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毕业设计说明书（论文）

摘要

电风扇作为常用家电产品，在老百姓生活中有其非常重要的意义。随着电子产品的发展，智能节能产品已进入人们的日常生活。对于其他夏季家用降温电器，电风扇价格相对低廉，轻巧便捷，节能环保。本课题主要设计一个电风扇控制电路，主要包括风速、风种、定时、停止等功能。课题采用数字集成芯片作为控制电路，电路稳定抗干扰能力强。在设计过程中，控制电路主要使用通用的数字集成芯片，其功耗低，价格便宜且能够达到很好的控制效果；设计电路时各功能模块在单独控制的同时，还通过相应的逻辑门结合在一起，一起构成一个逻辑完整的电风扇控制电路。 关键字 电风扇 智能 节能 完整 1引 言

电风扇曾一度被认为是空调产品冲击下的淘汰品，其实并非如此，市场人士称，

家用电风扇并没有随着空调的普及而淡出市场，近两年反而出现了市场销售复苏的态势。其主要原因：一是风扇和空调的降温效果不同——空调有强大的制冷功能，可以快速有效地降低环境温度，但电风扇的风更温和，更加适合老人儿童和体质较弱的人使用；二是电风扇有价格优势，价格低廉而且相对省电，安装和使用都非常简单。尽管电风扇有其市场优势，但传统电风扇还是有许多地方应当进行改良的，最突出的缺点是它不能根据温度的变化适时调节风力大小，对于夜间温差大的地区，人们在夏夜使用电风扇时可能遇到这样的问题：当凌晨降温的时候电风扇依然在工作，可是人们因为熟睡而无法察觉，既浪费电资源又容易引起感冒，传统的机械定时器虽然能够控制电风扇在工作一定后关闭，但定时范围有限，且无法对温度变化灵活处理。鉴于以上方面的考虑，我们需要设计一种智能电风扇控制系统来解决这些问题。

作为一种老式家电，电风扇具有价格便宜、摆放方便、体积轻巧等特点。由于大部 分家庭消费水平的限制，电风扇作为一个成熟的家电行业的一员，尤其在中小城市，以 及乡村将来一段时间内仍然会占有市场的大部分份额。

面临庞大的市场需要的同时，也要提高电风扇的市场竞争力。使之在技术含量上有 所提高，应使风扇不仅功能多样，操作简便，而且更加安全可靠。

为此，在现有市场上多功能电风扇的基础上，我们提出了一种新型的智能电风扇， 该风扇功能更多，添加了很多人性化的设计，如安全保护，倾倒保护，智能照明等功能，

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使电风扇更加人性化，相信其丰富的功能，人性化的设计将会大大提高电风扇的市场竞 争力。

2 总体方案设计

2．1方案一：本设计以AT89C51单片机为核心，通过温度传感器对环境温度进行数据采集，从而

建立一个控制系统，使电风扇随温度的变化而自动变换档位，实现“温度高，风力大， 温度低，风力弱”的性能。另外，通过键盘控制面板，用户可以在一定范围内设置电风 扇的最低工作温度，当温度低于所设置温度时，电风扇将自动关闭，当高于此温度时电 风扇又将重新启动。 本设计主要内容如下：

(1) 风速设为从高到低5个档位，可由用户通过键盘手动设定。 (2) 当温度每降低2℃则电风扇风速自动下降一个档位。 (3) 当温度每升高2℃则电风扇风速自动上升一个档位。

(4) 用户可设定电风扇最低工作温度，当低于该温度时，电风扇自动停转。

2.2方案二：

运用Multisim10.1进行电风扇控制电路的设计 设计一个家用电风扇控制电路

1．设计一个家用电风扇控制器。有风速，风种，定时，停止功能； 2．用9个发光二极管分别指示：风速“弱，中，强”，风种“正常，自然，睡眠”，定时“10分钟，20分钟，40分钟”九个状态；

3. 电风扇停转时，所有的指示灯都不亮，只有按“风速”键时才能启动电风扇，按其余键不能启动；其初始工作状态为“风速”处于弱挡，“风种”处于“正常”位置，且相应的指示灯不亮，定时器处于非定时状态，即电风扇处于长时间连续运转状态。 4．电风扇启动后，按“风速”键可循环选择弱，中，强三种状态；按“风种”键可循环选择正常，自然，睡眠三种状态；按“定时”键可循环选择10分钟，20分钟，40分钟工作状态。

5．在电风扇任意工作状态下，按“停止”键，电风扇停止工作，所有指示灯灭。

2.3：方案选择：基于节能减碳的环保概念，以及风扇的各种有用的功能而言 我选择方案二。

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3分电路设计和论证

3.1电风扇控制电路框图

在电风扇控制电路中，外部按键共有四个控制按键分别是停止键、风速键、风种键和定时键。电风扇停转时，所有指示灯都不亮，只有按“风速”键时才能启动电风扇，按其余键不能启动；其初始工作状态为“风速”处于弱挡。“风种”处于“正常”位置，且相应的指示灯不亮，定时器处于非定时状态，即电风扇处于长时间连续运转状态。电风扇启动后，按“风速”键可循环选择弱、中、强三种状态；按“风种”键可循环选择正常、自然、睡眠三种状态；按“定时”键可循环选择不定时、定时10分钟、定时20分钟、定时40分钟四种工作状态。在电风扇任意工作状态下，按“停止”键，电风扇停止工作，所有指示灯灭。控制电路框图如下附录三所示。

3.2 电风扇风速控制

电风扇风速控制我们体现在输出信号不同，我们用三个不同的输出来表示电风扇的三种不同风速状态，这三个信号分别控制着对应三级管的导通和截至，从而改变接入线圈的电阻大小，改变磁场，来达到控制风速大小的目的。在同一时间只有其中一个信号有效。

3.3 电风扇风种控制

电风扇风种控制主要分为正常、自然、睡眠三种模式。在正常模式下电风扇按正常状态进行工作，电风扇连续运行。

在自然模式下，电风扇模仿大自然状态下的风，本次设计为电风扇运转4秒后、停止4秒进行循环工作。风的大小仍由风速控制，电风扇工作时间仍由定时功能控制。

在电风扇睡眠模式下，所需风量较小，电风扇工作8秒、停止8秒循环工作。其风的大小仍由风速控制，电风扇工作时间仍由定时功能控制。

3.4 电风扇定时控制

定时操作时我们需要进行10分钟、20分钟和40分钟的定时，这时我们可以通过由555定时器构成单稳态触发器来实现.

3.5 电风扇停止控制

系统设有一个总开关，也就是停止键，按下“停止”键，就终止了电风扇各个功能模块的工作，使得电风扇停止运转，其它各功能也相继失效。

4 软件设计

4.1电风扇控制部分外部硬件

用四个按扭来实现“风速”，“风种”，“定时”，“停止”的不同选择； 用九个发光二极管分别表示“风速”，“风种”，“定时”的三种状态；

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图4-1 电风扇控制部分外部硬件图

4.2风速控制

电风扇的四个外接按键设计为按钮,用74LS161计数器对按钮产生的脉冲信号进行计数，然后用74LS138将其译码为控制信号。

Vcc

R 按钮

引出脉冲信号

图4-2 按钮接线图

当按钮被触发时会产生脉冲信号，如图4-3

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