基于AT89C51的智能电风扇调速器的设计2(3)

宿州学院毕业论文 基于AT89C51电风扇智能调速器的设计

又由于负载上电压的有效值

???sin2??u0=u1???? （2）

2????式（2）中，u1为输入交流电压的有效值，α为控制角。解得： (1)当α5=0°时，t=0ms； (2)当α4=23.5°时，t=1.70ms； (3)当α3=46.5°时，t=2.58ms； (4)当α2=61.5°时，t=3.43ms； (5)当α1=76.5°时，t=4.30ms。

上述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。

3.2.2 电机控制模块设计

本模块电路中采用了过零双向可控硅型光耦MOC3041M ,集光电隔离、过零检测、过零触发等功能于一身,避免了输入输出通道同时控制双向可控硅触发的缺陷, 简化了输出通道隔离2驱动电路的结构。所设计的可控硅触发电路原理图见图3。其中RL即为电机负载，其工作原理是:单片机响应用户的参数设置, 在I/ O 口输出一个高电平, 经反向器反向后, 送出一个低电平,使光电耦合器导通, 同时触发双向可控硅, 使工作电路导通工作。给定时间内,负载得到的功率为:

nUI (3) N式中: P 为负载得到的功率（ kW）; n 为给定时间内可控硅导通的正弦波个数; N 为

P?给定时间内交流正弦波的总个数; U为可控硅在一个电源周期全导通时所对应的电压有效值（V）; I 为可控硅在一个电源周期全导通时所对应的电流有效值（A）。由式(3) 可知,当U , I , N 为定值时, 只要改变n 值的大小即可控制功率的输出,从而达到调

11

3.3.1 发射电路

3.3 遥控电路

节电机转速的目的。

图3 电机控制原理图

和Q2放大后驱动D1发出经编码后的红外遥控信号。

红外发射电路原理图见图4， K1～K8是遥控键输入键，它是一个由编码器

头”、“ 照明”、“开/ 关”控制按钮。经对应开关发出的遥控指令，由脚D0输出经Q1

（BA5104）和红外发射电路组成的。Al～A6键分别为“定时”、“风速”、“风类”、“ 摇

宿州学院毕业论文 基于AT89C51电风扇智能调速器的设计

图4 遥控发射电路

12

宿州学院毕业论文 基于AT89C51电风扇智能调速器的设计

3.3.2 接收电路和控制电路

红外遥控接收电路如图5所示。红外信号由通用红外接收器BA5302完成前置放大、载波选频、脉冲解调。当有红外脉冲信号到来时，BA5302输出低电平，经Q1反相后，作用于解码电路SM5302C的DI端（HP/CP端）输出相应的控制信号。SM5032C的HP1～HP6端输出持续电平信号。当按下发射器K1～K5任一键时，SM5032C相应HP端输出持续高电平。松开发射键，则输出低电平。CP1、CP2端为反相电平输出端（自锁）。当松下发射器K7键时，SM5032C相应CP端输出电平翻转，即“1”变为“0”或“0”变为“1”。每按一次，输出电平即翻转一次。

图5 接收及控制电路原理

3.4 控制键电路

键盘是人机交互的重要部件。本部件主要便于用户对电风扇进行操作，使用户只要进行一些简单的操作，就能实现所需的全部功能，键盘操作模块在电风扇底座部分有一个3 x 3小矩阵键盘，可以进行风的强度、类型、定时等系统设置，按键电路图如图6所示。

13

宿州学院毕业论文 基于AT89C51电风扇智能调速器的设计

图6 按键控制原理图

14

宿州学院毕业论文 基于AT89C51电风扇智能调速器的设计

4 控制器软件设计

本系统的运行程序采用C语言编写，采用模块化设计，整体程序由主程序和显示、键盘扫描、红外线接收以及电机控制等子程序模块组成。

4.1 主程序

在主程序进行初始化后，开始反复检测各模块相关部分的缓冲区的标志，如果缓冲区置位，说明相应的数据需要处理，然后主程序调用相应的处理子模块。如图7所示。

开始 系统初始化 显示子模块 Y 温度变化？ N Y 键盘输入？ 键盘处理子模块 温度控制子模块 N Y 红外信号？ 红外接收处理模块 N 图7 主程序模块流程图

15