分析教室灯光风扇节能型控制器的设计(第2页)
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3.延时信号检测:在提示音的间隙中检测延时信号,如果有人在教室学习,则自动延时2小时;如果没有,则执行关灯命令,关灯后不再检测音频信号。
(四)继电器控制电路
微控制器Pin0和Pinl口引脚的控制信号送入Ql和Q2的基极,经Q1.Q2驱动后控制继电器工作。当控制器完成初始化后,Pin0和Pinl输出为低电平,此时Ql和Q2截止,继电器断开,灯不亮;当第二次开关合上时,微控制器被送入中断信号,启动中断程序而开灯,Pin0和Pinl输出高电平,01和Q2饱和导通,两组继电器吸合,灯亮。
三、系统软件设计
(一)软件子模块设计
本部分功能主要有以下几个方而:
1键盘操作模块:键盘设计为4X4小键盘,按键功能分配。
(1)按键功能介绍
当电风扇工作在温控模式下时,只能使用定时功能按键,其他按键功能均失效;
当电风扇工作在非温控模式时,全开被按下,则电风扇均打开,且风速为5级;全开未被按下,1开或2开被按下时,相应的风扇打开,且风速为5级;当电风扇工作在初始状态时,级风速为5级,若想设定风速等级,按一次“加”按键,预设级加1,按一次“减”按键,预设等级减1,按下输入OK键则电风扇按预设等级工作,若未按下输入OK键,则输入无效。风速等级大小为1-10级。
当定时开关被按下时,电风扇以定时模式开始工作,定时时间为30分钟,此时每多按下一次键,定时时间增加30分钟,最大定时时间为6小时。
当响起关灯提示音时,按下电灯延时按钮,可延时2小时关灯。
(2)键盘程序的一般编写方法
键盘上的按键按照一定规律组合排列而成。按键过程中会产生抖动,这必须消除。键盘是由若干按键构成的,如何判断使用者的按键呢?这就要通过判键得到键值。MCU知道了是哪一个按键按下了之后是不是就该退出呢?如果这时退出,而按键还没有松开,则MCU又知道了有按键按下,又去消除抖动,再判断是哪个按键按下,如果还没有松开,则又被认为有按键按下,本来按了一次按键,而系统则认为你按了很多次按键。所以得到键值之后,还有一件事情就是等待按下按键的松开(注意一点:如果系统中使用了看门狗,则在这里请不断地清空看门狗,因为如果使用者一直很长时间按着键,则看门狗超时、系统复位)。综上,一般的键盘程序有二个步骤:
A消除按键抖动(如果使用硬件,则可略);
B判断是哪个按键按下,识别键码;
C等待按键松开。
(二)电机调速模块
电机的转速由PWM调制方式控制。单片机的定时器能产生不同频率的PWM波,操作时只需设置定时器的寄存器就可以了。具体设置如下:
1.时钟源作为定时器A的时钟,不分频;
2.使能GPIO口,使能PWM外设;
3.选择增计数工作模式;
4.输出模式选择;
5.设置CCRx。在“PWM复位/置位模式”工作方式下,TAR值等于CCRx时输出复位,TAR值等于CCRO时置位。定时器模式为“增计数模式”,CCRO的值决定了PWM的输出周期,CCRx与CCRO的比值决定PWM的占空比。
四、总结
本文设计了以单片机为主控核心的智能化节能控制器,主要目的是应对高校教室电灯以及风扇造成的电资源浪费现象。电风扇可以通过检测室温产生对应PWM波来改变转速,也可以通过移相脉冲改变相角和导通角以及输出电路的电压,来控制电扇的电机转动;电灯的开灯操作步骤发生变化以及增加了定时关灯功能,更有利于对电灯节能的控制,也有利于改变目前学校教室严重的电能浪费现象,对建设绿色校园,建设节约型社会具有重要意义。

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