复一日后也会觉得疲惫。这样的风扇持续了几十年后,一名聪明的法国人将链条结合到风扇中,使得发条可以摆放在轻易出碰到的地方,发条产生的动力通过链条传送给风扇叶片,机械风扇虽然使用起来更方便,但是仍不是现代意义的风扇。在这之后全世界爆发了第二次工业革命,以“电”为代表的这次工业革命是人类社会步入了电气时代,电成为了动力的来源,干净高效的电能一下子使得人们的生活质量得到了飞速的提升。由于这段时期电动机技术也得到了广泛的应用,美国的舒乐首先意识到可以将叶片安装在电动机转轴上,当接上电后,飞速旋转的叶片带来了阵阵凉风,由此第一台真正意义上的电风扇出现了。电动风扇的出现虽然给人们的生活带来了舒适,然而不久后空调的出现给风扇的发展带来了沉重的打击,空调不但能够制冷更能加热,这是风扇做不到的,出人意外的是,好景不长,空调吹出的不自然的风并不能诗人们感到舒适,因此越来越多的人有重新青睐电风扇。随着电子技术的发展以及微处理器性能的不断提高,智能家居概念的提出使得电风扇的发展又开辟了一条新的道路,各种以节能、带温度感应以及远程遥控的智能风扇出现在家庭中,在节能减排理念受重视后,温控风扇由于能够根据环境温度自动调节风速而得到了大量的使用。在未来一段时间内,智能家居仍是风扇发展的重要目标,它所要解决的问题是将电风扇和家庭中其他电器进行组网化,将家庭中的各种电器进行统一管理。
国内外发展现状
风扇在历史上已经经历了一百多年的洗礼,现如今已经有了各种功能各异的风扇,现阶段国内外对于智能风的研究主要集中在将其智能家居化,难点和重点是将智能风扇和家中其他的电器组合成一个统一的整体,并且具有多种数据传输接口,如以太网接口以及GSM接口等,设置这些接口的目的是能够实现将家居电器的运行状态发送给管理员或者使用者,这样当家中没人时就能够通过手机或者电脑远程遥控家用电器。目前国内外已经能够很轻松的将以太网模块以及一些射频无线通信模块植入到智能风扇中了,这样通过一根网线或者无线方式就能够将智能风扇的运行状态发送出去。
本文主要内容
本文首先在当前智能风扇的发展现状上,总结了一些当前智能风扇所具有的一些普遍功能以及不可避免的缺点,然后提出可以通过51单片机作为智能风扇控制系统的主控核心的观点,这样不但能够减少控制系统的总体成本开销,更能极大程度的提高控制系统的稳定性。为了能够实现智能风扇的远程遥控功能,本设计还配置了一个红外遥控模块,通过红外遥控器实现对风扇的控制。本文在阐述课题的开发流程上,通过电路原理图展示和软件流程图两种形式来描述设计方法和设计原理,最后通过实物的形式来验证课题的可行性。
方案选择及元器件介绍
方案选择
方案一:选择美国ATMEL公司生产的8位单片机AT89C51作为主控核心,根据ATMEL公司公布的资料显示:在存储器方面,AT89C51内部集成了一个加密型的4k字节容量大小的Flash以及一个128字节的RAM;在外围模块方面,ATMEL设计人员给AT89C51配置了一个性能优秀的UART(通用串口)模块,两个16位的高精度定时器,两个具有外部中断功能的管脚,这些资源使得AT89C51能够被应用于大多数场合,在本本所设计的系统中更能发挥出色的性能。在过往的大学学习中,由于单片机课程主要教授了C51单片机内容,因此根据这些掌握的知识能够轻松的设计51单片机应用系统。另外由于AT89C51单片机采用串口下载程序,无需配置造价昂贵的仿真器或者JTAG口,只需要一根USB转串口的下载线即可烧写程序,大大降低了系统的开发成本。
方案二:选择意大利意法半导体(SST)公司退出的STM32系列单片机作为主控核心,STM32单片机的最大特色是采用了ARM结构作为内核,其32位的总线宽度使得它在处理一些数据时能够表现出更大的优势,由于采用ARM内核,因此这种类型的单片机被业内人士称之为微处理器,同MCU有较大区别。STM32系列的低端芯片的主频就已经达到了72M,高端系列能够达到168M,由于片内集成了高性能的锁相环(PLL),所以采用精度较高的低频晶振(8M)就可以给芯片提供时钟信号,经过锁相环的作用,能够将频率倍频到72M甚至更高。STM32采用了Cortex-M3或者Cortex-M4作
原文链接:http://www.jxszl.com/dzxx/txgc/33374.html