毕业设计USB迷你可调速风扇设计

广州大学松田学院毕业论文（设计）题目USB迷你可调速风扇设计二o—三年六月USB迷你可调速风扇设计摘要：在这几年来，直流驱动控制作为电气传动的核心在现代化生产和生活需求中显得愈来愈重要。一直以来，由于直流电机具有调速性能好、起动和制动转矩大、易于控制和靠得住性较高等特点，因其长期以来在电气传动领域中占有重要位置。它在直流电动工具、机械和家电设备中普遍应用，尤其在风扇方面，随着全世界气温的升高，在现代化生产机械、家用电器及电脑对风扇的需求愈来愈强烈，这对提高风扇性能的要求愈来愈高。因此，设计USB迷你可调速风扇起着举足轻重的作用。本设计是以单片机为核心的PWM占空比输出的直流调速系统的风扇，其特点是用单片机代替速度调节器、电流调节器及模拟触发器等硬件设备。由USB接口对整个模块提供电源，从而实现系统的多级调速，其大部份是由键盘输入信号传给单片机，现在主要由数码管显示，单片机进行逻辑判断和复杂运算后，输出PWM信号控制于直流电机转速，利用红外对管进行黑白信号检测来反馈电机的运转速速。其中，通过USB接口统一给电机（风扇）提供电源。程序是利用C语言来编写的，实验结果显示，0到100r/min是理想的调速范围。关键词：直流电机，直流调速，单片机，PWM,USBUSBMinispeed-adjustablefandesignAbstract:Inrecentyears,DC-drivingcontrolasthecoreofelectricdriveinmodernproductionandlivingneedsmoreandmoreimportant.becauseDCmotorhasgoodspeedperformance,startingandbrakingtorque,easycontrolandreliabilityhighercharacteristic,soitislongtimeinthefieldofelectricdriveoccupiesanimportantposition.itiswidelyusedintheDCelectrictools,mechanicalandelectricalequipment,especiallyintermoffan.Asglobaltemperaturesrise,themodernizationofproductionmachinery,householdappliancesandcomputermoreandmoredemandforfan,thefanperformanceisrequiredmoreandmorehigh.Therefore,thedesignofUSBMiniadjustablespeedfanplayadecisiverole.Thedesignisbasedonsingle-chipmicrocomputerasthecoreofthePWMdutyratiofanspeedcontrolsystemofDCoutput,featuresisusedinsteadofthespeedregulatorandanalogtriggerhardware.ThewholemoduleispoweredbyUSBinterface,multistagespeedsoastoachievesystem,mostofthemarefromthekeyboardinputsignaltothesingle-chip,thenitismainlycomposedofdigitaltubedisplay,aftersingle-chipmicro-computerforlogicandcomplexoperation,theoutputPWMsignalcontrolsthespeedofDCmotor,itisusedofinfraredblack-and-whitesignaldetectionofpipetofeedbackthemotorrunningquickly,amongthem,throughtheUSBinterfacetoprovidepowermotor(fan).TheprogramisusetoClanguagetowrite,theexperimentalresultsshow0to100r/ministheidealspeedrange.Keywords:DCmotor，DCspeedregulation，Single-chip，PWM，USB目录TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"绪论 7\o"CurrentDocument"选题的背景 7\o"CurrentDocument"选题意义 7\o"CurrentDocument"整体方案设计 8\o"CurrentDocument"系统整体设计 8\o"CurrentDocument"系统框图 8\o"CurrentDocument"元器件介绍 10\o"CurrentDocument"单片机控制系统 10\o"CurrentDocument"AT89S52单片机 10\o"CurrentDocument"三极管9012介绍 11\o"CurrentDocument"独立键盘的介绍 12键盘的种类多种多样，依照结构原理可分为触点式和无触点式两类，此刻在微机系统中常常利用触点式；在接口原理方面，又分为全编码键盘和和非编码键盘两类，前者是通过硬件来实现按键的识别，后者主要由软件来实现键盘的识别和概念，由于利用全编码键盘需要很多硬件及价钱昂贵，则非编码键盘利用方便和经济实惠，所以在单片机系统中普遍应用。 12TOC\o"1-5"\h\z非编码键盘又能够分为独立键盘和矩阵式键盘，在本系统设计中采用独立键盘，由于独立键盘的每一个按键的电路是独立的，占用一条数据线，其长处是只要通过检测输入线的电平状态，则可判断该键是不是被按下。 12\o"CurrentDocument"硬件电路模块 13\o"CurrentDocument"单片机工作电路 13单片机最小应用系统 13电源电路 14晶振电路 14复位电路 14\o"CurrentDocument"键盘输入电路 15本系统设计采用的是独立键盘，当按下键盘时是低电平，当不按的时候是高电平，在人为操作键盘时会发生抖动。为了克服那个缺点，在软件方面采用消抖延时电路。 15\o"CurrentDocument"逻辑延时电路（消抖） 15\o"CurrentDocument"续流电路的设计 16\o"CurrentDocument"红外测速部份电路的设计 17电机控制电路设计 17\o"CurrentDocument"PWM简单介绍 18PWM调速原理 18PWM调速方式 19\o"CurrentDocument"H桥的原理分析 19\o"CurrentDocument"显示设计 21\o"CurrentDocument"5.软件设计 2.3\o"CurrentDocument"Keil软件介绍 23\o"CurrentDocument"整体程序设计分析与流程图 24\o"CurrentDocument"按键子程序分析 25\o"CurrentDocument"电机驱动子程序分析 26图21电机驱动流程图 2.6\o"CurrentDocument"6. 系统调试 2.7\o"CurrentDocument"电路调试 27\o"CurrentDocument"整机调试 28\o"CurrentDocument"7. 总结 29\o"CurrentDocument"参考文献： 30致谢 3.1\o"CurrentDocument"附录 3.2\o"CurrentDocument"附录1整体系统电路原理图 32\o"CurrentDocument"附录2程序 33绪论选题的背景USB迷你可调速风扇，指的是通过台式电脑或笔记本电脑的USB接口通电来实现风扇转动的迷你风扇，其直接通过一根细长的波纹管连接USB口，只要插入台式电脑或笔记本电脑的USB接口当即产生习习冷风，无需外接电源，且能够调速。USB风扇的扇叶是采用软质材料制作的，即便旋转速度专门快，但绝对是安全的，噪音较小，携带方便。随着生活质量的提高，人们应用单片机愈来愈普遍，它具有体积小、重量轻、性价比高、抗干扰能力强、集成度高等特点，专门是适用于微型的控制系统。且通过单片机控制的USB迷你可调速风扇，实现了风扇速度调节的智能化，与普通的风扇系统相较，其具有重要的现实意义。选题意义这几年来，随着全世界气温升高，天气愈来愈热，市面上生产的机械零件和日常生活中的家用电器与发烧问题息息相关，如何解决散热问题成为热点的话题，尤其是家用电器，其中空调和风扇是最普遍应用。空调具有快速冷却室内的温度，但价钱昂贵、体积大、耗电量大及致使空气不流通等缺点。因此，在现今社会，风扇愈来愈受市场的热销，其中风扇有电扇和空调扇两种，电扇价钱廉价、风量较大及选择型号多等长处，但体积较大，降温不是很明显；而空调扇耗电低、具有冷暖风的功能，但不适合于大面积制冷和温度高的地方利用。本系统设计的风扇跟以上各类风扇有明显的不一样，重点是解决电脑散热问题，第一是利用USB接供词电，即插即用，无需直接插电；第二是具有可调速的功能，按照电脑的发烧程度去改变风扇，从而降低电脑CPU的工作温度，而市面上的电脑散热器都是恒速的；最后是价钱低、体积小及携带方便等长处。因此，设计一个USB接口可调速迷你风扇具有重要的意义。整体方案设计系统整体设计本系统设计实现一个可调速控制的迷你风扇，利用直流电机带动扇叶运转，由于这里没有装上扇叶，可直接用硬纸片来代替，开始用USB接口给单片机及整个系统提供电源，设置各段运行的参数由键盘部份实现，通过数码管显示出来，输出PWM由单片机控制，占空比的改变是由按时器的中断来实现，因此，占空比的改变也致使PWM输出控制电机运转速度的改变，现在利用红外对管来检测电机的运转速度，从而反馈到单片机，进行进一步的修改。其中，单片机系统采用AT89S52型。主体电路：利用单片机的PWM对电机进行控制。该电路主要由单片机的外部中断、按时器及I/O端口等控制电机的速度，既能调整电动机的正反转，也能对风扇进行智能的控制。同时是由单片机输出的脉宽可调的脉冲信号再输入到L298驱动芯片，从而实现对直流电动机运转的控制。该PWM控制系统是由下面的电路模块组成：系统的输入：利用独立键盘对风扇速度的控制，正反转，复位。输出控制：主要由单片机的外部中断扩展电路组成。和PWM模块是由L298直流电机驱动模块和风扇组成。系统显示模块：主要由数码管显示，显示在该PWM脉宽调制占空比下对应电动机的转速。系统框图本系统设计的电路框图是由电机驱动模块，单片机系统（AT89S52型），电源模块，显示模块，直流电动机组成，各部份之间的关系由图1所示。单片机系统是本设计的大脑，电源模块是由USB接口电路作为单片机提供电源，显示模块由数码管作为显示直流电机速度，键盘控制是用来控制电机的加减速，检测电路是用来检测直流电机的转动速度，由于单片机驱动的能力有限，则必需采用驱动

电路对直流电机和数码管进行驱动。电机驱

动模块单片机

系统显示模块直流电动机电源模块电机驱

动模块单片机

系统显示模块直流电动机电源模块图1系统框图元器件介绍单片机控制系统本设计当选用的是AT89S52单片机，利用精简指令集结构，配置内部12兆赫兹晶振，运行速度较快，内部按时器计数器和中断资源丰硕，利用单片机的按时器和计数器来进行PWM的调制，可随意控制直流减速电机，32个I/O接口，能丰硕拓展外设。AT89S52单片机AT89S52单片机具有低电压、低功耗、高性能CM0S8位的一款单片机，其片内有8KB的FLASH可编程可反复擦写的只读程序存储器，器件的制造是选择非易失性存储器、CMOS工艺及ATMEL公司的高密度的技术，其指令系统都和输出引脚和MCS-51兼容。所以，AT89C52单片机是一项灵活性高、功能强及性价比高的单片机，在各个控制领域普遍应用，AT89S52引脚说明如图2所示。AT89S52的主要性能：1.外部双向输入，输出（I、O）口有32个；2•全表态工作：0〜24HZ；可改编程序FLASH存储器；字节内部RAM；FtrO匚PIFtrO匚PI.1匸LI_£■匚尸1鼻匚P1,4匚尸'I.S■匚尸1,琴■匚巧」尹匸RST匸(FtXDQ尸30匚rrxt>jfpj匚I1NTD)F»Sf匚flHTlJR3,a匚<TO3戸3冲匚_cri>ra.s匚CVVHJR3.-&匚<RD3戸3,尹匚xrrju_2匚XTAJL1!匚OZD匚pVKSCPOjO-4AOOJPO.1<AD1>□二IFPQ4AD33PO.^<AD4^pPOQ<M>S>POjftP*O.7<A£I巧eaa/poALe^ROGiPSEZNP2.7ST3二Ig加二IF>2.5<A13>4怦tlP®工Vkll)FX2j?<A1O>二IF^.l<JW>|/c/rnA愜和区 100图2AT89S52引脚说明3.3.三极管9012介绍3.9012是一种超级常见的晶体三极管，在收音机及各类放大电路中常常看到，应用范围很广，是PNP型小功率三极管，其特性如图3所示。图3三极管的特性三极管除具有作为交流信号放大器的功能之外，也有具有开关的功能来利用。一般对硅三极

管而言，其基射极接通的电压值约左右，若是想要三极管截止的话，必需使Ube少于，以便三极管的基极电流为0。在一般情形下，为了肯定三极管处于截止状态的情形下，一般Ube值少于。所以当输入电压越接近0时，就越能保证三极管开关肯定处于截止状态。想要把电流输送到负载上，就会把三极管的集电极与射极短路，就类似于机械开关的闭合动作。所以当Ube比较大时，才能驱动三极管处于饱和工作区工作状态。三极管处于饱和状态时，这时集电极电流比较大，几乎让整个电源电压驮在负载电阻上，如此的话Uce约为0,使得三极管的射极和集电极几乎处于短路状态。在理想情形下，依据欧姆定律1=常，三极管处于饱和状态时，其集电极电流为「（饱和）=卜和状态时，其集电极电流为「（饱和）=卜，所以基极电流LD为B（饱和）pC(sat)— ^Cc—PRLD图4图4独立键盘3.4.独立键盘的介绍键盘的种类多种多样，依照结构原理可分为触点式和无触点式两类，此刻在微机系统中常常利用触点式；在接口原理方面，又分为全编码键盘和和非编码键盘两类，前者是通过硬件来实现按键的识别，后者主要由软件来实现键盘的识别和概念，由于利用全编码键盘需要很多硬件及价钱昂贵，则非编码键盘利用方便和经济实惠，所以在单片机系统中普遍应用。非编码键盘又能够分为独立键盘和矩阵式键盘，在本系统设计中采用独立键盘，由于独立键盘的每一个按键的电路是独立的，占用一条数据线，其长处是只要通过检测输入线的电平状态，则可判断该键是不是被按下。

硬件电路模块本系统设计USB迷你可调速风扇系统面板有一个，分为单片机工作电路，数码管显示电路，正方转的电路，续流电路，红外检测电路。单片机工作电路单片机最小应用系统单片机的最小应用系统是指用最少的元件组成的单片机能运行工作的系统。单片机的最小应用系统是由电源电路、时钟电路和复位电路组成。其中，电源电路主如果为单片机正常工作时供电（5V）；时钟电路即单片机系统中的各个部份在统一的时钟脉冲控制下工作；复位电路肯定单片机工作的起始状态，完成单片机的启动进程。其单片机的最小系统的原理图如图5所示。尉•图5单片机最小系统尉•图5单片机最小系统—0—zA11PIJnPJ45H卩LJQPB.1BETPLJ■KC-3PEj6P!.l1PJJOEA耳」丄P.12PEE>FJJPl?PJ4皿PJ.SPISP1+P2JJCTAU.PL2CT.-XLIFlJKUO电源电路图6电源电路图6中的P6，P7作为排针，主如果为了调试电路时用。利用USB提供电源，即插即用，通用性强。其中USB接口的电压为5V,符合设计要求。晶振电路时钟信号由两种方式产生：即内部时钟方式和外部时钟方式，前者是利用芯片内部的震荡电路来产生时钟信号，后者通过单片机外部电路产生的时钟信号。本系统设计采用的是内部时钟方式，连接方式如图7所示。晶振的频率范围可选择在至12MHz,C4、C5为晶振的负载电容，别离接在晶振的XTAL—、XTAL2脚上和对地的电容，由于C4、C5对频率有微调作用，所以其取值为30pF左右。12M XTAL2□YIR7■xTaliCJN[:C4-1-C5图7晶振电路复位电路复位电路的功能是当系统上电时，负责提供复位信号的作用，直至系统电源稳固后才撤销复位信号。所以复位电路是作为保证电路稳固靠得住工作的前提。一般单片机系统正常工作的电源为5伏。复位电路的工作原理如8所示（引出端接到单片机RES端口），VCC上电时，电容充电，这时10K电阻上出现电压，从而实现单片机复位；可能5ms后，电容充满，这时在10K电阻上电流降为0,则电压也为0,使得单片机进入工作状态。在工作期间，按下开关S,电容放电。断开开关S,则电容又开始充电，这时10K电阻上出现电压，实现单片机复位。可能5ms后，单片机进入工作状态。图8图8复位电路图9RC复位的时间电压图4.2.键盘输入电路本系统设计采用的是独立键盘，当按下键盘时是低电平，当不按的时候是高电平，在人为操作键盘时会发生抖动。为了克服那个缺点，在软件方面采用消抖延时电路。4.3.逻辑延时电路（消抖）操作按键的通和断时，往往会出现触点抖动现象，如图10所示,用手按下时，可能会因为周围环境存在尘埃、氧化物质、人体哆嗦等原因不能直接导通，所以产生了震荡电路。即当按下时，不仅仅是电平的转变，更是一系断开闭合的方波。因此，引入消除抖动电路显得超级重要，其可通过硬件或软件来解决。

•动实師濫形按下抖动•动实師濫形按下抖动稳定闭合图10抖动原理图通常，键数较少时可采用硬件方式消除按键抖动，方式如图11所示：利用电容的放电延时，采用并联电容法。硬件消抖LPC2000P0.2QVT硬件消抖LPC2000P0.2QVT图11硬件消抖电路本设计利用的按键有4个，采用软件消抖，软件消抖主如果添加一个延时程序,按下按键后开始延时，延时20ms后（抖动期事后），仍然检测为按下，就说明真的按下，而且只按一次。续流电路的设计由于电机具有较大的感性，而电流又不能突变，若是突然将电流切断，将会在功率管两头产生庞大的电压，则会损坏器件。咱们应用二极管来续流，利用二极管的单向导通性的特点。依据电机的电流和PWM的频率来选用二极。二极管必

需要具有足够的电流经受能力和恢复时刻。为保护芯片而加上续流电路，其电路原理图如图12所示：DI1)2Ml-it为保护芯片而加上续流电路，其电路原理图如图12所示：DI1)2Ml-it>1D3图12续流电路红外测速部份电路的设计如右图13所示，在红外测速模块，发射二极管的电流是由R6来限制。假设发射管的电流大，那么发射的功率大，但绝对不能超过它的极限电流，其极限输通过调节直流电机的电压能够改变电机的转速，可是咱们设计的电源多数是固定的电压，且模拟可调电源不易于单片机控制，但数字可调电源设计麻烦。所以本系统设计用脉宽调制（PWM）来实现调速。方波的有效电压跟电压幅值和占空比有关，咱们能够通过站空比实现改变有效电压。一般用软件模拟PWM有延时和按时两种方式，延时方式占用大量的CPU,所以这里采用按时方式。PWM简单介绍PWM的全名为脉冲宽度调制，其英文全称为“PulseWidthModulation”，简称为脉宽调制。其使用微处置器输出的数字从而控制模拟电路的一种方式，普遍应用于通信、功率控制与变换及测量等领域。其具有主电路简单、抗干扰性好、工作稳固和调速范围宽等长处。PWM调速原理在调整系统的PWM驱动控制下，其中电源的接通和断开是按照固定的频率进行的，且按照需要改变一个周期内“接通”与“断开”的时刻长短。控制电动机的转速是通过改变直流电机电枢上电压的“占空比”，从而改变平均电压的大小来达到目的。所以，PWM又被称为“开关驱动装置”。其中，占空比—高电平所占周期时间= 整个周期时间—。如图14所示，在脉冲作用下，当电机通电时，则速度变快；相反，当电机断电时，则速度逐渐变慢。在必然的规律情形下，改变通、断电机的平均速度是能够控制。设电机一直接通电源的情形，则电机转速最大为Vmax,设占空比为D=t1/T,则电机的平均速度为V二VxDdmax式中，Vd为电机的平均速度；Vmax为电机全通电时的速度（最大）。由式得知，当改变占空比D=t1/T时，相应地能够取得不同的电机平均速度Vd,从而达到调速的目的。PWM调速方式产生PWM信号的方式即软件和硬件方式，因为后者模拟电路结构复杂。所以本系统设计使用软件方式。其方式有按时器和软件延时两种方式。本系统设计使用按时器作为脉宽控制的按时方式，其产生的脉冲宽度极为精准，误差只在几个us。采用软件延时方式，这一方式在精度上不及按时器，专门是在引入中断后，将有必然的误差。所以，采用按时器中断更适合。H桥的原理分析通常利用H桥电路来实现调速。如下图15所示为一个典型的直流电机控制电路。由4个三极管组成H的4条垂直腿，则电机为H中的横杠（注意：图15及随后的两个图都只是示用意，而不是完整的电路图，其中三极管的驱动电路没有画出来）。如图15所示，由一个电机和4个三极管组成的H桥式电机驱动电路，想要电机运转，则需要将对角线上的一对三极管导通，按照不同三极管对的导通情形，电流可能会从左到右或从右到左流过电机，从而实现控制电机的转向。

图15H桥驱动电路实现电机运转，则需要将对角线上的一对三极管导通。如图16所示，第一，当Q1管和Q4管导通时，则电流从电源正极经Q1从左到右流过电机，第二再经Q4回到电源负极。如图中电流箭头可知，其流向的电流将驱动电机顺时针转动。当三极管Q1和Q4导通时，电流从左到右穿过电机，从而实现驱动电机按特定方向转动（电机周围的箭头指示为顺时针方向）。2©fta图2©fta图16桥电路驱动电机顺时针转动实际电路图如图17所示：显示设计LED数码管的大体单元为发光二极管，是一种半导体发光器件，对其各个不同的管脚输入相对的电流，则能够使其发亮，从而以数字形式显示出来。按照段数，则数码管可以分成2部份，即七段数码管和八段数码管，则二者的区别是八段数码管比七段数码管多一个发光二极管单元（多一个小数点显示）；但是按照能显示多少个“8”又可以分为1位、2位、4位等数码管；按照发光二极管单元连接方式，数码管可分为共阳极数码管和共阴极数码管。其中，所谓共阳极数码管是指把全数发光二极管中的阳极接到一路的一种数码管。在应历时，一般将共阳极数码管的公共极COM接到+5伏，当某一字段发光二极管的阴极为低电平时，则其相应字段就发亮。当某一字段的阴极为高电平时，则其相应字段就不亮。所谓动态驱动是把有数码管的8个显示笔画〃a,b,c,d,e,f,g,dp〃的同名端接在一路，另外为每一个数码管的公共极COM增加位选通控制电路，由各个独立的I/O线来控制，当单片机的P2口输出字形码时，所有数码管都会接收到相同的字形码，由单片机对P0位选通COM端电路的控制来决定哪个数码管显示字形，因此咱们把需显示的数码管的选通控制打开，该位就能显示出字形，相反，未选通的数码管自然不会亮。在本系统设计中采用了四位七段数码管，用动态驱动来显示数值，如图18所示。图18数码管软件设计Keil软件介绍本次设计应用了美国KeilSoftware公司出品的单片机C语言软件开发系统Keil。C语言在功能上、结构性、可读性、可保护性上有明显的优势，因此易学易用。用过汇编语言后再利用C来开发，体会加倍深刻。Keil软件提供丰硕的库函数和功能壮大的集成开发调试工具，全Windows界面。另外重要的一点，只要看一下编译后生成的汇编代码，就可以体会到Keil生成的目标代码效率超级之高，多数语句生成的汇编代码很紧凑，容易理解。在开发大型软件时更能表现高级语言的优势。图19KEIL软件简单介绍利用步骤：第一步：新建工程；第二步：在工程下保留一个C文件，并添加在工程下;第三步：在C文件下编写C程序；第四步：将编写的程序进行编译，并生成HEX文件。

整体程序设计分析与流程图否否否否否否图20流程图系统上电复位后，先挪用初始化子程序对直流电机各端口相关参数进行初始化，设置T0工作方式控制时刻常数。初始化完成后，直流电机处于停止状态，T0按时器处于关闭状态。然后循环挪用读键盘子程序和键盘处置子程序，等待中断，以便实现直流电机转动控制。若键盘输入以“#”结束时，在数码管显示电机速度，电机开始转动，若输入不以“#”结束，从头输入。电机转动时，红外对管检测速度反馈给单片机，若速度不符合要求，则驱动电机加速或减速，达到要求则维持原速。现在从头按键输入，则从头检测输入合法性若是输入合法，按照输入新数据进行调速若输入不合法，则检测是不是电机电源已关。是则程序结束，不是则维持电机转速。在代码编写时表1单片机I/O口分派I/O口用途P0显示模块接口，数码管段选P1键盘模块接口显示模块接口，数码管位选P3PWM电机驱动接口按键子程序分析第一初始化实际键值参数为OFH，然后扫描P2口与初始值比较，相等则说明没有键按下,不相等则软件消抖，以便确认是不是真的有键按下。延时10ms后再次扫描P2口,第二次与初始值比较，若相等则表明前一次比较不相等是由抖动产生，若是相等则表明确实有键按下。执行键盘之程序里的指令，将相应的变量值改变，为键盘处置子程序做预备。

电机驱动子程序分析按时器中断0服务程序的中断时刻由当前的转速决定。进入中断程序后，第一要保护现场再按照当前值设置TH0和TL0的值。然后判断转动方向控制位的值若是是0则控制脉冲信号、输出若是是1则控制脉冲信号、输出。最后恢复现场，返回，等待下次中断。通过用当前转速控制中断时刻控制了脉冲的输出频率，也就抵达了控制直流电机转动速度的目的，通过检测方向控制位的电平，选择脉冲信号、与、间的切换，控制了直流电机各引出端的接通顺序，也就到实现了直流电机转动方向的控制。改变方向控

制量改变方向控

制量退出V 丿图21电机驱动流程图

系统调试电路调试将做好电路板按照元器件清单，如表2所示，对焊接上电路板上的元器件进行查对，然后检查焊接是不是虚焊和少焊等情形出现。上电的时候有无出现冒烟，芯片有无发烧。若是出现上述情形，就立刻断电。表2元器件清单兀器件名称封装数量AT89S52DIP40140P座DIP40133P电容0805211.0592M晶振50321小按键switch410K08054510欧姆08058220欧姆080561K0805510UF电容120621104电容120621三极管8050TO-922三极管8550TO-922三极管9013TO-9224位一体共阳数码管Digitron1光电开关photoswitch15V直流电机1万用板1USB接口USB1整机调试检测设计方案及原理，用电动机替代风扇，电动机实现转转控制。用红外对管来测风扇运转速度，快速地将风扇速度信号传送到了单片机。经过单片机处置的风扇转速信号，通过数码管上显示出来。具体运行进程：系统上电后，单片机开始启动，第一先运行初始化程序，初始化各个寄放器的值。第二运行主程序。未按下键时，单片机P1口输出高电平。当按下键时，INT0口产生一个中断，CPU将跳转到中断程序入口地址，开始执行中断程序，在中断程序中将对按键进行扫描获取键值，然后按照键值向P1口输出不同的数值，实现对风扇的控制，如表3所示。表3转速N与PWM的占空比的对应表PWM的占空比10%20%30%40%50%60%70%80%90%转速N1820263252647490104总结本系统设计是研究USB接口可调速风扇的问题，其设计了可调速的大体硬件电路，通过51单片机产生PWM信号，从而达到风扇转速的控制，采用程序改变PWM信号占空比实现速度的控制，从而实现风扇转速的无极调速，不需要改变系统硬件电路。其长处：（1）在转速控制系统中，选择是转速闭环控制，与转速的开环控制相较，系统会显得加倍容易控制和稳固；（2）该系统具有必然的智能性和通用性；（3）经实验结果显示，其转速能实现无极调速从而达到风扇的调速的效果；（4）在硬件和软件设计方面上较为优良，与传统的风扇相较，在运行进程中，达到速度稳、噪声低、调速范围宽的效果；（5）在电机控制系统和单片机系统中通过光耦隔离，从而避免了电机干扰问题；（6）该系统设计主如果按照传统电扇的功能进行了必然的改造，实现了比传统电风扇更具有优良的性能。该系统需要改良的地方：（1）在设计进程中利用的硬件部件本钱相对偏高，从而造成了整个系统设计的本钱也偏高，解决方案是降低硬件电路的本钱，从而能够减少整个系统的设计的本钱；（2）该系统的检测电路是利用红外对管对转速进行检测，在检测时检测的是风扇上的白色部份来实现转速的计数，但在实际应用进程中，其实通过增加红外对管检测的白色部份的比例，来提高转速检测的精度。通过查阅大量的书籍和网上的相关资料，领略到风扇转速调节的技术，让我了解到单片机技术对现代生活的重要性。在设计硬件电路进程中，重点是实现电路的电机驱动模块、单片机最小系统模块、电源模块、显示模块等电路的性能。而在设计软件程序进程中，重点是实现单片机的PWM信号的产生和检测转速控制。在设计的进程中增强了自身的动手能力、提高了自身的思维能力和运用专业知识的能力，学会了如何去试探和解决问题，且在专业知识方面也取得了专门大的提高。参考文献：[1]李广弟.单片机基础.北京:北京航空航天出版社,2001[2]胡汉才.单片机原理及接口技术.北京:清华大学出版社，2003[3]马忠梅.单片机的C语言应用程序设计.北京:北京航空航天大学出版社，2003⑷李东升.Protel99SE电路设计教程.北京:电子工业出版社，2007刘川来，胡乃平.运算机控制技术.北京:机械工业出版社，2011李平.单片机入门与开发.北京:机械工业出版社，2008周航慈.单片机应用程序设计技术.北京:北京航空航天大学出版社，1991阎石.数字电子技术基础.北京:高等教育出版社，2009童诗白，华成英.模拟电子技术基础.北京:高等教育出版社，2006张立强.电路原理图与PCB板设计Protel99DXP.北京:科技出版社，2008江缉光，刘秀成.电路分析.北京：清华大学出版社，2007顾绳谷.电机及拖动基础.北京：机械工业出版社，2007康华光.数字电路.北京：高等教育出版社，2005BehzadofAnalogCMOSIntegratedCircuits,2001ToddCharles,low-timing-jitterdesigntechniquesfordelaycellbasedVCOSandfrequencysynthesizers,1998致谢第一,感激广州大学松田学院电气与汽车工程系的老师对我四年以来的专业技术的培育，通过这次毕业设计，使我深刻领略到单片机技术领域的普遍应用，这不仅巩固我单片机的知识，更多的是让我学到很多知识，受益终身。第二，感激我的指导老师廖干洲老师，从毕业设计选题、开题报告、电路设计到最后论文定稿及重复修改等进程，正是有你的悉心指导和精心点拨，我才能顺利完成我的毕业设计。最后，感激我的同窗们，给予我莫大的帮忙和关切，有你们的支持和鼓励，我才有勇气去克服一个个困难和疑惑，谢谢你们！附录附录1整体系统电路原理图]*.I'- MX壽"Nns需HrET編二思BElt!!■■1!»-]*.I'- MX壽"Nns需HrET編二思BElt!!■■1!»-■I■sI■":z,^F-nnHMHHFIiMHI円円-y1•■J11弓1■■1^5-二'llp.附录2程序源程序代码：/****************************************************直流电机控制+速度显示//头文件ucharunsignedchar//头文件ucharunsignedchar//宏定义uintunsignedintCYCLE10 //定义PWM的周期T为10ms#include<>#define#define#definecodeuchartable[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0Xff,0xc6,code0x88};//0-9R共阳数码管段选数据/***************************************************端口概念***************************************************/sbitPWM1二P「4;//PWM输出口1（电机正转）sbitPWM2二P「3;//PWM输出口2（电机反转）sbitKI二P「0;//加速sbitK2二P「l;//减速sbitK3二P「2;//正反转//sbitW1=P2^3;//数码管位选/***************************************************/ucharPWM_ON=0;//PWM高电平时间ucharcount=0;//中断计时ucharnum=0;ucharnum1=0;//中断时间计数uintnum2=0;//外部中断次数ucharflat=0;//正反转标示位ucharflag=0;//刷新数据标示位sbitWO二P2飞；//位选口定义W1=P2W2=P2W3=P25;4;7;sbitsbitsbit/***************************************************函数名称：延时子函数函数功能：按键消抖***************************************************/voiddelayms(uintxms){uinti,j;for(i=xms;i>0;i--)for(j=110;j>0;j--);}/****