電子系統(tǒng)綜合設(shè)計與實踐報告模板

1、電子系統(tǒng)綜合設(shè)計與實踐蜂鳴器樂曲演奏 院（系）名稱信息工程學院電子與通信工程系 專業(yè)名稱14通信工程設(shè)備 學生姓名鄭軍強1301100094王龍龍1301100080李帥 指導教師石欽亮2016年 12 月1日模擬風扇控制系統(tǒng)摘 要電風扇簡稱電扇，香港稱為風扇，日本及韓國稱為扇風機，是一種利用電動機驅(qū)動扇葉旋轉(zhuǎn)，來達到使空氣加速流通的家用電器，主要用于清涼解暑和流通空氣。廣泛用于家庭、辦公室、商店、醫(yī)院和賓館等場所。1882年，美國紐約的克羅卡日卡齊斯發(fā)動機廠的主任技師休伊斯卡茨霍伊拉，最早發(fā)明了商品化的電風扇。如今的電風扇已一改人們印象中的傳統(tǒng)形象，在外觀和功能上都更追求個性化，而電腦控制、

2、自然風、睡眠風、負離子功能等這些本屬于空調(diào)器的功能，也被眾多的電風扇廠家采用，并增加了照明、驅(qū)蚊等更多的實用功能。這些外觀不拘一格并且功能多樣的產(chǎn)品，預示了整個電風扇行業(yè)的發(fā)展趨勢。 其主要原因：一是風扇和空調(diào)的降溫效果不同空調(diào)有強大的制冷功能，可以快速有效地降低環(huán)境溫度，但電風扇的風更溫和，更加適合老人兒童和體質(zhì)較弱的人使用；二是電風扇有價格優(yōu)勢，價格低廉而且相對省電，安裝和使用都非常簡單。關(guān)鍵詞：STC89S51，直流電機，數(shù)碼管，138譯碼器等.目錄引言41、系統(tǒng)方案42、設(shè)計任務(wù)及要求51、工作模式52、數(shù)碼管顯示53、按鍵控制63.1 S4控制風扇工作模式63.2 S5定時

3、器73.3 S6 停止93、重點、難點94.結(jié)束語9參考文獻10引言電風扇是一種利用電動機驅(qū)動扇葉旋轉(zhuǎn)，來達到時空氣加速流通的家用電器，主要用于清涼解暑和流通空氣，廣泛用于家庭，辦公室，商店，醫(yī)院等場所。如今的電風扇也一改人們印象中的傳統(tǒng)形象，在外觀和功能上都更追求個性化，人性化，也增加了照明，驅(qū)蚊等更多的實用功能。電風扇曾一度被認為是空調(diào)產(chǎn)品沖擊下的淘汰品，其實并非如此，家用電風扇并沒有隨著空調(diào)的普及而消失于市場，近年來反而出現(xiàn)了市場銷售復蘇的趨勢。其主要原因：一是風扇和空調(diào)的降溫效果不同，空調(diào)有強大的制冷功能，可以快速有效的降低壞境溫度，但電風扇更溫和，更加適合老人兒童和體質(zhì)較弱的群體使用

4、；二是電風扇有價格優(yōu)勢，價格低廉而且相對省電，安裝和使用也非常簡單。 1、系統(tǒng)方案“模擬風扇控制系統(tǒng)”能夠模擬風扇工作，通過按鍵控制風扇的轉(zhuǎn)速和定時時間，數(shù)碼管顯示風扇的工作模式，動態(tài)倒計時的顯示剩余的工作時間，系統(tǒng)上主要有數(shù)碼管顯示，單片機最小系統(tǒng)、按鍵輸入和電機的控制保護電路組成。數(shù)碼管顯示LED指示燈PWM輸出按鍵輸入DS18B20MCU本實驗通過4個按鍵(K4、K5、K6、K7)，分別控制風扇系統(tǒng)的工作模式、定時、清“0”。K4按一下，電機工作在“睡眠風”的狀態(tài)，再按一次，電機工作在“自然風”狀態(tài)，第三次按K4,工作在“常風”狀態(tài)，當?shù)谒拇伟聪翶4，電機回到“睡眠風”工作狀態(tài)。K5負責

5、定時功能，當按下K5，定時1分鐘，數(shù)碼管倒計時顯示，第二次按下K5，定時2分鐘，當?shù)谌伟聪翶5，無定時，當定時結(jié)束，電機自動停止工作。K6是清“0”的功能，當按下K6，風扇工作在任何模式下，都停止工作，定時結(jié)束。并通過8個數(shù)碼管顯示電機的工作模式，定時剩余時間等等。通過18B20顯示當前的溫度。2、設(shè)計任務(wù)及要求1、工作模式設(shè)備具有“睡眠風”、“自然風”、“常風”三種工作模式可以通過按鍵切換，通過單片機P34引腳輸出脈寬調(diào)制信號控制電機運行狀態(tài)，信號頻率為1KHz。2、數(shù)碼管顯示數(shù)碼管實時顯示設(shè)備當前工作模式和剩余工作時間（倒計時），如圖2所示。一1一 0050工作模式：睡眠風熄滅剩余工作時

6、間：50秒unsigned char tab=0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90;DisplayData0=0x40; DisplayData1=tabb%10; DisplayData2=0x40; DisplayData4=tab0; DisplayData5=tabseconed%1000/100&0x7f; DisplayData6=tabseconed%100/10; DisplayData7=tabseconed%10; DigDisplay();“睡眠風”狀態(tài)下，對應數(shù)碼管顯示數(shù)值為1，自然風模式下，顯示數(shù)值

7、為2，常風模式下，顯示數(shù)值為3.3、按鍵控制使用S4、S5、S6、S7四個按鍵完成按鍵控制功能。3.1 S4控制風扇工作模式 按鍵S4定義為工作模式切換按鍵，每次按下S4，設(shè)備循環(huán)切換三種工作模式。工作過程如下；睡眠風自然風常風在程序設(shè)計中，采用對按鍵是否按下的檢測，當檢測到按鍵有按下的操作后，通過用b限定按鍵的操作次數(shù)，第一次按下（b=1）為睡眠風，第二次（b=2）為自然風，第三次（b=3）為常風，當?shù)谒拇伟聪潞骲=0，回到循環(huán)，重復操作。電機轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)，不同模式下的風扇轉(zhuǎn)動速度不同，驅(qū)動直流電動機時，在柵極施加恒定的高電平，則電動機在額定電壓下以額定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。若在柵極施加了脈沖幅度為5V

8、，脈沖周期相同而寬度不同的信號（即占空比不同）時，則轉(zhuǎn)速發(fā)生變化。占空比大時轉(zhuǎn)速高，占空比小時，轉(zhuǎn)速低；當占空比小到某值時，點頂級停止旋轉(zhuǎn)。改變占空比即可直接控制電動機的旋轉(zhuǎn)。分別在b=1、b=2，b=3下實現(xiàn)不同的轉(zhuǎn)速。void dj() DigDisplay_2(); if(K4=0) Delay10ms();if(K4=0) b+;if(b=4) b=1; while(!K4); if(b=1) P3=0xFE; DigDisplay_2();PWM=1;Delay100us(6);PWM=0;Delay100us(4); if(b=2) P3=0xfD; DigDisplay_2();

9、PWM=1;Delay100us(7);PWM=0;Delay100us(3); if(b=3) P3=0xFB; DigDisplay_2();PWM=1;Delay100us(8);PWM=0;Delay100us(2); 3.2 S5定時器按鍵S5定義為“定時按鍵”每次按下S5，定時時間增加1分鐘，設(shè)備的剩余工作時間重置為當前定時時間，重新開始倒計時，工作過程如下：1分鐘2分鐘0分鐘針對于定時功能，采用定時器的方法，在工作模式1下，定時總中斷，定時器0允許開關(guān)全部打開，TH0=(65536-50000)/256; TL0=(65536-50000)%256;定時時間為50ms，在定時器0

10、中命名count+，當count=20時，定時時間1s（50x20=1000ms=1s），然后在定時器0之前定義的seconed的值，采用seconed的語句實現(xiàn)定時倒計時，倒計時在數(shù)碼管上的顯示調(diào)用DigDisplay_2()函數(shù)。前面介紹過。對于K5控制定時，由目的可知，無定時、定時1分鐘、定時2分鐘，之后回到無定時狀態(tài)，依次循環(huán)。通過定義的變量c控制定時的時間，當c=3時，重新定義c=0，循環(huán)控制，seconed表示定時時間，由于要實現(xiàn)無論在任何工作狀態(tài)時只要按下K6，一切工作結(jié)束，所以要添加一個K6按鍵的掃描，當檢測到K6按下，break直接跳出。void ds() TMOD=0x01

11、; /定時器0 16位定時器 TR0=(65536-50000)/256; TL0=(65536-50000)%256; IE=0x82; /這里是中斷優(yōu)先級控制EA=1（開總中斷）,ET0=1（定時器0允許中斷)，這里用定時器0來定時 TR0=1; if(K5=0) Delay10ms();if(K5=0) c+;if(c=3) c=0; while(!K5); if(c=0) seconed=0; DigDisplay_2(); dj(); if(c=1) seconed=60; while(K5=1) DigDisplay_2(); dj(); if(K6=0) break; if(c=

12、2) seconed=120; while(K5=1) DigDisplay_2(); dj(); if(K6=0) break; 3.3 S6 停止按鍵S6定義為“停止”按鍵，按下S6按鍵，立即清零剩余工作時間，PWM信號停止輸出，直到通過S5從新色指定時時間。3、重點、難點本設(shè)計的重點、難點在于對電機定時的程序控制，如何用定時器實現(xiàn)1分鐘、2分鐘的時間控制以及在數(shù)碼管上倒計時顯示。定時器的一個周期定時時間在90ms左右，單靠一個周期定義不可能實現(xiàn)長時間的定時，所以采用循環(huán)累加的方法，讓定時器進行20次的定時循環(huán)(20*50=1000ms=1s),實現(xiàn)1s的定時。在賦值的seconed中，以

13、seconed進行60次、120次的循環(huán)，實現(xiàn)定時60s、120s的功能。4.結(jié)束語通過本次設(shè)計，使我學到了許多書本上無法學到的知識，也使我深刻體會到單片機技術(shù)應用領(lǐng)域的廣泛。不僅讓我對學過的單片機知識有了很多的鞏固，同時也對單片機這一門課程產(chǎn)生更大的興趣。在本次設(shè)計過程中，我學會了在網(wǎng)絡(luò)上查找有關(guān)設(shè)計的個硬件的資源。本系統(tǒng)是以單片機AT89C51芯片為核心部件，實現(xiàn)了電風扇系統(tǒng)控制功能，在軟件上是花費時間最多的，我們上網(wǎng)找資料，上圖書館，盡可能的了解有關(guān)于電風扇的知識。通過這次設(shè)計，使我得到了一次用專業(yè)知識、專業(yè)技能分析和解決問題全面系統(tǒng)的鍛煉。使我在單片機的基本原理、單片機應用系統(tǒng)開發(fā)過程

14、，以及在常用編程設(shè)計思路技巧的掌握方面都能向前邁了一大步。 在設(shè)計的過程中，不斷的學習，思考和同學間的相互討論，運用科學的分析問題的方法解決遇到的困難，掌握單片機系統(tǒng)一般的開發(fā)流程，學會對常見問題的處理方法，積累設(shè)計系統(tǒng)的經(jīng)驗，充分發(fā)揮教學與實踐的結(jié)合。全能提高個人系統(tǒng)開發(fā)的綜合能力，開拓了思維，為今后能在相應工作崗位上的工作打下了堅實的基礎(chǔ)。不但加深我對在課程上所學到的單片機理論知識的認識和理解，重新讓自己認識到了這門學科的在應用方面的廣闊前景，并且通過知識與應用于實踐的結(jié)合更加豐富了自己的知識。擴展了知識面，不但掌握了本專業(yè)的相關(guān)知識，而且對其他專業(yè)的知識也有所了解，而且較系統(tǒng)的

15、掌握單片機應用系統(tǒng)的開發(fā)過程，因而自身的綜合素質(zhì)有了全面的提高。經(jīng)過這次一個較完整的產(chǎn)品設(shè)計和制作過程，對于認識到自己在知識方面存在的不足，明確今后的學習方向是非常有益的，為將來的的就業(yè)提前打了下堅實的基礎(chǔ)。的初期階段，難度很大，沒有頭緒。通過求助老師，理清思路。同時，在圖書館里、網(wǎng)上查閱資料，攻克設(shè)計中的道道難題。在克服困難的過程中，我學到了許多，特別是在課堂上學不到的東西?？偟母惺苡幸韵聨追矫妫?#160;1、通過本次設(shè)計，我不但對單片機有了更深的了解，對一個課題如何畫流程圖，編程序等有了一定的認識。 2、進一步加強了我的動手能力和運用專業(yè)知識的奴隸，從學習到如何去思考和解決問題

16、，以及如何靈活地改變方法實現(xiàn)設(shè)計方案。 3、讓我了解到單片機技術(shù)對當今人們生活的重要性。同時這次設(shè)計的經(jīng)歷也使我受益匪淺，讓我知道做任何事情都應腳踏實地，刻苦努力地去做，只有這樣，才能做好。參考文獻1楊雪.基于AT89C51單片機全部自動洗衣機仿真設(shè)計J.黑龍江：黑龍江科技信息，2013(05).2宋雪松.手把手教你學51單片機M. 北京：清華大學出版社，2015(10).3張毅剛.單片機原理及應用-C51編程+Proteus仿真M. 北京：高等教育出版社，2012(11).4 樓然苗.51系列單片機設(shè)計實例M.北京：北京航空航天大學出版社，2003.5朱宇光.單片機應用新技術(shù)教程M

17、.北京：電子工業(yè)出版社，2000.程序：#include<reg51.h>#include<intrins.h>sbit K4=P13;sbit K5=P14;sbit K6=P15;sbit K7=P16;sbit LSA=P22;sbit LSB=P23;sbit LSC=P24;sbit PWM=P34;unsigned char tab=0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90;unsigned char code DIG_CODE17=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d

18、,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71;unsigned char seconed,count;unsigned int c,b,x;unsigned char DisplayData8;void Delay100us(unsigned int a);void DigDisplay();void DigDisplay_2();void Delay10ms();void dj();void ds() void ds() TMOD=0x01; /定時器0 16位定時器 TR0=(65536-50000)/256; TL0=(65536-50000

19、)%256; IE=0x82; /這里是中斷優(yōu)先級控制EA=1（開總中斷）,ET0=1（定時器0允許中斷)，這里用定時器0來定時 TR0=1; if(K5=0) Delay10ms();if(K5=0) c+;if(c=3) c=0; while(!K5); if(c=0) seconed=0; DigDisplay_2(); dj(); if(c=1) seconed=60; while(K5=1) DigDisplay_2(); dj(); if(K6=0) break; if(c=2) seconed=120; while(K5=1) DigDisplay_2(); dj(); if(K

20、6=0) break; /電機void dj() DigDisplay_2(); if(K4=0) Delay10ms();if(K4=0) b+;if(b=4) b=1; while(!K4); if(b=1) P3=0xFE; DigDisplay_2();PWM=1;Delay100us(6);PWM=0;Delay100us(4); if(b=2) P3=0xfD; DigDisplay_2();PWM=1;Delay100us(7);PWM=0;Delay100us(3); if(b=3) P3=0xFB; DigDisplay_2();PWM=1;Delay100us(8);PWM

21、=0;Delay100us(2); /定時void Time() interrupt 1 TR0=(65536-50000)/256; TL0=(65536-50000)%256; while(K6=0) EA=0; seconed=0; count+; if(count=20) count=0; seconed-; if(seconed=0) seconed=0; TR0=0; if(seconed=0) while(K5=1) PWM=0; /延遲10msvoid Delay10ms()/12.000MHzunsigned char i, j;i = 117;j = 184;dowhile

22、 (-j); while (-i); /延遲100usvoid Delay100us(unsigned int a)/12.000MHzunsigned char j;j = 78;while(a-) while (-j); /溫度void DigDisplay_2() DisplayData0=0x40; DisplayData1=tabb%10; DisplayData2=0x40; DisplayData4=tab0; DisplayData5=tabseconed%1000/100&0x7f; DisplayData6=tabseconed%100/10; DisplayData7=tab