【正文】 使用性價比的角度考慮放棄了此方案。方案二：采用凌陽公司的16位單片機，它是16位控制器，具有體積小、較強的驅(qū)動能力、較高的集成度、易于擴展、可靠性高、低功耗、結(jié)構(gòu)簡單、較強的中斷處理能力等特點。處理速度高，尤其適用于語音處理和識別等領(lǐng)域。但是凌陽的單片機在語音處理和辨識時，因為它占用的CPU資源較多而促使它處理其它任務(wù)的速度和能力降低。故不提倡此方案。 方案三：采用STC公司的STC90C516單片機作為主控制器。STC90C51RC/RD+系列單片機是宏晶科技推出的新一代超強抗干擾/高速/低功耗的單片機，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051單片機，12時鐘/周期和6時鐘/機器周期可任意選擇，內(nèi)部集成MAX810專用復(fù)位電路，時鐘頻率在12MHz以下時，復(fù)位腳可直接接地。 因此，本設(shè)計采用方案三。 溫度采集器件的選擇 方案一：使用模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片和模擬溫度器件組成，其溫度感知器件一般為溫度的線性器件，然后通過模擬轉(zhuǎn)數(shù)字芯片把模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量送入控制器加以識別和判斷，其優(yōu)點是，其通過選擇合適的轉(zhuǎn)換芯片和模擬溫度器件可已達到很高的精度，一般的模數(shù)轉(zhuǎn)換有8位、10位、12位等，在一般的系統(tǒng)中都采用此種方案。但對于本設(shè)計中會產(chǎn)生更多的電路，一是增加了體積不易于安裝，二是本系統(tǒng)不需要很高的精度。 方案二：采用“一線總線”數(shù)字化溫度傳感器DS18B20，DS18B20支持“一線總線”接口，測量溫度范圍為 55℃~125℃，在10℃~85℃范圍內(nèi),精度為177?！妗，F(xiàn)場溫度直接以“一線總線”的數(shù)字方式傳輸，系統(tǒng)的抗干擾性能被提高了。適合于各種惡劣環(huán)境的現(xiàn)場的溫度測量，如：環(huán)境控制、設(shè)備或過程控制、測溫類消費電子產(chǎn)品等。適用于對性能要求不高，成本控制嚴(yán)格的應(yīng)用，是經(jīng)濟型產(chǎn)品。因此，本設(shè)計采用方案二。 電機及其驅(qū)動器的選擇 方案一：采用直流電機加模擬電路，通過電位器調(diào)節(jié)電機兩端電壓進行控制。達林頓管串聯(lián)在直流電機回路上，通過調(diào)節(jié)電位器改變電機回路的電流的大小，從而達到控制電機的目的。此方案的優(yōu)點在，電路簡單，通過一個電位器就可以達到調(diào)節(jié)電機速度的目的，但它也存在明顯的不足，三極管工作在放大區(qū)時在電機回路上將產(chǎn)生一個壓降，會產(chǎn)生很多的熱量，效率很低。 方案二：采用PWM控制步進電機。PWM控制是利用微處理器的數(shù)字輸出來對模擬電路進行控制的一種非常有效的技術(shù)，廣泛應(yīng)用在從測量、通信到功率控制與變換的許多領(lǐng)域中。PWM對半導(dǎo)體器件的導(dǎo)通和關(guān)斷進行控制，是輸出端得到一系列幅值相等而寬度不相等的脈沖，正弦波或其他所需要的波形被這種脈沖來代替。按一定的規(guī)則對各脈沖的寬度進行調(diào)節(jié)，逆變電路輸出電壓的大小和輸出頻率都可以被它所改變。對于本設(shè)計的不足之處也很明顯，步進電機適用于精確控制，本電路不需要非常精確。而且電路過于復(fù)雜，成本過高。 方案三：采用三級管直接驅(qū)動直流電機，電路使三級管工作在飽和和截止區(qū)，三極管處于很低的功耗狀態(tài)，發(fā)揮簡單的開關(guān)作用來控制電機兩端電流的通斷，從而達到控制電機的目的。此設(shè)計簡單，成本低，易于實現(xiàn)。因此，本設(shè)計采用方案三。3 系統(tǒng)硬件設(shè)計硬件系統(tǒng)的主要包括對外界溫度信息的采集電路，單片機控制電路，散熱風(fēng)扇控制電路，上位機串口通信電路，電源電路。下面對具體電路進行闡述。 單片機STC90C516 RD+ 芯片特點1 工作電壓： (5V單片機)、（3V單片機）2 增強型6時鐘/機械周期，12時鐘/機械周期 8051CPU 3 工作頻率范圍：040HZ，相當(dāng)于普通8051的 0~80Hz4 程序儲存器字節(jié)：最多61K5 片上集成1280字節(jié)/512/256字節(jié)RAM6 共3個16位定時/計數(shù)器，其中定時器0可當(dāng)成2個8位定時器使用7 外部中斷4路，下降沿中斷或低電平觸發(fā)中斷8 工作溫度范圍：075176。C/4085176。C9 看門狗10 內(nèi)部集成MAX810專用復(fù)位電路，外部晶體12M以下時，可省外部復(fù)位電路，復(fù) 位即可接地使用 引腳功能圖引腳功能描述：VCC：電源GND：地 引腳示意圖P0口：P0口是一個8位漏極開路的雙向I/O 口。作為輸出口，每位能驅(qū)動 8 個 TTL 邏輯電平。對 P0 端口寫“1”時，引腳用作高阻抗輸入。當(dāng)訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲器時，P0 口也被作為低8位地址/數(shù)據(jù)復(fù)用。在這種模式下，P0具有內(nèi)部上拉電阻。P1口：P1口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P1輸出緩沖器能驅(qū)動4個TTL邏輯電平。對P1端口寫“1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以當(dāng)作為輸入端口使用。作為輸入使用時，因為內(nèi)部電阻外部拉低的引腳，將輸出電流。此外， 和 分別作定時器/計數(shù)器 2 的外部計數(shù)輸入（）和時器/計數(shù)器 2的觸發(fā)輸入（）。P2口：P2 口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2輸出緩沖器能驅(qū)動4個TTL邏輯電平。對P2 端口寫“1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。作為輸入使用時，因為內(nèi)部電阻外部拉低的引腳，將輸出電流。在訪問外部程序存儲器或用16位地址讀取外部數(shù)據(jù)存儲器時，P2口輸出高八位地址。在此情況下，P2口使用很強的內(nèi)部上拉發(fā)送 “1”。外部數(shù)據(jù)存儲器被8位地址訪問時，P2 口輸出P2鎖存器的內(nèi)容。P3口：P3口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2輸出緩沖器能驅(qū)動4個TTL邏輯電平。對P3端口寫“1”時，端口被內(nèi)部上拉電阻拉高，這時候可以當(dāng)作為輸入口使用。被當(dāng)作輸入口使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流。RST：復(fù)位輸入。晶振工作時，RST腳持續(xù)2個機器周期高電平將使單片機復(fù)位。當(dāng)本引腳收到一個由下降沿轉(zhuǎn)換為上升沿的轉(zhuǎn)態(tài)信號時，9051將被重置，此時9051將其內(nèi)部的特殊功能暫存器(Special Function Register, SFR)設(shè)定為預(yù)設(shè)值，并由地址0000H開始執(zhí)行程序。特殊寄存器AUXR(地址8EH)上的DISRTO位可以使此功能無效。DISRTO默認狀態(tài)下，復(fù)位高電平有效。ALE：地址鎖存控制信號（ALE）是訪問外部程序存儲器時，鎖存低8位地址的輸出脈沖。當(dāng)CPU自外界記憶體中獲取指令碼或存取資料時，ALE將會在一個匯流排周期開始時送出H的信號，(AD0AD7)正送出低階地址A0A7信號，以供外界電路鎖定這些低階地址信號。在一般情況下，ALE以晶振六分之一的固定頻率輸出脈沖，所以ALE信號也可當(dāng)作脈波信號源。然而，每次訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，ALE脈沖將會跳過。PSEN：是外部程序存儲器選通信號。當(dāng)STC90C51從外部程序存儲器執(zhí)行外部獲取代碼時，PSEN 在每個機器周期被激活兩次，而在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，PSEN 將不被激活。EA/VPP：訪問外部程序存儲器控制信號。為使能從0000H到FFFFH的外部程序存儲器讀取指令，EA必須接GND。為了執(zhí)行內(nèi)部程序指令，EA 應(yīng)該接VCC。XTAL1：振蕩器反相放大器和內(nèi)部時鐘發(fā)生電路的輸入端。XTAL1：振蕩器反相放大器和內(nèi)部時鐘發(fā)生電路的輸入端。XTAL2：振蕩器反相放大器的輸出端。 溫度傳感器電路 芯片DS18B20介紹Dallas半導(dǎo)體公司的數(shù)字化溫度傳感器DS1820是世界上第一片支持“一線總線”接口的溫度傳感器。一線總線性價比高的特點，方便用戶輕松地組建傳感器網(wǎng)絡(luò)，為測量系統(tǒng)的構(gòu)建引入全新概念。DS18B20支持“一線總線”接口，測量溫度范圍為 55℃~125℃，在10℃~85℃范圍內(nèi),精度為177?！妗，F(xiàn)場溫度直接以“一線總線”的數(shù)字方式傳輸，系統(tǒng)的抗干擾性能被提高了很多。適合于惡劣環(huán)境的現(xiàn)場溫度測量，如：溫度控制、設(shè)備的過程控制、測溫類電子消費產(chǎn)品等。與前一代產(chǎn)品不同，新的產(chǎn)品支持3V~ 的電壓范圍，使系統(tǒng)設(shè)計更靈活、方便。它可以選擇更小的封裝方式，更寬的電壓適用范圍。分辨率設(shè)定，及用戶設(shè)定的報警溫度存儲在EEPROM 中，掉電后依然保存。 傳感器原理圖 18B20管腳圖DS18B20引腳定義： DQ為數(shù)字信號輸入/輸出端； GND為電源地； VDD為外接供電電源輸入端（在寄生電源接線方式時接地）。 DS18B20的主要特性 1 適應(yīng)電壓范圍更寬，電壓范圍：～，在寄生電源方式下可由數(shù)據(jù)線供電 2 獨特的單線接口方式，僅需要一條線就可以使DS18B20與微處理器連接，即可實現(xiàn)單片機與DS18B20的雙向通訊。 3 DS18B20支持多點組網(wǎng)功能，多個DS18B20可以并聯(lián)在唯一的三線上，實現(xiàn)組網(wǎng)多點測溫。4 DS18B20在使用中不需要任何外圍元件，全部傳感元件及轉(zhuǎn)換電路集成在形如一只三極管的集成電路內(nèi)。 5 溫范圍－55℃～+125℃，在10～+85℃時精度為177。℃ 6 可編程 的分辨率為9～12位，℃、℃、℃℃，可實現(xiàn)高精度測溫。 7 在9位分辨率時最多在 ，12位分辨率時最多在750ms內(nèi)把溫度值轉(zhuǎn)換為數(shù)字，速度更快。 8 以數(shù)字溫度信號的形式直接輸出測量結(jié)果，以一 線總線串行傳送給CPU，同時可傳送CRC校驗碼，具有超強的抗干擾能力。 9 負壓特性：電源極性接反時，芯片不會因發(fā)熱而燒毀， 但是不能正常工作。 18B20的初始化1 先將數(shù)據(jù)線置高電平“1”。 2 延時（該時間要求的不是很嚴(yán)格，但是盡可能的短一點） 3 數(shù)據(jù)線拉到低電平“0”。 4 延時750微秒（該時間的時間范圍可以從480到960微秒）。 5 數(shù)據(jù)線拉到高電平“1”。 6 延時等待（如果初始化成功則在15到60毫秒時間之內(nèi)產(chǎn)生一個由DS18B20所返回的低電平“0”。據(jù)該狀態(tài)可以來確定它的存在，必須要應(yīng)該注意不能無限的進行等待，否則會使程序進入死循環(huán)，所以才要進行超時控制）。 7 如果CPU讀到了數(shù)據(jù)線上的低電平“0”后，還要做延時，其延時的時間從發(fā)出的高電平算起（第5步的時間算起）最少要480微秒。 8 將數(shù)據(jù)線再次拉高到高電平“1”后結(jié)束。 DS18B20的寫操作1 數(shù)據(jù)線先置低電平“0”。 2 延時確定的時間為15微秒。 3 按從低位到高位的順序發(fā)送字節(jié)（一次只發(fā)送一位）。 4 延時時間為45微秒。 5 將數(shù)據(jù)線拉到高電平。 6 重復(fù)上1到5的操作直到所有的字節(jié)全部發(fā)送完為止。 7 最后將數(shù)據(jù)線拉高。 DS18B20的讀操作 1 將數(shù)據(jù)線拉高“1”。 2 延時2微秒。 3 將數(shù)據(jù)線拉低“0”。 4 延時3微秒。 5 將數(shù)據(jù)線拉高“1”。