09325311电风扇接收电路设计.docx
《09325311电风扇接收电路设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《09325311电风扇接收电路设计.docx（13页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
09325311电风扇接收电路设计
《家电原理与检测》
课程设计报告
电风扇接收电路设计
姓名:
黄启祥
专业:
电子信息工程
班级:
093253
学号:
09325311
指导老师:
王晓荣
目录
摘要2
1装置模块简介3
1.1遥控装置模块3
1.2YJD1602液晶显示模块5
1.3AT89C51单片机6
2电路设计7
2.1温度控制电路7
2.2风扇电机控制电路7
2.3热释电红外传感电路8
2.4倾倒检测电路9
2.5电源电路10
3结论11
4设计体会12
参考文献13
附A：
课程设计评分表14
摘要
采用单片机AT89C51及其辅助电路对老式家用电风扇进行了改造,加入了智能化装置的电风扇具有不同的工作模式、定时设置、遥控发射接收、液晶显示,温度传感、湿度传感、热释电红外传感、调温调湿,风扇控制等功能,电源采用7805芯片提供稳定电压,并且具有过压、过热、过流和倾倒保护装置.这种智能电风扇电源稳定性好、电路体积小、操作方便、运行可靠、功能强大、价格低廉,很适合低收入家庭使用.关键词：
智能电风扇；单片机；液晶显示器；温度传感器。
随着电子制造业的不断发展,社会对生产率的要求越来越高,各行业都需要精良高效、高可靠性的设备来满足要求.作为一种老式家电,电风扇具有价格便宜、摆放方便、体积轻巧等特点.由于大部分家庭消费水平的限制,电风扇作为一个成熟的家电行业的一员,在中小城市以及乡村将来一段时间内仍然会占有市场的大部分份额,但电风扇功能简单,不能满足智能化的要求.为提高电风扇的市场竞争力,使之在技术含量上有所提高,而且更加安全可靠,在现有市场上多功能电风扇的基础上,本文结合实际,采用7805稳压电源,设计一种新型的智能电风扇,该风扇功能更多,且具有多种人性化设计,大大提高电风扇的市场竞争力.
1装置模块简介
智能电风扇的设计按照所假定的条件和要求,确定主要的组成部分：
主要控制芯片、液晶显示模块、无线射频遥控装置、温度传感装置、热释电红外探测装置、电风扇装置.这几个装置合并起来就组成了一台智能电风扇.按照设定条件其主要参数要求：
①温度范围：
28~35℃,②探测距离：
0.5~7m,③遥控范围：
0.5~10m,④可调温、调湿,⑤工作角度不可大于60°.
1.1遥控装置模块
本次设计采用PT2262/2272编码解码器（台湾普城公司）遥控装置,最多可有12位（A0-A11）三态地址端管脚（悬空,接高电平,接低电平）,任意组合可提供531441地址码,PT2262最多可有6位（D0-D5）数据端管脚,设定的地址码和数据码从17脚串行输出,可用于无线遥控发射电路.其特点是低功耗、外部元器件少,采用RC振荡电阻,工作电压范围宽：
2.6～15V,数据最多可达6位,地址码最多可达531441种,应用范围较广.
1.1.1PT2262发射模块
编码芯片PT2262发出的编码信号由地址码、数据码、同步码组成一个完整的码字,解码芯片PT2272接收到信号后,其地址码经过两次比较核对后,VT脚才输出高电平,与此同时相应的数据脚也输出高电平,如果发送端一直按住按键,编码芯片也会连续发射.PT2262各管脚功能如表1所示.
在具体的应用中,外接振荡电阻可根据需要进行适当的调节,阻值越大振荡频率越慢,编码的宽度越大,发码一帧的时间越长.网站上大部分产品都是用2262/1.2M＝2272/200K组合的,少量产品用2262/4.7M＝2272/820K.
1.1.2PT2272接收模块
PT2272解码芯片有不同的后缀,表示不同的功能,有L4/M4/L6/M6之分（本设计采用的是M非锁存类型）,其中L表示锁存输出,数据只要成功接收就能一直保持对应的电平状态,直到下次遥控数据发生变化时改变.PT2272各管脚功能说明如表2所示.
M型数据脚输出的电平是瞬时的而且和发射端是否发射相对应,可以用于类似点动的控制.后缀的6和4表示有几路并行的控制通道,当采用4路并行数据时（PT2272-M4）,对应的地址编码应该是8位,如果采用6路的并行数据时（PT2272-M6）,对应的地址编码应该是6位.
1.2YJD1602液晶显示模块
本设计采用1602液晶显示器,以显示风扇当前状态.
MS表示为工作模式,包括GJ关机模式、ZD自动模式、SD手动模式等.DW表示为当前风扇工作的档位.其中包括0～3档.WD表示当前气温,其数据值会根据当前环境温度不同而变化.DS表示定时时间,通过调整定时时间可显示为NO（无定时）,10M（10min）,20M（20min）,30M（30min）,60M（60min）.1602液晶显示器的工作参数为：
（1）显示容量16*2个字符；
（2）芯片工作电压4.5~5.5V；（3）工作电流2.0mA（5.0V）；（4）模块最佳工作电压5.0V；（5）字符尺寸2.59*4.35（WXH）mm.1602液晶有16个管脚,
其各管脚功能说明如表3所示：
表3液晶各管脚功能
编号
符号
引脚说明
编号
符号
引脚说明
1
VSS
电源地
9
D2
DataI/0
2
VDD
电源正极
10
D3
DataI/0
3
VL
液晶显示偏压信号
11
D4
DataI/0
4
RS
数据/命令选择端（H/L）
12
D5
DataI/0
5
R/W
读/写选择端（H/L）
13
D6
DataI/0
6
E
使能信号
14
D7
DataI/0
7
D0
DataI/0
15
BLA
背光源正极
8
D1
DataI/0
16
BLK
背光源负极
单片机可以往1602液晶中写入指令或数据,也可以从1602液晶中读取数据或指令.本设计主要利用液晶的显示作用,所以不需要从液晶中读取数据或指令,显示模式设置,开关及光标的显示.RS为数据/指令选择端口,RS为1时液晶显示接收为数据,RS为0时液晶显示接收为指令,对液晶进行操作时需要给液晶送指令及告诉液晶该执行什么操作.
1.3AT89C51单片机
AT89C51是带4k字节闪烁可编程、可擦除只读存储器（FPEROM—FalshProgrammableandErasableReadOnlyMemory）的低电压、高性能CMOS8位微处理器,该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造,与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容.由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中,ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器.AT89C单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案.其外形及引脚排列如图1所示.
图1单片机各引脚
这个单片机的主要特性为：
①可与MCS-51兼容；②是4K字节可编程闪烁存储器；③全静态工作0～24MHz；④三级程序存储器锁定；
⑤128×8位内部RAM；⑥可编程串行通道；⑦低功耗的闲置和掉电模式等.
2电路设计
设计采用ALE/PROG,当访问外部存储器时,地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节.在FLASH编程期间,此引脚用于输入编程脉冲.平时ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号,此频率为振荡器频率的1/6,因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的.要注意的是：
每当用作外部数据存储器时,将跳过一个ALE脉冲.如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0,此时,ALE只有在执行MOVX、MOVC指令时ALE才起作用.另外,该引脚被略微拉高,如果微处理器在外部执行状态ALE禁止,置位无效.
2.1温度控制电路
DS18b20数字温度计提供9位温度读数,指示器件的温度,测量温度范围在－55～125℃之间,增量值为0.5℃,是DALLAS公司生产的1-Wire,即单总线器件,从中央处理器到DS18b20仅需连接一条线（和地）.读、写和完成温度变换所需的电源可由数据线本身提供,而不需要外部电源,具有线路简单,体积小的特点,其引脚功能可以实施向器件提供电源,见图2.
图2温度传感器
2.2风扇电机控制电路
风扇电机的接通与断开采用继电器实现,继电器是一种当输入量（电、磁、声、光、热）达到一定值时,输出量将发生跳跃式变化的自动控制器件,通常在弱电控制强电中使用.本设计采用电磁继电器,通过在继电器线圈中通入电流,
使继电器中的衔铁动作,接通需要的线路,如图3所示.
图3继电器接线电路
除了用继电器外,也可使用双向可控硅来实现风扇调整.在风扇电源输入端串联一个保险丝,可保护电机在电流冲击过大或电压过高时保险丝熔断,达到电机停机的保护目的.在电机上安装热保护器,可使风扇电机过热时自动停机,以达到保护电机的作用.
2.3热释电红外传感电路
设计采用热释电红外传感器（人体红外感应模块）,这是一种能检测人或动物发射的红外线而输出电信号的传感器,被广泛的应用到各种自动化控制装置中.当人体进入检测区,因人体温度与环境温度有差别,产生温差ΔT,则有ΔT输出；若人体进入检测区后不动,则温度没有变化,传感器则也没有输出,所以这种传感器只能作为活动传感.但当人体静止或动作很小时,传感器很难检测到信号,为了解决这一问题,本设计将热释电红外探头电路接在由微型电机驱动的支架上,当达到一定条件时,该微型电机可以工作,通过机械原理可带动感器电路做有规律移动,这样相对于人体是活动的,从而也达到了检测作用.检测证明,传感器加光学透镜（也称菲涅尔透镜）后,其检测距离最大可增至7m以上.热释电红外传感器电路见图4.
图4热释电红外传感器电路
2.4倾倒检测电路
本电路采用Motorola的加速度传感器芯片MMA1260D实现了倾倒检测.将其Vout引脚与AP64的A/D口连接,管脚之间接一个电阻和电容,起滤波作用,以减小时钟噪声,电源与地之间接一个0.01uF的电容用于去耦,同时尽可能缩短了MMA1260D与AP64的距离.将MMA1260D竖直的固定在风扇机身,当风扇正常工作时,MMA1260D测得的加速度为0,而当机身倾倒时,MMA1260D测得的加速度将增大,由于加速度与输出电压成正比,则AP64通过A/D端口得到的电压值也会发生变化（根据倾倒方向的不同,测得的加速度值也会不同）,然后将对应的电压值转换成相应的角度值,进行判断,如图5所示.
图5倾倒检测电路
2.5电源电路
由于该设计是用于家庭的,所以需要在电路中加入电路板所需的电源.电路中单片机,1602液晶显示器,2272遥控接收器,蜂鸣器,继电器18b20温度传感器等的驱动电压均为5V直流电.所以在设计中也设计了电路的供电电源.如图6所示.
图6稳压电源
3结论
根据实际要求,本文利用单片机设计了智能型电风扇并制作了样机,该样机体积小、操作简单但功能更多,具有多种人性化设计,并可扩展一些用户特别要求,适合家庭使用,设计时还考虑了生产和使用成本、使用寿命等因素,均可满足实际使用要求,大大提高电风扇的市场竞争力.
4设计体会
通过这次课程设计，是我对家电原理这门课有了更深的了解和认识，也随意些期间有了一些初步的了解和认知。
一周的时间很快就过去了，虽然感到很累，也想到过要放弃。
但是既然已经开始就要取得一定的结果，俗话说开弓没有回头箭，既然做了就一定要把它做好。
最终我们成功了。
我想这会使我更加的努力，做好我所做的一切！
同时我想说，我们的设计还存在点点的瑕疵，并不完美。
一切的一切都还得在实践中去完善，并一步一步的走向最终的胜利。
参考文献
[1]李乙翘,陈长生.印制电路[M].北京：
化学工业出版社,2006.
[2]张士炯.电子设备常用器件手册[M].北京：
人民邮电出版社,1997.[3]张晓光.信号检测与控制电路[M].北京：
中国计量出版社,2008.
[4]赵家贵.电子电路设计[M].北京：
中国计量出版社,2004.
附A：
课程设计评分表
东华理工大学长江学院
课程设计评分表
学生姓名：
黄启祥学号：
09325311
课程设计题目：
电风扇接收电路设计
项目内容
满分
实评
选
题
能结合所学课程知识、有一定的能力训练。
符合选题要求
（3人一题）
5
工作量适中，难易度合理
10
能
力
水
平
能熟练应用所学知识，有一定查阅文献及运用文献资料能力
10
理论依据充分，数据准确，公式推导正确
10
能应用计算机软件进行编程、资料搜集录入、加工、排版、制图等
10
能体现创造性思维，或有独特见解
15
成
果
质
量
模型正确、合理，各项技术指标符合要求。
15
摘要叙述简练完整，假设合理、问题分析正确、数学用语准确、结论严谨合理；问题处理科学、条理分明、语言流畅、结构严谨、版面清晰
15
论文主要部分齐全、合理，符号统一、编号齐全。
格式、绘图、表格、插图等规范准确，符合论文要求
10
字数不少于2000字，不超过15000字
5
总分
100
指导教师评语：
指导教师签名：
年月日
升级会员 