2技术报告书汇编hhy

1、附件二“合泰杯”第十届天津市大学生单片机应用设计竞赛技术报告书参 赛 队伍 编号：15TJ-0242作品名称：HHY型号 B.HT66F70A使用所属类别： A参赛学生：指导： 胡露月： 通 讯 地址：天津工业大学： 学校学院（系）天津工业大学工程实训中心学校专业年级天津工业大学通信工程大二天津工业大学通信工程大二胡露月天津工业大学通信工程大二“合泰杯”第十届天津市大学生单片机应用设计竞赛组委会目 录一、摘要11二、三、工作原理1四、功能、特色1结构2五、（一）硬件部分2部分3（二）六、设计方式3七、测试方式4八、操作方式、使用手册4九、附录4（一）未来开发方向4（二）参考资料4（三）其它一、

2、摘要摘要随着科技的发展，智能日新月异，智能家居极大地了我们的生活，随着智能家电，智能机器，智能家居.所以说智能化是发展的必然趋势。我们这次的是智能风扇，这正迎合了的发展，不仅极大地满足了人类的需求，而且让人们体会到科技带来的便利。我们的智能风扇与普通风扇相比，兼具了智能化、节能化和易用化等特点。该风扇主要由电机、距离传感器以及相关驱动电路几个模块组成。该风扇在功能上设计成可以自动跟随进行转向，并能够根据与风扇的距离自动调节风速，同时也兼有普通风扇的功能，体现了智能风扇的智能化、节能化和易用化等特点。这样的设计更加人性化，更加贴近生活。智能风扇自动跟随 自动调速二、每逢夏天，炎热的天气使得人们对

3、风扇的需求很大。虽然空调的使用越来越普及，但是在很多地方却依然没有使用上空调，比如在宿舍，宿舍对于高功率的电器无法使用，即使用上空调的用户也有一个很大的体会：大功率的空调使得电网极其不，空调不能够正常工作。因此，风扇在宿舍和空调相比更有竞争力。传统的风扇很多的不足，比如经常出现人忘记关电扇而电扇继续旋转造成电力资源的浪费；以及风扇不是一直对着人吹，同样造成能源的浪费，因此，我们设计并制作了这款智能风扇，希望通过这款风扇，可以减少能源的浪费从而提高生活的质量。我们设计的这种风扇在开关上实现了无人自动停止工作，在调速方面扩展了传统的调速方式，即通过和风扇的距离来自动变速。另外，我们设计了一种跟随系

4、统，它能够使风扇在工作过程中自动跟随改变方向，这使得风扇使用过程中体现了能源的最大利用。-1-三、工作原理（一）工作原理本以单片机为，通过单片机来电机、红外装置以及液晶显示等等。系统工作时，红外测距模块可以测量出当前使用者与风扇的距离，将信号送到单片机，实时根据距离来风扇电机转速。跟随系统可以追踪使用者，当在风扇前移动时，分布在风扇两端的红外系统检测人的移动方向，通过单片机转向电机来使风扇在转向范围内始终正对使用者。使用者可以观察液晶来了解风扇工作情况，例如当前风速档位、定时功能及工作模式等一些。（二）方式选择1单片机选择 HT66FU70A 和 HT66FU50 这两个相比，两者都拥有输出模

5、式，而 HT66FU70A 是HT66FU50 的“升级版”,因此出于更实现功能等各方面的考虑，我们选择 HT66FU70A 这款单片机。2在风扇风速上，通过温度高低风速不失一个好，但是这种方式已经不是新的技术。因此我们设计了另外一种工作方式，即通过红外测试人和风扇的距离，在事先设定风速基础上，根据距离来增速和。（三）技术来源本技术构想和设计均由小组成员完成。四、功能、特色我们的智能风扇在智能家电的大环境下有着以下的功能：1自动测定距离调速，近处远处可以感受到一样的风力。人在室内进行走动的时候，随着距离的远近，我们的智能风扇可以进行距离风扇的距离，若人距离风扇的位置太远（一定距离内），风扇可以

6、自动进行-2-转速的调整，近处转速慢，远处转速快。以做到在不同的地方人可以感受到的相同大小的风速。若人走出了设定的范围内，风扇将自动切断电源，停止转动。2风扇可以根据的移动自动调整方向做到能量的最大利用。以往的风扇只能做到扇叶的左右摇摆与固定两种，左右摇摆会浪费大量的能源而固定时，随着人的移动，风扇将不能吹到，又得重新调扇的位置，这将是极其麻烦的。我们的风扇可以智能的检测到人的位置，正如向日葵跟着太阳转，智能风扇也会跟着人的移动进行转动，从而做到资源的最大利用。特色与创新：1目前智能风扇领域的研究仍局限于温度，我们小组采用的是距离的方案。距离的更改导致风力的更改，距离越远转速越大，因此风力越大

7、，而距离越近则风力越小，距离与风力成反比。2风扇对定位并自动转向是一大创新点，风扇保持与人的同布运行，实现更高的能源利用率。五、结构（一）硬件部分总体结构如右图所示。主要由单片机模块，跟随模块，红外测距模块，液晶模块以及电机模块组成。主控单片机为 HT66F70A 单片机，它是本的。电源提供电压为 24V 直流电给两个电机供电，经过稳压稳压后给单片机供电。单片机液晶屏，液晶屏显示风扇实时工作参数。单片机红外传感器，红外传感器接收到的传给单片机然后单片机加以处理。单片机将红外所收集到的变成指令电机驱动模块来改变电机转速，-3-转向，以及是否工作等。1.主控单片机：主控单片机为本的。因为单片机输出

8、的功率不能达到我们所需要的功率，因此我们增加了一片锁存器 74HC573 以用来增加单片机的输出能力。2.电源模块：电源模块分为两部分，一部分给电机供电，选用的是 24V 直流电；另外一部分是非电机部分，经过稳压稳压后主要给单片机、液晶等其它模块供电。3.电机模块风扇电机：风扇电机主要为了更改风扇的转速。步进电机：步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。驱动器接收到一个脉冲信号后，驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度。首先，通过脉冲个数来角位移量，从而达到准确定位的目的；其次，通过脉冲顿率来电机转动的速度和度，从而达到改变速度的目的。4.电机驱动模块：电机驱动模块风扇电机与转向电机

9、。转向电机是数字电机，它将脉冲信号转变成角位移，即给一个脉冲信号，转向电机就转动一个角度，因此非常适合于单片机。转向电机最大特点是：1.它是通过输入脉冲信号来进行的。2.电机的总转动角度由输入脉冲决定。3，电机的转速由脉冲信号频率决定。驱动连接方式为共阴接法。5.跟随模块：在风扇两侧各安装两个红外发射和接收模块，两个红外发射模块之间距离很近，接触到红外线后将红外线反射到接收装置，系统便可检测到通过了红外线。单片机红外传感器，红外传感器接收到的传给单片机然后单片机加以处理。单片机将红外所收集到的变成指令电机驱动模块来改变电机转速，转向，以及是否工作等。6.液晶：单片机液晶，液晶显示风扇实时工作参

10、数。由于需要显示的量较大，故采用 12864 型号的液晶。（二）部分-4-六、设计方式此款风扇，主要运用了主控的与 A/D 的转换。脉宽调制器通过调制器给电机提供一个具有一定频率的脉冲宽度可调的脉冲电。脉冲宽度越大即占空比越大，提供给电机的平均电压越大，电机转速就高。反之脉冲宽度越小，则占空比越越小。提供给电机的平均电压越小，电机转速就低。通过改变脉冲的宽度，从而改变了转速的大小，从而改变电机转速。 A/D 转换用在了红外测距模块，红外测距模块最后输出了一个模拟量，模拟量转换为数-5-字量，通过数字量经过查表可以得知所要测量的距离为多少。开发时间分为三个阶段，3.01-3.31 完成硬件部分的

11、制作与调试以及部分的总体设计。4.01-4.30 完成部分的设计及调试，并完成复赛技术报告书和墙报。5.01-5.08 完成的最后调试。主要需要解决的问题有：1解决当风扇传感器范围内有多个目标时风扇风速调节的问题和转向的问题。2解决当移动超过风扇转向范围时风扇的处理方案问题。问题的解决方式：1若风扇传感器范围内有多个目标时，风扇将会以第一个进入风扇传感器范围的物体作为标准，只对其进行风扇的运转。而其余多余的物体将会自行掉。2当移动超过风扇转向范围时，风扇将会自动停止运转。若再次进入风扇的转向范围时，风扇将再次进行工作。七、测试方式测试环境：室温。测试方式：将风扇放在室内桌子上，接通电源，打开开

12、关。人从较远处慢慢走近风扇的正中间，走到约一米的范围，然后向风扇左右两侧走，保持与风扇的间距不变，一直走到风扇的背面。接着逐渐向风扇靠近再远离。测试结果：当人和风扇较远时，风扇关闭。当人距离风扇中间约一米左右时，风扇自启，且风扇转速较快。当在风扇左右 180 度范围时，风扇自动追踪，随着人移动而转向。当人走到风扇背面时，此时风扇已经停止工作，再次进入旋转范围又恢复工作状态。当人向风扇靠近时，风扇转速减小，远离风扇时风速变大，达到某个较远距离时停止工作。八、操作方式、使用手册-6-1、普通模式使用说明：初始状态下风扇处于普通模式。用户打开电源开关后，通过板上“+”、“”按键进行增。2、智能模式使

13、用说明：打开智能开关，风扇进入智能模式。使用时，用户根据天气炎热程度设置合适的基础风速，然后用户可以随意移动，风扇自动调节风速，用户不用再进行操作。用户想离开时不用手动关闭，因为风扇会自动关闭，当用户再回来时，用户也不用手动操作风扇，用户进入风扇工作范围内后会重新开启。九、附录（一）未来开发方向尽管我们在这次合泰杯的制作上已经全力以赴，但是到了最后，还是希望的可以做的再好一点，能够实现的功能可以完成的更好一点，未能完成的功能可否再努力完成。由于时间不足，我们觉得仍有可以的地方。实现功能，用器和接收头来实现电路的无线操作。器可以设置工作模式，调节电机转速，电路开关和设置定时时间等。有多种模式可供

14、选择，除了传统的普通模式还有智能模式和睡眠模式；智能模式下风速可根据人和风扇的距离来控制，不仅节约能源还可以让人感受到最大的舒适度；睡眠模式下，当人进入睡眠状态的时候全身都很放松心跳减慢，而你身体皮肤上的毛细孔全部张开，若还是选用大的转速，极其容易导致身体热量散发加快且很容易受寒。此时选用睡眠模式可以更加有利于健康。目前，在国内外的市场上也有一些智能风扇的研发。例如，美的等电器厂家近几年来相继生产了类似自然风等电扇。有一种电风扇叫鸿运扇，这种风扇的运转所产生的风，不是直接送风，而是推动一个转页轮旋转，改变风向，使人有和风习习的感受，这是一种机械式自然风模拟电扇。还有一种自然风风扇采用计算机模拟的方式，通过让风扇的速度档数与时间都产生不规则的变化，从而产生“自然风”。 我们希望未来，我们这款风扇可以实现的功能，比如向上述提到的“鸿运扇”，可以产生自然风等，会努力朝着这部分发展，可以创新出更加适宜于人们使用的风扇。（二）参