電子系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)與實(shí)踐報(bào)告模板

1、電子系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)與實(shí)踐蜂鳴器樂(lè)曲演奏 院（系）名稱(chēng)信息工程學(xué)院電子與通信工程系 專(zhuān)業(yè)名稱(chēng)14通信工程設(shè)備 學(xué)生姓名鄭軍強(qiáng)1301100094王龍龍1301100080李帥 指導(dǎo)教師石欽亮2016年 12 月1日模擬風(fēng)扇控制系統(tǒng)摘 要電風(fēng)扇簡(jiǎn)稱(chēng)電扇，香港稱(chēng)為風(fēng)扇，日本及韓國(guó)稱(chēng)為扇風(fēng)機(jī)，是一種利用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)扇葉旋轉(zhuǎn)，來(lái)達(dá)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(chǎng)所。1882年，美國(guó)紐約的克羅卡日卡齊斯發(fā)動(dòng)機(jī)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(fēng)扇。如今的電風(fēng)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(gè)性化，而電腦控制、

2、自然風(fēng)、睡眠風(fēng)、負(fù)離子功能等這些本屬于空調(diào)器的功能，也被眾多的電風(fēng)扇廠家采用，并增加了照明、驅(qū)蚊等更多的實(shí)用功能。這些外觀不拘一格并且功能多樣的產(chǎn)品，預(yù)示了整個(gè)電風(fēng)扇行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。 其主要原因：一是風(fēng)扇和空調(diào)的降溫效果不同空調(diào)有強(qiáng)大的制冷功能，可以快速有效地降低環(huán)境溫度，但電風(fēng)扇的風(fēng)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(fēng)扇有價(jià)格優(yōu)勢(shì)，價(jià)格低廉而且相對(duì)省電，安裝和使用都非常簡(jiǎn)單。關(guān)鍵詞：STC89S51，直流電機(jī)，數(shù)碼管，138譯碼器等.目錄引言41、系統(tǒng)方案42、設(shè)計(jì)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(fēng)扇工作模式63.2 S5定時(shí)

3、器73.3 S6 停止93、重點(diǎn)、難點(diǎn)94.結(jié)束語(yǔ)9參考文獻(xiàn)10引言電風(fēng)扇是一種利用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)扇葉旋轉(zhuǎn)，來(lái)達(dá)到時(shí)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(chǎng)所。如今的電風(fēng)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(gè)性化，人性化，也增加了照明，驅(qū)蚊等更多的實(shí)用功能。電風(fēng)扇曾一度被認(rèn)為是空調(diào)產(chǎn)品沖擊下的淘汰品，其實(shí)并非如此，家用電風(fēng)扇并沒(méi)有隨著空調(diào)的普及而消失于市場(chǎng)，近年來(lái)反而出現(xiàn)了市場(chǎng)銷(xiāo)售復(fù)蘇的趨勢(shì)。其主要原因：一是風(fēng)扇和空調(diào)的降溫效果不同，空調(diào)有強(qiáng)大的制冷功能，可以快速有效的降低壞境溫度，但電風(fēng)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(fēng)扇有價(jià)格優(yōu)勢(shì)，價(jià)格低廉而且相對(duì)省電，安裝和使用也非常簡(jiǎn)單。 1、系統(tǒng)方案“模擬風(fēng)扇控制系統(tǒng)”能夠模擬風(fēng)扇工作，通過(guò)按鍵控制風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速和定時(shí)時(shí)間，數(shù)碼管顯示風(fēng)扇的工作模式，動(dòng)態(tài)倒計(jì)時(shí)的顯示剩余的工作時(shí)間，系統(tǒng)上主要有數(shù)碼管顯示，單片機(jī)最小系統(tǒng)、按鍵輸入和電機(jī)的控制保護(hù)電路組成。數(shù)碼管顯示LED指示燈PWM輸出按鍵輸入DS18B20MCU本實(shí)驗(yàn)通過(guò)4個(gè)按鍵(K4、K5、K6、K7)，分別控制風(fēng)扇系統(tǒng)的工作模式、定時(shí)、清“0”。K4按一下，電機(jī)工作在“睡眠風(fēng)”的狀態(tài)，再按一次，電機(jī)工作在“自然風(fēng)”狀態(tài)，第三次按K4,工作在“常風(fēng)”狀態(tài)，當(dāng)?shù)谒拇伟聪翶4，電機(jī)回到“睡眠風(fēng)”工作狀態(tài)。K5負(fù)責(zé)

5、定時(shí)功能，當(dāng)按下K5，定時(shí)1分鐘，數(shù)碼管倒計(jì)時(shí)顯示，第二次按下K5，定時(shí)2分鐘，當(dāng)?shù)谌伟聪翶5，無(wú)定時(shí)，當(dāng)定時(shí)結(jié)束，電機(jī)自動(dòng)停止工作。K6是清“0”的功能，當(dāng)按下K6，風(fēng)扇工作在任何模式下，都停止工作，定時(shí)結(jié)束。并通過(guò)8個(gè)數(shù)碼管顯示電機(jī)的工作模式，定時(shí)剩余時(shí)間等等。通過(guò)18B20顯示當(dāng)前的溫度。2、設(shè)計(jì)任務(wù)及要求1、工作模式設(shè)備具有“睡眠風(fēng)”、“自然風(fēng)”、“常風(fēng)”三種工作模式可以通過(guò)按鍵切換，通過(guò)單片機(jī)P34引腳輸出脈寬調(diào)制信號(hào)控制電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，信號(hào)頻率為1KHz。2、數(shù)碼管顯示數(shù)碼管實(shí)時(shí)顯示設(shè)備當(dāng)前工作模式和剩余工作時(shí)間（倒計(jì)時(shí)），如圖2所示。一1一 0050工作模式：睡眠風(fēng)熄滅剩余工作時(shí)

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(fēng)”狀態(tài)下，對(duì)應(yīng)數(shù)碼管顯示數(shù)值為1，自然風(fēng)模式下，顯示數(shù)值

7、為2，常風(fēng)模式下，顯示數(shù)值為3.3、按鍵控制使用S4、S5、S6、S7四個(gè)按鍵完成按鍵控制功能。3.1 S4控制風(fēng)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(guò)程如下；睡眠風(fēng)自然風(fēng)常風(fēng)在程序設(shè)計(jì)中，采用對(duì)按鍵是否按下的檢測(cè)，當(dāng)檢測(cè)到按鍵有按下的操作后，通過(guò)用b限定按鍵的操作次數(shù)，第一次按下（b=1）為睡眠風(fēng)，第二次（b=2）為自然風(fēng)，第三次（b=3）為常風(fēng)，當(dāng)?shù)谒拇伟聪潞骲=0，回到循環(huán)，重復(fù)操作。電機(jī)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)，不同模式下的風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)速度不同，驅(qū)動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)時(shí)，在柵極施加恒定的高電平，則電動(dòng)機(jī)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(hào)（即占空比不同）時(shí)，則轉(zhuǎn)速發(fā)生變化。占空比大時(shí)轉(zhuǎn)速高，占空比小時(shí)，轉(zhuǎn)速低；當(dāng)占空比小到某值時(shí)，點(diǎn)頂級(jí)停止旋轉(zhuǎn)。改變占空比即可直接控制電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)。分別在b=1、b=2，b=3下實(shí)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(shí)器按鍵S5定義為“定時(shí)按鍵”每次按下S5，定時(shí)時(shí)間增加1分鐘，設(shè)備的剩余工作時(shí)間重置為當(dāng)前定時(shí)時(shí)間，重新開(kāi)始倒計(jì)時(shí)，工作過(guò)程如下：1分鐘2分鐘0分鐘針對(duì)于定時(shí)功能，采用定時(shí)器的方法，在工作模式1下，定時(shí)總中斷，定時(shí)器0允許開(kāi)關(guān)全部打開(kāi)，TH0=(65536-50000)/256; TL0=(65536-50000)%256;定時(shí)時(shí)間為50ms，在定時(shí)器0

10、中命名count+，當(dāng)count=20時(shí)，定時(shí)時(shí)間1s（50x20=1000ms=1s），然后在定時(shí)器0之前定義的seconed的值，采用seconed的語(yǔ)句實(shí)現(xiàn)定時(shí)倒計(jì)時(shí)，倒計(jì)時(shí)在數(shù)碼管上的顯示調(diào)用DigDisplay_2()函數(shù)。前面介紹過(guò)。對(duì)于K5控制定時(shí)，由目的可知，無(wú)定時(shí)、定時(shí)1分鐘、定時(shí)2分鐘，之后回到無(wú)定時(shí)狀態(tài)，依次循環(huán)。通過(guò)定義的變量c控制定時(shí)的時(shí)間，當(dāng)c=3時(shí)，重新定義c=0，循環(huán)控制，seconed表示定時(shí)時(shí)間，由于要實(shí)現(xiàn)無(wú)論在任何工作狀態(tài)時(shí)只要按下K6，一切工作結(jié)束，所以要添加一個(gè)K6按鍵的掃描，當(dāng)檢測(cè)到K6按下，break直接跳出。void ds() TMOD=0x01

11、; /定時(shí)器0 16位定時(shí)器 TR0=(65536-50000)/256; TL0=(65536-50000)%256; IE=0x82; /這里是中斷優(yōu)先級(jí)控制EA=1（開(kāi)總中斷）,ET0=1（定時(shí)器0允許中斷)，這里用定時(shí)器0來(lái)定時(shí) 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(shí)間，PWM信號(hào)停止輸出，直到通過(guò)S5從新色指定時(shí)時(shí)間。3、重點(diǎn)、難點(diǎn)本設(shè)計(jì)的重點(diǎn)、難點(diǎn)在于對(duì)電機(jī)定時(shí)的程序控制，如何用定時(shí)器實(shí)現(xiàn)1分鐘、2分鐘的時(shí)間控制以及在數(shù)碼管上倒計(jì)時(shí)顯示。定時(shí)器的一個(gè)周期定時(shí)時(shí)間在90ms左右，單靠一個(gè)周期定義不可能實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間的定時(shí)，所以采用循環(huán)累加的方法，讓定時(shí)器進(jìn)行20次的定時(shí)循環(huán)(20*50=1000ms=1s),實(shí)現(xiàn)1s的定時(shí)。在賦值的seconed中，以

13、seconed進(jìn)行60次、120次的循環(huán)，實(shí)現(xiàn)定時(shí)60s、120s的功能。4.結(jié)束語(yǔ)通過(guò)本次設(shè)計(jì)，使我學(xué)到了許多書(shū)本上無(wú)法學(xué)到的知識(shí)，也使我深刻體會(huì)到單片機(jī)技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的廣泛。不僅讓我對(duì)學(xué)過(guò)的單片機(jī)知識(shí)有了很多的鞏固，同時(shí)也對(duì)單片機(jī)這一門(mén)課程產(chǎn)生更大的興趣。在本次設(shè)計(jì)過(guò)程中，我學(xué)會(huì)了在網(wǎng)絡(luò)上查找有關(guān)設(shè)計(jì)的個(gè)硬件的資源。本系統(tǒng)是以單片機(jī)AT89C51芯片為核心部件，實(shí)現(xiàn)了電風(fēng)扇系統(tǒng)控制功能，在軟件上是花費(fèi)時(shí)間最多的，我們上網(wǎng)找資料，上圖書(shū)館，盡可能的了解有關(guān)于電風(fēng)扇的知識(shí)。通過(guò)這次設(shè)計(jì)，使我得到了一次用專(zhuān)業(yè)知識(shí)、專(zhuān)業(yè)技能分析和解決問(wèn)題全面系統(tǒng)的鍛煉。使我在單片機(jī)的基本原理、單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)過(guò)程

14、，以及在常用編程設(shè)計(jì)思路技巧的掌握方面都能向前邁了一大步。 在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，不斷的學(xué)習(xí)，思考和同學(xué)間的相互討論，運(yùn)用科學(xué)的分析問(wèn)題的方法解決遇到的困難，掌握單片機(jī)系統(tǒng)一般的開(kāi)發(fā)流程，學(xué)會(huì)對(duì)常見(jiàn)問(wèn)題的處理方法，積累設(shè)計(jì)系統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)，充分發(fā)揮教學(xué)與實(shí)踐的結(jié)合。全能提高個(gè)人系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的綜合能力，開(kāi)拓了思維，為今后能在相應(yīng)工作崗位上的工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。不但加深我對(duì)在課程上所學(xué)到的單片機(jī)理論知識(shí)的認(rèn)識(shí)和理解，重新讓自己認(rèn)識(shí)到了這門(mén)學(xué)科的在應(yīng)用方面的廣闊前景，并且通過(guò)知識(shí)與應(yīng)用于實(shí)踐的結(jié)合更加豐富了自己的知識(shí)。擴(kuò)展了知識(shí)面，不但掌握了本專(zhuān)業(yè)的相關(guān)知識(shí)，而且對(duì)其他專(zhuān)業(yè)的知識(shí)也有所了解，而且較系統(tǒng)的

15、掌握單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)過(guò)程，因而自身的綜合素質(zhì)有了全面的提高。經(jīng)過(guò)這次一個(gè)較完整的產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制作過(guò)程，對(duì)于認(rèn)識(shí)到自己在知識(shí)方面存在的不足，明確今后的學(xué)習(xí)方向是非常有益的，為將來(lái)的的就業(yè)提前打了下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。的初期階段，難度很大，沒(méi)有頭緒。通過(guò)求助老師，理清思路。同時(shí)，在圖書(shū)館里、網(wǎng)上查閱資料，攻克設(shè)計(jì)中的道道難題。在克服困難的過(guò)程中，我學(xué)到了許多，特別是在課堂上學(xué)不到的東西?？偟母惺苡幸韵聨追矫妫?#160;1、通過(guò)本次設(shè)計(jì)，我不但對(duì)單片機(jī)有了更深的了解，對(duì)一個(gè)課題如何畫(huà)流程圖，編程序等有了一定的認(rèn)識(shí)。 2、進(jìn)一步加強(qiáng)了我的動(dòng)手能力和運(yùn)用專(zhuān)業(yè)知識(shí)的奴隸，從學(xué)習(xí)到如何去思考和解決問(wèn)題

16、，以及如何靈活地改變方法實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)方案。 3、讓我了解到單片機(jī)技術(shù)對(duì)當(dāng)今人們生活的重要性。同時(shí)這次設(shè)計(jì)的經(jīng)歷也使我受益匪淺，讓我知道做任何事情都應(yīng)腳踏實(shí)地，刻苦努力地去做，只有這樣，才能做好。參考文獻(xiàn)1楊雪.基于AT89C51單片機(jī)全部自動(dòng)洗衣機(jī)仿真設(shè)計(jì)J.黑龍江：黑龍江科技信息，2013(05).2宋雪松.手把手教你學(xué)51單片機(jī)M. 北京：清華大學(xué)出版社，2015(10).3張毅剛.單片機(jī)原理及應(yīng)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(jī)設(shè)計(jì)實(shí)例M.北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2003.5朱宇光.單片機(jī)應(yīng)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(shí)器0 16位定時(shí)器 TR0=(65536-50000)/256; TL0=(65536-50000

19、)%256; IE=0x82; /這里是中斷優(yōu)先級(jí)控制EA=1（開(kāi)總中斷）,ET0=1（定時(shí)器0允許中斷)，這里用定時(shí)器0來(lái)定時(shí) 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(jī)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(shí)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