基于at89c51的智能電風(fēng)扇調(diào)速器的設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-07-23 06:21 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 通角，使輸出端電壓發(fā)生改變，從而使施加在電風(fēng)扇的輸入電壓發(fā)生改變，以調(diào)節(jié)風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)各檔位風(fēng)速的無(wú)級(jí)調(diào)速。 電機(jī)調(diào)速原理雙向可控硅的導(dǎo)通條件如下：(1）陽(yáng)陰極間加正向電壓；(2）控制極陰極間加正向觸發(fā)電壓；(3）陽(yáng)極電流IA 大于可控硅的最小維持電流IH。電風(fēng)扇的風(fēng)速?gòu)母叩降驮O(shè)為1檔，每檔風(fēng)速都有一個(gè)限定值。在額定電壓、額定功率下，以最高轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，要求風(fēng)葉最大圓周上的線速度不大于2150m/min。且線速度可由下列公式求得V=πDn103 （1）式（1）中，V為扇葉最大圓周上的線速度(m/min),D為扇中的最大頂端掃出圓的直徑(mm)，n為電風(fēng)扇的最高轉(zhuǎn)速(r/min)。代入數(shù)據(jù)求得n5≤1555r/min,取n5=1250 r/：取n1=875r/min。則可得出五個(gè)檔位的轉(zhuǎn)速值：n1=875r/min，n2=980r/min，n3=1063r/min，n4=1150 r/min，n5=1250r/min又由于負(fù)載上電壓的有效值u0=u1 （2）式（2）中，u1為輸入交流電壓的有效值，α為控制角。解得：(1) 當(dāng)α5=0176。時(shí)，t=0ms；(2) 當(dāng)α4=176。時(shí)，t=；(3) 當(dāng)α3=176。時(shí)，t=；(4) 當(dāng)α2=176。時(shí)，t=；(5) 當(dāng)α1=176。時(shí)，t=。上述計(jì)算出的是控制角和觸發(fā)時(shí)間，當(dāng)檢測(cè)到過(guò)零點(diǎn)時(shí)，按照所求得的觸發(fā)時(shí)間延時(shí)發(fā)脈沖，便可實(shí)現(xiàn)預(yù)期轉(zhuǎn)速。 電機(jī)控制模塊設(shè)計(jì)本模塊電路中采用了過(guò)零雙向可控硅型光耦MOC3041M ,集光電隔離、過(guò)零檢測(cè)、過(guò)零觸發(fā)等功能于一身,避免了輸入輸出通道同時(shí)控制雙向可控硅觸發(fā)的缺陷, 簡(jiǎn)化了輸出通道隔離2驅(qū)動(dòng)電路的結(jié)構(gòu)。所設(shè)計(jì)的可控硅觸發(fā)電路原理圖見(jiàn)圖3。其中RL即為電機(jī)負(fù)載，其工作原理是:單片機(jī)響應(yīng)用戶的參數(shù)設(shè)置, 在I/ O 口輸出一個(gè)高電平, 經(jīng)反向器反向后, 送出一個(gè)低電平,使光電耦合器導(dǎo)通, 同時(shí)觸發(fā)雙向可控硅, 使工作電路導(dǎo)通工作。給定時(shí)間內(nèi),負(fù)載得到的功率為: (3)式中: P 為負(fù)載得到的功率（ kW）。 n 為給定時(shí)間內(nèi)可控硅導(dǎo)通的正弦波個(gè)數(shù)。 N 為給定時(shí)間內(nèi)交流正弦波的總個(gè)數(shù)。 U為可控硅在一個(gè)電源周期全導(dǎo)通時(shí)所對(duì)應(yīng)的電壓有效值（V）。 I 為可控硅在一個(gè)電源周期全導(dǎo)通時(shí)所對(duì)應(yīng)的電流有效值（A）。由式(3) 可知,當(dāng)U , I , N 為定值時(shí), 只要改變n 值的大小即可控制功率的輸出,從而達(dá)到調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。圖3 電機(jī)控制原理圖 遙控電路 發(fā)射電路紅外發(fā)射電路原理圖見(jiàn)圖4， K1～K8是遙控鍵輸入鍵，它是一個(gè)由編碼器（BA5104）和紅外發(fā)射電路組成的。Al～A6鍵分別為“定時(shí)”、“風(fēng)速”、“風(fēng)類”、“ 搖頭”、“ 照明”、“開/ 關(guān)”控制按鈕。經(jīng)對(duì)應(yīng)開關(guān)發(fā)出的遙控指令，由腳D0輸出經(jīng)Q1和Q2放大后驅(qū)動(dòng)D1發(fā)出經(jīng)編碼后的紅外遙控信號(hào)。圖4 遙控發(fā)射電路 接收電路和控制電路紅外遙控接收電路如圖5所示。紅外信號(hào)由通用紅外接收器BA5302完成前置放大、載波選頻、脈沖解調(diào)。當(dāng)有紅外脈沖信號(hào)到來(lái)時(shí)，BA5302輸出低電平，經(jīng)Q1反相后，作用于解碼電路SM5302C的DI端（HP/CP端）輸出相應(yīng)的控制信號(hào)。SM5032C的HP1～HP6端輸出持續(xù)電平信號(hào)。當(dāng)按下發(fā)射器K1～K5任一鍵時(shí)，SM5032C相應(yīng)HP端輸出持續(xù)高電平。松開發(fā)射鍵，則輸出低電平。CPCP2端為反相電平輸出端（自鎖）。當(dāng)松下發(fā)射器K7鍵時(shí)，SM5032C相應(yīng)CP端輸出電平翻轉(zhuǎn)，即“1”變?yōu)椤?”或“0”變?yōu)椤?”。每按一次，輸出電平即翻轉(zhuǎn)一次。圖5 接收及控制電路原理 控制鍵電路鍵盤是人機(jī)交互的重要部件。本部件主要便于用戶對(duì)電風(fēng)扇進(jìn)行操作，使用戶只要進(jìn)行一些簡(jiǎn)單的操作，就能實(shí)現(xiàn)所需的全部功能，鍵盤操作模塊在電風(fēng)扇底座部分有一個(gè)3 x 3小矩陣鍵盤，可以進(jìn)行風(fēng)的強(qiáng)度、類型、定時(shí)等系統(tǒng)設(shè)置，按鍵電路圖如圖6所示。圖6 按鍵控制原理圖4 控制器軟件設(shè)計(jì)本系統(tǒng)的運(yùn)行程序采用C語(yǔ)言編寫，采用模塊化設(shè)計(jì)，整體程序由主程序和顯示、鍵盤掃描、紅外線接收以及電機(jī)控制等子程序模塊組成。 主程序在主程序進(jìn)行初始化后，開始反復(fù)檢測(cè)各模塊相關(guān)部分的緩沖區(qū)的標(biāo)志，如果緩沖區(qū)置位，說(shuō)明相應(yīng)的數(shù)據(jù)需要處理，然后主程序調(diào)用相應(yīng)的處理子模塊。如圖7所示。系統(tǒng)初始化溫度變化？溫度控制子模塊鍵盤輸入？鍵盤處理子模塊開始紅外信號(hào)？紅外接收處理模塊YNYNYN顯示子模塊圖7 主程序模塊流程圖 數(shù)字溫度傳感器模塊和顯示子模塊開始DS18B20初始化啟動(dòng)DS18B20測(cè)溫內(nèi)部判斷調(diào)用讀子程序顯示子程序結(jié)束調(diào)用相應(yīng)的控制程序調(diào)用相應(yīng)的鍵值處理程序調(diào)用寫子程序異常正常如圖8所示，主機(jī)控制DS18B20數(shù)字溫度傳感器完成溫度轉(zhuǎn)換工作必須經(jīng)過(guò)三個(gè)步驟：初始化、ROM操作指令、存儲(chǔ)器操作指令。單片機(jī)所用的系統(tǒng)頻率為12MHz。根據(jù)DS18B20數(shù)字溫度傳感器進(jìn)行初始化時(shí)序、讀時(shí)序和寫時(shí)序分別可編寫3個(gè)子程序：初始化子程序、寫子程序、讀子程序。圖8 數(shù)字溫度傳感器模塊程序流程圖DS18B20芯片功能命令表如下：命令 說(shuō)明 協(xié)議READ ROM 讀取激光ROM64位 33HMATCH ROM
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