智能红外遥控电风扇的软件设计

电风扇控制器设计

摘 要

本文介绍了一种电风扇控制器。它具有多级调速，定时，遥控，温度控制等多项功能。以ATC51单片机作为控制核心，通过单片机控制双向可控硅来调节电风扇的转速，以实现电风扇的三级速度调节，模拟自然风、睡眠风等。利用无线通信技术实现电风扇的遥控功能。使用温度传感器DS18B20，实现电风扇的温度调节。

关键词：ATC51单片机，可控硅，无线通信，温度传感器。

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Electric fan controller design

Abstract

This paper presents a fan controller. It has a multi-speed, time, remote control, temperature control and many other features. The ATC51 microcontroller as the control, two-way through the SCM SCR conduction angle to adjust the fan's input voltage to achieve the stepless fan speed adjustment, simulation of natural wind, sleeping wind and so on. Using wireless communication technology of remote control fans. Temperature sensor DS18B20, to achieve the temperature control fan.

Key words: ATC51 microcontroller, SCR, wireless communications, the temperature sensor

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毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明

原创性声明

本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。

作 者 签 名： 日 期： 指导教师签名： 日 期：

使用授权说明

本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。

作者签名： 日 期：

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学位论文原创性声明

本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。

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学位论文版权使用授权书

本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。

涉密论文按学校规定处理。

作者签名： 日期： 年 月 日

导师签名： 日期： 年 月 日

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指导教师评阅书

指导教师评价： 一、撰写（设计）过程 1、学生在论文（设计）过程中的治学态度、工作精神 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 4、研究方法的科学性；技术线路的可行性；设计方案的合理性 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 5、完成毕业论文（设计）期间的出勤情况 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 二、论文（设计）质量 1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 三、论文（设计）水平 1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 建议成绩：□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 （在所选等级前的□内画“√”） 指导教师： （签名） 单位： （盖章） 年 月 日 欢迎下载

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评阅教师评阅书

评阅教师评价： 一、论文（设计）质量 1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 二、论文（设计）水平 1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 建议成绩：□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 （在所选等级前的□内画“√”） 评阅教师： （签名） 单位： （盖章） 年 月 日 欢迎下载

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教研室（或答辩小组）及教学系意见

教研室（或答辩小组）评价： 一、答辩过程 1、毕业论文（设计）的基本要点和见解的叙述情况 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 2、对答辩问题的反应、理解、表达情况 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 3、学生答辩过程中的精神状态 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 二、论文（设计）质量 1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 三、论文（设计）水平 1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 评定成绩：□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 （在所选等级前的□内画“√”） 教研室主任（或答辩小组组长）： （签名） 年 月 日 教学系意见： 系主任： （签名） 年 月 日

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目录

摘 要 .............................................................................. I Abstract ........................................................................... II 引言 ................................................................................ 1 1．系统功能概述 ..................................................................... 1 2．控制系统的组成 ................................................................... 2 3．系统硬件设计 ..................................................................... 2

3.1芯片介绍 ..................................................................... 3

3.1.1 ATC51的介绍 ......................................................... 3 3.1.2．ATC51的引脚及功能 .................................................. 4 3.1.3振荡器特性： ........................................................... 5 3.1.4芯片擦除： ............................................................. 6 3.1.5 C2051介绍 .......................................................... 6 3.2遥控发射电路设计 ............................................................. 7 3.3遥控接收电路设计 ............................................................. 8 3.4，温度采集电路设计 ........................................................... 9 3.5,电源电路设计 ............................................................... 10 3.6电机控制电路设计 ............................................................ 10 3.7可控硅原理 .................................................................. 11

3.7.1、工作原理 ............................................................ 11 3.7.2，可控硅的特性 ........................................................ 12 3.1.3、触发导通 ............................................................ 14 3.8电机调速原理 ................................................................ 14 4．系统软件设计 .................................................................... 15

4.1遥控发射程序设计 ............................................................ 15

4.1.1、编码格式 ............................................................ 15 4.1.2、编程要点 ............................................................ 15 4.2，遥控接收程序设计 .......................................................... 15

4.2.1、编程要点 ............................................................ 15 4.2.2．键值处理流程图 ...................................................... 16 4.2.3、红外接收程序设计流程图。 ............................................ 17

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4.2.4、定时+控制子程序流程图。 ............................................. 18

结论 ............................................................................... 19 参考文献 ........................................................................... 20 附录 ............................................................................... 21 致 谢 ........................................................................... 22

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引言

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，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，利用单片机、传感器和无线通信等技术，将无线遥控、温度检测、自动调档等功能引入到普通电风扇中，使其具有远距离操作，自动感温调档，定时开关机等功能，使电风扇更加智能化和人性化，从而获得更大的市场空问。

1．系统功能概述

本电风扇调速器可实现如下功能：

(1)具有2种控制模式：手动控制和自动控制。 (2)风速设为从低到高3个档位。

(3)当处于手动控制模式时，可以手动控制档位，手动控制电风扇的开启或关闭。自动控制模式： 当温度每降低2℃则电风扇风速自动下降一个档位：当温度每升高2℃则电风扇风速自动上升一个档位。 (4)用户可设定开关机时间和定时时间。

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2．控制系统的组成

键盘功能输入电机调速ATC51遥控功能输入图2-1，硬件总体结构框图

控制输出

硬件部分是整个系统的重要部分，硬件部分设计质量的好坏影响到整个系统的性能．本控制系统以ATC51为核心，主要部分构成见图2-1。

处理部分：是整个控制系统的核心。ATC51内部已包含了定时器、程序存贮器、数据存贮器等硬件，其硬件能符合整个控制系统的要求，可采用单片ATC51，不需要外接其它芯片。整个系统结构紧凑，抗干扰性强，并且性价比高。

电机调速部分：通过单片机控制双向可控硅的导通角来调节电风扇的输入电压，以实现电风扇的无级速度调节，模拟自然风、睡眠风等。

功能输入部分：功能输入部分包括遥控功能输入和键盘功能输入。遥控功能输入是通过红外线发送和接收装置，实现各种功能的输入。键盘采用式键盘结构，通过键盘扫描实现功能的输入。

控制输出部分：将单片机的处理结果进行输出，并产生相应的控制以实现各种功能。

3．系统硬件设计

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3.1芯片介绍

(6) 6个中断源

(8) 片内时钟振荡器

(7) 可编程串行通道

3.1.1 ATC51的介绍

(4) 32条可编程I/O线

(2) 三级程序存储器保密

(3) 128 X 8字节内部RAM

(5) 2个16位定时器/计数器

1．ATC51具有下列主要性能：

(1) 4KB可改编程序Flash存储器

（可经受1，000次的写入/擦除周期）

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图3-1，控制系统硬件电路原理图

功能暂停，只保存片内RAM中的内容，直到下一次硬件复位为止。

ATC51是用静态逻辑来设计的，并提供两种可用软件来选择的省电方式——空闲

方式和掉电方式。在空闲方式中，CPU停止工作，而RAM、定时器/计数器、串行口和中

断系统都继续工作。在掉电方式中，片内振荡器停止工作，由于时钟被“冻结”，一切

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3.1.2．ATC51的引脚及功能

C51单片机的管脚说明如图3-2所示。

图3-2，C51单片机引脚说明

(1) 主要电源引脚 ① VSS 电源端 ② GND 接地端

(2) 外接晶体引脚XTAL1和XTAL2

① XTAL1 接外部晶体的一个引脚。在单片机内部，它是构成片内振荡器的反相放大器的输入端。当采用外部振荡器时，该引脚接收振荡器的信号，既把此信号直接接到内部时钟发生器的输入端。

② XTAL2 接外部晶体的另一个引脚。在单片机内部，它是上述振荡器的反相放大器的输出端。采用外部振荡器时，此引脚应悬浮不连接。

(3) 输入/输出引脚 P0.0～ P0.7、P10.～P1.7、P2.0～ P2.7 和P3.0～P3.7。 ① P0端口（P0.0～ P0.7） P0是一个8位漏极开路型双向I/O端口。作为输出口用时，每位能以吸收电流的方式驱动8个TTL输入，对端口写1时，又可作高阻抗输入端用。在访问外部程序和数据存储器时，它是分时多路转换的地址（低8位）/数据总线，在

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访问期间激活了内部的上拉电阻。

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② P1端口（P1.0～ P1.7） P1是一个带有内部上拉电阻的8位双向I/O端口。P1的输出缓冲器可驱动（吸收或输出电流方式）4个TTL输入。对端口写1时，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电位，这时可用作输入口。作输入口时，因为有内部的上拉电阻，那些被外部信号拉低的引脚会输出一个电流。

③ P2端口 （P2.0～P2.7） P2是一个带有内部上拉电阻的8位双向I/O端口。P2的输出缓冲器可驱动（吸收或输出电流方式）4个TTL输入。对端口写1时，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电位，这时可用作输入口。P2作输入口使用时，因为有内部的上拉电阻，那些被外部信号拉低的引脚会输出一个电流。在访问外部程序存储器和16位地址的外部数据存储器(如执行MOVX @DPTR指令)时，P2送出高8位地址。在访问8位地址的外部数据存储器(如执行MOVX @Ri , A指令)时，P2口引脚上的内容(就是专用寄存器(SFR)区中P2寄存器的内容)，在整个访问期间不会改变。

④ P3端口（P3.0～P3.7） P3 是一个带有内部上拉电阻的8位双向I/O端口。P2的输出缓冲器可驱动(吸收或输出电流方式)4个TTL输入。对端口写1时，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电位，这时可用作输入口。P3作输入口使用时，因为有内部的上拉电阻，那些被外部信号拉低的引脚会输出一个电流。

在ATC51中，P3端口还用于一些专门功能，这些兼用功能如下： (1) P3.0 RXD（串行输入口） (2) P3.1 TXD（串行输出口） (3) P3.2 /INT0（外部中断0） (4) P3.3 /INT1（外部中断1） (5) P3.4 T0（记时器0外部输入） (6) P3.5 T1（记时器1外部输入） (7) P3.6 /WR（外部数据存储器写选通） (8) P3.7 /RD（外部数据存储器读选通）

(9) P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号 3.1.3振荡器特性：

XTAL1和XTAL2分别为反向放大器的输入和输出。该反向放大器可以配置为片内振荡器。石晶振荡和陶瓷振荡均可采用。如采用外部时钟源驱动器件，XTAL2应不接。由

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于输入至内部时钟信号要通过一个二分频触发器，因此对外部时钟信号的脉宽无任何要求，但必须保证脉冲的高低电平要求的宽度。

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3.1.4芯片擦除：

整个PEROM阵列和三个锁定位的电擦除可通过正确的控制信号组合， ALE管脚处于低电平10ms 来完成。在芯片擦操作中，代码阵列全被写“1”且在任何非空存储字节被重复编程以前，该操作必须被执行。 3.1.5 C2051介绍

C2051共有20条引脚，如图3-3所示。

图3-3,C2051引脚说明

P1口共8脚，准双向端口。

P3.0～P3.6共7脚，准双向端口，如P3.0、P3..1的串行通讯功能，P3.2、P3..3的中断输入功能，P3.4、P3.5的定时器输入功能。

在引脚的驱动能力上，C2051具有很强的下拉能力，P1,P3口的下拉能力均可达到20mA.相比之下，C51的端口下拉能力每脚最大为15mA。但是限定9脚电流之和小于71mA.这样，引脚的平均电流只9mA。C2051驱动能力的增强，使得它可以直接驱动LED数码管。

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相对于C51它少了一些功能，但是它的功耗少，便于携带，更经济使它在发射电路中起着重要的地位。因此，在本设计红外发射的电路中就用了它来实现脉冲信号的产生。

3.2遥控发射电路设计

遥控发射电路由ATC205l单片机、红外发射电路、键盘和电源组成。这里选用矩阵键盘，用以控制风扇电机的开关、转速调整和定时控制。红外发射电路如图3-4所示。

图3-4，遥控发射电路

本遥控发射器采用码分制遥控方式，码分制红外遥控就是指令信号产生电路以不同的脉冲编码（不同的脉冲数目及组合）代表不同的控制指令。

在确定选择ATC2051作为本设计发射电路核心芯片和点触式开关作为控制键后，加上一个简单红外发射电路和12M晶体震荡器便可实现红外发射。

发射部分的主要元件为红外发光二极管。它实际上是一只特殊的发光二极管，由于其内部材料不同于普通发光二极管，因而在其两端施加一定电压时，它发出的便是红外线而不是可见光。目前大量使用的红外发光二极管发出的红外线波长为940nm左右，外形与普通Φ5发光二极管相同，只是颜色不同。

遥控发射通过键盘，每按下一个键，即产生具有不同的编码数字脉冲，这种代码指令信号调制在40KHz的载波上，激励红外光二极管产生不同的脉冲，通过空间的传送到

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受控机的遥控接收器。P1口作为按键部分，P3.5

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口作为发射部分，然后用三极管的放大驱动红外发射。

按键功能：K1低档，键值为01H;K2中档，键值为02H ;K3高档，键值为03H ;K4自然风，键值为04H ;K5睡眠风，键值为05H ;K6温度控制，键值为06H ;K7定时,键值为07H。

3.3遥控接收电路设计

遥控接收电路由ATC51单片机、键盘，红外接收电路及电源组成。单片机对键盘的操作采用中断方式，行线与4输入与非门74HC21的一组输入端相连，输出端与外部中断1相连。由P1口的低4位作为扫描输出和高4位作为输入线，用以实现遥控器相同的控制功能，。 ATC51的供电电源用变压器降压，7805稳压后提供。红外接收电路采用HS0038实现红外接收，其输出端接P3．2实现中断输入，控制信号由P3．5～P3．7输出。如图3-5所示

图3-5，遥控接收电路

在接收过程中，脉冲通过光学滤波器和红外二极管转换为40KHZ的电信号，此信号经过放大，检波，整形，解调，送到解码与接口电路，从而完成相应的遥控功能。

通常，红外遥控器将遥控信号(二进制脉冲码)调制在40KHz的载波上，经缓冲放大后送至红外发光二极管，产生红外信号发射出去。将上述的遥控编码脉冲对频率为40KHz(周期为26μs)的载波信号进行脉幅调制(PAM )，再经缓冲放大后送到红外发光管，将遥控信号发射出去。

根据遥控信号编码和发射过程，遥控信号的识别——即解码过程是去除40KHz载波信号后识别出二进制脉冲码中的0和1。由MCS—51 系列单片机ATC51、一体化红外接收头、存储器、还原调制与红外发光管驱动电路组成。

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接收部分主要元件是红外接收管，它是一种光敏二极管（实际上是三极管，基极为感光部分）。在实际应用中要给红外接收二极管加反向偏压，它才能正常工作，亦即红外接收二极管在电路中应用时是反向运用，这样才能获得较高的灵敏度。

由于红外发光二极管的发射功率一般都较小（100mW左右），所以红外接收二极管接收到的信号比较微弱，因此就要增加高增益放大电路。前些年常用μPC1373H、CX20106A等红外接收专用放大电路。最近几年不论是业余制作还是正式产品，大多都采用成品红外接收头。成品红外接收头的封装大致有两种：一种采用铁皮屏蔽；一种是塑料封装(如HS0038)，均有三只引脚，即电源正（VCC）、电源负（GND）和数据输出（VO或OUT）。红外接收头的引脚排列因型号不同而不尽相同，可参考厂家的使用说明。成品红外接收头的优点是不需要复杂的调试和外壳屏蔽，使用起来如同一只三极管，非常方便。但在使用时注意成品红外接收头的载波频率。

一体化红外接收头采用HS0038 ，它负责红外遥控信号的解调。将调制在40kHz上的红外脉冲信号解调后再输入到ATC51的INT0（P3.2）引脚，由单片机进行高电平与低电平宽度的测量。遥控信号的还原是通过P3.1输入二进制脉冲码的高电平与低电平及维持时间，当接收头接收信号时，单片机产生中断，并在P3.1口记下脉冲的个数，这在后面的软件设计中会具体介绍到，通过单片机处理后驱动控制部分。

3.4，温度采集电路设计

温度数据采集如图3-6所示，单片机的P0.1口作为温度传感器DS18B20的数据传输口，需要一个4．7k的上拉电阻以保证其数据质量。现场温度直接以“一线总线”的数字方式传输，大大提高了系统的抗干扰性。

图3-6，温度采集电路

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3.5,电源电路设计

输入电压220V通过电源变压器成6V。它的作用是将交流电电压V1变成整流电路要求的交流电压V2。其中的电阻是要求支流供电的负载电阻。整流电路主要实现将交流电变换成直流电。实现这一目标主要是靠二极管的单向导电作用，因此二极管是构成整流电路的关键元件。我采用的是单桥式整流电路，四个整流二极管D1到D4接成电桥的形式。图中C1、C2用于频率补偿，防止自激振荡和抑制高频干扰；C3采用电解电容，以减少电源引入的低频干扰对输出电压的影响。最后电压经过7805稳压后提供给C51 5V的工作电压。如图3-7所示

图3-7，电源电路

3.6电机控制电路设计

普通400mm 风扇电机功率小于60W，其工作电流小于300ma。MAC97A6作为电机通断控制，使用光耦双向可控硅MOC3030隔离高电压、大电流的负载，保证了单片机工作的稳定性。由于ATC51P0-P3口具有20mA的灌电流输出能力，因此P3．5一P3．7可直接和MOC3030连接。如图3-8所示

低档时U2导通；中档时U2，U3导通，高档时U2，U3，U4都导通。

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图3-8，电机控制电路

3.7可控硅原理

3.7.1、工作原理

可控硅是P1N1P2N2四层三端结构元件，共有三个PN结，分析原理时，可以把它看作由一个PNP管和一个NPN管所组成，其等效图解如图3-9所示

图3-9，可控硅原理等效图解

当阳极A加上正向电压时，BG1和BG2管均处于放大状态。此时，如果从控制极G输入一个正向触发信号，BG2便有基流ib2流过，经BG2放大，其集电极电流ic2=β2ib2。因为BG2的集电极直接与BG1的基极相连，所以ib1=ic2。此时，电流ic2再经BG1放

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大，于是BG1的集电极电流ic1=β1ib1=β1β2ib2。这个电流又流回到BG2的基极，表成正反馈，使ib2不断增大，如此正向馈循环的结果，两个管子的电流剧增，可控硅使饱和导通。

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由于BG1和BG2所构成的正反馈作用，所以一旦可控硅导通后，即使控制极G的电流消失了，可控硅仍然能够维持导通状态，由于触发信号只起触发作用，没有关断功能，所以这种可控硅是不可关断的。

由于可控硅只有导通和关断两种工作状态，所以它具有开关特性，这种特性需要一定的条件才能转化，此条件见表3-1

表3-1可控硅导通和关断条件

状态 条件 说明 从关断到导通 维持通道 1、阳极电位高于阴极电位 两者缺一不可 2、控制极有足够的正向电压和电流 1、阳极电位高于阴极电位 两者缺一不可 2、阳极电流大于维持电流 从导通到关断 1、阳极电位低于阴极电位 任一条件即可 2、阳极电流小于维持电流

3.7.2，可控硅的特性

可控硅的基本伏安特性如图3-10

图3-10可控硅的基本伏安特性

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（1）．反向特性

当控制极开路，阳极加上反向电压时（见图3-11），J2结正偏，但J1、J2结反偏。此时只能流过很小的反向饱和电流，当电压进一步提高到J1结的雪崩击穿电压后，接差J3结也击穿，电流迅速增加，图3-11的特性开始弯曲，如特性OR段所示，弯曲处的电压URO叫“反向转折电压”。此时，可控硅会发生永久性反向击穿。

图3-11，可控硅反向特性

（2）．正向特性

当控制极开路，阳极上加上正向电压时（见图3-12），J1、J3结正偏，但J2结反偏，这与普通PN结的反向特性相似，也只能流过很小电流，这叫正向阻断状态，当电压增加，图3的特性发生了弯曲，如特性OA段所示，弯曲处的是UBO,叫正向转折电压 。

由于电压升高到J2结的雪崩击穿电压后，J2结发生雪崩倍增效应，在结区产生大量的电子和空穴，电子时入N1区，空穴时入P2区。进入N1区的电子与由P1区通过J1结注入N1区的空穴复合，同样，进入P2区的空穴与由N2区通过J3结注入P2区的电子复合，雪崩击穿，进入N1区的电子与进入P2区的空穴各自不能全部复合掉，这样，在N1区就有电子积累，在P2区就有空穴积累，结果使P2区的电位升高，N1区的电位下降，J2结变成正偏，只要电流稍增加，电压便迅速下降，出现所谓负阻特性。这时J1、J2、J3三个结均处于正偏，可控硅便进入正向导电状态---通态，此时，它的特性与普通的PN结正向特性相似。

图3-12，可控硅正向特性

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3.1.3、触发导通

在控制极G上加入正向电压时（见图3-13）因J3正偏，P2区的空穴时入N2区，

N2区的电子进入P2区，形成触发电流IGT。在可控硅的内部正反馈作用的基础上，加上IGT的作用，使可控硅提前导通，导致伏安特性OA段左移，IGT越大，特性左移越快。

图3-13，可控硅触发导通

3.8电机调速原理

可控硅的导通条件如下：（1)阳一阴极间加正向电压；（2)控制极一阴极间加正向触发电压；（3)阳极电流I 大于可控硅的最小维持电流IH，

电风扇的风速分为高、中、低三档，各档的风速都有一个限定值。在额定电压、额定功率下，以最高转速运转时，要求风叶最大圆周上的线速度不大于2 150 m／min。且

3VD10线速度可由下列公式求得 n式中：V为扇叶最大圆周上的线速度(m／min)，D为扇中的最大顶端扫出圆的直径(mm)；以为电风扇的最高转速(r／min)。

代人数值可求得：

调速比=n高1555rmin，取

n高=1200rmin。又因为

最低转速档的转速100%70%

最高转速档的转速取n低=875r/min，由此可得：n中=1063r/min。又由于负载电压上的有效值

1/2u0u1(sin2（/2）+（-）/）。

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其中u1为输入交流电压的有效值，为控制角

解得：高=0，t=0ms，中=46.5，t=2.58ms，低=76.5，t=4.25ms

以上计算出的是控制角和触发时间，当检测到过零点时，按照所求得的触发时间延时发脉冲，便可实现预期转速。

4．系统软件设计

4.1遥控发射程序设计

4.1.1、编码格式

采用8位二进制编码，其编码格式见下表

表4-1编码表

功能 开关 弱风 中风 强风 定时+ 定时- D7 1 1 1 1 1 1 D6 0 0 0 0 0 0 D5 1 1 1 1 1 1 D4 0 0 0 0 0 0

编码 D3 0 0 0 0 0 0 D2 0 0 0 0 1 1 D1 0 0 1 1 0 1 D0 0 1 0 1 1 0 8位编码中高4为作为校验位，以减少误码率。P1.2～p1.5脚与p3.2～p3.5脚相对应接在键盘矩阵上，由P3口发出扫描电平，P1口接受后由单片机处理并由串口发出。扫描电平依次在P3．2～P3．5上发出高电平，8ms为一个周期。时间由单片机的定时器控制。 4.1.2、编程要点

设置定时器／计数器工作在定时器方式下。定时器使用方式1方式。启动定时器0，等待定时器中断。定时器中断程序P3口输出扫描字，Pl口接收扫描字。判断P1．2～P1．5是否有高位，如果有则说明有按键信号，处理信号后由P3．7输出，返回中断。否则，无按键信号，扫描字左移，返回中断。

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4.2，遥控接收程序设计

4.2.1、编程要点

遥控信号接收使用外部中断0(INT0)，在接收遥控信号时，单片机处理遥控信号。其它与遥控发射编程思路基本相同，当确定按键信息后，将调用信号处理程序，并由P3．5-P3．7发出控制信号，然后经MOC3030隔离后控制MAC97A6的通断，从而实现转速控制及风扇开关机的控制。

定时器Tl中断程序定时时间最大9O分钟，每按一次定时按键，时间增加或减少10分钟：定时器每lOOms产生一次中断，每分钟显示数据减1。

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4.2.2．键值处理流程图

标志位处理程序清除标志位相等键值于（01H）比较返回主程序处理K1子程序不等键值于（02H）比较相等处理K2子程序不等键值于（03H）比较相等处理K3子程序不等键值于（04H）比较相等相等相等处理K4子程序不等键值于（05H）比较处理K5子程序不等键值于（06H）比较处理K6子程序不等键值于（07H）比较相等处理K7子程序不等其它键不处理图4-1键值处理流程图

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4.2.3、红外接收程序设计流程图。

INT0中断关闭中断接收红外数据Y解码检查校验位选择分支程序N开放中断退出中断程序

图4-2红外接收程序流程图

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4.2.4、定时+控制子程序流程图。

定时+控制子程序入口查表十位数据+1十位数大于9？显示复位新数据输出退出子程序

图4-3定时控制子程序流程图

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结论

毕业设计是本科学习阶段一次非常难得的理论与实际相结合的机会，通过这次比较完整的电风扇控制器设计，我摆脱了单纯的理论知识学习状态，和实际设计的结合锻炼了我的综合运用所学的专业基础知识，解决实际工程问题的能力，同时也提高我查阅文献资料、设计手册、设计规范以及电脑制图等其他专业能力水平，而且通过对整体的掌控，以及对细节的斟酌处理，都使我的能力得到了锻炼，经验得到了丰富，并且意志力，抗压能力及耐力也都得到了不同程度的提升。这是我们都希望看到的也正是我们进行毕业设计的目的所在。

在设计过程中，通过大量的查阅资料，认真研究教材，对红外线遥控电路，单片机及电风扇控制等方面有了更为深刻的理解，在设计软件时，须仔细的分析硬件电路，画出程序流程图，培养了我的耐性和刻苦钻研的精神。

本设计在戈素贞老师的悉心指导和严格要求下业已完成，从课题选择、方案论证到具体设计和调试，无不凝聚着戈老师的心血和汗水，我受益匪浅。在此向戈老师表示深深的感谢和崇高的敬意。

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参考文献

[1] 闵士清，BA8206B电风扇控制器 [J] 家用电器，1997.( 6)，20-21

[2] 范爱香, 用计算机与I／O接口技术设计电风扇控制器 [J] 电脑开发与应用, 2008,21(12),

71-71

[3] 李学龙, 使用单片机控制的智能遥控电风扇控制器 [J] 电子制作, 2003.(9), 13-15 [4] 王会明 侯加林, 智能电风扇控制器的研制 [J] 电子与自动化, 1998,27(5), 25-26

[5] 李有安 赵法起, 简单实用的电风扇节能调速器设计 [J] 山东农业大学学报：自然科学

版,2001,32(3), 356-360

[6] 叶世颂, 用ATC系列单片机实现遥控电风扇 [J] 北京电力高等专科学校学报：自然科学

版,2010,27(6), 60-61

[7] 张继辉, 基于ATC2051单片机的电风扇“阵风／连续风”定时开关 [J] 电子制作2004(8),

32-34

[8] 刘进山, 基于MCS-51电风扇智能调速器的设计 [J] 电子质量,2004(10), 71-72 [9] 杨德富, 用单片机做智能定时器 [J] 无线电,2007(6), 12-13

[10]范灵芝, 基于单片机的无线温控电风扇调速器设计 [J] 中国电子商情：通信市场,2009(2),

321-325

[11] 丁建军, 基于ATC51的智能电风扇控制系统 [J] 湖北工学院学报,2003,18(2),60-61

[12] Won-Youl Choi . Jong-Oh Kim, Two-axis micro fluxgate sensor on single chip [J]

Springer-Verlag, 2006(12)352-356

[13] M Kandler, Y Manoli, W Mokwa, E Spiegel and H Vogt, A miniature single-chip pressure

and temperature sensor,[J] Printed in the UK 1992(2)199-201

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附录

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致 谢

毕业设计是我大学学习的过程向学校、社会交出的一张总结答卷。它不仅是我对大学四年所学知识的总结，也是把所学知识融会贯通运用到实践中的一次尝试，是衡量我四年学习成果的一个必要标准。

通过此次的毕业设计，不仅使我深刻的巩固以往的所学习本专业的知识，也实际熟练了本专业的技能操作。在毕业设计过程中，通过翻阅有单片机、红外遥控等方面的书集，拓宽了我的知识面，并对单片机的知识有了总体的理解，经过了反复思考的过程。这让我能够深刻的体会到基础的理论知识与实际实现还是存在的差异，实际应用中还要考虑各个方面的因素，这给我以后的学习和工作奠定了坚实的基础。

在毕业设计即将结束之际，我要感谢我的指导教师戈老师。从毕业设计的准备到结束，她在毕业设计过程中给予了我多方面的支持和帮助。因为有老师的大力帮助，使得我们可以很快的解决制作过程中所遇到的问题和困难，也使得我们从中学习到许多知识及做人的道理，增强了我们自主学习和动手的能力，为我们今后步入工作岗位打下了良好的基础。

在此我还要感谢和我一起完成毕业设计的同学，特别感谢蒋金宝同学所给予我的帮助。在这次设计中他给了我许多帮助，为我解决了许多难题，不仅锻炼了我们的沟通能力，而且培养了我们的团队精神。

最后还要感谢我生活以及学习了四年的学院，在这次毕业设计中提供给我们良好的环境以及便利的条件，让我们全心投入到这次毕业设计中。

再次感谢所有帮助过我的人们！并祝愿我们学院越来越美好！

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学位论文原创性声明

本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行的研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经特别注明引用的内容和致谢的地方外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明并表示感谢。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。

学位论文作者（本人签名）： 年 月 日

学位论文出版授权书

本人及导师完全同意《中国博士学位论文全文数据库出版章程》、《中国优秀硕士学位论文全文数据库出版章程》(以下简称“章程”)，愿意将本人的学位论文提交“中国学术期刊（光盘版）电子杂志社”在《中国博士学位论文全文数据库》、《中国优秀硕士学位论文全文数据库》中全文发表和以电子、网络形式公开出版，并同意编入CNKI《中国知识资源总库》，在《中国博硕士学位论文评价数据库》中使用和在互联网上传播，同意按“章程”规定享受相关权益。

论文密级：

□公开 □保密（___年__月至__年__月）(保密的学位论文在解密后应遵守此协议)

作者签名：_______ 导师签名：_______

_______年_____月_____日 _______年_____月_____日

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独 创 声 明

本人郑重声明：所呈交的毕业设计(论文)，是本人在指导老师的指导下，进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本设计（论文）不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。

本声明的法律后果由本人承担。

作者签名: 二〇一〇年九月二十日

毕业设计（论文）使用授权声明

本人完全了解滨州学院关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定。

本人愿意按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版，同意学校保存学位论文的印刷本和电子版，或采用影印、数字化或其它复制手段保存设计（论文）；同意学校在不以营利为目的的前提下，建立目录检索与阅览服务系统，公布设计（论文）的部分或全部内容，允许他人依法合理使用。

（保密论文在解密后遵守此规定）

作者签名: 二〇一〇年九月二十日

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致 谢

时间飞逝，大学的学习生活很快就要过去，在这四年的学习生活中，收获了很多，而这些成绩的取得是和一直关心帮助我的人分不开的。

首先非常感谢学校开设这个课题，为本人日后从事计算机方面的工作提供了经验，奠定了基础。本次毕业设计大概持续了半年，现在终于到结尾了。本次毕业设计是对我大学四年学习下来最好的检验。经过这次毕业设计，我的能力有了很大的提高，比如操作能力、分析问题的能力、合作精神、严谨的工作作风等方方面面都有很大的进步。这期间凝聚了很多人的心血，在此我表示由衷的感谢。没有他们的帮助，我将无法顺利完成这次设计。

首先，我要特别感谢我的知道郭谦功老师对我的悉心指导，在我的论文书写及设计过程中给了我大量的帮助和指导，为我理清了设计思路和操作方法，并对我所做的课题提出了有效的改进方案。郭谦功老师渊博的知识、严谨的作风和诲人不倦的态度给我留下了深刻的印象。从他身上，我学到了许多能受益终生的东西。再次对周巍老师表示衷心的感谢。

其次，我要感谢大学四年中所有的任课老师和辅导员在学习期间对我的严格要求，感谢他们对我学习上和生活上的帮助，使我了解了许多专业知识和为人的道理，能够在今后的生活道路上有继续奋斗的力量。

另外，我还要感谢大学四年和我一起走过的同学朋友对我的关心与支持，与他们一起学习、生活，让我在大学期间生活的很充实，给我留下了很多难忘的回忆。

最后，我要感谢我的父母对我的关系和理解，如果没有他们在我的学习生涯中的无私奉献和默默支持，我将无法顺利完成今天的学业。

四年的大学生活就快走入尾声，我们的校园生活就要划上句号，心中是无尽的难舍与眷恋。从这里走出，对我的人生来说，将是踏上一个新的征程，要把所学的知识应用到实际工作中去。

回首四年，取得了些许成绩，生活中有快乐也有艰辛。感谢老师四年来对我孜孜不倦的教诲，对我成长的关心和爱护。

学友情深，情同兄妹。四年的风风雨雨，我们一同走过，充满着关爱，给我留下了值得珍藏的最美好的记忆。

在我的十几年求学历程里，离不开父母的鼓励和支持，是他们辛勤的劳作，无私的付出，为我创造良好的学习条件，我才能顺利完成完成学业，感激他们一直以来对我的抚养与培育。

最后，我要特别感谢我的导师赵达睿老师、和研究生助教熊伟丽老师。是他们在我毕业的最后关头给了我们巨大的帮助与鼓励，给了我很多解决问题的思路，在此表示衷心的感激。老师们认真负责的工作态度，严谨的治学精神和深厚的理论水平都使我收益匪浅。他无论在理论上还是在实践中，都给与我很大的帮助，使我得到不少的提高这对于我以后的工作和学习都有一种巨大的帮助，感谢他耐心的辅导。在论文的撰写过程中老师们给予我很大的帮助，帮助解决了不少的难点，使得论文能够及时完成，这里一并表示真诚的感谢。

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