【文章內(nèi)容簡介】 第 11 頁 V=πDn103 （ 1） 公式（ 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/： %70%1 0 0 ??? 最高調(diào)速檔的轉(zhuǎn)速 最低調(diào)速檔的轉(zhuǎn)速調(diào)速比 取 n1=875r/min。則可得出五個檔位的轉(zhuǎn)速值： n1=875r/min， n2=980r/min， n3=1063r/min， n4=1150 r/min， n5=1250r/min 又由于負載上電壓的有效值 u0=u1 ?????? ?? ??? ?? 2 2s in （ 2） 公式（ 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， t=0ms； (2) 當(dāng) α4=176。時， t=； (3) 當(dāng) α3=176。時， t=； (4) 當(dāng) α2=176。時， t=； (5) 當(dāng) α1=176。時， t=。 上述計算出的是控制角和觸發(fā)時間，當(dāng)檢測到過零點時，按照所求得的觸發(fā)時間延時發(fā)脈沖，便可實現(xiàn)預(yù)期轉(zhuǎn)速。 電機控制模塊設(shè)計 本模塊電路中采用了過零雙向可控硅型光耦 MOC3041M,集光電隔離、過零檢測、過零觸發(fā)等功能于一身 ,避免了輸入輸出通道同時控制雙向可控硅觸發(fā)的缺陷 ,簡化了輸出通道隔離 2 驅(qū)動電路的結(jié)構(gòu)。所設(shè)計的可控硅觸發(fā)電路原理圖見圖 3。其中 RL即為電機負載，其工作原理是 :單片機響應(yīng)用戶的參數(shù)設(shè)置 ,在 I/O 口輸出一個高電平 , 經(jīng)反向器反向后 , 送出一個低電平 ,使光電耦合 器導(dǎo)通 ,同時觸發(fā)雙向可控 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 第 12 頁 硅 , 使工作電路導(dǎo)通工作。給定時間內(nèi) ,負載得到的功率為 : UINnP? (3) 公式中 :P 為負載得到的功率（ kW） 。n 為給定時間內(nèi)可控硅導(dǎo)通的正弦波個數(shù) 。N為給定時間內(nèi)交流正弦波的總個數(shù) 。 U為可控硅在一個電源周期全導(dǎo)通時所對應(yīng)的電壓有效值（ V） 。I 為可控硅在一個電源周期全導(dǎo)通時所對應(yīng)的電流有效值（ A） 。由式(3) 可知 ,當(dāng) U,I,N 為定值時 ,只要改變 n值的大小即可控制功率的輸出 ,從而達到調(diào)節(jié)電 機轉(zhuǎn)速的目的。 圖 33 電機控制原理圖 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 第 13 頁 第 4 章 軟件設(shè)計 本系統(tǒng)的運行程序采用 C 語言編寫，采用模塊化設(shè)計 ，整體程序由主程序和顯示、鍵盤掃描、紅外線接收以及電機控制等子程序模塊組成。 主程序 在主程序進行初始化后，開始反復(fù)檢測各模塊相關(guān)部分的緩沖區(qū)的標志，如果緩沖區(qū)置位，說明相應(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。 圖 41 主程序模塊流程圖 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 第 14 頁 數(shù)字溫度傳感器模塊和顯示子模塊 如圖 8 所示，主機控制 DS18B20 數(shù)字溫度傳感器 完成溫度轉(zhuǎn)換工作必須經(jīng)過三個步驟：初 始化、 ROM 操作指令、存儲器操作指令。單片機所用的系統(tǒng)頻率為 12MHz。 圖 42 數(shù)字溫度傳感器模塊程序流程圖 根據(jù) DS18B20 數(shù)字溫度傳感器進行 初始化時序、讀時序和寫時序分別可編寫 3 個子程序：初始化子程序、寫子程序、讀子程序。 DS18B20 芯片功能命令表如下： 表 41 DS18B20 功能命令表 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 第 15 頁 命令 說明 協(xié)議 READ ROM 讀取激光 ROM64 位 33H MATCH ROM 匹配 ROM 55H SKIP ROM 跳過 ROM CCH SEARCH ROM 搜索 ROM F0H ALARM SEARCH 告警搜索 ECH WRITE SCRATCHPAD 把字節(jié)寫入暫存器的地址 2和 3 4EH READ SCRATCHPAD 讀取暫存器和 CRC 字節(jié) BEH COPY SCRATCHPAD 把暫存器內(nèi)容拷貝到非易失性存儲器中 48H CONVERT T 開始溫度轉(zhuǎn)換 44H RECALL E2 把非易失性存儲器中的值召回暫存器 B8H READ POWER SUPPLY 讀電源供電方式： 0為寄生電源， 1為外電源 B4H 電機調(diào)速與控制子模塊 本模塊采用雙向可控硅過零觸 發(fā)方式，由單片機控制雙向可控硅的通斷，通過改變每個控制周期內(nèi)可控硅導(dǎo)通和關(guān)斷交流完整全波信號的個數(shù)來調(diào)節(jié)負載功率，進而達到調(diào)速的目的。 因為 INT0 信號反映工頻電壓過零時刻，所以只要在外中斷 0的中斷服務(wù)程序中完成控制門的開啟與關(guān)閉，并利用中斷服務(wù)次數(shù)對控制量 n進行計數(shù)和判斷，即每中斷一次，對 n進行減 1 計數(shù)，如果 n不等于 0，保持控制電平為“ 1”，繼續(xù)打開控制門；如 n=0，則使控制電平復(fù)位為“ 0”，關(guān)閉控制門，使可控硅過零觸發(fā)脈沖不再通過。這樣就可以按照控制處理得到的控制量的要求，實現(xiàn)可控硅的過零控制，從而達到 按控制量控制的效果，實現(xiàn)速度可調(diào)。 （ 1）中斷服務(wù)程序：執(zhí)行中斷服務(wù)程序時，首先保護現(xiàn)場， INT0 中斷標志置位，禁止主程序修改工作參數(shù)，然后開始減 1 計數(shù)，判斷是否關(guān)斷可控硅，最后 INT0 中斷標志位清零，還原初始化數(shù)據(jù)，恢復(fù)現(xiàn)場，中斷返回。（設(shè) 1秒鐘通過波形數(shù) N=100） （ 2）回路控制執(zhí)行程序：主回路控制執(zhí)行程序的任務(wù)是初始化數(shù)據(jù)存儲單元，確定電機工作參數(shù) nmin/nmax，并將其換算成“有效過零脈沖”的個數(shù)；確定中斷優(yōu)先級、 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 第 16 頁 圖 43 電機控制模塊中斷響應(yīng)流程圖 為了保證正弦波的完整，工頻過零同步 中斷 INT0 確定為高一級的中斷源。 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 第 17 頁 總 結(jié) 本系統(tǒng)以 STC89C52 單片機為核心，單片機主要完成對外界環(huán)境溫度信號的采集、處理、顯示等功能 。用 Altium Designer 6 軟件繪制電路原理圖和 PCB 電路印刷板圖，由 Protues 軟件進行訪真測試，利用 MCS51 C 語言編制。 運行程序該系統(tǒng)的主要特點是 : （ 1)適用性強，用戶只需對界面參數(shù)進行設(shè)置并啟動系統(tǒng)正常運行便可滿足不同用戶對最適合溫度的要求，實現(xiàn)對最適溫度的實時監(jiān)控。 （ 2)隨時可以根據(jù)軟件編寫新的功能加入產(chǎn)品。操作界面可擴展性強，只要稍加改 變，即可增加其他按鍵的使用功能。 本系統(tǒng)溫度控制采用 DS18B20 數(shù)字溫度傳感器作為感溫元件?？煽毓璐釉陔娫磁c負載電風(fēng)扇，借改變定周期內(nèi)可控硅的導(dǎo)通與截止時間之比來實現(xiàn)調(diào)速功能，其設(shè)計完使用方便就，適應(yīng)人們睡辦公等不同場合的使用。 基于 STC89C52 單片機所設(shè)計與研制的電風(fēng)扇智能調(diào)速系統(tǒng)，造價低且具有穩(wěn)定性高、性能優(yōu)越、節(jié)約電能等優(yōu)點，在夜間無需定時，同樣能給人們帶來更多的方便。 本設(shè)計在模擬檢測中運行較好，但采樣據(jù)不太穩(wěn)定。功能上的缺憾是對于兩個檔之間的臨界溫度處理不好，并且檔位太少 ,還有待改進。 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 第 18 頁 參考文獻 [1] 曹巧媛 .單片機原理及應(yīng)用 .北京：電子工業(yè)出版社， [2] 王倫 .電風(fēng)扇原理與維修技術(shù) [M].北京：新時代出版社， 1999 [3] 張毅剛 .新編 MCS51 單片機應(yīng)用設(shè)計 .哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社， 20xx,10 [4] 梁廷貴、王裕琛 .可控硅觸發(fā)電路語音電路分冊 [M].北京：科學(xué)技術(shù)文獻出版社， 20xx 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 第 19 頁 附錄 1 主要程序代碼 主要程序代碼及說明（見注釋語句）如下： 數(shù)字溫度傳感器模塊和顯示子模塊程序 : include //調(diào)用單片機頭文件 define uchar unsigned char //無符號字符型 宏定義 變量范圍 0~255 define uint unsigned int //無符號整型 宏定義 變量范圍 0~65535 include //數(shù)碼管段選定義 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Ucharcodesmg_du[]={0x28,0xee,0x42,0x52,0xe5,0xa8,0x41,0xe7,0x20,0xa0, 0x60,0x25,0x39,0x26,0x31,0x71,0xff}。 //斷碼 //數(shù)碼管位選定義 uchar code smg_we[]={0xef,0xdf,0xbf,0x7f}。 uchar dis_smg[8] = {0x28,0xee,0x32,0xa2,0xe4,0x92,0x82,0xf8}。 uchar smg_i = 3。 //顯示數(shù)碼管的個位數(shù) sbit dq = P2^4。 //18b20 IO 口的定義 bit flag_lj_en。 //按鍵連加使能 bit flag_lj_3_en。 //按鍵連 3 次連加后使能 加的數(shù)就越大了 uchar key_time,key_value。 //用做連加的中間變量 bit key_500ms 。 sbit pwm = P2^3。 uchar f_pwm_l 。 //越小越暗 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 第 20 頁 uint temperature 。 // bit flag_300ms 。 uchar menu_1。 //菜單設(shè)計的變量 uint t_high = 300,t_low = 100。 //溫度上下限報警值 /********************1ms 延時函數(shù) *************************/ void delay_1ms(uint q) { uint i,j。 for(i=0。iq。i++) for(j=0。