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1、 一、任务书一、任务书 设计并制作风扇控制电路板，要求如下：（1）采用2层PCB板，外形尺寸不大于90mm*75mm， 能安装到电风扇的机壳里面，螺钉孔定位准确；（2）取材要方便，便于自制，可以让多数人参与；（3）成本要低，期望不超过30元；（4）元器件的安装要方便；（5）利于本项目功能的实现，控制部分容易上手，便 于不同学习目标的人使用。任务1 电风扇的控制电路制作 二、项目活动二、项目活动1.电风扇控制系统框图设计它主要由单片机、转速控制、风类控制、转向控制、 定时控制、工作状态显示、电源电路等组成。任务1 电风扇的控制电路板制作 二、项目活动二、项目活动2.控制单元控制单元的核心器件选用
2、单片机AT89C2051。单片 机实时检测“SPEED/ON”、“MODE”、“TIMER”、 “SCAN”、“OFF”等按键，按照预定的处理算法，把处 理的结果送给电风扇的驱动模块，使之做出相应的动作 。任务1 风扇控制硬件电路制作 单片机引脚P3.0, P3.1, P3.3P3.4P1.0 P1.7P1.7,P3.5, P3.7P3.2/INT0P1.7分配对象风扇转 速控制风扇摇 头控制LED灯功 能指示按键输入红外遥 控输入Buzzer 蜂鸣器其中单片机选用AT89C2051，各引脚资源分配如下：二、项目活动二、项目活动3.驱动模块本装置中用来控制风扇电机的器件是双向可控硅，型号是97
3、A6。这 是一个小功率的双向可控硅，适用于小功率的交流电机，门极触发 电流仅仅5mA。图 双向可控硅97A6如图所示，该双向可控硅的中间一个脚为门极，因此我们把I/O 口接到门极上，只要驱动电流能达到5mA，就可以使可控硅双向导 通，从而接通电机，驱动电机动作。反之，只要I/O口驱动电流小 于5mA，可控硅不导通，电机也就无法动作，这样看来，设置一个 简单的电路，只要通过I/O口输出高、低电平，就能控制电机的动 作与否。 任务1 风扇控制硬件电路制作 二、项目活动二、项目活动4.框图中各模块的供电由于外部供电是220AC市电，所以需要采用降压，本 装置采用的是阻容降压，由于负载不大，采用的半波
4、整 流电路。采用半波整流时，每微法电容可得到电流（平均值） 为：IAV=0.44*V/ZC=0.44*220*2*Pi*f*C=0.44*220*3.14*50*0.000001=0.03A其中，ZC的单位是欧姆（）；交流电频率f的单位 是赫兹（Hz）；电容器C的单位是法拉（F）。任务1 风扇控制硬件电路制作 二、项目活动二、项目活动5. 电路原理图电路原理图 如图所示。(也 可在Protel 软件中打开）任务1 风扇控制硬件电路制作 二、项目活动二、项目活动5. 电路原理图电风扇控制原理图中的主控芯片为单片机AT89C2051 。 接口说明： （1）通过P3.0口控制风扇的高速转动。P3.0
5、口输出低时 可控硅SCR1导通，高速转动功能H端与市电接通，电机 执行高速转动功能。 （2）通过P3.1口控制风扇的中速转动。P3.1口输出低时 可控硅SCR2导通，中速转动功能H端与市电接通，电机 执行中速转动功能。 （3）通过P3.2口控制风扇的低速转动。P3.2口输出低时 可控硅SCR3导通，低速转动功能H端与市电接通，电机 执行低速转动功能。任务1 风扇控制硬件电路制作 二、项目活动二、项目活动5. 电路原理图（4）MCU通过P3.3口控制风扇的转向功能。P3.3口 输出低时可控硅SCR4导通，摇头功能SCAN端与市电接 通，电机执行转向功能。 （5）通过P1.0、P1.1、P1.2、
6、P1.3四个口组合控制，实 现了“风速”、“风类”、“定时”工作状态指示及人 机交换功能。 （6）通过P1.7口输出一个持续时间400ms的低电平，经 PNP结构的三极管控制蜂鸣器发出“嘟”的提示音。任务1 风扇控制硬件电路制作 二、项目活动二、项目活动5. 电路原理图 风扇电机部分： 电机的控制接线为：H是风扇高速档、M是风扇中速档、L 是风扇低速档、SCAN是摇头档。本次设计中，CPM端接 在市电的火线AC（L）上，H端、M端、L端和SCAN端分 别接4个可控硅，可控硅的门极接I/O口，便于I/O口控制可 控硅是否导通，可控硅的另一端接在市电的零线AC（N) 上，这样，只要可控硅导通，H端
7、、M端、L端或者SCAN 端就会与市电的零线导通，电机执行动作。 例如，如果想让风扇高速转，让H端的可控硅导通即可， 本案是I/O口输出低导通，所以该处的I/O口P3.0输出低就 行了。任务1 风扇控制硬件电路制作 二、项目活动二、项目活动6.元器件清单 任务1 风扇控制硬件电路制作 二、项目活动二、项目活动 7.绘制PCB根据车体的结构及尺寸要求， 将PCB板的尺寸确定为长90mm、 宽75mm。考虑到制板成本、及 元器件能合理布局完，采用双面 板。PCB板四个角对称分布四个 直径为3螺钉孔，用于PCB板 在寻迹小车上的安装。同学们根 据在Protel 电路设计与制 板课程中学习的相关知识，完 成PCB的设计即可。PCB板示例 如图所示。任务1 风扇控制硬件电路制作 二、项目活动二、项目活动9. 电路板组装及测试任务1 寻迹小车硬件设计与制作 注意事项： （1）根据原理图，把控制电路板与风扇马达正确连线；（2）用万用表测量控制板上的电源和地之间是否短路；（3）把程序下载到AT89C2051中；（4）把AT89C2051 装到电路板上；
