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1、常州工学院毕业设计论文摘 要随着计算机技术的发展，单片机技术以成为计算机技术中的一个分支，单片机的运用领域也越来越广泛。特别是在工业控制和仪器仪表智能化中扮演着及其重要的角色。传统的电路设计方法以演变成软件与硬件相结合的设计方法。在实际应用中，单片机要与各种外界设备相结合组成一定的应用系统，以实现系统的自动检测与控制。这篇文章介绍了以C8051F330单片机、IR2110、HD7279显示芯片和无刷直流电机为核心的智能排风系统。C8051F330是一块高性能的单片机，它具有体积小，运行速度快，工作稳定性高等优点。其内部包含有温度传感器，便于较准确地测量环境温度。IR2110是一种性能比较优良的
2、驱动集成电路，无需扩展便可直接用于小功率的变换器中，使电路更加紧凑。HD7279是一片真正的单片LED数码管显示和键盘接口芯片，无需外围电路，只需要外接少量的电阻等即可构成完善的显示、键盘接口电路。本系统由四部分组成，分别为：显示按键部分、电机驱动部分、温度检测部分和电源部分。当该系统上电运行之后，先由温度检测部分检测环境中的温度，然后由单片机对室温进行判断：当检测到的室温低于设定温度的下限值时，驱动部分不工作，表明室内无需降温；当室温高于设定温度的上限时，驱动部分工作且电机以最快的速度运行；当室温介于两者之间时，电机的转速将按线性规律逐渐增加，增加该温度对应的转速后，恒定运行；当室温降到下限
3、值时，电机停止运行，表明此次排风完成，达到降低室温的目的。关键词：无刷直流电机；C8051F330单片机；IR2110；HD7279；AbstractThis article introduced take the C8051F330 monolithic integrated circuit, IR2110, the HD7279 demonstration chip and not brushes the direct current machine as the core intelligent exhaust system.C8051F330 is together the high
4、performance monolithic integrated circuit, it has the volume to be young, the running rate is quick, work stable nature higher merit. Its interior contains has the temperature sensor, is advantageous for accurate survey ambient temperatureIR2110 is one performance quite fine actuation integrated cir
5、cuit. Does not need to expand may use in the low power directly in the converter, is the electric circuit is more compact.HD7279 is a piece of true monolithic LED nixietube demonstration and the keyboard interface chip, does not need the peripheral circuit, only needs the external connection few res
6、istances and so on then to constitute the perfect demonstration, the keyboard interface electric circuitKEY WORDS brushless DC motor；C8051F330singlechip；IR2110；HD7279摘要IASTRACT II目录 III第1章 绪论 4课题来源 51.2智能排风系统的特点 51.3智能排风系统发展现状及发展趋势 51.3.1智能排风系统发展现状 61.3.2智能排风系统的发展趋势 6第2章 智能排风系统中电机的控制原理 72.1排风电机（直流无刷
7、电机）的控制特性 72.2排风电机（直流无刷电机）的控制结构 72.3排风电机（直流无刷电机）的控制原理 82.4本章小结第3章 智能排风系统设计方案论证93.1 方案简介93.1.1电机的选取及驱动发案93.1.2单片机的选取及按键显示方案93.2 系统方案论证103.3本章小结第4章 基于C8051F330单片机直流无刷电机的智能排风控制系统114.1 IR2110简介 114.2 单片机330简介 15 4.3 HD7279简介 164.4 系统电路介绍 244.4.1 电源电路 244.4.2 8051F330D单片机控制电路 244.4.3 键盘显示电路 244.5本章小结第5章 控
8、制系统软件设计 265.1 系统功能概述 265.2 程序流程图 265.3 程序清单 285.4 软件程序调试与仿真 335.5本章小结结 论 35致 谢 38附 录 3935第1章 绪论1.1 课题来源排风系统被广泛应用在医院、宾馆、超市、旅游客车、空调铁路列车等场合，在这些场所中，温度是极为普遍，又极为重要的热工参数之一。随着公共场所的不断发展，公众对一定范围内的精确温度要求越来越高，测温范围越来越广，因此自动排风系统的设计是一个重要的发展方向。在日常的生产过程中，大多情况下都是首先通过测量手段对环境进行测试，其次对所测的结果进行分析比较，最后决定是否对环境采取调节措施。测量工具的精度及
9、人为的读数误差导致得到的数据不够准确，难以达到精确的要求，且操作步骤之间不够连贯，需要人为地实时监测环境温度，不够达到自动排风的要求。随着各种智能芯片及各种传感器的出现，大大的提高了环境监测手段。特别是微电子技术和计算机技术的迅猛发展以及自动控制理论和设计方法发展的推动下，国外温度测控系统发展迅速，尤其是控制方面，在智能化、自适应、参数自整定等方面取得显著成果。其特点是适应于大惯性、大滞后等复杂温度测控系统，具有参数自整定功能和自学习功能，即温控器对控制对象、控制参数及特性进行自动整定，并根据历史经验及控制对象的变化情况，自动调整相关控制参数，以保证控制效果的最优化。温度控制系统具有控制精度高
10、、抗干扰力强等特点。由于排风系统长时间的工作，所以其对能源的消耗是不可以避免的。智能排风系统能够准确地判断环境中的温度，根据环境中的温差准确地调节电机的转速，当环境中的温度符合被控条件时，排风系统能够自动关闭电机，以此来达到降低能耗的目的。而且智能排风系统对环境温度进行检测时，声音小，抗干扰能力强，对外界不会产生电磁，噪声方面的影响，所以智能排风系统是环保的。在排风的电机选择方面，也从以往结构简单，价格便宜，调速性能较差的交流电机到转矩较大，调速性能优越，但价格高昂维护困难的直流电机延续到如今的集交流电机与直流电机各个优点于一体的直流无刷电机。直流无刷电机运行电压低，能够较方便的与智能芯片相结
11、合。所以，随着智能芯片及电机的不断发展，智能排风系统正向着高精度、智能化、小型化等方向发展。智能排风系统在现代化工业控制领域很多新技术、新理论方面都得到了应用。1.2智能排风系统的特点该智能排风系统的核心部分是由C8051F330单片机和直流无刷电机构成的。单片机C8051F330与其他类型的单片机相比，具有以下特点：1. 系统功耗低、可靠性高；2. 体积小，运行速度快；3. 采用单总线技术的温度信息采集系统。直流无刷电机与直流电机、交流电机相比，其技术特点是：1. 通过电力电子器件制作的驱动器驱动无刷电机，能够使其获得直流电的调速特性，运行稳定，有较宽的调速范围；2. 运行时需要通过位置传感
12、器及电力电子器件制作的驱动器才能运行；3. 本质上是交流电动机，但由于没有电刷和换向器的火花、磨损问题，可用于于高速，可靠性较高，工作寿命长，无需经常维护；4. 无刷直流电动机功率因数高，转子无损耗和发热，有较高的效率。该智能排风系统采用的单片机是C8051F330，该单片机体积小，功耗低，运行速度快，稳定性高。在电机方面，由于交流电机无法满足较高的调速性能，高维护费等原因，逐渐被性能优越的直流无刷电机所取代，且由于直流无刷电机具有效率高，稳定性好，便于与智能芯片相互结合，易于调速等优点，在智能排风领域中正被广泛的运用。随着智能型芯片的不断发展，智能排风系统的体积将会越来越小，智能芯片与电机的
13、驱动器能够与电机有机地连在一起，达到一个整体，即一个电机直接与电源相连，就可以实现智能排风的目的。1.3 智能排风系统发展现状及发展趋势1.3.1 智能排风系统发展现状智能排风系统的发展与智能芯片和驱动电机的发展是紧密相关的。智能芯片的发展能使智能排风系统的反应速度越来越快，对温度的测量精度越来越高。能够准确的控制温度。电机的发展能使电机性能更加稳定，调速范围更宽，对电能的利用率更高。智能芯片与电机的不断提高能使智能排系统的性能大大改善。单片机方面，C8051F330与STC系列的单片机相比，它们具有相同的工作原理。对单片机编程方面，都可以使用汇编语言。但在单片机的引脚方面，C8051F330仅有20个脚，内部包含温度传感器，通过对交叉开关的设置，C8051F330的引脚包含其他的功能。且C8051F330单片机
