單片機(jī)風(fēng)扇模擬控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

題    目           風(fēng)扇模擬控制系統(tǒng)
1.用4個(gè)LED顯示電風(fēng)扇的工作狀態(tài)（1,2,3,4四檔風(fēng)力），顯示風(fēng)類(lèi)：“自然風(fēng)”、 “常風(fēng)”和“睡眠風(fēng)”。（20分）
2.設(shè)計(jì) “自然風(fēng)”、 “常風(fēng)”和“睡眠風(fēng)” 三個(gè)風(fēng)類(lèi)鍵用于設(shè)置風(fēng)類(lèi)；
設(shè)計(jì)一個(gè)“搖頭” 鍵用于控制電機(jī)搖頭。（20分）   
3.設(shè)計(jì)一個(gè)“定時(shí)”鍵，用于定時(shí)時(shí)間長(zhǎng)短設(shè)置；（20分）
4*.設(shè)計(jì)過(guò)熱檢測(cè)與保護(hù)電路，若電風(fēng)扇電機(jī)過(guò)熱，則電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，蜂鳴器報(bào)警，電機(jī)冷卻后電機(jī)又恢復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)。
5*. 用LCD作為用戶界面顯示風(fēng)扇運(yùn)行模式等信息。
6@.其他功能（創(chuàng)新部分 10分）
【摘 要】本設(shè)計(jì)以直流電機(jī)控制為基礎(chǔ)，基于傳感器技術(shù)，以單片機(jī)控制技術(shù)為核心，實(shí)現(xiàn)電風(fēng)扇的智能控制，同時(shí)設(shè)計(jì)采用輕觸開(kāi)關(guān)即可具有電風(fēng)扇的調(diào)檔功能。使用集成電路LM298N完成電風(fēng)扇的驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)，通過(guò)單片機(jī)STC89C52的定時(shí)器0以及定時(shí)器1產(chǎn)生不同占空比的PWM波形控制電風(fēng)扇電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片從而改變電風(fēng)扇電機(jī)的輸入電流，最終實(shí)現(xiàn)電風(fēng)扇電機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)功能，使得設(shè)計(jì)更加人性化，更加環(huán)保節(jié)能。

   

單片機(jī)原理應(yīng)用廣泛根據(jù)單片機(jī)原理及應(yīng)用課程的要求，主要進(jìn)行兩個(gè)方面的設(shè)計(jì)，即單片機(jī)最小系統(tǒng)和存儲(chǔ)器擴(kuò)展設(shè)計(jì)、接口技術(shù)應(yīng)用設(shè)計(jì)。其中，單片機(jī)最小系統(tǒng)主要要求學(xué)生熟悉單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和引腳功能、引腳的使用、復(fù)位電路、時(shí)鐘電路、4個(gè)并行接口和一個(gè)串行接口的實(shí)際應(yīng)用，從而可構(gòu)成最小應(yīng)用系統(tǒng)，并編程進(jìn)行簡(jiǎn)單使用。電風(fēng)扇模擬控制系統(tǒng)具有電路簡(jiǎn)單、成本較低、操作方便、靈敏可靠等優(yōu)點(diǎn)，經(jīng)使用效果良好, 具有較高的推廣價(jià)值,在很多領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。

本文設(shè)計(jì)出以STC89S52單片機(jī)為核心的電風(fēng)扇模擬控制系統(tǒng)，采用了LCD1206直接指示，顯示狀態(tài)，并自動(dòng)復(fù)位的設(shè)計(jì)思想,它能根據(jù)按鍵輸入的信號(hào)，經(jīng)過(guò)單片機(jī)的控制處理并產(chǎn)生不同的與輸入信號(hào)相對(duì)應(yīng)的輸出信號(hào)，最后通過(guò)LCD1206顯示相應(yīng)的狀態(tài)，分別顯示當(dāng)前電機(jī)實(shí)時(shí)溫度以及當(dāng)前風(fēng)力，充分利用了單片機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功能強(qiáng)大、可靠性好、實(shí)用性強(qiáng)的特點(diǎn)。

一、方案設(shè)計(jì)

本人首先設(shè)計(jì)了硬件電路，硬件電路充分體現(xiàn)了模塊化的思想，主要由以下幾個(gè)模塊組成，

• STC89C52單片機(jī)最小系統(tǒng)；
• 按鍵模塊：共六個(gè)按鍵，三個(gè)控制風(fēng)力的大小，兩個(gè)控制電機(jī)的搖頭以及睡眠定時(shí)功能；
• LED指示燈模塊: 共四個(gè)綠色LED指示燈，分別指示風(fēng)扇電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，自然風(fēng)（natural wild），常風(fēng)（ordinary wind），睡眠風(fēng)（sleep wind），無(wú)風(fēng)（no wind）
• 電機(jī)溫度實(shí)時(shí)測(cè)量模塊: 本系統(tǒng)采用DS18B20測(cè)量電機(jī)實(shí)時(shí)溫度
• 電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊：本系統(tǒng)采用LM298N集成驅(qū)動(dòng)芯片驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)
• LCD顯示模塊： 本系統(tǒng)采用LCD1206模塊顯示電風(fēng)扇實(shí)時(shí)狀態(tài)
  

1.2課程設(shè)計(jì)目的

（1） 綜合所學(xué)的單片機(jī)原理及接口技術(shù)等課程的理論知識(shí)完成本課程設(shè)計(jì)；

（2） 學(xué)習(xí)并掌握基本電路設(shè)計(jì)與使用方法，單片機(jī)的編程與應(yīng)用方法；

（3） 提高綜合分析、解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

1.3任務(wù)和要求

本設(shè)計(jì)以STC89C52處理器為核心，單片機(jī)作為外圍檢測(cè)與控制電路設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)智能家居系統(tǒng)。其中單片機(jī)系統(tǒng)通過(guò)傳感器檢測(cè)到相關(guān)信息，向嵌入式平臺(tái)發(fā)送相對(duì)應(yīng)的信息，嵌入式平臺(tái)做出相應(yīng)判斷與處理，并同時(shí)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)告知主人與物管人員做出相應(yīng)處理，以保證業(yè)主的財(cái)產(chǎn)人身安全。

本設(shè)計(jì)主要設(shè)計(jì)指標(biāo)：

• 按鍵輸入模塊，4個(gè)按鍵分別調(diào)整“睡眠風(fēng)”，“自然風(fēng)”，“常風(fēng)”，“無(wú)風(fēng)”
  

2個(gè)按鍵分別控制 “搖頭” “定時(shí)”；

• 直流電機(jī)轉(zhuǎn)速控制，通過(guò)LM298N芯片驅(qū)動(dòng)；
  

（3） 當(dāng)前轉(zhuǎn)速顯示、當(dāng)前電機(jī)溫度顯示，狀態(tài)在LCD上顯示。

2、硬件電路

TIME BUTTON:定時(shí)按鈕

SHAKE BUTTON：搖頭按鈕

NATURAL WIND　自然風(fēng)按鈕

ORDINARY WIND 常風(fēng)按鈕

SLEEP　WIND  睡眠風(fēng)按鈕

NATURAL WIND 自然風(fēng)指示燈

ORDINARY WIND 常風(fēng)指示燈

SLEEP WIND 睡眠風(fēng)指示燈

NO　WIND 無(wú)風(fēng)指示燈

2.8 蜂鳴器報(bào)警模塊
3、軟件程序3.1 主函數(shù)程序流程圖3.2 按鍵模塊驅(qū)動(dòng)程序



3.3 LED指示燈驅(qū)動(dòng)程序
4、調(diào)試結(jié)果

• 小結(jié)
  

     在將近一周的單片機(jī)課程設(shè)計(jì)，終于完成了電風(fēng)扇模擬控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，雖然沒(méi)有完全達(dá)到設(shè)計(jì)要求,但還是收獲良多。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，使我更進(jìn)一步地熟悉了單片機(jī)芯片的工作原理和其具體的使用方法。單片機(jī)課程設(shè)計(jì)重點(diǎn)就在于軟件算法的設(shè)計(jì)，需要有很巧妙的程序算法，這鍛煉了自己獨(dú)立思考問(wèn)題的能力和通過(guò)查看相關(guān)資料來(lái)解決問(wèn)題的習(xí)慣。還有了解了課程設(shè)計(jì)的一般步驟，和設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問(wèn)題。

    課程設(shè)計(jì)是需要我們每個(gè)人去用心去做，抓緊學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)，通過(guò)查閱更多的資料，使得理論與實(shí)踐相結(jié)合，在做模擬仿真的時(shí)候，利用自己平時(shí)所學(xué)到的，以及老師對(duì)同學(xué)們的指點(diǎn)，就可以在無(wú)限的探索中體驗(yàn)求知的快感，當(dāng)自己做出一個(gè)作品時(shí)或是仿真實(shí)驗(yàn)成功時(shí)，總能體會(huì)到著勞動(dòng)成果來(lái)之不易。在課設(shè)的同時(shí)，不僅鍛煉了動(dòng)手動(dòng)腦能力，知識(shí)面廣闊了，感謝自己，同時(shí)更感謝辛勤付出的老師。

在此要感謝老師，感謝老師給我這樣的機(jī)會(huì)鍛煉。在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨(dú)立學(xué)習(xí)工作的能力，樹(shù)立良好的學(xué)習(xí)心態(tài)，虛心求教，相信會(huì)對(duì)今后的學(xué)習(xí)工作生活有非常重要的影響。而且大大提高了動(dòng)手的能力，使我充分體會(huì)到了在創(chuàng)造過(guò)程中的探索的艱難和成功的喜悅。雖然這個(gè)項(xiàng)目還有不足之處，但是在設(shè)計(jì)過(guò)程中所學(xué)到的東西是這次設(shè)計(jì)的最大收獲和財(cái)富，真是受益匪淺。

附錄二：程序清單
Main.c          //主函數(shù)
Button.c        //按鍵驅(qū)動(dòng)程序
ds18B20.c       //ds18b20驅(qū)動(dòng)程序
guide_led.c     //led指示燈初始化程序
L298n.c         //l298n驅(qū)動(dòng)程序
Lcd1206.c       //lcd1206驅(qū)動(dòng)程序
head_file.h     //全部頭文件聲明

附錄三：元件清單
STC89C52RC單片機(jī)
1個(gè)
輕觸開(kāi)關(guān)
6個(gè)
綠色LED燈珠
4個(gè)
12v直流電機(jī)
2個(gè)
LM298N芯片
1個(gè)
DS18B20傳感器
1個(gè)
LCD1206
1個(gè)
1K貼片電阻
4個(gè)
4.7K貼片電阻
1個(gè)
100R電阻
2個(gè)
電機(jī)驅(qū)動(dòng)程序

#include "head_file.h"

uchar t0, add0;

uchar t1,add1;

sbit EN0=P3^4;

sbit EN1=P3^5;

sbit IN0=P3^0;

sbit IN1=P3^1;

sbit IN2=P3^2;

sbit IN3=P3^3;

void L298_Config()

{

                 t0=50;

                 t1=50;

                 IN0=0;

                 IN1=1;

                 IN2=0;

           IN3=1;

}

void TIM_Config()

{

                TMOD = 0x11;

    TH0 = (65536-50000)/256;;

    TL0 = (65536-50000)%256;;

    ET0 = 1;

    TR0 = 1;

                TH1 = (65536-50000)/256;;

                TL1 = (65536-50000)%256;;

                ET1 = 1;

    TR1 = 1;

                EA = 1;

}

void TIM0() interrupt 1

{

                         TH0=(65536-50000)/256;

       TL0=(65536-50000)%256 ;

       if(add0==100)

       {

            add0=0;

                                                EN0=1;

       }

       if(add0==t0)

       {

                                                EN0=0;

       }

                         add0++;

}

void TIM1() interrupt 3

{

                         TH1=(65536-50000)/256;

       TL1=(65536-50000)%256 ;

       if(add1==100)

       {

            add1=0;

                                                EN1=1;

       }

       if(add1==t1)

       {

                                                EN1=0;

       }        

                         add1++;