光电信息协会电子设计竞赛 钟培文小组

一 总体方案和功能设计

1.1 功能详细描述

本设计以STC89C52单片机为控制核心，通过PWM控制直流电机3档调速，通过定时器实现对风扇3种模式的模拟，外部按键检测输入或者红外遥控输入指令，LED指示风扇速度和模式，LCD1602同步显示风扇速度（S），模式（M），提供定时功能，蜂鸣器按键发声。 功能详细描述：

1、 控制器面板为：按钮5个，分别为风速、类型、停止、定时选时、启动定时，LED指示灯六个，指示风速强、中、弱，类型为睡眠、自然和正常。

2、 电扇处于停转状态时，所有指示灯不亮，只有按下“风速”键时，才会响应，进入起始工作状态；电扇在任何状态，只要按停止键，则进入停转状态。

3、 处于工作状态时，有：

初始状态为：风速-“弱”，类型-“正常”；

按“风速”键，其状态由“弱”→ “中” → “强” → “弱” ?? 往复循环改变，每按一下按键改变一次；

按“类型”键，其状态由“正常” → “睡眠” → “自然” → “正常” ?? 往复循环改变；

4、 风速的弱、中、强对应于电扇的转动由慢到快。 类型的不同选择，分别为： 正常 电扇连续运转；

自然 电扇模拟自然风，即转4s，停8s；

睡眠 电扇慢转，产生轻柔的微风，运转 8s，停转8s；

5、红外遥控器按键1到5分别对应按键1到5。按键1为调速，按键2为调整模式，按键3为停止，按键4为定时选时，按键5为启动定时（重复按键会取消定时）。

6、当按键被按下或者接收到红外指令时蜂鸣器发声。

7、LCD1602同步显示。当系统关闭时显示“Welcome！”，系统启动后显示“SYSTEM RUN！” 8、定时功能，提供10s（测试），30分钟，1小时，2小时，3小时定时功能

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1.2设计思路

整体电路采用模块化设计制作，整体框图如下：

按键输入 PWM LED显示 电机 ULN2003驱动 外部中断0 STC89C52 LCD1602 红外输入 ULN2003驱动 蜂鸣器

USB TO TTL 外接5v 1A供电

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二 详细电路设计

2.1电机调速电路

电机调速是整个控制装置中的一个相当重要的方面。对于电机的转速调整，我们是采用脉宽调制（PWM）办法，控制电机的时候，电源并非连续地向电机供电，而是在一个特定的频率下以方波脉冲的形式提供电能。不同占空比的方波信号能对电机起到调速作用，这是因为电机实际上是一个大电感，它有阻碍输入电流和电压突变的能力，因此脉冲输入信号被平均分配到作用时间上，这样，改变输入方波的占空比就能改变加在电机两端的电压大小，从而改变了转速。通过控制PWM输出占空比控制输出，可以实现对电机的无极调速。

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2.2按键检测和LED指示

设计中用到的按键数目不多，所以可以直接用STC89C51的通用IO端口且选用SYC89C51的P1口（内部有上拉电阻）作为按键扫描接口。对于按键只需一端接地另一接P1口即可。

LED选用共阳接法，对应于P2.0至P2.5

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