微机原理 家用电风扇控制器.doc

### 微机原理在家用电风扇控制器设计中的应用 #### 设计背景与目标 微机原理在日常生活中的应用广泛，尤其在家电控制领域，通过微处理器的精确控制，能够实现家电设备的功能多样化和智能化。家用电风扇控制器的设计，旨在通过微机原理的应用，实现对电风扇的智能控制，包括风速调节、风类选择以及停转控制，从而提升用户的使用体验。 #### 设计要求与功能实现 设计要求明确指出了控制器面板应包含的元素：三个按钮用于控制风速、风类和停转，以及六个LED指示灯用于指示当前的风速等级和风类模式。控制器需具备以下功能： 1. **初始状态**：默认风速为“弱”，风类为“正常”。 2. **风速调节**：通过“风速”按钮可循环切换风速等级，实现“弱”、“中”、“强”之间的变换。 3. **风类选择**：“类型”按钮用于切换风类模式，包括“正常”、“睡眠”和“自然”三种模式。 4. **停转控制**：任何时候按下“停止”键，电扇将立即停止运转。 5. **风速与类型输出**：根据用户设定的风速和风类，输出相应的控制信号，以调节电扇的运转状态。 #### 总体设计方案 设计采用了8253定时/计数器和8255并行接口单元为核心组件。其中，8253通道0负责定时控制步进速度，而通道2和3则分别用于定时电机的转停时间。8255的PA0端口用于控制步进电机的启停，C口输出控制脉冲，B口则负责输出控制LED显示当前状态的信息。 #### 硬件设计细节 硬件设计充分利用了PC机的资源，包括中断资源，并结合8253计数/定时器、8255并行接口单元以及LED指示灯电路。特别地，电机驱动电路是基于步进电机控制系统进行修改而成，构成了整个风扇电机控制电路的基础。 #### 软件设计策略 软件设计围绕着8253和8255的功能特性展开，通过编程使8253通道0输出定时信号申请中断，再由8255的C口输出脉冲信号控制步进电机的运行节奏。8253的定时时间直接影响电机的转速，而电机的启停则通过8255的PA0端口输出的高低电平控制。此外，软件还提供了风速设置、风类选择、默认状态运行及退出系统等功能模块，以实现用户友好的交互界面。 #### 风速设置技术细节 风速设置模块利用8253的0号计数器产生方波，输入时钟频率为46875Hz。通过调整计数初值，可以灵活控制电机转速，进而调节风速等级。例如，计数初值为9375时，对应的电机转速为0.25转/秒，适用于四相步进电机，即5步/秒。而不同风速等级的具体设置如表1所示，通过调整计数初值实现风速的分级控制。 #### 风类选择机制 风类选择模块通过FLAG0标志位记录电扇的工作模式。“正常”模式下FLAG0=2，电扇连续运转；“自然”模式FLAG0=0，模拟自然风效果，即电扇转4秒停8秒；“睡眠”模式FLAG0=1，电扇以轻柔微风状态运行，即运转8秒停转8秒。这些模式的切换由8253的通道1和通道2共同实现，通过定时控制电机的运行和停止时间，达到预设的风类效果。 #### 结论 家用电风扇控制器的设计充分体现了微机原理在家电领域的应用潜力，通过硬件和软件的精密配合，实现了对电风扇的智能化控制。这一设计不仅提升了电风扇的用户体验，也为智能家居的发展提供了有益的探索方向。