【正文】 電機風扇型號是小型 CPU散熱風扇，額定電壓為 12V，額定功率為 。 雙全橋功率放大芯片 L298N 雙全橋功率放大芯片 L298N 介紹 采用 L298N來驅(qū)動風扇的直流電機， L298N 是 恒壓恒流橋式 2A 驅(qū)動芯片 ， 內(nèi)部 包含 4通道邏輯驅(qū)動電路 ， 可以 驅(qū)動兩個直流電機，或 兩個二相電機，也可以驅(qū)動一個四相電機，輸出電壓最高可達 50V，可以直接通過電源來調(diào)節(jié)輸出電壓 。 可以直接用單片機的 I/O口提供信號 [7][8]。 引腳排列如圖 24所示，各引腳功能為： 15引腳 輸出電流反饋引腳，在通常使 用中這兩個引腳也可以直接接地。 3引腳 此兩腳是全橋式驅(qū)動器 A 的兩個輸出端，用來連接負載 。 4 引腳 Vs， 電機驅(qū)動電源輸入端 。 7 引腳 輸入標準的 TTL邏輯電平信號，用來控制全橋式驅(qū)動器 A的開關 。 11引腳 使能控制端 .輸入標準 TTL邏輯電平信號；低電平時全橋式驅(qū)動器禁止工作 。 8 引腳 接地端，芯片本身的散熱片與 8 腳相通 。 9引腳 邏輯控制部分的電源輸人端口 。 12 引腳 輸入標準的 TTL 邏輯電平信號，用來控制全橋式驅(qū)動器 B的開關 。 1 14引腳 此兩腳是全橋式驅(qū)動器 B的兩個輸出端，用來連接負載 。 圖 24 L298N的引腳圖 由于只需要驅(qū)動一個電機風扇，所以本設計只用了雙橋功率放大芯片 L298N的 A路驅(qū)動。 PWM波輸入為引腳 6，轉(zhuǎn)向控制信號輸入為引腳 5與引腳 7，輸出信號為引腳 2與引腳 3 雙全橋功率放大芯片 L298N 電路工作原理 雙全橋功率放大芯片 L298N在本設計中 用來 控制直流風扇電機的轉(zhuǎn) 向 及轉(zhuǎn)速 。 6 電風扇轉(zhuǎn)動狀態(tài) 與 L298N的 輸入 編碼如表 21所示： 表 21 電風扇轉(zhuǎn)動狀態(tài)編碼 IN1 IN2 電機轉(zhuǎn)動狀態(tài) 1 0 正轉(zhuǎn) 0 1 反轉(zhuǎn) 1 1 停止 表中 IN1和 IN2為 轉(zhuǎn) 動 控制信號， 由單片機控制并通過 光電 耦合器進行耦合。 電風扇的調(diào)速是 采用脈寬調(diào)制 （ PWM）信號來完成的 。其原理 是由單片機控制 L298N的使能端，使 風扇電機輸入電 壓為 PWM電壓，則 電風扇兩端的平均電壓 U=Vcc*（ t/T） =qVcc,q為 PWM波的占空比 。電風扇的轉(zhuǎn)速與電風扇兩端的電壓成比例， 所以與 PWM波 的占空比成正比。 PWM波 的占空比由單片機控制 ， 從而可達到智能控制電風扇轉(zhuǎn) 速 ，而產(chǎn)生不同強度的風。 L298N的驅(qū)動電路如圖 25所示， 圖中 二極管 用來 續(xù)流保護。 圖 25 L298N的驅(qū)動電路 光電耦合器 TLP521 芯片介紹 光電耦合器是一種把紅外光發(fā)射器件和紅外光接受器件以及信號處理電路等封裝在同一管座內(nèi)的器件。當輸入電信號加到輸入端發(fā)光器件 LED上， LED發(fā)光，光接受器件接受光信號并轉(zhuǎn)換成電信號，然后將電信號直接輸出，或者將電信號放大處理成標準數(shù)字電平輸出，這樣就實現(xiàn)了 “ 電－光－電 ” 的轉(zhuǎn)換及傳輸，光是傳輸?shù)拿浇?，因而輸入端與輸出端在電氣上是絕緣的，也稱為電隔離 。 TLP5214是內(nèi)部含有獨立的四個光電耦合器構成的芯片。每個光電耦合器的結(jié)構圖如圖 27所示。 7 光 電耦合器的作用 是 免干擾由輸出通道傳入控制微機 ， 吸收尖峰干擾信號，所以具有很強的抑制噪聲干擾能力 ， 作為開關時，耐用，可靠性高和 轉(zhuǎn)換速度 高 ， 作高壓開關，信號隔離轉(zhuǎn)換脈沖系統(tǒng)間的匹配 。 圖 26 光電耦合器結(jié)構圖 2． 3 數(shù)字溫度計 DS18B20 數(shù)字溫度計 DS18B20特征 ： （ 1） 全數(shù)字溫度轉(zhuǎn)換及輸出 ； （ 2） 先進的單總線數(shù)據(jù)通信 ； （ 3） 最高 12 位分辨率，精度可達土 攝氏度 ； （ 4） 12 位分辨率時的最大工作周期為 750 毫秒 ； （ 5） 可選擇寄生工作方式 ； （ 6） 檢測溫度范圍為 –55176。C ~+125176。C (–67176。F ~+257176。F) ； （ 7）內(nèi) 置 EEPROM， 具有 限溫報警功能 ； （ 8） 64 位光刻 ROM，內(nèi)置產(chǎn)品序列號，方便多機掛接 ； （ 9） 多樣封裝形式，適應不同硬件系統(tǒng) 。 數(shù)字溫度計 DS18B20引腳排列如圖 28所示。 圖 27 數(shù)字溫度計 DS18B20引腳圖 數(shù)字溫度計 DS18B20的工作電壓為 3V～ 5V[4][5]。 其內(nèi)部的高速緩存 RAM 是 9 個字節(jié)的存儲器 ， 如表 21 所示。 第 8 個字節(jié) 保留不使用 。第 9 個字節(jié)是 前面 8 個字節(jié)的 CRC 檢驗碼，用來檢驗數(shù)據(jù)，保證通信數(shù)據(jù)的正確性 。第 3 個和第 4 個字節(jié) ， 是 非易失性溫度報警觸發(fā)器 TH和 TL的易失性拷貝，每次上電復位時被刷 新。 表 22 高速緩存 RAM 溫度傳感器測得的溫度值，以 16 位二進制數(shù)表示，低 8 位存放于高速緩存 RAM 的第 1 個字節(jié)，高 8 位存放于 高速緩存 RAM 的 第 2 個字節(jié)。讀 DS18B20 的數(shù)據(jù)時，低位在前，高位在后。這 16 位二進制數(shù)的最前面 5位表示溫度的正負，若 S=0 表示測得的溫度大于或等于 0，若 S=1 表示測得的溫度小于 0。 溫度為正時，將測得的溫度值所表示的二進制數(shù)，轉(zhuǎn)換成十進制數(shù)，再乘以 ，就可以得到實 8 際的溫度 值。溫度為負時，將測得的溫度值所表示的二進制數(shù)，取反加 1先變成原碼，然后轉(zhuǎn)成十進制數(shù)，再乘以 ，就可以得到實際的溫度值。 如二進制數(shù) 0000 0001 1001 0001，除前 5 位符號位外，先轉(zhuǎn)成十進制數(shù)得 401，再乘以 得，因為 16 位二進制數(shù)的前 5 位是 0，所以實際溫度為 + 度。 如二進制數(shù) 1111 1100 1001 0000，除前 5位符號位外，先取反加 1 得 011 0111 0000，轉(zhuǎn)成十進制數(shù)得 880，再乘以 得 55，因為 16 位二進制數(shù)的前 5 位是 1，所以實際溫度為 55 度。 表 23 數(shù)字溫度計 DS18B20溫度數(shù)據(jù)表 由于數(shù)字溫度計 DS18B20是在一根 I/O線上進行通信，因此有著嚴格的通信協(xié)議，該通信協(xié)議定義了幾種信號： 復位脈沖、存在脈沖、寫 0、寫 讀 0、讀 1。所有這些信號，除存在脈沖是由 數(shù)字溫度計 DS18B20（從機）發(fā)出的外，其余都是由單片機（主機）發(fā)出的。 （ 1） 數(shù)字溫度計 DS18B20的復位操作 單片機和 數(shù)字溫度計 DS18B20 間的任何通信都需要以初始化過程開始。初始化過程就是單片機發(fā)出一個復位脈沖，跟著 如果 檢測到 數(shù)字溫度 計 DS18B20 的存在脈沖，表明 數(shù)字溫度計 DS18B20已經(jīng)準備好發(fā)送 或 接收數(shù)據(jù)。 具體的初始化過程，主機首先發(fā)出一個 480～ 960us 的低電平脈沖，然后釋放總線變?yōu)楦唠娖?，并在隨后的 480us 的 時間內(nèi)對總線進行檢測。如果有低電平出現(xiàn)，說明總線上有 數(shù)字溫度計 DS18B20 已做出應答。若無低電平出現(xiàn)一直都是高電平，說明總線上無 數(shù)字溫度計 DS18B20 應答。 作 為從機的 數(shù)字溫度計 DS18B20在一上電后，就一直在檢測總線上是否有 480～ 960us的低電平（復位脈沖）出現(xiàn)。若有就在總線轉(zhuǎn)為高電平后等待 15～ 60us 后 ， 將總線電平拉低 60～ 240us 作為 存在脈沖做出響應，告訴主機 數(shù)字溫度計 DS18B20 已做好準備。若沒有檢測到就一直在檢測等待 。 圖 29 初始化過程 “ 復位脈沖 ” 和 “ 存在脈沖 ” 9 （ 2） 數(shù)字溫度計 DS18B20的讀操作 讀周期最 短 為 60us。對于讀操作分為讀 0 和讀 1操作 兩個過程。若從機要往總線送出 0，在主機把總線拉低 1us 后，則繼續(xù)拉低電平最少 15us。若從機要往總線送出 1，在主機把總線拉低 1us后，就釋放總線為高電平，一直到讀周期結(jié)束。 而作為主機的單片機，必須在讀周期開始的 15us 內(nèi) ，對總線進行采樣， 在采樣時間內(nèi)總線若為高電平則表示讀 1，在采樣時間內(nèi)總線若為低電平則表示讀 0。 圖 210 DS18B20的讀操作時序 （ 3） 數(shù)字溫度計 DS18B20的寫操作 寫周期最 短 為 60us，最長不超過 120us。對于寫操作也分為寫 0 和寫 1操作 兩個過程。若主機想寫0，在主機先把總線拉低 1us后 ， 則繼續(xù)拉低電平最少 60us直至寫周期結(jié)束，然后釋放總線為高電平。若主機想寫 1，在主機先把總線拉低 1us 后，就釋放總線為高電平，一直到寫周期結(jié)束。 而 作 為從機的 數(shù)字溫度計 DS18B20 則在檢測到總線被拉低 15us 后 ，在緊接著的 15us～ 45us 開始對總線采樣，在采樣時間內(nèi)總線若為高電平則表示寫 1，在采樣時間內(nèi)總線若為低電平則表示寫 0。 圖 211 DS18B20的寫操作時序 2． 4 單片機 STC89C52 主控制模塊 STC89C52單片機的 40 個引腳大致可分為 4類：電源、時鐘、控制和 I/O引腳。 STC89C52單片機最小系統(tǒng) 如圖 212所示 【 1】【 2】 。 10 圖 212 STC89C52 單片機 最小系統(tǒng) VCC：供電電壓。 GND：接地。 P0口： P0口為一個 8位漏級開路雙向 I/O口，每腳可吸收 8TTL門電流。當 P1 口的管腳第一次寫1時，被定義為高阻輸入。 P0 能夠用于外部程序數(shù)據(jù) 存儲器 ，它可以被定義為數(shù)據(jù) /地址的第八位。 在 FIASH編程時， P0 口作為原碼輸入口，當 FIASH進行校驗時， P0 輸出原碼，此時 P0外部必須被拉高。 P1口： P1口是一個內(nèi)部提供 上拉電阻 的 8位雙向 I/O口， P1口 緩沖器 能接收輸出 4TTL門電流 P1口管腳寫入 1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入， P1 口被外部下拉為低 電平 時，將輸出電流， 這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在 FLASH編程和校驗時， P1口作為第八位地址接收。 P2口： P2口為一個內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向 I/O口， P2口緩沖器可接收，輸出