目录
一总体方案设计
1.1设计要求
以电风扇模拟控制系统设计内容：
1、有3个独立按键分别控制“自然风”、“睡眠风”、“常风”，（三者
的区别是直流电机的停歇时间不同），并在数显管上显示出区别。
2、每种类型风可以根据按下独立按键次数分为4个档的风力调节。
3、设计风扇的过热保护，用继电器实现。即当风扇运行一段时间后，暂停
10秒。
4、其他创新内容（蜂鸣器报警提示）
1.2 优点及意义
这款电风扇可以根据自己日常存在的环境还有在不同情况下的需求随时调节三种不同的模式。三种模式分别是“自然风”、“睡眠风”、“常风”。如果在使用的过程中感觉三种模式下的风速不适合自己的要求的话，还可以在三种单独的模式下根据按键按动次数的不同来微调节风速，在一个模式下有4中不同的档位，相当于这款电风扇可以有12种可调节的模式，可以满足日常的基本需求。不同的档位可以在数码管上显示出来，可以做到更加的直观、准确。风扇电机的部分采用的是无刷直流电机，静音效果和节能效果出，比较省电；风量档位多，风比较柔和；送风距离更远。同时在加上蜂鸣器过热保护，使得风扇使用寿命更长，在风扇稳定性还有占用的体积来说这款电风扇都是有着较强的优势
1.2初步设计思路
2电风扇的系统以AT89C51单片机为核心，由时钟电路，复位电路，显示电路，直流无刷电机组成。由复位电路来保证程序的复位和初始化，时钟电路来保证内各部件协调工作的控制信号。作用是来配合外部晶体实现振荡的电路提供高频脉冲，更是作为电机的PWM占空比的前提条件。矩阵键盘作为电风扇的按键来控制电机的转动速度，键盘控制的原理就是调节电动机的输出电压来控制电动机的转速。实际上是利用了PWM控制方法，可以更好的控制电动机的频率，确保了运行时候的准确度还有精度也是较强的
二硬件电路设计
2.1 AT98C51单片机与蜂鸣器模块
图二蜂鸣器模块
2.1.1 89C51单片机
89C51单片机由中央处理器（CPU）、存储器、定时/计数器、输入/输出（I/O）接口、中断控制系统和时钟电路组成。89C51单片机一共有40个引脚。其中电源Vcc（40引脚）接+5V，Vss（20引脚）接负极。单片机时钟电路：单片机需要有时钟脉冲信号才能工作。时钟脉冲信号可由内部振荡电路产生或使用外部时钟脉冲信号。
控制信号引脚：单片机需要有控制引脚控制外围器件协调工作，主要包括以下4个引脚。
¯EA(31引脚)：接外部程序存储器
RST（9引脚）：复位信号输入端，高电平有效。两种复位方式：上电和手动
ALEA(30引脚)：地址锁存允许信号端。¯PSEN（29引脚）：片外程序存储器选通信号端，低电平有效。输入/输出端口：P0口（32-39引脚）、P1口（1-8引脚）、P2口（21-28引脚）、P3口（10-17引脚）。
2.1.2 单片机中断系统
51单片机系统提供5个中断源，包括两个外部中断源INT0和INT1，两个定时器/计数器中断源T0和T1，
以及一个串口中断源。中断系统是单片机的重要组成部分。实时控制、故障自动处理、计算机与外围设备间的数据传送往往采用中断系统。中断系统的应用大大提高了计算机效率。
计算机的中断系统能够加强CPU对多任务事件的处理能力。中断机制是现代计算机系统中的基础设施之一，它在系统中起着通信网络作用，以协调系统对各种外部事件的响应和处理。中断是实现多道程序设计的必要条件。中断是CPU 对系统发生的某个事件作出的一种反应。中断的实现由实行软件和硬件综合完成，硬件部分叫做硬件装置，软件部分称为软件处理程序。
图三中断系统
2.2 电机与L293D模块
蜂鸣器是一种一体化结构的电子讯响器，采用直流电压供电，结构原理是利
嵌入式系统开发前景用电磁线圈和磁铁周期性的振动发声。
图四直流电机
2.2.1直流电机
定义：直流电机的结构应由定子和转子两大部分组成。直流电机运行时静止不动的部分称为定子，定子
的主要作用是产生磁场，由机座、主磁极、换向极、端盖、轴承和电刷装置等组成。运行时转动的部分称为转子，其主要作用是产生电磁转矩和感应电动势，是直流电机进行能量转换的枢纽，所以通常又称为电枢，由转轴、电枢铁心、电枢绕组、换向器和风扇等组成。
工作原理：
直流电机里边固定有环状永磁体，电流通过转子上的线圈产生安培力，当转子上的线圈与磁场平行时，再继续转受到的磁场方向将改变，因此此时转子末端的电刷跟转换片交替接触，从而线圈上的电流方向也改变，产生的洛伦兹力方向不变，所以电机能保持一个方向转动。
直流发电机的工作原理就是把电枢线圈中感应的交变电动势，靠换向器配合电刷的换向作用，使之从电刷端引出时变为直流电动势的原理。感应电动势的方向按右手定则确定（磁感线指向手心，大拇指指向导体运动方向，其他四指的指向就是导体中感应电动势的方向）。导体受力的方向用左手定则确定。这一对电磁力形成了作用于电枢一个力矩，这个力矩在旋转电机里称为电磁转矩，转矩的方向是逆时针方向，企图使电枢逆时针方向转动。如果此电磁转矩能够克服电枢上的阻转矩（例如由摩擦引起的阻转矩以及其它负载转矩），电枢就能按逆时针方向旋转起来。
控制原理：直流无刷电机的控制原理，要让电机转动起来，首先控制部就必
须根据hall-sensor感应到的电机转子所在位置，然后依照定子绕线决定开启(或关闭)换流器(inverter)中功率晶体管的顺序，inverter中之AH、BH、CH(这些称为上臂功率晶体管)及AL、BL、CL(这些称为下臂功率晶体管)，使电流依序流经电机线圈产生顺向(或逆向)旋转磁场，并与转子的磁铁相互作用，如此就能使电机顺时/逆时转动。当电机转子转动到hall-sensor感应出另一组信号的位置时，控制部又再开启下一组功率晶体管，如此循环电机就可以依同一方向继续转动直到控制部决定要电机转子停止则关闭功率晶体管(或只开下臂功率晶体管)；要电机转子反向则功率晶体管开启顺序相反。
图五 L293D模块
2.2.2 L293D工作原理
L293D设计用于在4.5-36V电压下提供高达600mA的双向驱动电流。用于驱动电感性负载，如：继电器，螺线管，DC和双极步进电机，以及正电源应用中的其他大电流/高压负载。
感性负载是指带有电感参数的负载。确切讲，应该是负载电流滞后负载电压一个相位差特性的为感性负载，如变压器，电动机等。另外一种是指有些设备在消耗有功功率时还会消耗无功功率，并且有线圈负载的电路，叫感性负载。由于感性负载在接通电源或者断开电源的一瞬间，会产生反电动势电压，这种电压的

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