龙芯嵌入式系统智能风扇控制器开发

版权申诉
0 下载量 170 浏览量 更新于2024-06-29 收藏 11.66MB PPTX 举报
"嵌入式系统应用-龙芯版 智能风扇控制器应用开发" 本文主要探讨了在嵌入式系统环境下,基于龙芯处理器的智能风扇控制器的开发与应用。智能风扇作为家用电器的一种,其核心在于智能化控制和节能性能,通过多档风量调节满足用户需求。在这一领域,嵌入式系统发挥着关键作用,通过精确控制风扇的运行状态,实现了高效、便捷的使用体验。 首先,智能风扇的核心部件是直流电机,通过调节电机的转速来控制风扇的风量。而控制电机的方法通常是利用脉冲宽度调制(PWM)技术,通过改变PWM信号的占空比来调整电机的转速。在智能风扇控制器中,GP7101芯片扮演了重要角色,它是一个I2C到PWM信号转换器,能够接收I2C协议的输入数据,并将其转换为0%到100%占空比的PWM信号,以此驱动风扇的直流电机。 在硬件设计层面,GP7101芯片需在软件中通过宏定义启用,如在`bsp.h`中配置`#define GP7101_DRV`。同时,该芯片挂载在I2C0总线上,其I2C地址设定为0x58,通信速率设定为100KHz。在`gp7101.c`文件中,可以找到相关的I2C地址和速率定义。 在软件开发方面,智能风扇的初始化包括风扇模块的初始化和按键的初始化。`Fan_Control_Init()`函数用于配置GPIO复用,将GPIO38和39复用为I2C1控制器,以便与GP7101进行通信。同时,通过`ls1x_i2c_initialize()`函数初始化I2C1控制器。此外,还应设置默认的风扇速度控制,如关闭风扇。按键检测功能允许用户通过按键切换不同的档位,调整PWM脉宽,从而控制风扇转速。 智能风扇控制器的开发涉及了嵌入式系统、龙芯处理器、I2C通信、PWM控制等多个技术领域。通过巧妙结合这些技术,实现了风扇的智能控制,提升了家用电器的用户体验,同时也符合了节能与安全的发展趋势。在实际项目中,开发者需要对硬件电路、嵌入式操作系统以及底层驱动程序有深入理解,才能有效地设计并实现这样的智能控制系统。
2023-06-03 上传
数理与信息工程学院 《单片机原理及应用》期末课程设计 题 目: 基于单片机的智能电风扇控制系统 专 业: 物联网运行与管理 班 级: 姓 名: 学 号: 指导老师: 成 绩: 2014年12月 目 录 第1节 引 言……………………………………………………………………………3 1.1 智能电风扇控制系统概述 ……………………………………………………3 1.2 本设计任务和主要内容 ………………………………………………………3 第2节 系统主要硬件电路设计 ………………………………………………………5 2.1 总体硬件设计 …………………………………………………………………5 2.2 数字温度传感器模块设计 ……………………………………………………5 2.2.1 温度传感器模块的组成 …………………………………………………5 2.2.2 DS18B20的温度处理方法 ………………………………………………6 2.3 电机调速与控制模块设计 ……………………………………………………7 2.3.1 电机调速原理………………………………………………………………7 2.3.2 电机控制模块硬件设计……………………………………………………8 2.4 温度显示与控制模块设计 ……………………………………………………9 第3节 系统软件设计…………………………………………………………………10 3.1 数字温度传感器模块程序设计………………………………………………10 3.2 电机调速与控制模块程序流程………………………………………………15 3.2.1 程序设计原理 ……………………………………………………………15 3.2.2 主要程序…………………………………………………………………16 第4节 结束语…………………………………………………………………………19 参考文献…………………………………………………………………………………20 基于单片机的智能电风扇控制系统 数理与信息工程学院 电子信息工程041班 汪轲 指导教师:余水宝 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。 1.1 智能电风扇控制系统概述 传统电风扇是220V交流电供电,电机转速分为几个档位,通过人为调整电机转速达到改 变风力大小的目的,亦即,每次风力改变,必然有人参与操作,这样势必带来诸多不便 。 本设计中的智能电风扇控制系统,是指将电风扇的电机转速作为被控制量,由单片机 分析采集到的数字温度信号,再通过可控硅对风扇电机进行调速。从而达到无须人为控 制便可自动调整风力大小的效果。 2. 设计任务和主要内容 本设计以MCS51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: 风速设为从高到低5个档位,可由用户通过键盘手动设定。 当温度每降低2 则电风扇风速自动下降一个档位。 当温度每升高2 则电风扇风速自动上升一个档位。 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。 第 系统主要硬件电路设计 1. 总体硬件设计 系统总体设计框图如图2-1所示 图2-1 系统原理框图 对于单片机中央处理系统的方案设计,根据要求,我们可以选用具有4KB片内E2PROM的A T89C51单片机作为中央处理器。作为整个控制系统的核心,AT89C51内部已包含了定时器 、程序存储器、数据存储器等硬件,其硬件能符合整个控制系统的要求,不需要外接其 他存储器芯片和定时器件,方便地构成一个最小系统。整个系统结构紧凑,抗干扰能力