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智能風扇控制系統(tǒng) 設計報告 （電子大賽選拔賽） 小組成員：沈君豪/130144323 13電子中美 呂智超/130154338 13電子中美 黃寒雪/130154359 13電子中美 設計時間：2015.2—2015.3 一. 前期準備： 經過我們小組三人的討論，最終我們決定采用8051作為整個系統(tǒng)的控制部分，運用8051系列單片機以及C51編程實現(xiàn)解決方案。故我們事先進行了分工，并進入了準備階段。 二. 總體設計： 作為控制部分，我們決定使用8051單片機；電源部分我們采用了micro usb 母座進行供電，工作時可以插入手機充電器（micro usb公頭）進行供電；風扇使用直流電機代替；直流電機驅動部分則使用L298N芯片。 1.首先是按鍵部分，3個按鍵（分別表示風速、類型、停止）的狀態(tài)以啟動電扇或設置相應的工作狀態(tài)。這樣就需要3個按鍵，要通過一個按鍵來控制2個以上的狀態(tài)，可以通過按鍵的次數(shù)來控制第幾種狀態(tài)，比如風速有三種狀態(tài)（弱、中、強），可以用按鍵1次控制弱，按鍵2次控制中，按鍵3次控制強，這樣就可以實現(xiàn)一鍵控制多鐘狀態(tài)了。其中停止按鍵與P3.2（外部中斷0）相接，按下時即可停止所有行為。 2.控制器的指示燈，我們想使用六個LED燈進行顯示，分別顯示不同風速、類型等6個指示信號。 3. 用直流電機作為電風扇，其轉速和停止可通過改變L298N其使能輸入的頻率來改變電機的速度。利用L298N的2,3引腳來驅動直流電機。 4.風速和風種的實現(xiàn)，采用8051的定時器中斷，每隔一定的時間停止L298N的使能輸入，使電機停止，改變不同的定時時間，來獲得電機的不同轉速與風種。 三. 原理圖： 四.程序設計（C51） #include #include #include #define uchar unsigned char #define uint unsigned int sbit A1=P1^0;//電機控制端口 sbit B1=P1^1; sbit ENA=P1^2; sbit key1=P3^0; //風速設置按鍵 sbit key2=P3^1; //風種設置按鍵 sbit key3=P3^2; //停止設置按鍵 sbit led1=P0^0;//強風指示燈 sbit led2=P0^1;//中風指示燈 sbit led3=P0^2;//慢風指示燈 sbit led4=P0^3;//正常指示燈 sbit led5=P0^4;//自然指示燈 sbit led6=P0^5;//睡眠指示燈 bit Stop_Flag = 0; uint count = 0; uchar pwm_duty = 0;//最大為100 uchar wind_speed = 0;//分為三級 0高 1中 2慢 uchar wind_mode = 0; //分為三類 0正常 1自然 2睡眠 uint time = 0; //計時變量 void delay1ms(void) { unsigned char a,b,c; for(c=1;c>0;c--) for(b=142;b>0;b--) for(a=2;a>0;a--); } void Motor_Forward()//電機正轉 { A1=1; B1=0; ENA=1; } void Motor_Reversal()//電機反轉 { A1=0; B1=1; ENA=1; } void Motor_Stop()//電機急停 { A1=1; B1=1; ENA=0; } void InitTimer0(void)//T0初始化為1ms定時器 { TMOD = 0x01; TH0 = 0x0FC; TL0 = 0x18; EA = 1; ET0 = 1; //TR0 = 1; } //主函數(shù) void main() { //端口配置 P0=0xff; P1=0x00; P2=0xff; P3=0xff; InitTimer0(); EX0=1; //外部中斷0開 IT0=1; //邊沿觸發(fā) TR0 = 1; while(1) { if(!key1) //設置風速 { delay1ms(); if(!key1) { wind_speed++; if(wind_speed >= 3) wind_speed = 0; TR0 = 1; //開啟定時器 Stop_Flag = 0; //標志位清零 } while(!key1); //等待按鍵釋放 } if(!key2) //設置風種 { delay1ms(); if(!key2) { wind_mode++; if(wind_mode >= 3) wind_mode = 0; time = 0; } while(!key2); //等待按鍵釋放 } if(!Stop_Flag) { switch(wind_speed) { case 0: pwm_duty = 100;//100%轉速 A1=1; B1=0; led1 = 0; led2 = 1; led3 = 1; break; case 1: pwm_duty = 70; //70%轉速 A1=1; B1=0; led1 = 1; led2 = 0; led3 = 1; break; case 2: pwm_duty = 40; //40%轉速 A1=1; B1=0; led1 = 1; led2 = 1; led3 = 0; break; default: A1=1; B1=1; break; } } else { P0 = 0xff;//LED全滅 } } } void Timer0Interrupt(void) interrupt 1 //定時器中斷T0 { TH0 = 0x0FC; TL0 = 0x18; count++; if(wind_mode == 0) //正常 { if(count <= pwm_duty) ENA = 1; else ENA = 0; if(count >= 100) count = 0; led4 = 0; led5 = 1; led6 = 1; } else if(wind_mode == 1)//自然 { time++; if(time <= 4000)//4s { if(count <= pwm_duty) ENA = 1; else ENA = 0; if(count >= 100) count = 0; } else { ENA = 0; } if(time >= 8000) time = 0; led4 = 1; led5 = 0; led6 = 1; } else //睡眠 { time++; if(time <= 8000)//8s { if(count <= pwm_duty) ENA = 1; else ENA = 0; if(count >= 100) count = 0; } else { ENA = 0; } if(time >= 16000) time = 0; led4 = 1; led5 = 1; led6 = 0; } } void ISR_Key(void) interrupt 0 using 1 //外部中斷0 { Motor_Stop(); //關閉馬達 P0 = 0xff;//關閉所有LED TR0 = 0; Stop_Flag = 1; } 四. 實物焊接圖 五.元件清單： STC89C51 1個 L298N 1個 按鍵 4個 12M晶振 1個 22Pf電容 2個 10Uf電解電容 1個 直流電機 1個 330Ω電阻 6個 10kΩ電阻 6個 LED 6個 六．參考用書： 1.《工程電路分析》（美）WilliamH.Hayt（威廉H.海特）　著 電子工業(yè)出版社 出版時間 2012-9-1 2.《C Primer Plus》（美）Stephen Prata 著 人民郵電出版社 出版時間2005-2-1 3.《時間觸發(fā)嵌入式系統(tǒng)設計模式》（英）Michael J.Pont 著 中國電力出版社 出版時間 2004-7-1