智能电风扇控制器设计报告完整版

《单片机课程设计》设计报告设计题目智能电风扇控制器设计目录序言一、设计任务…………………………………………..………………2二、小直流电机调速控制系统的总体方案设计………………….….2T6.,2.1、系统硬件总体结构…………………………………………...22.2、芯片选择……………………………………………….…......22.3、DAC0832芯片的主要性能指标……………………….…....3三、系统硬件电路设计…………………………………..…….…..….53.1、AT89C52单片机最小系统………………………….…….….53.2、系统程序电路主程序CUP电路图….………….......................53.3、DAC0832与AT89C52单片机接口电路设计………….………63.4、显示电路与AT89C52单片机电路设计……………...…...…..7四、系统程序流程设计…………………………………………….….7五、调试与测试结果分析…………………………..……...………….85.1、实验系统连线图………………………………………....……85.2、程序调试…………………………………………,.……...…...95.3、实验结果分析……………………………………..……....…..9六、程序总结……………………………………………...…………...9附录…………………………………………………………..…......…...101、实验程序………………………………………….……............102、实验原理图……………………………….................................13一、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风速设为从高到低3个档位，可由用户通过键盘手动设定。②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2.2芯片选择1、AT89C52芯片：选用该单片机作为智能电风扇控制部件，用来实现电风扇调速核心功能。2、74LS245芯片：用来驱动数码管。3、74LS373芯片：锁存器，用来锁存输出的信号。4、74LS240芯片：八单线驱动器，缓冲输出的信号。5、DAC0832芯片：片选地址是FF80H，AOUT1插孔作为模拟量的输出。主程序：循环给DAC0832赋电压值，给数码管赋段档位调节部分：用外部中断0改变电压值大小和对应的段码值显示部分：数码管显示档位和定时信息驱动部分：电压值改变小直流电机转速6、8255芯片：可编程并行I/O接口芯片，用以扩展单片机的IO口。7、LED数码显示管：用来显示电机旋转的速度是加速还是减速。8、741：运算放大器。2.3DAC0832的主要性能指标D/A转换的基本原理是应用电阻解码网络，将Ｎ位数字量逐位转换为模拟量并求和，从而实现将Ｎ位数字量转换为相应的模拟量。其性能指标为：（１）分辨率：相对分辨率＝１／２Ｎ，Ｎ越大，分辨率越高（２）线性度（３）转换精度（４）建立时间（５）温度系数。DAC0832引脚功能图如图2.2图2.2数模转换DAC0832引脚功能1、DI0～DI7：8位数字信号输入端；2、!CS：片选端；ILE：数据锁存允许控制端，高电平有效；3、!WR1：输入寄存器写选通控制端。当！CS=0、ILE=1、！WR1=0时，数据信号被锁存在输入寄存器中。4、!XFER：数据传送控制5、!WR2：DAC寄存器写选通控制端。当！XFER=0，！WR2=0时，输入寄存器状态传入DAC寄存器中6、IOUT1：电流输出1端，输入数字量全“1”时，IOUT1最大，输入数字量全为“0”时，IOUT1最小。7、IOUT2：D/A转换器电流输出2端，IOUT2+IOUT1=常数。8、RFB：外部反馈信号输入端，内部已有反馈电阻RFB,根据需要也可外接反馈电阻。9、VCC：电源输入端，可在+5V~+15V范围内。10、DGND：数字信号地。11、AGND：模拟信号地8255A的主要性能指标8255是Intel公司生产的可编程并行I/O接口芯片，有3个8位并行I/O口。具有3个通道3种工作方式的可编程并行接口芯片（40引脚）。其各口功能可由软件选择，使用灵活，通用性强。8255可作为单片机与多种外设连接时的中间接口电路。8255作为主机与外设的连接芯片，必须提供与主机相连的3个总线接口，即数据线、地址线、控制线接口。同时必须具有与外设连接的接口A、B、C口。由于8255可编程,所以必须具有逻辑控制部分，因而8255内部结构分为3个部分：与CPU连接部分、与外设连接部分、控制部分。三、系统硬件电路设计3.1AT89C52单片机最小系统：AT89C52已包含了定时器、程序存储器、数据存储器等硬件，其硬件能符合整个控制系统的要求，不需要外接其他存储器芯片和定时器件，方便地构成一个最小系统。整个系统结构紧凑，抗干扰能力强，性价比高。图3.1为AT89C52芯片最小系统。一方面，单片机要通过I/O口中接收输入信号，另一方面要通过I/O口控制数码管的初始化、显示方式以及要显示的字符。因此，设计必须以单片机为核心，显示器为外围设备。硬件上，单片机通过电路板电路与液晶显示电路相连；软件上，单片机要下载完整的程序对二者进行适时的控制。图3.1AT89C52芯片最小系统图3.2系统程序电路主程序CUP电路图：AT89C52单片机P0、P2口扩充电路图如图3.2：图3.2AT89C52系统管脚扩充图3.3DAC0832与AT89C52单片机接口电路设计实验电路使用逻辑器件实现地址译码，地址FF80H接入数模转换器DAC0832片选段，通过数模转换后的模拟量通过运放放大驱动电机驱动，其电路图如图3.3所示：图3.3DAC0832与AT89C52单片机接口及电机控制电路3.4显示电路与AT89C52单片机电路设计实验电路使用IO扩充芯片8255及锁存芯片74LS245对六个数码管选通控制显示。显示部分电路图如图3.4所示：图3.4数码管显示部分电路图四、系统程序流程设计4.1档位调节显示框图4.2主程序框图图4.2主程序框图五、调试与测试结果分析5.1实验系统连线图a、P3.2、P3.3分别连按键、S1、S2b、JX0与JX2相连c、将DAC0832驱动电路AOUT接至直流电机d、将P0口接至DAC0832数字输入端e、将地址译码器电路（FF80H）接至DAC0832片选端5.2程序调试程序上电时，直流电机停止不动，然后打开总开关K1，当第一次来回拨动档位开关时，电动机低速转动，同时显示1；当第二次来回拨动档位开关时，电动机中速转动，同时显示2；当第三次来回拨动档位开关时，电动机高速转动，同时显示3；第四次则回到低档，即低中高三档位循环输出。5.3实验结果分析电机运行正常时即可实现调速现象，适当的控制按键，就可以实现所需要的效果。拨码开关必须做消除抖动的处理，因为开关抖动会导致档位及定时信息混乱。六、程序设计总结附录1、实验程序#includereg51.h#includeabsacc.h#defineContaddXBYTE[0xff23]//8255控制地址#definePAXBYTE[0xff20]//段选信号地址#definePBXBYTE[0xff21]//片选信号地址#defineadcXBYTE[0xFF80]//片选指针，A/D转换电路片外地址#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedintvoidwei_2();//声明档位显示程序uchari=2,j=0,s=0;uintcount,n=0;bitflag;//定义标志位sbitK1=P3^4;//定义总开关的按键位ucharcodetable[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0x88,0x83,0xc6,0xa1,0x86,0x8e,0xff};//共阳极数码管段码/********************延迟子程序******************************/voidDelayMS(uintx){uchart;while(x--)for(t=0;t120;t++);}/*******************主程序***********************************/voidmain(){Contadd=0x81;//设置8255的工作方式：PA、PB口为输出口，PC口为输入口PB=0xff;//端口数据初始化，防止出错adc=0x00;EA=1;//开总中断EX0=1;//打开外部中断0IT0=1;//设置中断0为下降沿触发EX1=1;//打开外部中断1IT1=1;//设置中断1为下降沿触发while(K1==0)//判断总开关是否打开{if(flag==1)//判断档位按键是否按下{wei_2();}Else//无档位按键时，关闭数显和发动机{PB=0xff;PA=0x00;adc=0x00;}}}/*******************外部中断0程序，用于档位调节**************/voiddangwei1()interrupt0{DelayMS(2);//延迟，去抖动i=(i+1)%3;//实现档位的循环flag=1;//标志位置1}/*****************档位显示程序*******************************/voidwei_2(){switch(i){case0:PB=0xff;PB=table[1];PA=0xfe;adc=0x7f;DelayMS(2);break;//低速档位1档case1:PB=0xff;PB=table[2];PA=0xfe;adc=0xbf;DelayMS(2);break;//中速档位2档case2:PB=0xff;PB=table[3];PA=0xfe;adc=0xff;DelayMS(2);//高速档位3档}}附录2、实验原理图RDP0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7P0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7P0.0A8A9A10A11A12A13A14A15D7D0D1D2D3D4D5D6A7A0A1A2A3A4A5A6WRRSTP0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7INT0INT1T0T1XTAL218XTAL119ALE30EA31PSEN29RST9P0.0/AD039P0.1/AD138P0.2/AD237P0.3/AD336P0.4/AD435P0.5/AD534P0.6/AD633P0.7/AD732P1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78P3.0/RXD10P3.1/TXD11P3.2/INT012P3.3/INT113P3.4/T014P3.7/RD17P3.6/WR16P3.5/T115P2.7/A1528P2.0/A821P2.1/A922P2.2/A1023P2.3/A1124P2.4/A1225P2.5/A1326P2.6/A1427U1AT89S52A02B018A13B117A24B216A35B315A46B414A57B513A68B612A79B711CE19AB/BA1U274LS245D03Q02D14Q15D27Q26D38Q39D413Q412D514Q515D617Q616D718Q719OE1LE11U374LS373A1X112MHzR110k234567891RP1RESPACK-8R310kWRbWRabA7A8A9A