微機(jī)課程設(shè)計(jì)報(bào)告-風(fēng)扇控制

1、家用電扇控制與驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)報(bào)告目錄1、 設(shè)計(jì)的題目名稱及要求 22、 實(shí)驗(yàn)設(shè)備 23、 設(shè)計(jì)思想、實(shí)施方案和硬件電路圖 24、 典型程序模塊及典型編程技巧分析 75、 課程設(shè)計(jì)中遇到的問(wèn)題及解決方法 96、 實(shí)驗(yàn)程序的流程圖 107、 程序清單及程序注釋 168、 收獲與體會(huì) 429、 參考文獻(xiàn) 42一、課程設(shè)計(jì)的題目名稱及要求設(shè)計(jì)題目：家用電扇控制實(shí)驗(yàn)與驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)基本設(shè)計(jì)要求： 1. 編程語(yǔ)言為匯編語(yǔ)言和C語(yǔ)言； 2. 控制硬件電路基于80x86微機(jī)接口電路； 3. 驅(qū)動(dòng)電路（主回路）僅需設(shè)計(jì)； 4. 控制器功能包括：按鈕三個(gè)，分別為風(fēng)速、類型和停止，LED指示燈六個(gè)，指示風(fēng)速?gòu)?qiáng)、中、弱，

2、類型為睡眠、自然和正常。指標(biāo)如下： 1) 電扇處于停轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)，所有指示燈不亮，只有按下“風(fēng)速”鍵時(shí)，才會(huì)響應(yīng)，進(jìn)入起始工作狀態(tài)；電扇在任何狀態(tài)，只要按停止鍵，則進(jìn)入停轉(zhuǎn)狀態(tài)。 2) 處于工作狀態(tài)時(shí)，有：初始狀態(tài)為：風(fēng)速-“弱”，類型-“正?！卑础帮L(fēng)速”鍵，其狀態(tài)由“弱”“中”“強(qiáng)” “弱” 往復(fù)循環(huán)改變，每按一下按鍵改變一次；按“類型”鍵，其狀態(tài)由“正?！薄八摺薄白匀弧薄罢！?往復(fù)循環(huán)改變；3) 風(fēng)速的弱、中、強(qiáng)對(duì)應(yīng)于電扇的轉(zhuǎn)動(dòng)由慢到快。4) 類型的不同選擇，分別為：正常電扇連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)；自然電扇模擬自然風(fēng)，即轉(zhuǎn)4s，停8s；睡眠電扇慢轉(zhuǎn)，產(chǎn)生輕柔的微風(fēng)，運(yùn)轉(zhuǎn) 8s，停轉(zhuǎn)8s；5) 按照風(fēng)速與

3、類型的設(shè)置輸出相應(yīng)的控制信號(hào)。附加功能擴(kuò)展：根據(jù)控制性能要求，在“睡眠”和“自然”類型下仍可選擇不同的“風(fēng)速”，工作時(shí)總共有“3*3”種不同的模式，而且通過(guò)按鍵的分時(shí)復(fù)用可在“停止”與“工作”兩種狀態(tài)間反復(fù)切換而不必重載程序。 二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備PC機(jī)一臺(tái)（裝有TDPIT軟件）、唐都TD-Pit實(shí)驗(yàn)箱。三、設(shè)計(jì)的思想和實(shí)施方案由于本次課程設(shè)計(jì)控制的對(duì)象是直流電機(jī)，在上個(gè)學(xué)期學(xué)習(xí)的電機(jī)與電力拖動(dòng)時(shí)已知直流電機(jī)可通過(guò)改變給定電壓的大小調(diào)節(jié)其轉(zhuǎn)速，但實(shí)際測(cè)試時(shí)風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速變化不夠明顯，故采用了兩種方案：1、 用匯編語(yǔ)言編寫(xiě)的程序通過(guò)改變電壓控制直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速。2、 用C語(yǔ)言編寫(xiě)的程序采用PWM波控制直流電機(jī)

4、的轉(zhuǎn)速。方案1較容易實(shí)施，但由于對(duì)PWM波比較陌生，方案2需要搜索了一些PWM控制方式的相關(guān)資料，所得資料如下：PWM控制就是對(duì)脈沖的寬度進(jìn)行調(diào)制的技術(shù)。即通過(guò)對(duì)一系列脈沖的寬度進(jìn)行調(diào)制來(lái)等效地獲得所需要波形(含形狀和幅值)。在采樣控制理論中有一條重要的結(jié)論:沖量相等而形狀不同的窄脈沖加在具有慣性的環(huán)節(jié)上時(shí),其效果基本相同,沖量即窄脈沖的面積。效果基本相同是指環(huán)節(jié)的輸出響應(yīng)波形基本相同。上述原理稱為面積等效原理。簡(jiǎn)單點(diǎn)說(shuō)，就是通過(guò)調(diào)節(jié)時(shí)間周期很小的方波的占空比就可以明顯地調(diào)節(jié)直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速。 圖1、TD-PIT直流電機(jī)及驅(qū)動(dòng)電路單元驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電壓由DA0832提供，DA0832的輸出OUT接驅(qū)

5、動(dòng)電路的A端，驅(qū)動(dòng)電路的12V和A端分別接直流電機(jī)的1端和2端。圖2、DA0832單元 解決了電機(jī)的控制問(wèn)題后，課題要求有6個(gè)LED燈顯示相應(yīng)的風(fēng)速和類型以及3個(gè)按鍵做相應(yīng)的控制，于是本人想到了用一片8255做LED燈的驅(qū)動(dòng)電路和小鍵盤(pán)的讀取接口。8255內(nèi)部包含3個(gè)8位的輸入輸出端口A、B和C，端口A和端口B都可以用作一個(gè)8位的輸入口或8位的輸出口，端口C既可以作為一個(gè)8位的輸入口或8位的輸出口，又可以作為兩個(gè)4位的輸入輸出口（C口上半部分和C口下半部分）使用，還可以配合A口和B口工作，分別用來(lái)產(chǎn)生A口和B口的輸出控制信號(hào)和輸入A口和B口的端口狀態(tài)信號(hào)。本次設(shè)計(jì)，我對(duì)8255的使用是這樣的：

6、8255工作于方式0，A口低四位接鍵盤(pán)及數(shù)碼管顯示單元的Y4-Y1;C口接LED及開(kāi)關(guān)單元的LED燈D0-D7；B口和A口高四位懸空。選擇C口做LED燈的接口是因?yàn)镃口能方便地通過(guò)編程置位和復(fù)位，從而方便的點(diǎn)亮和熄滅相應(yīng)的LED信號(hào)。圖3、8255單元鍵盤(pán)及數(shù)碼管顯示單元的X1接地，Y1對(duì)應(yīng)“風(fēng)速”，Y2對(duì)應(yīng)“類型”，Y3對(duì)應(yīng)“停止”，X2、X3、X4懸空。本次實(shí)驗(yàn)未用到數(shù)碼管，故A、B、C、D、E、F、G、DP懸空。圖4、小鍵盤(pán)及數(shù)碼管顯示單元圖5、硬件電路總接線圖如上圖示：該圖涉及到系統(tǒng)總線、可編程外圍接口芯片8255、DA0832、鍵盤(pán)及數(shù)碼管顯示單元、直流電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)電路。8255和D

7、A0832的D0D7 依次接系統(tǒng)總線的XD0XD7，DA0832的A1和A0分別接系統(tǒng)總線的XA3和XA2；WR和RD 依次接系統(tǒng)總線上的XIOW和XIOR；8255的CS接系統(tǒng)總線的IOY0,DA0832的CS接系統(tǒng)總線的IOY1；DA0832的OUT接驅(qū)動(dòng)電路的A端；8255的PC0-PC7接低八位LED。四、典型程序模塊及典型編程技巧分析1、C語(yǔ)言與匯編語(yǔ)言的共同典型模塊（1）主函數(shù)（或主程序）MAIN當(dāng)程序運(yùn)行時(shí)，PC機(jī)屏幕上顯示提示菜單，完成硬件初始化電機(jī)不轉(zhuǎn)動(dòng)且LED無(wú)顯示，8255工作方式0、A口輸入、C口輸入，并等待小鍵盤(pán)的輸入。若當(dāng)小鍵盤(pán)有鍵按下且鍵值是“110(Y3Y2Y1

8、)”時(shí)電機(jī)啟動(dòng)，PC機(jī)屏幕顯示電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的風(fēng)速?gòu)?qiáng)弱，LED顯示風(fēng)速和類型（低速、正常PC0和PC4為1）； 若當(dāng)小鍵盤(pán)有鍵按下且鍵值為“011”時(shí)，退出程序。編程小技巧：將讀入的A口數(shù)據(jù)與07H“與”運(yùn)算可屏蔽A口其他位對(duì)輸入信息的影響。（2）不帶鍵盤(pán)檢測(cè)的延時(shí)模塊DELLY用與鍵盤(pán)檢測(cè)時(shí)防抖。（3）小鍵盤(pán)檢測(cè)模塊KEY 當(dāng)小鍵盤(pán)無(wú)輸入時(shí)返回調(diào)用該模塊的下一條指令，如果有小鍵盤(pán)輸入則延時(shí)一定的時(shí)間（調(diào)用不帶鍵盤(pán)檢測(cè)的延時(shí)模塊），若輸入為“110”則改變風(fēng)速，若輸入為“101”則改變類型，若輸入為“011”則停止風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)并熄滅LED指示燈。（4）帶鍵盤(pán)檢測(cè)的延時(shí)模塊DELLY2 由于希望“睡眠”和

9、“自然”類型下風(fēng)扇能實(shí)時(shí)響應(yīng)小鍵盤(pán)的控制，所以在這兩種類型中的延遲用的是帶鍵盤(pán)檢測(cè)的延時(shí)模塊。2、C語(yǔ)言的特別模塊風(fēng)扇控制集成模塊WIND_MODE本模塊將風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速和類型控制集于一體，先檢測(cè)風(fēng)速?gòu)?qiáng)弱的標(biāo)志FLAG，再檢測(cè)類型標(biāo)志FLAG2，從而對(duì)直流電機(jī)和LED燈進(jìn)行相應(yīng)的控制。在電機(jī)的運(yùn)行過(guò)程中實(shí)時(shí)調(diào)用小鍵盤(pán)檢測(cè)模塊以及時(shí)響應(yīng)輸入。3、匯編語(yǔ)言的特別模塊匯編語(yǔ)言中的的風(fēng)速和類型控制并不作為獨(dú)立過(guò)程，而是用標(biāo)號(hào)標(biāo)示在主程序中，通過(guò)條件判斷和跳轉(zhuǎn)指令給DA0832相應(yīng)的電壓數(shù)字量和延時(shí)，用做標(biāo)志的是LIGHT1和LIGHT2，即通過(guò)燈控信號(hào)識(shí)別直流電機(jī)的控制信號(hào)。編程小技巧：由于燈控信號(hào)是通過(guò)

10、8255的C口輸出的，而C口可通過(guò)控制字進(jìn)行置位（1）和復(fù)位（0），如果要熄滅一盞已點(diǎn)亮的LED燈，可將該LED對(duì)應(yīng)的燈控信號(hào)（比如LIGHT1）與0EH“與”運(yùn)算再輸出到8255的控制字。五、課程設(shè)計(jì)中遇到的問(wèn)題及解決方法1、直流電機(jī)的控制方式：用哪種方式能改變直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速，使其有明顯的轉(zhuǎn)速變化以區(qū)分“弱”、“中”、“強(qiáng)”三種風(fēng)速是最開(kāi)始遇到的問(wèn)題。通過(guò)查找資料，并在實(shí)驗(yàn)室調(diào)節(jié)DA0832的輸出（占空比不變時(shí)改變電壓數(shù)字量、電壓不變時(shí)改變占空比）觀察風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速變化，最終確定調(diào)節(jié)PWM波的占空比為有效的控制方式。2、小鍵盤(pán)檢測(cè)：由于采用的是軟件延時(shí)，小鍵盤(pán)的檢測(cè)究竟需要多久的延時(shí)才使程序在檢

11、測(cè)到一次按鍵時(shí)，剛好使風(fēng)速或者類型改變一次（而不是兩次或以上）是個(gè)很棘手的問(wèn)題。為此曾多次調(diào)節(jié)鍵盤(pán)檢測(cè)延時(shí)的參數(shù)，也多次由于延時(shí)不當(dāng)使程序執(zhí)行時(shí)造成死機(jī)。最后終于調(diào)出了合適的延時(shí)參數(shù)。3、自然和睡眠類型下風(fēng)扇需要轉(zhuǎn)一會(huì)停一會(huì)，如何在風(fēng)扇停轉(zhuǎn)的這段延時(shí)中使風(fēng)扇能實(shí)時(shí)響應(yīng)小鍵盤(pán)的輸入，這是又一個(gè)大問(wèn)題。在多次調(diào)整程序的結(jié)構(gòu)覺(jué)得毫無(wú)作用的時(shí)候，本人想到了增加一個(gè)帶鍵盤(pán)檢測(cè)的延時(shí)模塊，從而輕松解決了該問(wèn)題。4、當(dāng)按下小鍵盤(pán)的按鍵時(shí)X端和Y端的狀態(tài)是低電平還是高電平直接關(guān)系到輸入檢測(cè)問(wèn)題。通過(guò)查詢TD-PIT實(shí)驗(yàn)平臺(tái)用戶手冊(cè)和使用數(shù)字萬(wàn)用表了解了X端和Y端在按鍵按下時(shí)的電平狀態(tài)，據(jù)此可獲得所要檢測(cè)的數(shù)字

12、輸入信號(hào)。5、程序編譯連接沒(méi)通過(guò)，尤其是C語(yǔ)言，提示的錯(cuò)誤不存在，很可能是因?yàn)楹瘮?shù)的括號(hào)沒(méi)成對(duì)出現(xiàn)或者某個(gè)語(yǔ)句缺少分號(hào)結(jié)尾而產(chǎn)生?；蛘呤禽斎氲姆?hào)用了全角或者中文輸入而沒(méi)注意，這些通過(guò)養(yǎng)成良好的編程習(xí)慣可以很大程度地避免。6、程序在調(diào)試中沒(méi)問(wèn)題，可是一運(yùn)行就死機(jī)，這種問(wèn)題經(jīng)常發(fā)生，有可能是硬件的問(wèn)題，也可能是調(diào)試時(shí)不夠仔細(xì)，沒(méi)調(diào)試完所有功能就急著運(yùn)行了。這需要仔細(xì)耐心地把程序的所有功能都調(diào)試一遍，防止意外的執(zhí)行結(jié)果產(chǎn)生。六、實(shí)驗(yàn)程序的流程圖流程圖1-1：MAIN函數(shù)流程圖流程圖1-2：風(fēng)扇運(yùn)行模式特別說(shuō)明：圓點(diǎn)線部分由于頁(yè)面大小無(wú)法全部畫(huà)出，該部分與風(fēng)速標(biāo)志值為“1”時(shí)只在風(fēng)速上有差別（分別為

13、3對(duì)應(yīng)強(qiáng)風(fēng)，2對(duì)應(yīng)中風(fēng)），未畫(huà)出的兩個(gè)部分和中間的部分一起構(gòu)成三個(gè)分支。流程圖1-3：小鍵盤(pán)檢測(cè)流程圖1-4：帶鍵盤(pán)檢測(cè)的延時(shí)模塊流程圖1-5：不帶鍵盤(pán)檢測(cè)的延時(shí)模塊特別說(shuō)明：匯編語(yǔ)言的程序流程和C語(yǔ)言的大同小異，只是標(biāo)志符號(hào)有所不同。七、程序清單及程序注釋1、C語(yǔ)言程序清單/使用芯片：08328255/家用風(fēng)扇控制#include #include #include #include #include void key(char *f_point,char *f2_point); void delay(long int time); /不帶鍵盤(pán)檢測(cè)的延時(shí)模塊void delay2(long

14、int time,char *f_point,char *f2_point); /帶鍵盤(pán)檢測(cè)的延時(shí)模塊void wind_mode(char,char);/*根據(jù)查看配置信息修改下列符號(hào)*#define IOY0 0xC400#define IOY1 0xC440/*#define MY8255_A IOY1 + 0x00*4#define MY8255_B IOY1 + 0x01*4#define MY8255_C IOY1 + 0x02*4#define MY8255_MODE IOY1 + 0x03*4/*#define DA0832 IOY0 + 0x00*4char ch1,flag

15、=1,flag2=1;void main()char f; outp(MY8255_MODE,0x90); outp(DA0832,0x00); printf(WELCOME TO USE IT!nCHOOSE 1 TO CHANGE SPEED!InCHOOSE 2 TO CHANGE TYPE!nCHOOSE 3 TO QUITE!n); while(1) loop1: f=inp(MY8255_A); f=f&0x07; if(f!=0x07) switch(f) case 0x06: wind_mode(flag,flag2);break; case 0x03: outp(DA0832

16、,0x00);flag=1;flag2=1;break; case 0x05: outp(DA0832,0x00);outp(MY8255_MODE,0x90);exit(0);break; /*風(fēng)速模式*void wind_mode(char f,char f2)long int a,b; char *f_point,*f2_point; f_point=&f; f2_point=&f2; switch(f) /*flag=1則設(shè)置風(fēng)速為弱，占空比1/3* case 1: printf(wind_weakt); outp(MY8255_MODE,0x01); /屏幕以及指示燈提示風(fēng)速 whi

17、le(f=1) switch(f2) case 1:outp(MY8255_MODE,0x0c); outp(MY8255_MODE,0x09); b=1; for(a=0;ab;a+) /flag2=1，正常模式 ch1 = 0x00; outp(DA0832, ch1); delay(0x200); ch1 = 0xff; outp(DA0832, ch1); delay(0x100); key(f_point,f2_point); break; case 2:outp(MY8255_MODE,0x08); outp(MY8255_MODE,0x0b); b=0x200000; for(a

18、=0;a(b/0x28);a+) /flag2=2,自然模式 ch1 = 0x00; outp(DA0832, ch1); delay(0x200); ch1 = 0xff; outp(DA0832, ch1); delay(0x100); key(f_point,f2_point); if(f2!=2|f!=1) break; if(f2!=2|f!=1) break; outp(DA0832,0x00); delay2(b,f_point,f2_point); break; case 3:outp(MY8255_MODE,0x0a); outp(MY8255_MODE,0x0d); b=0

19、x400000; for(a=0;a(b/0x50);a+) /flag2=3，睡眠模式 ch1 = 0x00; outp(DA0832, ch1); delay(0x100); ch1 = 0xff; outp(DA0832, ch1); delay(0x100); key(f_point,f2_point); if(f2!=3) /小鍵盤(pán)有輸入，跳出FOR循環(huán) f2=1;break; if(f!=1) break; if(f2!=3|f!=1) break; outp(DA0832,0x00); delay2(b,f_point,f2_point); if(f2!=3) f2=1; bre

20、ak; outp(MY8255_MODE,0x00); flag=f; flag2=f2; break; /* /*flag=2則風(fēng)速為中，占空比1/2* case 2: printf(wind_mediumt); /屏幕以及指示燈提示風(fēng)速 outp(MY8255_MODE,0x03); while(f=2) switch(f2) case 1:outp(MY8255_MODE,0x0c); outp(MY8255_MODE,0x09); b=1; for(a=0;ab;a+) /flag2=1，正常模式 ch1 = 0x00; outp(DA0832, ch1); delay(0x100);

21、 ch1 = 0xff; outp(DA0832, ch1); delay(0x100); key(f_point,f2_point); break; case 2:outp(MY8255_MODE,0x08); outp(MY8255_MODE,0x0b); b=0x200000; for(a=0;a(b/0x28);a+) /flag2=2,自然模式 ch1 = 0x00; outp(DA0832, ch1); delay(0x100); ch1 = 0xff; outp(DA0832, ch1); delay(0x100); key(f_point,f2_point); if(f2!=2

22、|f!=2) break; if(f2!=2|f!=2) break; outp(DA0832,0x00); delay2(b,f_point,f2_point); break; case 3:outp(MY8255_MODE,0x0a); outp(MY8255_MODE,0x0d); b=0x400000; for(a=0;a(b/0x50);a+) /flag2=3，睡眠模式 ch1 = 0x00; outp(DA0832, ch1); delay(0x100); ch1 = 0xff; outp(DA0832, ch1); delay(0x100); key(f_point,f2_po

23、int); if(f2!=3) /小鍵盤(pán)有輸入，跳出FOR循環(huán) f2=1;break; if(f!=2) break; if(f2!=3|f!=2) break; outp(DA0832,0x00); delay2(b,f_point,f2_point); if(f2!=3) f2=1; break; outp(MY8255_MODE,0x02); flag=f; flag2=f2; break; /* /*flag=3則風(fēng)速為強(qiáng)，占空比2/3* case 3: printf(wind_strongt); /屏幕以及指示燈提示風(fēng)速 outp(MY8255_MODE,0x05); while(f

24、=3) switch(f2) case 1:outp(MY8255_MODE,0x0c); outp(MY8255_MODE,0x09); b=1; for(a=0;ab;a+) /flag2=1，正常模式 ch1 = 0x00; outp(DA0832, ch1); delay(0x50); ch1 = 0xff; outp(DA0832, ch1); delay(0x100); key(f_point,f2_point); break; case 2:outp(MY8255_MODE,0x08); outp(MY8255_MODE,0x0b); b=0x200000; for(a=0;a(

25、b/0x28);a+) /flag2=2,自然模式 ch1 = 0x00; outp(DA0832, ch1); delay(0x50); ch1 = 0xff; outp(DA0832, ch1); delay(0x100); key(f_point,f2_point); if(f2!=2|f!=3) break; if(f2!=2|f!=3) break; outp(DA0832,0x00); delay2(b,f_point,f2_point); break; case 3:outp(MY8255_MODE,0x0a); outp(MY8255_MODE,0x0d); b=0x40000

26、0; for(a=0;a(b/0x50);a+) /flag2=3，睡眠模式 ch1 = 0x00; outp(DA0832, ch1); delay(0x50); ch1 = 0xff; outp(DA0832, ch1); delay(0x100); key(f_point,f2_point); if(f2!=3) f2=1;break; if(f!=3) break; if(f2!=3|f!=3) break; outp(DA0832,0x00); delay2(b,f_point,f2_point); if(f2!=3) f2=1;break; if(f!=3) break; brea

27、k; outp(MY8255_MODE,0x04); flag=1; flag2=f2; break; /* return; /*小鍵盤(pán)檢測(cè)*void key(char *f_point,char *f2_point) char C; C=inp(MY8255_A); C=C&0x07; if(C!=0x07)delay(0x10fff0); C=inp(MY8255_A); C=C&0x07; switch(C) case 0x06:(*f_point)+;break; case 0x05:(*f2_point)+;break; case 0x03:outp(DA0832,0x00);out

28、p(MY8255_MODE,0x90);(*f_point)+;break; return;/*/*不帶小鍵盤(pán)檢測(cè)的延時(shí)*void delay(long int time)long int i;int j;for(i=0;i=time;i+)for(j=0;j=0x100;j+) return;/*/*帶小鍵盤(pán)檢測(cè)的延時(shí)*void delay2(long int time,char *f_point,char *f2_point)long int i;int j;char f,f2;f=(*f_point);f2=(*f2_point);for(i=0;i=time;i+)for(j=0;j=

29、0x100;j+) key(f_point,f2_point); if(*f_point)!=f|(*f2_point)!=f2) return;return;/*2、匯編語(yǔ)言程序清單;*根據(jù)CHECK配置信息修改下列符號(hào)值* IOY0 EQU 0E400H ;片選IOY0對(duì)應(yīng)的端口始地址 IOY1 EQU 0E440H ;片選IOY1對(duì)應(yīng)的端口始地址;* MY8255_A EQU IOY1+00H*4 ;8255的A口地址 MY8255_B EQU IOY1+01H*4 ;8255的B口地址 MY8255_C EQU IOY1+02H*4 ;8255的C口地址 MY8255_MODE EQU IOY1+03