《电气与电子线路CAD》
课程设计（学年论文）
说明书
课题名称：电风扇模拟控制系统
学生学号：
专业班级：电气自动化
学生姓名：
学生成绩：
指导教师：
课题工作时间：
填写说明：
1. 一、二、三项由指导教师在课程设计（学年论文）开始前填写并交由学生保管；
2. 第四项由学生在完成课程设计后填写，并将此表与课程设计说明书一同装订成册交给指导教师；
3. 成绩评定由指导教师按评定标准评分。
4. 此表格填写好后与正文一同装订成册。
一、课程设计任务和基本要求：
1、设计任务
功能：设计电风扇模拟控制系统，该系统控制风扇三档风力运行（自然风、常风、睡眠风），通过按键选择风类，并用LED显示。风扇具有摇头和定时功能。可扩展LCD显示风扇运行模式等功能。
任务：该设计要求根据功能要求提出电风扇模拟控制系统的设计方案，设计出系统原理图，并进行参数计算和元器件选择，了解电路的工作原理，绘出电风扇模拟控制系统的原理图及PCB图。
2、基本要求
绘图设计要求：
(1) 画出电风扇模拟控制系统完整的原理图。
(2) ERC电气规则检测。
(3) 创建项目元件库文件，生产网络表及元件清单。
(4) 画出所设计电路的PCB图,包括规划PCB板子大小、元器件布局以及布线，布线方法则可根据具体情况使用自动布线（手工调整）或者手工布线两种不同方式，生成项目元件封装库。
(5) 原理图中至少有2个自建元件符号，PCB中至少有2个自建封装元件。
设计报告要求：
(1) 纸质档设计报告，报告应包括以下内容：设计任务书、摘要、目录、正文、参考文献。
(2) 电子档，包括自建原理图元件库、原理图、ERC、网络表、元件清单、自建元件封装库、PCB图、DRC、项目元件封装库等。
二、进度安排：
12月21号：下达设计任务。
12月21号～12月22号：设计原理图。
12月23号：确定PCB板参数和元件封装类型。
12月23号～12月24号：设计PCB版图。
12月25号～12月26号：撰写报告
12月27号：答辩。
三、主要参考资料及主要参考文献：
[1] 邵群涛. 电气制图与电子线路CAD[M].北京：机械工业出版社，2005
[2] 老虎工作室. 电路设计与制版--Protel99入门与提高[M].北京：人民邮电出版社,2001
[3] 老虎工作室. 电路设计与制板-- Protel 99 SE高级应用[M].北京：人民邮电出版社,2001
[4] 谷树忠，刘文洲，姜航. Altium Designer教程[M].北京：电子工业出版社，2012
四、答辩记录：
1、在设计过程中遇到的问题及解决方案（至少2个）。
（1）在画原理图的时候库里面找不到并排电阻。
解决方法：通过查阅相关书籍和询问同学，最终自己把它绘制了出来。（2）在由原理图生成PCB的时候找不到AT89C51芯片的封装。
解决方法：通过查阅相关书籍和同学指导，利用AD软件自己画了一个封装。
2、
2015 年月日
课程设计评审标准（指导教师用）
评价内容具体要求权重调查论证能独立查阅文献和从事其他调研；能提出并较好地论述课
题的实施方案；有收集、加工各种信息及获得新知识的能力。
0.1
实践能力能正确选择研究（实验）方法，独立进行研究工作。如装
置安装、调试、操作。
0.2
分析解决问题能力
能运用所学知识和技能去发现与解决实际问题；能正确处
理实验数据；能对课题进行理论分析，得出有价值的结论。
0.2
工作量、工作态度
按期圆满完成规定的任务，工作量饱满，难度较大，工作
努力，遵守纪律；工作作风严谨务实。
0.2
质量综述简练完整，有见解；立论正确，论述充分，结论严谨合理；实验正确，分析处理科学；文字通顺，技术用语准确，
符号统一，编号齐全，书写工整规范，图表完备、整洁、正确；
论文结果有应用价值。
0.2 创新工作中有创新意识；对前人工作有改进或独特见解。0.1
摘要
电风扇是我们日常生活应用非常广泛的家用电器，具有使用方便，价格优惠等特点。虽然目前空调已非常普及，但电风扇易于控制且风力柔和，仍是大部分人的纳凉首选。本次采用AD软件以单片机为核心来设计pcb，AD的特点是速度快、性能高，能够极大的减轻工程技术人员的劳动强度。随着大规模集成电路的发展，人工设计已经远远不能满足人们的需求，计算机辅助设计已经势在必行。经过本次课程设计应使学生掌握原理图及印刷电路板图的编辑、输出、网表生成、检查、分析及建立新原理图、印刷电路板图库等。通过实习学生可以独立实现电路原理图和印刷电路板的设计,为今后在工作中的实际应用打下较为坚实的基础。
关键词：单片机；Altium Designer；pcb；电路板
目录
1方案论证 (1)
1.1系统功能要求 (1)
1.2方案论证 (1)
1.3电气电子线路CAD设计步骤 (2)
2项目元件库 (3)
2.1自建元件库 (3)
2.2元器件封装概述 (4)
II
2.3利用向导自建元件封装库 (4)
3原理图设计 (5)
3.1原理图设计操作流程 (5)
4 PCB图设计 (8)
4.1设计步骤和操作 (8)
4.2元件布局要求 (8)
4.3 PCB布线原则 (9)
5 结论 (10)
参考文献 (11)
附录1系统原理图 (12)
1方案论证
1.1系统功能要求
利用单片机设计完成一款设计电风扇模拟控制系统，本次实验是基于MCS-51单片机AT89C51。
图1.1电风扇模拟控制系统
1.基本要求
（1）用4个LED显示电风扇的工作状态（1,2,3,4四档风力），显示风类：“自然风”、“常风”和“睡眠风”。
（2）设计“自然风”、“常风”和“睡眠风”三个风类键用于设置风类。设计一个“摇头”键用于控制电机摇头。
（3）设计一个“定时”键，用于定时时间长短设置。
2.选作
（1）设计过热检测与保护电路，若电风扇电机过热，则电机停止转动，蜂鸣器报警，电机冷却后电机又恢复转动。
（2）用LCD作为用户界面显示风扇运行模式等信息。
3.其他功能
1.2方案论证
本系统由五个模块组成，分别是输入模块、显示模块、电机控制模块、过热保护模块以及单片机控制系统。其中单片机控制系统是核心，由AT89C51、晶振和复位电路组成。它通过处理输入的各种数据信息来对其它模块发出指令，进行相应的操作。输入模块由5个按键组成，分别控制电机的风速、正反转和定时时间。显示模块由8位共阴数码管组成，显示定时时间和风速。过热保护模块由A DC0808和外围电路组成，通过设定电压初始值使电机超值停转并且相应二极管发光报警。电机控制模块由L298和其它的元器件组成，它主要是放大输入信号的倍数，用来驱动电机。
1.3电气电子线路CAD设计步骤
（1）前期准备
前期准备包括创建工程文件、准备元件库和绘制原理图。
创建PCB工程文件，就相当于在计算机中创建一个文件夹，将与PCB设计相关的文件统一规整到该工程文件下，便于日后的管理、更改等操作。
接下来就要准备好项目中所需要库文件，包括原理图的元件库和PCB的元件库。当然元件库可以用Altium Designer自带的库，但一般情况下较难找到合适的，最好是根据所选期间得标准尺寸资料自己做元件库。
（2）PCB结构设计
PCB结构包括创建PCB文件，确定电路板尺寸和各项机械定位，在PCB设计环境下绘制PCB版面，并按定位要求放置所需的接插件、按键/开关、螺丝孔，装配孔等。并充分考虑和确定布线区域和非布线区域。
（3）PBC布局
布局要求均衡，疏密有序，不能头重脚轻或一头沉。在放置元器件时，一定要考虑元器件的实际尺寸、元器件之间的相对位置，以保证电路板的电气性能和生产安装的可行性和便利性，然后适当的修改器件的摆放使之整齐美观。
（4）PCB布线
布线是最重要的工序。这将直接影响着PCB板的性能好坏.。在PCB的设计过程中，布线一般有三种境界的划分：首先是布通，其次是电气性能的满足，接着是美观。
（5）网络和DRC及结构检查
首先，在确定电路原理图设计无误的前提下，将所生成的PCB网络文件与原理图网络文件进行物理关系的网络检查，并根据输出文件结果及时对设计进行修改，以保证布线连接关系的正确性；网络检查正确通过后，对PCB设计进行DRC检查，并根据输出文件结果及时对设计进行修正，以保证PCB布线的电气性能。最后需进一步对PCB的机械安装结构进行检查和确认。
2项目元件库
2.1自建元件库
（1）新建原理图元件库
新建：选择【File】/【New】/【library】/【Schematic】菜单命令。
保存：选择【File】/【Save】菜单命令；弹出【Save [Schlib1.SchLib]As…】对话框。选择保存路径。
（2）为库文件添加文件
单击打开【SCH Library】面板，此时在右边的工作区进行元件绘制。（3）绘制元件外形
库元件的外形一般由直线、圆弧、椭圆弧、椭圆、矩形和多边形等组成，系统也在其设计环境下提供了丰富的绘图工具。
（4）为元件添加引脚
选择【Place】/【Pin】菜单命令，光标变为十字形状，并带有一个引脚符号，此时按下【Tab】键，弹出【Pin Properties】对话框，可以修改引脚参数，移动光标，使引脚符号上远离光标的一端（即非电气热点端）与元件外形的边线对齐，然后单击，即可放置一个引脚。
（5）定义元件属性
打开库文件面板，在元件栏选中某个元件，然后单击【Edit】按钮，或者直接双击某个元件，可以打开【Library Component Properties】对话框，利用此对话框可以为元件定义各种属性。
（6）元件报表与错误检查
元件规则检查报告的功能是检查元件库中的元件是否有错，并将有错的元件罗列出来，若没有错误则绘制元件完成。如图2.1、2.2所示
图2.1 AT89C51 图2.2 排阻
2.2元器件封装概述
元器件封装只是元器件的外观和焊点的位置，纯粹的元器件封装只是空间的概念，因此不元器件封装只是元器件的外观和焊点的位置，纯粹的元器件封装只是空间同的元器件可以共用一个封装，不同元器件也可以有不同的元件
2.3利用向导自建元件封装库
（1）在 PCB 元件库编辑器编辑状态下，执行菜单命令【Tools】/【Component Wizard…】，弹出【Component Wizard】界面，进入元件库封装向导。
（2）单击“下一步”按钮，在弹出的对话框中元器件封装外形和计量单位。（3）单击“下一步”按钮，设置焊盘尺寸。
（4）单击“下一步”按钮，设置焊盘位置。
（5）单击“下一步”按钮，设置元器件轮廓线宽。
（6）单击“下一步”按钮，设置元器件引脚数量。
（7）单击“下一步”按钮，设置元器件名称。
（8）单击“下一步”按钮，点击“Finish”完成向导。
（9）完成好的元件封装如图2.3、2.4所示
图2.3 51单片机
图2.4 电阻
3原理图设计
3.1原理图设计操作流程
（1）创建PCB 工程（项目文件）
启动 Protel DXP 后，选择菜单【File】/【New】/【Project】/【PCB Project】命令。
（2）保存PCB 项目（工程）文件
选择【 File 】 / 【 Save Project 】菜单命令，弹出保存对话框【 Save [PCB_Project1.PrjPCB]AS…】；选择保存路径后在【文件名】栏内输入新文件名保存到自己建立的文件夹中。
（3）创建原理图文件
在新建的 PCB 项目（工程）下，选择菜单【File】/【New】/【Schematic】命令。
（4）保存原理图文件
选择【File】/【Save】菜单命令，弹出保存对话框【Save [Sheet1.SchDoc]AS…】，选择保存路径后在【文件名】栏内输入新文件名保存到自己建立的文件夹中。
（5）设置工作环境
选择【Design】/【Document Option…】菜单命令，在系统弹出的框中进行设置。
（6）放置元件
方法一：安装库文件的方式放置
选择【Design】/【Add/Remove library】菜单命令，在弹出的对话框中单击安装找到库文件即可。
方法二:搜索元件方式放置
（7）原理图布线
选择【Place】/【Wire】工具菜单，此时将带十字型的光标放到元件引脚位置单击鼠标左键即可进行连线（注意拉线过程不应一直按住鼠标左键不放），将
导线拉到另一引脚上单击鼠标左键即放完一根导线，放置完导线单击右键或者【Esc】键结束放置。
（8）原理图电气规则检查
选择【Project】/【Compile PCB Project[工程名]】；若无错误提示，即通过电器规则检查，如有错误，则需找到错误位置进行修改调整。如图3.1所示。
图3.1 电器规则检查
（9）生成网络表如图3.2所示
图3.2 网络表
（10）元器件清单如图3.3所示
图3.3 元器件清单
数理与信息工程学院《单片机原理及应用》期末课程设计 题目：基于单片机的智能电风扇控制系统 专业：物联网运行与管理 班级： 姓名： 学号： 指导老师： 成绩： 2014年12月
目录 第1节引言 (3) 1.1 智能电风扇控制系统概述 (3) 1.2 本设计任务和主要内容 (3) 第2节系统主要硬件电路设计 (5) 2.1 总体硬件设计 (5) 2.2 数字温度传感器模块设计 (5) 2.2.1 温度传感器模块的组成 (5) 2.2.2 DS18B20的温度处理方法 (6) 2.3 电机调速与控制模块设计 (7) 2.3.1 电机调速原理 (7) 2.3.2 电机控制模块硬件设计 (8) 2.4 温度显示与控制模块设计 (9) 第3节系统软件设计 (10) 3.1 数字温度传感器模块程序设计 (10) 3.2 电机调速与控制模块程序流程 (15) 3.2.1 程序设计原理 (15) 3.2.2 主要程序 (16) 第4节结束语 (19) 参考文献 (20)
基于单片机的智能电风扇控制系统 数理与信息工程学院电子信息工程041班汪轲 指导教师：余水宝 第1节引言 电风扇曾一度被认为是空调产品冲击下的淘汰品，其实并非如此，市场人士称，家用电风扇并没有随着空调的普及而淡出市场，近两年反而出现了市场销售复苏的态势。其主要原因：一是风扇和空调的降温效果不同——空调有强大的制冷功能，可以快速有效地降低环境温度，但电风扇的风更温和，更加适合老人儿童和体质较弱的人使用；二是电风扇有价格优势，价格低廉而且相对省电，安装和使用都非常简单。 尽管电风扇有其市场优势，但传统电风扇还是有许多地方应当进行改良的，最突出的缺点是它不能根据温度的变化适时调节风力大小，对于夜间温差大的地区，人们在夏夜使用电风扇时可能遇到这样的问题：当凌晨降温的时候电风扇依然在工作，可是人们因为熟睡而无法察觉，既浪费电资源又容易引起感冒，传统的机械定时器虽然能够控制电风扇在工作一定后关闭，但定时范围有限，且无法对温度变化灵活处理。鉴于以上方面的考虑，我们需要设计一种智能电风扇控制系统来解决这些问题。 1.1 智能电风扇控制系统概述 传统电风扇是220V交流电供电，电机转速分为几个档位，通过人为调整电机转速达到改变风力大小的目的，亦即，每次风力改变，必然有人参与操作，这样势必带来诸多不便。 本设计中的智能电风扇控制系统，是指将电风扇的电机转速作为被控制量，由单片机分析采集到的数字温度信号，再通过可控硅对风扇电机进行调速。从而达到无须人为控制便可自动调整风力大小的效果。 1.2设计任务和主要内容 本设计以MCS51单片机为核心，通过温度传感器对环境温度进行数据采集，从而建立一个控制系统，使电风扇随温度的变化而自动变换档位，实现“温度高，风力大，温度低，风力弱”的性能。另外，通过键盘控制面板，用户可以在一定范围内设置电风扇的最低工作温度，当温度低于所设置温度时，电风扇将自动关闭，当高于此温度时电风扇又将重新启动。
新疆工业高等专科学校 电气与信息工程系课程设计任务书 教研室主任（签名）系（部）主任（签名）年月日
目录 1 Proteus和Keil的使用 (5) 1.1 Proteus的使用 (5) 1.1.1软件打开 (5) 1.1.2工作界面 (5) 1.2 Keil C51 的使用 (6) 1.2.1软件的打开 (6) 1.2.2工作界面 (6) 1.2.3 电风扇实例程序设计 (7) 2.1设计方案特点 (11) 2.2关于AT89C51单片机的介绍 (11) 2.2.1主要特性： (12) 2.2.2管脚说明： (13) 2.2.3．振荡器特性： (14) 总结 (16) 结束语...................错误！未定义书签。参考文献.. (18) 附录 (18)
新疆工业高等专科学校电气与信息工程系 课程设计评定意见 设计题目：电风扇模拟控制系统设计 学生姓名：程浩专业电力系统自动化班级电力09-9（2）班评定意见： 评定成绩：
摘要 本次课程设计通过keilC软件和Proteus软件设计一个电风扇模拟控制系统设计。基于AT89C51芯片实现了用四位数码管实时显示电风扇的工作状态，最高位显示风类：“自然风”显示“1”、“常风”显示“2”、“睡眠风”显示“3”。后3位显示定时时间：动态倒计时显示剩余的定时时间，无定时显示“000”。设计一个“定时”键，用于定时时间长短设置；设置一个“摇头”键用于控制电机摇头。设计过热检测与保护电路，若风扇电机过热，则电机停止转动，电机冷却后电机又恢复转动。最终完成了设计任务。 关键词：AT89C51 keilC软件 Proteus软件
泉州师范学院 毕业论文（设计）题目数字电风扇模拟控制系统设计 物信学院电子信息科学与技术专业07 级电信班学生姓名卢晗辉学号070303003 指导教师袁放成职称教授 完成日期2011年4月 教务处制
数字电风扇模拟控制系统设计 物信学院电子信息科学与技术专业070303003 卢晗辉 指导老师袁放成教授 【摘要】该数字电风扇模拟控制系统以单片机STC89C52为主控制核心控制风扇功能，通过单片机控制L298N 芯片驱动风扇实现三个档位的转速，温度传感器DS18B20实现温度的采集，并且具有定时功能，液晶LCD1602实现了显示风扇的工作状态、温度、动态倒计时显示剩余的定时时间。文章主要介绍了该数字电风扇模拟控制系统的硬件电路设计和软件设计。 【关键词】数字电风扇模拟系统；单片机STC89C52；风扇功能；LCD显示；
目录 引言........................................................ 错误!未定义书签。 1. 设计指标要求............................................. 错误!未定义书签。2．系统设计................................................. 错误!未定义书签。 2.1直流电机风扇．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4 2.2双全桥功率放大芯片L298N (5) 2.2.1双全桥功率放大芯片L298N介绍 (5) 2.2.2双全桥功率放大芯片L298N工作原理 (5) 2.2.3光电耦合器TLP521芯片介绍...................... 错误!未定义书签。 2.3数字温度计DS18B20 (7) 2.4单片机STC89C52主控制模块．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10 2.5LCD显示模块．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12 2.6键盘模块．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12 2.７直流稳压电源．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12 3. 软件程序设计 (13) 3.1软件设计流程图．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13 3.2占空比．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13 4. 硬件电路的焊接与调试 (15) 4.1 焊接注意的实现 (15) 4.2 硬件电路的调试 (15) 5. 软件的调试及问题分析 (15) 6设计总结与感受．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15 7致谢．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．16 参考文献： (17) 附录PCB图．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．19
附件B： 毕业设计（论文）开题报告 1、课题的目的及意义 随着电子制造业的不断发展，社会对生产率的要求越来越高，各行业都需要精良高效、高可靠性的设备来满足要求。作为一种老式家电，电风扇曾一度被认为是空调产品冲击下的淘汰品；但电风具有价格便宜、摆放方便、体积轻巧等特点。由于大部分家庭消费水平的限制，电风扇作为成熟的家电行业的一员，在中小城市以及乡村将来一段时间内仍然会占有市场的大部分份额，但老式电风扇功能简单，不能满足智能化的要求。为提高电风扇的市场竞争力，使之在技术含量上有所提高，且更加安全可靠，智能电风扇随之被提出。 传统电风扇具有以下缺点：风扇不能随着环境温度的变化自动调节风速，这对那些昼夜温差大的地区是致命的缺点，尤其是人们在熟睡时，不但浪费资源，还很容易使人感冒生病；传统电风机械的定时方式常常会伴随着机械运动的声音，特别是夜间影响人们的睡眠，而且定时范围有限，不能满足人们的需求。鉴于这些缺点，我们需要设计一款智能的电风扇温度控制系统来解决。 2、国内外研究现状 电风扇在中国仍然具有很大的市场，所以我国对电风扇的优化研究是很积极的。智能电风扇已经开始投入市场，目前这方面的技术已经成熟。下一阶段的研究将是使其更加人性化，更好的满足不同群体的人的需求。美的等家电企业相继推出了大厦扇和学生扇，这是针对不同的人群而专门研制的，具有智能化控制系统的电风扇。 国外在电风扇方面的研究相对我国不那么积极，但是在智能化电器方面的研究却比我国更加成功。“智能化电器”包含三个层次：智能化的电器元件，如智能化断路器、智能化接触器和智能化磁力启动器等，智能化开关柜和智能化供配电系统。智能化开关柜包含多台断路器，而且供电系统的控制与用电设备的控制关系很密切。这两个层次上的智能化工作重点是：加强网络功能，最大限度地提高配电系统和用电设备的自动化水平。 新型的智能化电器元件的发展趋势：采用微处理器及可编程器件，大量功能“以软代硬”实现，并具有“现场”设计的能力。充分增加智能化电器元件的“柔
郑州交通职业学院 毕业论文（设计） 论文（设计题目）：电风扇模拟自然风控制电路的设计 所属系别信息工程系 专业班级 08大专电子信息工程技术1班 姓名 XX 学号 200808060830167 指导教师 XX 撰写日期 2011 年 5 月
摘要 本课题主要研究电风扇实现模拟自然风的功能，针对市场中家用电扇的功能分析，得出模拟自然风风扇将成为市场一种主流风扇，慢慢的将代替那些老式的风扇。本设计采用了一个以555多谐振荡器为核心的电路，由电源稳压电路、光波发生电路和光耦合成器电路组成。通过方波发生电路输出高低电平来控制晶闸管的导通和截止以实现电风扇模拟自然风的效果;通过调节电位器调节输出方波的占空比，可以控制单位时间内送风的时间。该电路能够实现控制风扇扇叶由停止→慢慢转动→快速转动→慢速转动→停止周期性的转动，并且能够调节周期的时间。该电路利用555定时器输出相应的控制信号来控制电路，达到了调节风扇风速强弱、风扇运转状态和开关的逻辑系统的目的，并且利用定时器设定时间控制继电器，使风扇的设计更加完善和人性化。 关键词:电风扇，模拟自然风，555多谐振荡器，继电器，可调占空比，双向晶闸管
Abstract This topic research electric fan simulating natural wind function, in view of the market in home fans that the function analysis, analog natural fan will become market a mainstream fan, slowly will take the place of the old fan. The design has adopted a more harmonic oscillator 555 circuits for core, the power supply voltage circuit, the light wave generator of light coupling to become useful circuit. Through the square wave generating circuit output discretion level to control thyristor conduction and globe in order to achieve the effect of fan imitating natural wind; By adjusting the potentiometer adjustment output pulse 390v, can control unit time supply of time. This circuit can realize control fan fan leaves turning slowly and by stop - and quickly turned slowly rotating - stop periodic rotating, and can adjust cycle time. This circuit using 555 timing of control signal output corresponding to control circuit, to adjust fan wind speed and the weak, fan operation status and switch logic system, and the purpose of using timer control relay time set the design, make the fan more perfect and humanization. Key words:electric fan, imitating natural wind, 555 much harmonic oscillator, relays, adjustable 390v, two-way thyristor
智能电风扇控制器设计单片机课程设计
智能电风扇控制器设计 单片机课程设计 设计题目：智能电风扇控制器设计
neuq 目录 序言 一、设计实验条件及任务 (2) 1.1、设计实验条件 1.2、设计任务 (2) 二、小直流电机调速控制系统的总体方案设计 (3) 2.1、系统总体设计 (3) 2.2、芯片选择 (3) 2.3、DAC0832芯片的主要性能指标 (3) 2.4、数字温度传感器DS18B20 (3) 三、系统硬件电路设计 (4) 3.1、AT89C52单片机最小系统 (5) 3.2、DAC0832与AT89C52单片机接口电路设计 (6) 3.3、显示电路与AT89C52单片机接口电路设计 (7) 3.4、显示电路与AT89C52单片机电路设计 (8) 四、系统软件流程设计 (7) 五、调试与测试结果分析 (8) 5.1、实验系统连线图 (8) 5.2、程序调试................................................,. (8) 5.3、实验结果分析 (8) 六、程序设计总结 (10) 七、参考文献............................................ (11) 附录 (12) 1、源程序代码 (12) 2、程序原理图 (23)
序言 传统电风扇不能根据温度的变化适时调节风力大小，对于夜间温差大的地区，人们在夏夜使用电风扇时可能遇到这样的问题：当凌晨降温的时候电风扇依然在工作，可是人们因为熟睡而无法察觉，既浪费电资源又容易引起感冒，传统的机械定时器虽然能够控制电风扇在工作一定后关闭，但定时范围有限，且无法对温度变化灵活处理。鉴于以上方面的考虑，我们需要设计一种智能电风扇控制系统来解决这些问题，使家用电器产品趋向于自动化、智能化、环保化和人性化，使得由微机控制的智能电风扇得以出现。 本文介绍了一种基于AT89C52单片机的智能电风扇调速器的设计，该设计主要硬件部分包括AT89C52单片机，温度传感器ds18b20，数模转换DAC0809 电路，电机驱动和数码管显示电路，系统可以实现手动调速和自动调速两种模式的切换，在自动工作模式下，系统能够能够根据环境温度实现自动调速；可以通过定时切换键和定时设置键实现系统工作定时，使得在用户需求的定时时间到后系统自动停止工作。 在日常生活中,单片机得到了越来越广泛的应用，本系统采用的AT89C52单片机体积小、重量轻、性价比高,尤其适合应用于小型的自动控制系统中。系统电风扇起停的自动控制,能够解决夏天人们晚上熟睡时,由于夜里温度下降而导致受凉,或者从睡梦中醒来亲自开关电风扇的问题,具有重要的现实意义。 一、设计实验条件及任务 1.1、设计实验条件 单片机实验室 1.2、设计任务 利用DAC0832芯片进行数/模控制，输出的电压经放大后驱动小直流电机的速度进行数字量调节，并显示运行状态DJ-XX和D/ A输出的数字量。 巩固所学单片知识，熟悉试验箱的相关功能，熟练掌握Proteus仿真软件，培养系统设计的思路和科研的兴趣。实现功能如下： ①系统手动模式及自动模式工作状态切换。
福建电力职业技术学院 课程设计课程名称：智能仪器 题目：电风扇模拟控制系统设计 专业班次：11（三）建筑电气1 姓名：林毅宾 学号：201128013116 指导教师：张继伟 学期：2012-2013学年第一学期 日期：2014.4
目录 引言 ........................................................................................................................................ I 第一章设计任务 . (1) 1.1 课题内容 (1) 1.2 课题任务 (1) 第二章系统设计方案 (2) 2.1 设计方案特点 (2) 2.1.1 系统的工作原理 (2) 2.1.2 系统的组成 (2) 2.1.3 系统设计框图 (2) 第三章系统硬件设计与软件设计 (3) 3.1 系统硬件设计电路图 (3) 3.1.1 系统复位电路和时钟电路 (4) 3.1.2 AT89C51单片机电源电路 (4) 3.1.3 稳压芯片7805 (4) 3.1.4 集成块74LS245功能 (4) 3.1.5 集成块74LS06功能 (4) 3.1.6 LED显示电路 (4) 3.1.7 直流电机原理 (14) 3.2 系统软件设计 (14) 3.2.1 占空比技术 (14) 3.2.2 程序框图 (14) 3.2.3 电风扇系统控制程序 (6) 3.2.4 系统程序清单 (7) 第四章总结 (8) 参考文献 (9)
引言 电风扇简称电扇，香港称为风扇，日本及韩国称为扇风机，是一种利用电动机驱动扇叶旋转，来达到使空气加速流通的家用电器，主要用于清凉解暑和流通空气。广泛用于家庭、办公室、商店、医院和宾馆等场所。1882年，美国纽约的克罗卡日卡齐斯发动机厂的主任技师休伊?斯卡茨?霍伊拉，最早发明了商品化的电风扇。 如今的电风扇已一改人们印象中的传统形象，在外观和功能上都更追求个性化，而电脑控制、自然风、睡眠风、负离子功能等这些本属于空调器的功能，也被众多的电风扇厂家采用，并增加了照明、驱蚊等更多的实用功能。这些外观不拘一格并且功能多样的产品，预示了整个电风扇行业的发展趋势。其主要原因：一是风扇和空调的降温效果不同——空调有强大的制冷功能，可以快速有效地降低环境温度，但电风扇的风更温和，更加适合老人儿童和体质较弱的人使用；二是电风扇有价格优势，价格低廉而且相对省电，安装和使用都非常简单。 本课程设计的目的： 1、培养针对课题需要，选择和查阅有关手册、图表及文献资料的自学能力，提高组成系统、编程、调试的动手能力； 2、通过对课题设计方案的分析、选择、比较、熟悉单片机用系统开发、研制的过程，软硬件设计的方法、内容及步骤； 3、巩固、加深和扩大单片机应用的知识面，提高综合及灵活运用所学知识解决工业控制的能力。
电风扇模拟自然风控制器(一)
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电风扇模拟自然风控制器（一） 本文介绍的这种电子装置可与普通电风扇配套使用，将电风扇插入到该装置的插座中，即可使电风扇扇出的风量时大时小，时有时无，与自然风近似，使人感到舒适、凉爽。同时亦有降低电风扇能耗的作用，爱好者不妨一试。 工作原理 该装置电路工作原理如下图所示。它是由电源电路和自激振荡器、无触点开关等组成。电容器C1、电阻R1、稳压二极管DW及二极管VDl、电容器C2组成该装置的简易降压整流、稳压和滤波电路，目的是将220V市电变换成约12V的平滑直流电，作为自激多谐振荡器的电源。由时基集成电路NE555、电位器RP、电容器C3以及二极管VD2、VD3构成了占空比可调式振荡器，其输出为方波脉冲。从IC的⑧脚上输出的方波信号经发光二极管LED后加到双向可控硅元件VS的控制极。当IC③脚有方波信号输出时，LED点亮，同时VS触发导通，插在其插座CZ中的电风扇通流运转；当IC
③脚没有方波信号输出时，LED截止，VS关断，插在CZ中的电风扇无电流通过而停止工作。这样周期性的控制VS的导通与关断，从而控制了电风扇的转与停，反映在风量上为快一慢、强一弱，这样得到的阵风有如自然风一样。 元器件选择与调试 IC可采用时基集成电路NE555、μA555、LM555或5G1555等。C1的耐压一定要大于400V，容量为0．47μ～0．68μ。VS一般采用3A／600V的双向可控硅。DW采用稳压值为12V左右、0．5W的稳压二极管，如2CW60等。R3与C4构成VS过压缓冲网络，一般不宜省去，以防损坏VS或误动作。其它元器件可按图示数据选用，无特别要求。 电路装焊完毕，即可通电调试，先在CZ中插入60W的白炽台灯，调节RP使台灯的光亮发生闪烁，说明电路工作基本正常，其闪烁周期可按0．693(RP+R2)C3公式估算， 然后再插入台扇实调至满意 为止。也可以在电位器旋钮旁 刻上数字，从而可以方便地调 节自然风的急缓。调试完毕， 认为合格即可找一只塑料盒 装入，插座CZ可以另接。
第六届全国大学生电子设计竞赛征题（湖北赛区） 一、题目 智能电风扇控制系统 二、任务 设计并制作一个智能电风扇控制系统，其示意图如下： 三、要求 1、基本要求 （1）能够分档、连续（或步进）调节电风扇转速，调节范围：0~600转/分钟。 （2）具有普通风、自然风、睡眠风输出功能。 （3）具备定时关机功能。 （4）能通过按键设定输出风的种类、关机时间及调速。 （5）可以切换显示电风扇转速，误差小于1%；输出风的种类;开机工作时间；剩余工作时间;累计工作时间。能够存储当前设定状态。 （6）由于输入电压波动引起转速超过要求的最大值时，应具备限速功能。 （7）具备遥控操作功能，遥控范围不小于5米。 2、发挥部分 （1）电扇输出普通风时，若输入电压有效值在±20%范围内波动时，应保持输出转速恒定，静态误差小于1%。 （2）可以通过键盘任意设定普通风输出时的转速。 （3）当转速设定值和输入电压突变时，采取适当的控制方法以减少超调量及调节时间。
（4）提高输入功率因数，要求不小于0.9。 （5）其他特色与创新（如进一步提高输入功率因素，减低输入电流谐波，提高睡眠风、自然风的舒适度，增加语音提示功能等）。 四、评分意见 五、说明 电风扇用一50W普通风扇 自然风：风扇能吹出忽大忽小的自然风,仿佛大自然的阵阵轻风。 睡眠风：阶梯性减小风速的睡眠风,能顺应人体生理变化,使你即使睡觉也不会因吹风扇着凉而感冒。 六、命题意图及知识范围 本题侧重与控制系统的设计，其内容涵盖了控制、模拟电路、数字电路、单片机和电力电子技术等方面的知识。 本题基本部分虽然要求学生要有一定的知识面，但难度不大，相信大部分参赛学生可以完成。而发挥部分要求学生具有较好的控制理论知识及应用能力。特别是输入功率因素不得小于90%这一要求，用传统的移相斩波调压法是很难达到的，需要用到现代电力电子技术，有一定难度。
本科毕业设计（论文） 基于单片机的电风扇模拟自然风控制器设计 学院电子信息工程学院 专业电气工程及其自动化 年级班别13电气工程及其自动化 学号2013402040125 学生姓名胡长新 2017年3月21日
摘要 随着社会的不断发展，科技的不断进步，人们对于电风扇的选择也变得更苛刻了，面临着强大的竞争力，电风扇想要在市场上取得一席之地就必须变得更加人性化，更加智能化。因此，模拟自然风的电风扇就会越来越被重视，从而被广泛的应用。本文设计的是基于单片机的电风扇模拟自然风控制器，通过使用STC12C5A60S2单片机来输出PWM波，并由两个BTS7960芯片组成一个H桥驱动电路来驱动电风扇电机转动。该设计能够实现控制风扇的扇叶由停止→慢慢转动→快速转动→慢速转动→停止进行这种周期性的转动，而且能够对这个周期的时间进行调节。这样风扇就可以模拟成自然风了，给人们带来了更好的舒适感。 关键词：单片机；PWM波；H桥驱动电路；模拟自然风
Abstract With the continuous development of society, the progress of science and technology, people's choice for electric fan has become more severe, facing strong competition, the electric fan to make a space for one person in the market must become more humane, more intelligent. Therefore, the simulation of natural wind fans will be more and more attention, which is widely used. This paper is the design of MCU simulation natural wind controller for electric fan based on STC12C5A60S2 MCU by using PWM wave output, and by two BTS7970 chip is composed of a H bridge driving circuit to drive the electric fan motor rotation. The design of the utility model can realize the control of the fan blade from the stop to the slow rotation, the fast rotation, the slow rotation and the periodic rotation, and can adjust the time of the cycle. So that the fan can simulate the natural wind, to bring people a better sense of comfort. Key words: single chip；PWM wave；H bridge driver circuit；simulation of natural wind
智能电风扇控制器设计 序言 传统电风扇不能根据温度的变化适时调节风力大小，对于夜间温差大的地区，人们在夏夜使用电风扇时可能遇到这样的问题：当凌晨降温的时候电风扇依然在工作，可是人们因为熟睡而无法察觉，既浪费电资源又容易引起感冒，传统的机械定时器虽然能够控制电风扇在工作一定后关闭，但定时范围有限，且无法对温度变化灵活处理。鉴于以上方面的考虑，我们需要设计一种智能电风扇控制系统来解决这些问题，使家用电器产品趋向于自动化、智能化、环保化和人性化，使得由微机控制的智能电风扇得以出现。 本文介绍了一种基于AT89C52单片机的智能电风扇调速器的设计，该设计主要硬件部分包括AT89C52单片机，温度传感器ds18b20，数模转换DAC0809电路，电机驱动和数码管显示电路，系统可以实现手动调速和自动调速两种模式的切换，在自动工作模式下，系统能够能够根据环境温度实现自动调速；可以通过定时切换键和定时设置键实现系统工作定时，使得在用户需求的定时时间到后系统自动停止工作。 在日常生活中,单片机得到了越来越广泛的应用，本系统采用的AT89C52单片机体积小、重量轻、性价比高,尤其适合应用于小型的自动控制系统中。系统电风扇起停的自动控制,能够解决夏天人们晚上熟睡时,由于夜里温度下降而导致受凉,或者从睡梦中醒来亲自开关电风扇的问题,具有重要的现实意义。 一、设计实验条件及任务
1.1、设计实验条件 单片机实验室 1.2、设计任务 利用DAC0832芯片进行数/模控制，输出的电压经放大后驱动小直流电机的速度进行数字量调节，并显示运行状态DJ-XX和D/ A输出的数字量。巩固所学单片知识，熟悉试验箱的相关功能，熟练掌握Proteus 仿真软件，培养系统设计的思路和科研的兴趣。实现功能如下： ① 系统手动模式及自动模式工作状态切换。 智能电风扇控制器设计 ② 风速设为从高到低9个档位，可由用户通过键盘手动设定。③ 定时控制键实现定时时间设置，可以实现10小时的长定时。 ④ 环境温度检测，并通过数码管显示，自动模式下实现自动转速控制。⑤ 当温度每降低1℃则电风扇风速自动下降一个档位，环境低于21度时，电风扇停止工作。 ⑥ 当温度每升高1℃则电风扇风速自动上升一个档位。环境温度到30度以上时，系统以最大风速工作。 ⑦ 实现数码管友好显示。 二、小直流电机调速控制系统的总体设计方案 2.1、系统硬件总体结构 图2.1系统硬件总体框图 2.2、芯片选择
外文原文 Single-chip microcomputer 1. the introduction of the singlechip microcomputer The singlechip is one kind of integrated circuit chip, which uses the ultra large-scale technology and has the data-handling capacity (for example arithmetic operation, logic operation, data transfer, interrupt processing) the microprocessor (CPU), random access data-carrier storage (RAM), read-only program memory (ROM), input output circuit (I/O), possibly also includes fixed time the counter, serial passes unguardedly (SCI), demonstration actuation electric circuit (LCD or LED actuation electric circuit), pulse-duration modulation electric circuit (PWM), simulation multichannel switch and A/Electric circuit and so on D switch integrates to together the monolith chip on, constitutes to be smallest the computer system which however consummates. These electric circuits can under the software control accurate, be rapid, highly effective complete the procedure designer preset the duty. From this looked that, singlechip has the function which the microprocessor does not have, it may alone complete the intellectualization control function which the modern industry control requests, this is singlechip biggest characteristic. However singlechip also is different with the single trigger, the chip before the development, it only has the function greatly strengthened ultra large scale integrated circuit, if entrusts with it the specific procedure, it then is youngest, the integrity microcomputer control system, it (PC machine) has the essential difference with the single trigger or the personal computing, singlechip application belongs to the chip level application, needs the user to understand singlechip chip the structure and the command system as well as other integrated circuit application technologies and the system design need theory and technology, with such specific chip design application procedure, thus causes this chip to have the specific function. The different singlechip has the different hardware characteristic and the software characteristic, namely their technical characteristic is different, the hardware characteristic is decided by singlechip chip internal structure, the user must use some kind of singlechip, must understand whether this product does satisfy the characteristic target which the need the function and the application system requests. Here technical characteristic including function characteristic, control characteristic and electrical specification and so on, these information needs to obtain from in theproduction merchant technical manual. The software characteristic is refers to the command system characteristic and the development support environment, the instruction characteristic is singlechip addressing way which we is familiar with, the data
单片机技术课程设计 题目风扇模拟控制系统 院系轨道交通学院 专业铁道信号年级 2013级 学生姓名张三李四王五 学号 指导教师罗世民
需求书 题目十一：电风扇模拟控制系统设计★★ 1.用4个LED显示电风扇的工作状态（1,2,3,4四档风力），显示风类：“自然风”、“常风”和“睡眠风”。（20分） 2.设计“自然风”、“常风”和“睡眠风”三个风类键用于设置风类； 设计一个“摇头”键用于控制电机摇头。（20分） 3.设计一个“定时”键，用于定时时间长短设置；（20分） 4*.设计过热检测与保护电路，若电风扇电机过热，则电机停止转动，蜂鸣器报警，电机冷却后电机又恢复转动。 5*. 用LCD作为用户界面显示风扇运行模式等信息。 6@.其他功能（创新部分 10分）
电风扇模拟控制系统设计 通信工程专业 学生张三李四王五指导教师简磊 【摘要】本设计以直流电机控制为基础，基于传感器技术，以单片机控制技术为核心，实现电风扇的智能控制，同时设计采用轻触开关即可具有电风扇的调档功能。使用集成电路LM298N完成电风扇的驱动设计，通过单片机STC89C52的定时器0以及定时器1产生不同占空比的PWM波形控制电风扇电机驱动芯片从而改变电风扇电机的输入电流，最终实现电风扇电机转速调节功能，使得设计更加人性化，更加环保节能。 【关键词】调速功能单片机测温智能控制
目录 任务书 (1) 摘要 (Ⅰ) 目录 (Ⅱ) 引言 (Ⅲ) 一、方案设计 (Ⅳ) 二、硬件电路 (Ⅳ) 2.1电路系统框图 (Ⅳ) 2.2 STC89C52RC最小系统 (Ⅴ) 2.3 按键模块 (Ⅴ) 2.4 LED指示灯模块 (Ⅵ) 2.5电机温度实时测量模块 (Ⅵ) 2.6电机驱动模块 (Ⅵ) 2.7 LCD显示模块 (Ⅶ) 三、软件程序 (Ⅷ) 3.1主函数程序流程图 (Ⅷ) 3.2按键模块接口程序 (Ⅸ) 3.3 LED指示灯接口程序 (Ⅸ) 3.4 电机测温接口程序 (Ⅸ) 3.5 电机驱动接口程序 (Ⅸ) 3.6 LCD显示驱动程序 (Ⅸ) 四、调试结果 (Ⅹ) 五、小结 (Ⅺ) 附录一总电路仿真 (ⅩⅢ) 附录二程序清单 (ⅩⅣ) 附录三元件清单 (ⅩⅤ)
目录 1.1 选题依据与研究意义 (1) 1.2 设计的任务与要求 (1) 2、整体方案设计 (3) 2.1系统方案设计 (3) 2.2方案论证 (4) 2.2.1 温度传感器的选择 (4) 2.2.2 控制器的选择 (5) 2.2.3 显示模块的选择 (6) 2.2.4 直流电机驱动方式 (7) 3、系统硬件组成 (8) 3.1 单片机主控单元设计 (8) 3.2 独立按键电路 (9) 3.3 数码管显示电路 (10) 3.4 温度采集电路 (11) 3.5 风扇电机驱动与调速电路 (11) 3.6舵机驱动电路 (12) 3.7 LED显示电路 (13) 3.8风扇遥控发射与接收电路 (14) 3.9单片机引脚资源分配 (15) 4、软件设计 (16) 4.1 程序设计 (16)
4.2 温度测量子程序 (17) 4.3 数码管显示子程序 (18) 4.4按键扫描子程序 (19) 4.5转速计算函数 (20) 4.6 延时函数 (21) 4.7定时函数 (21) 4.8红外遥控函数 (22) 5、系统仿真与调试 (23) 5.1 独立按键调试 (23) 5.2 数码管显示调试 (23) 5.3 温度采集调试 (24) 总结 (26) 参考文献 (27) 附录1 (29) 附录2 (30)
摘要：传统的手工操作、模拟调控为主的风扇，功能简单，智能化程度不高，调速方式一般采用电机抽头的小型电机来实现，不能实现无级调速，而且功耗高，效率低。针对上述缺点，本设计采用单片机STC89C51作为控制器，利用数字温度传感器DS18B20作为温度采集器，可以根据采集的温度，另外通过单片机的脉宽调制控制三极管的导通关断来驱动风扇电机和控制风扇电机的转速。风扇可利用红外遥控器或手动按键实现切换风扇的挡位、工作模式以及定时时间，可根据系统设定温度与实际检测到的温度进行比较来实现风扇的自动启停，并可以根据温度的变化来自动改变风扇转速，同时可通过数码管来显示实际检测的温度。关键词：单片机、DS18B20、风扇控制器、红外遥控
工程应用综合设计 报告 学院：电气工程学院 班级： 学号： 姓名： 课题名称：自然风与风力机的仿真 指导老师：
摘要 本篇论文主要报告了国内外目前的风力发电的现状，介绍了风力发电机组的基本结构和目前主要的风力机种类，还论述了控制风力机功率的基本要素。本设计还着重对自然风进行了模拟仿真，这对研究风力机的仿真特性具有重要意义。通过研究风力机各个参数的物理意义及之间的关系，推导出风力机输出功率与风速，叶尖速比，发电机转速及桨距角之间的关系，在定桨距风力发电机组控制系统仿真方面作了初步的探究和研究。通过MATLAB仿真软件，建立自然风的风速模型和风力机的的仿真模型。验证风力发电系统控制模型的可用性，并且通过单曲线绘图对模拟结果进行分析，产生可直接用于研究报告的模拟结果图形，在定桨距风力发电机组控制系统仿真方面，作出了初步的研究和探索。 关键词：风力机；自然风；建模；仿真
目录 摘要............................................................. I 第一章绪论.. (3) 1.1研究风力机发电系统的重要意义 (3) 1.2国内外研究进展 (3) 第二章风力发电原理 (5) 2.1风力发电系统组成及原理 (5) 2.2风力发电机简介 (5) 2.3风力机分类及对比 (6) 第三章风力机的功率控制原理 (8) 3.1风能 (8) 3.2风能利用系数Cp (8) 3.3叶尖速比λ (9) 3.4桨距角β (9) 3.5贝兹理论 (9) 4.1基本风的模拟 (10) 4.2阵风的模拟 (10) 4.3渐变风的模拟 (11) 4.4随机噪声风的模拟 (12) 4.5自然风的模拟 (12) 第五章定桨距风力机的建模与仿真分析 (13) 5.1定桨距风力机仿真模型的搭建 (13) 5.2 matlab仿真结果分析 (17) 第六章总结 (21) 参考文献 (22)