智能温控风扇的生产实习设计_报告

1 学号 09034040145 创创新新生生产产实实习习报报告告 学院学院 电信学院电信学院 专业专业 电子信息科学与技术电子信息科学与技术 班级班级 电子电子 09 1 学生学生 周义超周义超 dbuf 4 a1 dbuf 0 a2 dbuf 1 a3 dbuf 2 a4 P2 0 xff P0 dispcode dbuf 3 P2 dispbitcode 5 Delay 1 P2 0 xff P0 dispcode dbuf 4 P2 dispbitcode 4 Delay 1 P2 0 xff P0 dispcode dbuf 0 P2 dispbitcode 2 Delay 1 P2 0 xff P0 dispcode dbuf 1 P0 P0 0 x80 P2 dispbitcode 1 Delay 1 P2 0 xff P0 dispcode dbuf 2 P2 dispbitcode 0 Delay 1 4 2 4 温度处理程序分析 这个温度处理程序 把温度传感器采集到的温度与设定值进行比较 从而控制 高低电平的分配 当温度值小于设定值时 高电平为零个 低电平有五个 当温度 值高于设定值时 高电平为 1 低电平为 4 以此类推 从而控制输出电平的占空 比 程序如下 void deal float tmp 温度处理 if tmpsheding di 1 else gao 5 di 0 广东石油化工学院创新生产实习设计 基于单片机的智能温控风扇设计 4 2 5 电机风扇控制程序分析 void dianji uchar q i for q 0 q0 i digitalshow shi ge xiaoshu sheding 10 sh eding 10 for q 0 q0 i digitalshow shi ge xiaoshu sheding 10 sh eding 10 4 2 6 用 Proteus 软件进行仿真 总仿真图如图 4 2 2 所示 第四章 系统的软件设计 17 图 4 2 2 总仿真电路图 仿真过程 点击开始仿真按钮 系统开始仿真 写好的程序把预设值设置为 20 摄氏度 把温度传感器的温度值才低温调至高温 在调到小于 20 摄氏度时 电动 机不转 报警电路不工作 当调到大于设定值20 摄氏度时 电动机开始缓慢转动 当调到更高温度时 可以看到电机风扇的转速越来越快 且当温度高于设定值10 摄氏度时 报警器工作 本设计为5 级调速 下图 4 2 3 为 1 级和 3 级下的转速 图 4 2 3 还可以通过按键 S1 和 S2 来设置预设值 当预设值大于实时温度值时 电机风 扇停止运转 报警电路也停止工作 蜂鸣器不叫 闪光灯灭 通过仿真 可以看出直流风扇电机在系统设定温度一定的情况下 其转速随着 环境温度 温度传感器检测到的温度 的增加而增大 当环境温度低于系统预设的 温度时 风扇自动停止运转 实现了系统所设计的功能 当然 在此没有实现风扇 直流电机的无级调速 本系统实现的是电机在随环境温度变化的五个等级的速度变 化 环境温度在一定小范围内变化风扇电机转速是不变的 只有超过了设定的某一 界限时转速才会变化 第第五五章章 系系统统的的安安装装与与调调试试 5 1 制作安装 5 1 1 制作流程 广东石油化工学院创新生产实习设计 基于单片机的智能温控风扇设计 PCB 板是所有设计过程的最终产品 PCB 图设计的好坏直接决定了设计结 果是否能满足要求 PCB 图设计过程中主要有以下几个步骤 1 创建 PCB 文件 在正式绘制之前 要规划好 PCB 板的尺寸 这包括 PCB 板的边沿尺寸和 内部预留的用于固定的螺丝孔 也包括其他一些需要挖掉的空间和预留的空间 2 设置 PCB 的设计环境 3 将原理图信息传输到 PCB 中 规划好 PCB 板之后 就可以将原理图信息传输到 PCB 中了 4 元件布 局 元件布局要完成的工作是把元件在 PCB 板上摆放好 布局可以是自动布局 也可以是手动布局 5 布线 根据网络表 在 Protel DXP 提示下完成布线工作 这是最需要技巧的工作 部分 也是最复杂的一部分工作 6 检查错误 布线完成后 最终检查 PCB 板有没有错误 并为这块 PCB 板撰写相应的文 档 7 打印 PCB 图纸 9 8 准备感光板 进行曝光 9 显影 10 腐蚀 11 钻孔 12 焊接 在 PCB 板的制作时 要考虑电气要求 散热 封装尺寸等 在确定 PCB 尺 寸后 再确定特殊元件的位置 最后 根据电路的功能单元 对电路的全部元器件 进行布局 从而完成元器件的安装与焊接 5 2 系统调试 5 2 1 软件调试 第四章 系统的软件设计 19 按按键键显显示示部部分分的的调调试试 起初根据设计编写的系统程序 程序的键盘接口采用 P1 口 数码管显示采用 P0 口控制 LED 的断码 P2 口控制 LED 的位码 从而实现 键盘功能及数码管的显示 经过编译没有出错 但在仿真调试时 数码管显示的只 是乱码 没有正确的显示温度 按键功能也不灵 当按下键时 显示并不变化 经过查找分析 发现键盘扫描程序没有没有按键消抖部分 按键在按下与松手 时 都会有一定程度的抖动 从而可能使单片机做出错误的判断 导致按键条件预 设温度时失灵 甚至根本不能工作 因此必须在按键扫描程序中加入消抖部分 即 在按键按下与松手时加入延时判断 以检测键盘是否真的按下或已完全松手 数码管不能正确的显示 主要是因为所以数码管的段码都由P0 口传送 而数 码管显示又采用了动态扫描的方式 但在程序中却没有设置显示段码的暂存器 导 致当 P0 口传送段码时发生混乱 不能正确识别段码 应在系统中加入锁存器 或 是在程序中设定存储段码的空间 在键盘加入了消抖程序 数码管显示程序中加入了段码的存储空间后 数码管 能够正常的显示 按键也能够工作 达到了较好的效果 温温度度程程序序调调试试 在温度转换程序中 为了能够正确的检测并显示温度的小数位 程序中把检测的温度与 10 相乘后 再按一个三位的整数来处理 如把24 5 变为 245 来处理 这样为程序的编写带来了方便 电电机机调调速速电电路路调调试试 在本设计中 采用了达林顿反向驱动器ULN2803 驱动直 流电机 软件设置了 P1 2 口输出不同的 PWM 波形 通过达林顿反向驱动器 ULN2803 驱动直流电机转动 通过软件中程序设定 根据不同温度输出不同的 PWM 波 从而得到不同的占空比控制风扇直流电机 程序实现了P1 2 口的 PWM 波 形输出 当外界温度低于设置温度时 电机不转动或自动停止转动 当外界温度高 于设置温度时 电机的转速升高或是自动开始转动 且外界温度与设置温度的差值 越大 电机转速越高 即占空比增加 5 2 2 硬件部分的调试 1 数码管显示模块的硬件调试 2 声光报警器模块的硬件调试 广东石油化工学院创新生产实习设计 基于单片机的智能温控风扇设计 3 电机风扇调速电路模块的硬件调试 4 独立键盘模块硬件调试 5 温度检测模块硬件调试 5 3 电路总图 图 5 3 电路总图 结 论 本次设计的系统以单片机为控制核心 以温度传感器 DS18B20 检测环境温度 实 现了根据环境温度变化调节不同的风扇电机转速 在一定范围能能实现转速的连续调 节 LED 数码管能连续稳定的显示环境温度和设置温度 并能通过两个独立按键调节 不同的设置温度 从而改变环境温度与设置温度的差值 进而改变电机转速 实现了 基于单片机的温控风扇的设计 第四章 系统的软件设计 21 本系统设计可推广到各种电动机的控制系统中 实现电动机的转速调节 在生产 生活中 本系统可用于简单的日常风扇的智能控制 为生活带来便利 在工业生产中 可以改变不同的输入信号 实现对不同信号输入控制电机的转速 进而实现生产自动 化 如在电力系统中可以根据不同的负荷达到不同的电压信号 再由电压信号调节不 同的发电机转速 进而调节发电量 实现电力系统的自动化调节 综上所述 该系统 的设计和研究在社会生产和生活中具有重要地位 参考文献 1 李学龙 使用单片机控制的智能遥控电风扇控制器 J 电子电路制作 2003 9 13 15 2 蓝厚荣 单片机的 PWM 控制技术 J 工业控制计算机 2010 23 3 97 98 3 李钢 赵彦峰 1 Wire 总线数字温度传感器 DSI8B20 原理及应用 J 现代电子技术 2005 28 21 77 79 4 王文海 周欢喜 用 Proteus 实现 51 单片机的动态仿真调试 J IT 技术 2006 20 10 11 附录 程序代码 include include define uchar unsigned char define uint unsigned int sbit DQ P3 7 sbit key1 P1 6 sbit key2 P1 7 sbit led P1 3 sbit alarm P1 5 sbit pwm P1 2 bdata uchar dat sbit dat0 dat 0 sbit dat7 dat 7 uchar shi ge xiaoshu sheding 20 gao di count tc ount uchar dp 16 0 0 1 1 2 3 3 4 5 5 6 6 7 8 8 9 uchar code dispcode 0 x3f 0 x06 0 x5b 0 x4f 0 x66 0 x6d 0 x7d 0 x07 0 x7f 0 x6f 0 x77 0 x7c 0 x39 0 x5e 0 x79 0 x71 uchar dispbitcode 0 xfe 0 xfd 0 xfb 0 xf7 0 xef 0 xdf 0 xbf 0 x7f uchar dbuf 5 0 0 0 0 0 void dmsec uint count uint i 1ms 延时 while count for i 0 i0 i DQ 0 delay15 1 DQ dat0 dat dat 1 delay15 1 DQ 1 uchar rbyte void uchar i dat 0 for i 8 i 0 i dat dat 1 DQ 0 nop DQ 1 delay15 1 dat7 DQ delay15 4 return dat void convert void bit err err reset 参考代码 23 wbyte 0 xcc wbyte 0 x44 int readt void uchar H L int f bit err err reset wbyte 0 xcc wbyte 0 xbe L rbyte H rbyte f H 256 L 0 0625 10 return f void keyscan if key1 0 dmsec 5 if key1 0 sheding if sheding 100 sheding 20 while key1 digitalshow shi ge xiaosh u sheding 10 sheding 10 else if key2 0 dmsec 5 if key2 0 sheding if sheding 0 sheding 20 while key2 digitalshow shi ge xiaosh u sheding 10 sheding 10 void deal float tmp 温度处理 if tmpsheding di 1 else gao 5 di 0 void dianji uchar q i for q 0 q0 i digitalshow shi ge xiaoshu sheding 10 she ding 10 for q 0 q0 i digitalshow shi ge xiaoshu sheding 10 she ding 10 void main void float tm uint t pwm 0 tcount 0 TMOD 0 x01 TH0 65536 50000 256 TL0 65536 50000 256 IE 0 x82 while 1