1、家用風(fēng)扇控制器的設(shè)計與實現(xiàn)一、實驗?zāi)康? .實現(xiàn)對步進(jìn)電機(jī)的控制來模擬風(fēng)扇控制器。2 .掌握微機(jī)碩件和軟件的綜合設(shè)計方法。二、實驗內(nèi)容與要求設(shè)計并制作一個家用風(fēng)扇控制器。1. 用六個發(fā)光二極管，指示風(fēng)速強(qiáng)、中、弱，類型為睡眠、白然和止常。2. 處于主菜單狀態(tài)時，有下列選項：(1) 直接默認(rèn)狀態(tài)運行,默認(rèn)狀態(tài)為:風(fēng)速“弱”,類型“正常”。(2) 進(jìn)入風(fēng)速子菜單界面，修改風(fēng)速。(3) 進(jìn)入類型子菜單界面，修改風(fēng)的類型。4. 風(fēng)速的弱、中、強(qiáng)對應(yīng)于電扇的轉(zhuǎn)動rh慢到快。5. 類型的不同選擇，分別為：(1) 止常電扇連續(xù)運轉(zhuǎn)；(2) 自然電扇模擬自然風(fēng)，即轉(zhuǎn)4s,停8s；(3) 唾眠電扇慢轉(zhuǎn),產(chǎn)生輕柔

2、的微風(fēng),運轉(zhuǎn)8s,停轉(zhuǎn)8s；6. 按照風(fēng)速與類型的設(shè)置輸出相應(yīng)的控制信號。三、實驗報告要求1 .設(shè)計目的和內(nèi)容2 總體設(shè)計3. 硬件設(shè)計：原理圖(接線圖)及簡要說明4軟件設(shè)計框圖及程序清單5.設(shè)計結(jié)果和體會(包括遇到的問題及解決的方法)四、總體設(shè)計1. 8253定時/計數(shù)器通道0定時控制步進(jìn)速度，通道2和3定時電機(jī)的轉(zhuǎn)停時間，8255 的pao控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)停。2. 8255的c 口輸出控制脈沖,經(jīng)74452電路驅(qū)動電路。b 口輸出控制led顯示風(fēng)扇 當(dāng)前的狀態(tài)。五、硬件設(shè)計由于本設(shè)計主要是用步進(jìn)電機(jī)的控制來模擬家用風(fēng)扇控制器，所以電路是在步進(jìn)電機(jī)控 制系統(tǒng)的電路作了一些修改。除利用了 pc

3、機(jī)本身資源外(如中斷資源)，還利用了平臺上的8253計數(shù)/定時器、8255并行接口單元，led指示燈電路等，再加上電機(jī)的驅(qū)動電路, 便構(gòu)成以風(fēng)扇電機(jī)控制電路。硬件原理圖如圖1：i=ii*41 ik=厶t-a ”t他丫衛(wèi) j主亠主亠*cry ii 05922smia7& i & i < iiik?4<mh>4m圖1硬件原理圖六、軟件設(shè)計本設(shè)計通過軟件編程使8253通道0輸出定時信號中請中斷,cpu發(fā)出命令由8255的下 c 口輸出脈寬信號來控制步進(jìn)電機(jī)的走步。8253的定時時間決定了電機(jī)轉(zhuǎn)動的快慢。電機(jī)的 轉(zhuǎn)動和停止則是通過8255的pa0端子輸出高低電平來繼續(xù)

4、或愆停8253通道0的計數(shù)從而控 制中斷申請來實現(xiàn)的。用8253的通道1和2 -起來定時控制電機(jī)轉(zhuǎn)動和停止時間的長短。 1.設(shè)計思路控制系統(tǒng)分四個功能模塊，分別是風(fēng)速設(shè)置、類型設(shè)置、默認(rèn)狀態(tài)運行、退出系統(tǒng)， 在前四個功能塊屮都設(shè)置了 esc鍵來収消或材停執(zhí)行當(dāng)前操作。程序中同吋提供三個操作界 面，一個主菜單和兩個子菜單界而，進(jìn)行可視控制。(1) 風(fēng)速設(shè)置風(fēng)速即為電機(jī)轉(zhuǎn)速設(shè)置，風(fēng)速分為強(qiáng)、中、弱三種，對應(yīng)不同的電機(jī)轉(zhuǎn)速。根據(jù)賦給 計數(shù)器的計數(shù)初值，我們可以計算出步進(jìn)電機(jī)各相脈寬信號的頻率和電機(jī)轉(zhuǎn)速，也可以反過 來根據(jù)對電機(jī)轉(zhuǎn)速要求，計算并調(diào)整計算初值。這里采用的是8253的0號計數(shù)器和方波產(chǎn)生方

5、式，輸入時鐘為f=46875hz,設(shè)計數(shù)初 值為n，要求轉(zhuǎn)速為0.25轉(zhuǎn)/秒，対四相步進(jìn)電機(jī)而言即為5步/秒，則有：f / n 二 5n=f/5=46875/5=9375反過來，當(dāng)計數(shù)器初值確立時，決尬了電機(jī)的轉(zhuǎn)速，如計數(shù)初值為625吋，有電機(jī)轉(zhuǎn) 速為1步每秒（本設(shè)計中的慢風(fēng)速）；當(dāng)計數(shù)初值為125時，電機(jī)轉(zhuǎn)速為375步每秒（本設(shè) 計中的快快速）。具體設(shè)置初值及風(fēng)速見表1。表1風(fēng)速步速轉(zhuǎn)速計數(shù)初值慢753. 75625中1256.25375快37518. 75125（2）風(fēng)的類型設(shè)置風(fēng)的類型有：正常、自然、睡眠三種。風(fēng)的類型的不同選擇，用flago來記錄狀態(tài)：a）正常 電扇連續(xù)運轉(zhuǎn)。flag0

6、=2b）口然 電扇模擬口然風(fēng)，即轉(zhuǎn)4s,停8s。flago=oc）睡眠 電扇慢轉(zhuǎn)，產(chǎn)牛輕柔的微風(fēng)，運轉(zhuǎn)8s,停轉(zhuǎn)8s° flago=1電機(jī)的運轉(zhuǎn)是通過讓8255的a0 口輸出高電平到8253的gateo使其0號計數(shù)器繼續(xù)工 作，并開放中斷進(jìn)入循環(huán)等待中斷狀態(tài)。a0 口為低電平使8253的0號計數(shù)器暫停計數(shù)，則 無法產(chǎn)生屮斷信號，電機(jī)停止轉(zhuǎn)動。電扇的運轉(zhuǎn)和停轉(zhuǎn)的時間是由8253的通道1和通道2兩個計數(shù)器一起來定時的。通道 1的輸入時鐘為f=46875hz,設(shè)計數(shù)初值為46875,則會產(chǎn)生is的定時。通道1的0ut1作 為通道2的輸入脈沖，輸入的計數(shù)初值為n,貝ij定時的時間為7秒。我們

7、需要的是定時4s 和8s,定時中斷到修改8255的a0 口的輸出的電平和下次計數(shù)的初值就可以實現(xiàn)風(fēng)的不同 類型。風(fēng)的類型為止常時，不用啟用計數(shù)器2產(chǎn)牛中斷，讓計數(shù)器0直運行。睡眠時，通 道2的計數(shù)初值一直為8,不用修改。如果是自然就得修改了。（3）中斷子程序1在由8253定時器通道0產(chǎn)生的中斷子程序1中,將值為11001100b的num內(nèi)存單元循 環(huán)左移或右移一位，通過8255的下c 口輸出低四位，控制步進(jìn)電機(jī)的相序變化，從而使電 機(jī)連續(xù)轉(zhuǎn)動。（4）中斷子程序28253定時器通道2產(chǎn)生的中斷子程序2中，修改輸入到8255的a0 口的電平值，控制 電機(jī)的轉(zhuǎn)停,令num1=o,每次求反，輸出到82

8、55的a 口。根據(jù)當(dāng)前選擇的風(fēng)的類型flago 以及當(dāng)前所處的狀態(tài)，修改通道2的計數(shù)初值。（5）菜單界面設(shè)置利用dos下的bios功能調(diào)用，設(shè)計出彩色的形象而乂易于操作的界面，詳細(xì)設(shè)計特點 請參考課本上相關(guān)介紹。使用類型10h中斷，可以實現(xiàn)對屏幕的完整的控制。常用的彩色文本功能的參數(shù)設(shè)置 見表2。表2ah 二 0設(shè)置顯示方式al=3 80x25 彩色方案ah 二 1設(shè)置光標(biāo)類型ch=位4-0為光標(biāo)起始行cl=位4-0為光標(biāo)結(jié)束行ah 二 2設(shè)置光標(biāo)位置dh=行dl二列ah 二 9在光標(biāo)位置寫屬性/字符cx=要寫的字符數(shù)al=要寫的字符all二 11選擇彩色調(diào)色板bh=調(diào)色板 10(0-127)bl=調(diào)色板id的顏色ah二 19寫字符串