机电一体化专业毕业论文基于单片机的无级遥控调速系统设计

1XX 学院Hunan Industry Polytechnic毕 业 实 践类 别 毕业设计题 目 基于单片机的无级遥控调 速系统设计系 名 称 电气工程系 专业及班级 机电一体化 XX班 学 生 姓 名 XXXXXX学 号 000001 指 导 教 师 XXXXXXX 完成日期 XXXX 年 12 月 22 日2XX 学院毕业设计任务书基于单片机的无级遥控调 速系统设计系 名 称 电气工程系 专业及班级 机电一体化 学 生 姓 名 XXXXXXX 学 号 0000001 指 导 教 师（签字）： XXXX 教研室主任（签字）： XXXXX 系 主 任（签字）： XXXXX XXXXX 年 月 日- I -毕业实践课题及任务课题简介该课题主要利用单片机控制技术，无线红外遥控技术，采用汇编语言或 C语言编程来控制单相交流电机的工作过程。其目的是培养学生利用单片机控制技术，无线红外遥控技术，采用汇编语言或 C语言编程控制技术解决生产、生活中的实际问题，对提高学生的设计能力动手能力和工程实践技能有较重要的意义。学生在设计该课题时，应具备电路分析、电子技术、电机及电气控制技术、电子 CAD技术、单片机控制技术、C 语言程序设计、机电一体化技术等方面的相关知识，掌握电路设计流程图，电子元器件的选择、电路原理图的设计及连线。熟悉程序的编写，输入，修改和调试等。课题任务要求一、毕业设计（论文）的内容简介本设计要求采用单片机控制单相交流电机的运行速度，各个相关数据由 LCD动态显示，并能实现对电机速度进行红外遥控，同时使电机运行时具有自动定时功能。要求就此系统采用 89C51或 89C2051单片机完成其系统设计二、毕业设计（论文）的要求与数据1、选择正确的电子元件2、画出电气控制系统原理图及 PCB板的布线设计3、用 C语言或汇编语言编写出系统控制程序4、系统的安装与调试三、毕业设计（论文）应完成的工作：1、开题报告（2000 字左右）2、电气控制系统原理图及 PCB板图3、电气接线图4、电子元件详细清单5、系统程序清单及注释6、写出毕业设计说明书- II -进程安排1、XXXX 年 6 月 24 日XXXX 年 6 月 30 日 确定毕业设计的指导老师， 并分配好毕业设计任务书2、XXXX 年 7 月 1 日XXXX 年 7 月 17 日 查阅相关资料，加深对毕业设计任务书的理解3、XXXX 年 10 月 26 日XXXX 年 11 月 3 日 完成开题报告和文献综述4、XXXX 年 11 月 04 日XXXX 年 11 月 12 日 完成系统整体硬件设计和各部分模块功能的结合，并确定电路原理图上所有元器件的参数5、XXXX 年 11 月 13 日XXXX 年 11 月 20 日 完成系统整体软件的编写6、XXXX 年 11 月 21 日XXXX 年 11 月 30 日 完成毕业设计初稿7、XXXX 年 12 月 01 日XXXX 年 12 月 7 日 修改并文采毕业设计第二稿8、XXXX 年 12 月 08 日XXXX 年 12 月 10 日 修改并完成毕业设计正稿9、XXXX 年 12 月 11 日XXXX 年 12 月 15 日 购买元器件并制作产品10、XXXX 年 12 月 20 日XXXX 年 12 月 29 日 毕业设计答辩 参考资料1、电路与磁路 高教出版社 蔡元宇主编2、电子技术 高教出版社 胡宴如主编3、电子线路 CAD 机械工业出版社 王廷才主编4、C 语言程序设计 高教出版社 陈方主编5、微机原理与应用技术 高教出版社 廖哲智主编6、机电一体化系统 高教出版社 赵先仲主编7、交流调速系统 机械工业出版社 周绍英主编- III -XX学院毕业实践开题报告书电气工程系 系 机电一体化 专业 学生姓名 龙建平 班级 机 电S08-1 学号 27课题名称 基于单片机的无级遥控调速系统设计课题准备情况接到该课题后，本小组积极地上网查阅了很多相关方面的有关知识，同时查阅了相关方面的书籍，对课题设计涉及的各个功能进行了初步的分析，得到了初步的理解。该课题主要利用单片机控制技术，无线红外遥控技术，采用汇编语言或C语言编程来控制单相交流电机的工作过程。思路和方法单片机应用系统的硬件电路设计就是为本单元温度控制系统选择合适的、最优的系统配置，即按照系统功能要求配置外围设备，如键盘、显示器、A/D转换器、遥控信号发射器、信号接收器，温度采集（1）、尽可能选择典型电路，并符合单片机常规用法。本设计采用了典型的显示电路、A/D 转化电路，为硬件系统的标准化、模块化打下了良好的基础。（2）、硬件结构应集合应用软件方案一并考虑。软件能实现的硬件功能，一般响应时间比硬件实现长，且占用 CPU时间。由于本设计的响应时间要求不高，所以有一些功能可以用软件编程实现，如键盘的去抖动问题。（3）、系统中的相关期间哟啊尽可能做到性能匹配。系统中所有芯片都应尽可能选择低功耗产品。本系统的硬件电路主要包括模拟部分和数字部分，从功能模块上来分有主机电路、数据采集电路、键盘、温度显示电路、信号发射与接收部分控制执行电路，系统设计框图如下。遥控器红外线发射红外线接收模块AT89C51单片机系统数字温度传感器键盘输入模块温度显示模块电机控制模 块微光显示模块- IV -拟重点解决的问题1、系统发射电路模块，键盘扫描，遥控板在无操作状态下低功耗设计2、接收电路模块3、温度采集模块，自动 A/D转换。4、定时功能5、温度显示及按键显示模块，风扇显示低功耗设计6、控制执行电路设计。计划进度1、XXXX 年 6 月 24 日XXXX 年 6 月 30 日 确定毕业设计的指导老师， 并分配好毕业设计任务书2、XXXX 年 7 月 1 日XXXX 年 7 月 17 日 查阅相关资料，加深对毕业设计任务书的理解3、XXXX 年 10 月 26 日XXXX 年 11 月 3 日 完成开题报告和文献综述4、XXXX 年 11 月 04 日XXXX 年 11 月 12 日 完成系统整体硬件设计和各部分模块功能的结合，并确定电路原理图上所有元器件的参数5、XXXX 年 11 月 13 日XXXX 年 11 月 20 日 完成系统整体软件的编写6、XXXX 年 11 月 21 日XXXX 年 11 月 30 日 完成毕业设计初稿7、XXXX 年 12 月 01 日XXXX 年 12 月 7 日 修改并文采毕业设计第二稿8、XXXX 年 12 月 08 日XXXX 年 12 月 10 日 修改并完成毕业设计正稿9、XXXX 年 12 月 11 日XXXX 年 12 月 15 日 购买元器件并制作产品10、XXXX 年 12 月 20 日XXXX 年 12 月 29 日 毕业设计答辩 指导教师意见签名：年 月 日- V -XX学院毕业实践考核表电气工程 系 机电一体化 专业 学生姓名 Xxxx 班级 机 电 学号 课题名称 基于单片机的无级遥控调 速系统设计 课题完成情况及自我评价通过两个多月的不懈努力，我们小组终于把毕业设计做好了。本毕业设计基本上达到了指导老师的要求，这其中我们得到了很大的提高。我们还学到了很多课题以外的很多知识。我们不仅对于课题有了充分的把握，更对家电方面的发展前景和发展方向有了更加深刻认识，同时我们学会了在不同方案里面选择出更加优秀的方案，使我们学会了从用户和企业及维修人员等多方面因素来考虑问题。同时在撰写毕业设计过程中使我们的团队协作能力得到了进一步的提高。评语 评分指导教师评价签名： 年 月 日评语 评分评阅教师评价签名： 年 月 日评语 评分答辩小组评价组长签名： 年 月 日毕业实践评审组审核经综合考核该学生毕业实践得分 分，评定为 组长签名：年 月 日- VI -摘要本设计主要介绍了一种智能电风扇的设计方案。该系统以 AT89C51 芯片的单片机为核心，应用通用的温度传感器来实现对环境温度的监控，同时系统跟随环境温度的变化来改变电机的运行状态。本设计采用的温度智能控制，使风扇可以感知环境的温度，以调节风扇的转速，达到更好的工作效果。用户可以选择这种智能调速的方式，也可以选择手动设定方式来控制转速；同时用户也可以使用遥控器来控制风扇的运行状态。当选择手动设定方式时，该功能不发挥作用。而定时工作功能可以让用户自己定制风扇工作时间的长短，以提供更人性化的服务。LED 显示功能使用液晶屏显示当前室温度，风扇的转速，风扇的工作模式，当前时间，风扇工作时间等参数，美观大方。关键词：智能，电风扇，温度传感器，定时器，无极调速，显示- 1 -目录绪言 .11.1 课题背景 .11.2 课题研究的目的和意义 .1第一章 硬件设计 .31 系统的控制特点与性能要求 .32 设计方案 .3第二章 本设计用到的元器件简介 .42.1 Inter公司 AT89C51单片机简介 .42.2 AT89C2051芯片简介 .52.3 DS18B20温度传感器 .5第三章 硬件电路系统模块的设计 .73.1 直流稳压电源的设计 .73.1.1 单相桥式整流电路 .73.1.2 滤波电路 .83.1.3 稳压电路 .93.2 电机调速模块 .93.2.1 电机调速原理 .93.2.2 电机控制模块硬件设计 .93.3 温度显示与控制模块设计 .103.3.1 温度检测硬件模块设计 .103.3.2 温度显示硬件模块设计 .113.4 红外收/发电路 .123.4.1 红外线遥控器发射电路 .123.4.2红外接收电路 .15第四章 软件设计 .174.1 数字温度传感器模块程序流程图 .184.2 电机控制模块 .184.3 人机接口 .204.4 红外收/发模块 .22第五章 总结与展望 .24致谢 .25参考文献 .26附录一 红外发射程序 .27附录二 电风扇红外接收（控制板）程序 .30附图一 红外发射总图 .41附图二电风扇接收控制面板总图 .42- 1 -绪言本章主要阐述了智能电风扇的研究背景，现状，发展方向，明确的指出了制作智能电风扇所用到的元器件，以及各个元器件的功能描述。1.1 课题背景我们常见的电风扇一般只有四、五个风速档，用的是人工开关，不知道室内温度，只是人为的调节钙用哪个档。而自动调温调温电风扇这个设计师一个新领域，它用的是在带你走行业中应用广泛的 AT89C51 单片机。通过单片机与温度探测器结合，将其应用于家用电风扇等转速精确控制，能够有良好的性能。（1） 自动调温电风扇简介它使用直流电动机的控制以模拟电路为基础，运算放大器、非线性集成电路以及数字电路组成，使得对电风扇各档风量大调节更加细化，使得电风扇等控制更加人性化，同时它也具有全自动、控制简单、智能化，制作容易，使用温度传感器、专用控制集成电路和单片机，实现当室温达到最佳所设定开启的温度是，电风扇自动开启，并且可以根据室温变化换风速；档室温低于这一设定温度时，电风扇自动关闭。同时显示当前室内温度，和自己所设定的温度，提醒人们合理使用电风扇。（2） 自动调温电风扇设计目的进入 5 月份，天气越来越热，尤其到了盛夏更是酷热难当。目前可供选择的纳凉工具主要有：空调、普通电风扇、冷风机以及蒲扇、纸扇等等。而电风扇以其低廉的价格是她的使用极为广泛。人们常常通宵达旦的使用，一旦气温稍有变化，感冒人数就会急剧增加；冷风机能增强空气的湿度但使用久了，家里电器会受潮，同时也会让使用者长期裸露在外的关节受到危害；蒲扇和纸扇价格低廉，但不自动，目前使用者微乎其微。在这种情况下，自动调温电风扇应运而生。我们的生活加快，人数需要处理的事情越来越多，在炎热的夏天，回到家更想好好休息，消除自己一天的工作疲劳，而自动调温电风扇等设计就解决了这些问题。自动调温电风扇是通过单片机控制来实现直流电动机运转频率