调速风扇-单片机

基于51单片机的风扇调速,实用的全文!

电子与电气综合实训报告

系别：电气工程系 班级：xxxxx 姓名：xx 学号：xxxxxxxx 实训地点：B16-503 实训时间：第4-5周 实训指导老师：xxxx

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目录

一、 方案论证

二、 硬件电路设计

三、 PCB设计

四、 焊接调试

五、 软件设计

六、 实训小结

一、方案论证

1.任务分析

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本次实训是基于我们本专业的一个简单生活应用实例。随着生活水平的改善，科技的不断创新，电子电气产品也不断的改革，从普通式向智能化发展。这次课题就是关于我们生活中的家用电器——电风扇，这次设计的电风扇是由四个动态数码管组成，第一位是显示档位，一共三档，三档最大，工作时处于低电平状态。中间两位是横，没有意义为了看上去美观设置的。最后一位是定时的，从零到九，每一个数字表示5秒。调档和定时由两个按键控制。上面就是这次要做的智能风扇的简述。

2.系统框图

二、 硬件电路设计

1.单片机

单片机的40个引脚大致可分为4类：电源、时钟、控制和I/O引脚。 ⒈ 电源: ⑴ VCC - 芯片电源，接+5V； ⑵ VSS - 接地端； ⒉ 时钟:XTAL1、XTAL2 - 晶体振荡电路反相输入端和输出端。 ⒊ 控制线:控制线共有4

根， ⑴ ALE/PROG:地址锁存允许/片内EPROM编程脉冲

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① ALE功能：用来锁存P0口送出的低8位地址

② PROG功能：片内有EPROM的芯片，在EPROM编程期间，此引脚输入编程脉冲。 ⑵ PSEN:外ROM读选通信号。 ⑶ RST/VPD:复位/备用电源。

① RST（Reset）功能：复位信号输入端。 ② VPD功能：在Vcc掉电情况下，接备用电源。

⑷ EA/Vpp:内外ROM选择/片内EPROM编程电源。

① EA功能：内外ROM选择端。

② Vpp功能：片内有EPROM的芯片，在EPROM编程期间，施加编程电源Vpp。 ⒋ I/O线

80C51共有4个8位并行I/O端口：P0、P1、P2、P3口，共32个引脚。P3口还具有第二功能，用于特殊信号输入输出和控制信号（属控制总

线）。 5. 51单片机引脚图如下所示

2.显示

LED显示器又称数码管,八段LED显示器由8个发光二极管组成。其中7个发光二极管构成字型“8”的各个笔画段,另一个小数点为h发光二极管。LED显示器有两种不同的形式：一种是发光二极管的阳极都连在

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一起的，称之为共阳极LED显示器；另一种是发光二极管的阴极都连在一起的，称之为共阴极LED显示器。

共阴与共阳极数码管的不同在于公共端一个接地一个接电源。共阴数码管接地，共阳数码管接电源。当二极管导通时，相应的发光二极管点亮，由点亮的二极管组合而显示各种字符。8个笔划段hgfedcba对应于一个字节（8位）的D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0,于是用8位二进制码就可以表示欲显示字符的字型代码。与单片机显示图如图4所示。编码如表3所示 表3 LED显示的字符与编码表

图 4 共阳极LED显示器89C51控制电路

3.按键

本次设计的硬件中用了2个键，选择的连接到单片机的端口分别是P1.0，P1.1.其中P1.0用于调节风扇档位；P1.1用于定时调节，按下一次加5秒钟；

4.PWM调速

PWM的意思是脉宽调节,也就是调节方波高电平和低电平的时间比,一个20%占空比波形,会有20%的高电平时间和80%的低电平时间，而一个60%占空比的波形则具有60%的高电平时间和40%的低电平时间,占空比越大,高电平时间越长,则输出的脉冲幅度越高,即电压越高.如果占空比为0%,那么高电平时间为0,则没有电压输出.如果占空比为100%,那么输出全部电压.

三、PCB设计

1.元件封装

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2.布局布线规则技巧

元件布局基本规则

1. 按电路模块进行布局，实现同一功能的相关电路称为一个模块，电路模块中的元件应采用就近集中原则，同时数字电路和模拟电路分开；

2.定位孔、标准孔等非安装孔周围1.27mm 内不得贴装元、器件，螺钉等安装孔周围3.5mm（对于

M2.5）、4mm（对于M3）内不得贴装元器件； 3. 卧装电阻、电感（插件）、电解电容等元件的下方避免布过孔，以免波峰焊后过孔与元件壳体短路；

4. 元器件的外侧距板边的距离为5mm；

5. 贴装元件焊盘的外侧与相邻插装元件的外侧距离大于2mm；

6. 金属壳体元器件和金属件（屏蔽盒等）不能与其它元器件相碰，不能紧贴印制线、焊盘，其间距应大于2mm。定位孔、紧固件安装孔、椭圆孔及板中其它方孔外侧距板边的尺寸大于3mm；

7. 发热元件不能紧邻导线和热敏元件；高热器件要均衡分布；

8. 电源插座要尽量布置在印制板的四周，电源插座与其相连的汇流条接线端应布置在同侧。特别应注意不要把电源插座及其它焊接连接器布置在连接器之间，以利于这些插座、连接器的焊接及电源线缆设计和扎线。电源插座及焊接连接器的布置间距应考虑方便电源插头的插拔；

9. 其它元器件的布置：

所有IC 元件单边对齐，有极性元件极性标示明确，同一印制板上极性标示不得多于两个方向，出现两个方向时，两个方向互相垂直；

10、板面布线应疏密得当，当疏密差别太大时应以网状铜箔填充，网格大于8mil(或0.2mm)； 11、贴片焊盘上不能有通孔，以免焊膏流失造成元件虚焊。重要信号线不准从插座脚间穿过； 12、贴片单边对齐，字符方向一致，封装方向一致；

13、有极性的器件在以同一板上的极性标示方向尽量保持一致 元件布线规则

1、画定布线区域距PCB 板边≤1mm 的区域内，以及安装孔周围1mm 内，禁止布线； 2、电源线尽可能的宽，不应低于18mil；信号线宽不应低于12mil；cpu 入出线不应低于10mil（或8mil）；线间距不低于10mil； 3、正常过孔不低于30mil；

4、 双列直插：焊盘60mil，孔径40mil； 1/4W 电阻： 51*55mil（0805 表贴）；直插时焊盘62mil，孔径42mil； 无极电容： 51*55mil（0805 表贴）；直插时焊盘50mil，孔径28mil；

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5、 注意电源线与地线应尽可能呈放射状，以及信号线不能出现回环走线

3.PCB设计步骤

1.1电路原理图设计的步骤 (1)设置原理图设计环境； (2)放置元件； (3)原理图布线； (4)编辑和调整； (5)检查原理图； (6)生成网络表。

2.1电路原理图设计

电路原理图设计最基本的要求是正确性，其次是布局合理，最后在是正确性和布局合理的前提下力求美观。

根据以上所述的电路原理图设计步骤，两级放大器电路原理图设计过程如下： (1)启动原理图设计服务器

进入Protel 99 SE，创建一个数据库，执行菜单File/New命令，从框中选择原理图服务器（Schematic Document）图标，双击该图标，建立原理图设计文档。双 …… 此处隐藏：7967字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……