開(kāi)題報(bào)告

電氣工程及自動(dòng)化

基于單片機(jī)的風(fēng)扇速度控制設(shè)計(jì)

一、綜述本課題國(guó)內(nèi)外研究動(dòng)態(tài)，說(shuō)明選題的依據(jù)和意義

單片機(jī)因其體積小，抗干擾能力強(qiáng)、而且使用靈活方便，成本低等特點(diǎn)，它的應(yīng)用范圍非常廣泛，尤其是他強(qiáng)大的面向控制能力，已深入工業(yè)控制、軍事裝置、家用電器等各個(gè)領(lǐng)域，應(yīng)用前景十分廣闊。單片機(jī)按照應(yīng)用的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不同，可分為總線方式和非總線方式。采用總線方式的應(yīng)用系統(tǒng)多屬于較復(fù)雜的系統(tǒng)，比如智能儀表、工控系統(tǒng)、檢測(cè)系統(tǒng)等。非總線方式的應(yīng)用系統(tǒng)多屬于小型控制。按照應(yīng)用范圍的不同，可分為通用型和專用型。

目前我國(guó)普遍采用4位、8位或16位，對(duì)于單片機(jī)還處于低檔的應(yīng)用，而對(duì)于那些宏單片機(jī)、DSP等高檔的應(yīng)用還是空白。而國(guó)外很多公司都推出了自己的單片機(jī)系列，如Intel公司推出的MCS-96/196系列，Rockwell公司的6501、6502，日立公司的H8/3048系列等。目前單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域有以下四大領(lǐng)域：一是家用電器業(yè)。單片機(jī)個(gè)傳統(tǒng)的機(jī)械產(chǎn)品結(jié)合，構(gòu)成新型的機(jī)、電、儀一體化產(chǎn)品，如洗衣機(jī)、電腦空調(diào)機(jī)等。二是通訊行業(yè)。最有代表性的就是手機(jī)。三是智能儀表應(yīng)用。單片機(jī)的體積小、成本低、控制力強(qiáng)等特點(diǎn)，使儀器儀表重量大大減輕，又有很高的性價(jià)比，如數(shù)字式RLC測(cè)量?jī)x。四的在計(jì)算機(jī)外設(shè)中的應(yīng)用。如在接口中采用單片機(jī)進(jìn)行控制管理、數(shù)據(jù)采集、多路分配管理等。

我國(guó)在將來(lái)很長(zhǎng)的一段時(shí)間里，8位單片機(jī)還將是主流產(chǎn)品，因?yàn)?位單片機(jī)很好用，有豐富的功能，現(xiàn)在無(wú)論是國(guó)內(nèi)還是國(guó)外，都還是以8位為主。4位單片機(jī)由于功耗較低，在國(guó)內(nèi)也有一定的市場(chǎng)比例。目前世界各國(guó)的單片機(jī)發(fā)展各有不同。美國(guó)單片機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)主要是從8位到16位和DSP過(guò)度，歐洲等國(guó)家單片機(jī)主要應(yīng)用于工業(yè)，因此仍以8位為主，主要以功能和運(yùn)行速度的發(fā)展為主。我國(guó)對(duì)于單片機(jī)的需要目前主要是家電類等消費(fèi)品為主，8位單片機(jī)有很大的市場(chǎng)分額和發(fā)展空間。國(guó)內(nèi)也急需這方面的人才。

盡管單片機(jī)的發(fā)展迅速，其發(fā)展方向不外忽以下幾點(diǎn)：一是微型單片化?，F(xiàn)在的產(chǎn)品普遍向小型化、輕型化發(fā)展，就需要單片機(jī)在在原有的多功能、低功耗的前提下，集成更多的元件，如看門狗（Watchdog）、LCD控制器等。隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，片上系統(tǒng)（SOC）的發(fā)展前景很好。二是低功耗CMOS化。現(xiàn)在單片機(jī)的功耗普遍在100mW左右，許多生產(chǎn)廠家采用CMOS工藝，使單片機(jī)更適合在電池供電場(chǎng)合，今后也是單片機(jī)發(fā)展的主要趨勢(shì)之一。三是大容量、高性能化。隨著CPU的發(fā)展，單片機(jī)的處理數(shù)據(jù)能力大大提高，內(nèi)部時(shí)序也加以改善，ROM的存儲(chǔ)容量也大大提高，又加入了低噪聲技術(shù)，加強(qiáng)了中斷、定時(shí)控制。四是在接口方向的發(fā)展?，F(xiàn)在許多新型單片機(jī)的接口，從類型和數(shù)量上有了很大的發(fā)展，如有些可以直接驅(qū)動(dòng)液晶顯示管LCD、有些可以直接輸出大電流和高電壓等。

21世紀(jì)是“數(shù)字化”的時(shí)代，單片機(jī)的發(fā)展有著翻天覆地的變化，各種型號(hào)、功能的單片機(jī)應(yīng)用于人們生產(chǎn)和生活中的各個(gè)領(lǐng)域。單片機(jī)的發(fā)展逐漸取代了由傳統(tǒng)模擬電路作為電機(jī)的控制器，因此單片機(jī)在家電方面的應(yīng)用已經(jīng)十分普遍，比如電風(fēng)扇、洗衣機(jī)、空調(diào)等。+電動(dòng)機(jī)是將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的機(jī)電裝置。1821年英國(guó)科學(xué)家法拉第首先提出電動(dòng)機(jī)原理。1834年，德國(guó)的雅可比第一個(gè)發(fā)明了直流電動(dòng)機(jī)。1879年，西門子公司用直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電車。1888年發(fā)明家特斯拉發(fā)明了交流電動(dòng)機(jī)。1902年瑞典的工程師丹尼爾森首先提出同步電動(dòng)機(jī)構(gòu)想。至今為止，電動(dòng)機(jī)發(fā)展迅速，電機(jī)理論、設(shè)計(jì)及制造工藝得到逐步的完善和提高，廣泛應(yīng)用與現(xiàn)代的各種機(jī)械生產(chǎn)領(lǐng)域。如在機(jī)械制造工業(yè)、輕重型制造工業(yè)、運(yùn)輸行業(yè)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等各個(gè)領(lǐng)域，電動(dòng)機(jī)以不同的種類和功能發(fā)揮著重要的作用。可以這么說(shuō)，電動(dòng)機(jī)的出現(xiàn)使社會(huì)生產(chǎn)力大大提高，促進(jìn)了社會(huì)的發(fā)展。

隨著時(shí)代的進(jìn)步和科技的發(fā)展，電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、交通運(yùn)輸以及日常生活中起著越來(lái)越重要的作用，因此，對(duì)電機(jī)調(diào)速的研究有著積極的意義.長(zhǎng)期以來(lái)，直流電機(jī)被廣泛應(yīng)用于調(diào)速系統(tǒng)中，而且一直在調(diào)速領(lǐng)域占居主導(dǎo)地位，這主要是因?yàn)橹绷麟姍C(jī)不僅調(diào)速方便，而且在磁場(chǎng)一定的條件下，轉(zhuǎn)速和電樞電壓成正比，轉(zhuǎn)矩容易被控制；同時(shí)具有良好的起動(dòng)性能，能較平滑和經(jīng)濟(jì)地調(diào)節(jié)速度。因此采用直流電機(jī)調(diào)速可以得到良好的動(dòng)態(tài)特性。由于直流電動(dòng)機(jī)具有優(yōu)良的起、制動(dòng)性能，宜與在廣泛范圍內(nèi)平滑調(diào)速。在軋鋼機(jī)、礦井卷機(jī)、挖掘機(jī)、金屬切削機(jī)床、造紙機(jī)、高層電梯等領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。近年來(lái)交流調(diào)速系統(tǒng)發(fā)展很快，然而直流控制系統(tǒng)畢竟在理論上和在時(shí)間上都比較成熟，而且從反饋閉環(huán)控制的角度來(lái)看，它又是交流系統(tǒng)的基礎(chǔ)，長(zhǎng)期以來(lái)，由于直流調(diào)速系統(tǒng)的性能指標(biāo)優(yōu)于交流調(diào)速系統(tǒng)。因此，直流調(diào)速系統(tǒng)一直在調(diào)速系統(tǒng)領(lǐng)域內(nèi)占重要位置。

選取本課題的意義在于單片機(jī)的發(fā)展極為迅速，以其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和性能，滲透到各個(gè)領(lǐng)域，產(chǎn)生了極大的影響。研究單片機(jī)、學(xué)習(xí)單片機(jī)，是社會(huì)發(fā)展的必然趨勢(shì)，單片機(jī)有著其廣闊的發(fā)展空間和社會(huì)價(jià)值。通過(guò)研究用單片機(jī)遠(yuǎn)程發(fā)射紅外線來(lái)控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而達(dá)到控制風(fēng)扇速度控制，能使使用者操作起來(lái)更加方便。

二、研究的基本內(nèi)容，擬解決的主要問(wèn)題：

1、單片機(jī)主芯片的選擇；

2、電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)；

3、遙控器的設(shè)計(jì)；

4、用數(shù)碼管顯示檔位；

5、PWM的產(chǎn)生；

6、按鍵開(kāi)關(guān)的設(shè)計(jì)。

三、研究步驟、方法及措施：

1、學(xué)校提供硬件材料、有關(guān)工具器件和實(shí)驗(yàn)制作場(chǎng)所；

2、查閱大量的相關(guān)資料和書籍；

3、與同類的論章進(jìn)行對(duì)比，完善自己的設(shè)計(jì)思路；

4、系統(tǒng)的總體方案設(shè)計(jì)：發(fā)射部分和接收部分；

5、系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì)；

6、系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)

7、論文的修改及潤(rùn)色。

四、參考文獻(xiàn)

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