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基于單片機的智能溫控電機系統(tǒng)設(shè)計本科生畢業(yè)論文(文件)

2025-07-30 18:31 上一頁面

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【正文】 5=P2^5。 sbit S1=P2^1。 } 合肥師范學(xué)院 20xx 屆本科畢業(yè)論文(設(shè)計) 30 溫度控制主程序 include include include include include unsigned char LEDIndex=0。 } void speedup() { if(tp99) tp=100。 } void turn() { P3_0=0。 合肥師范學(xué)院 20xx 屆本科畢業(yè)論文(設(shè)計) 29 count++。 if(dispbitt==4) { dispbitt=0。 if(mstt==8) { mstt=0。 dispbuf[1]=tp/100。P0=dispcode[dispbuf[3]]。 for(i=0。i700。i++)。 } */ P2=0x01。 } //數(shù)碼管顯示程序 void ledshow() { /* P0=dispcode[dispbuf[dispbitt]]。 case 0x0f: speeddown()。 case 0x1b: motorstop()。 switch(temp) 合肥師范學(xué)院 20xx 屆本科畢業(yè)論文(設(shè)計) 27 { case 0x1e: just()。0x1f)!=0x1f) { delay()。j)。 for(i=20。 EA=1。 TH0=0x06。 void main(void) { P3_0=1。 void turn()。 void ledshow()。 unint mstt。 合肥師范學(xué)院 20xx 屆本科畢業(yè)論文(設(shè)計) 25 附 錄 部分設(shè)計程序 include define unchar unsigned char define unint unsigned int unsigned char code dispcode[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0, 0x99,0x92,0x82,0xf8, 0x80,0x90,0x88,0x83, 0xc6,0xa1,0x86,0x84,0xff,0xbf}。但由于時間的緊迫,加上整套設(shè)計的基本定型而未能加以修正。 合肥師范學(xué)院 20xx 屆本科畢業(yè)論文(設(shè)計) 23 參考文獻 [1] 劉秀峰 , 游雨云 . 單片機原理與應(yīng)用 [M]. 北京 : 北京理工大學(xué)出版社 , 20xx. 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[19] 林志琦 . 基于 Proteus 的單片機可視化軟硬件仿真 [M]. 北京 : 北京航空航天大學(xué)出版 社 , 20xx. 合肥師范學(xué)院 20xx 屆本科畢業(yè)論文(設(shè)計) 24 致 謝 在這次畢業(yè)設(shè)計中,要特別感謝時晶晶老師給予的耐心細致的指導(dǎo),對于在設(shè)計過程中所遇到的許多具體問題,她均提出了相應(yīng)的解決方案。無論是在硬件還是軟件設(shè)計上,我都遇到了不少的問題,在克服困難的過程中,我學(xué)到了許多,特別是在課堂上學(xué)不到的東西如 (PWM)。經(jīng)過更換三極管問題得到解決。在本次課程設(shè)計過程中,我學(xué)會了在網(wǎng)絡(luò)上查找有關(guān)本設(shè)計的各硬件的資源,其中包括:直流電機 PWM 調(diào)速、 STC89C52 單片機、 L298N 引腳圖及其引腳功能 、 LED 數(shù)碼管顯示、 LCD 液晶顯示 等。顯示如圖 4 4 46 所示: 圖 44 溫度低于 34℃ 圖 45 電機轉(zhuǎn)速逐漸減小 圖 46 電機轉(zhuǎn)速降為 0 (2) 高于設(shè)定溫度 調(diào)試時 設(shè)置的 對比 溫度為 34℃,當高于設(shè)置的溫度時。其次便程序 的編寫工作 ,用 C 語言來進行編程,程序如附錄所示。 (2) 仿真單片機與外部電路:能夠仿真 51 系列、 AVR、 PIC、 ARM 等使用較多的單片機。既有其他軟件的仿真功能,又能夠仿真單片機 及外圍器件。 Keil uVision4軟件 Keil 是美國 Keil Software 公司出品的 51系列并且兼容單片機 C 語言軟件開發(fā)系統(tǒng),運行 Keil 軟件可以在 Windows XP 等多種操作系統(tǒng)環(huán)境下運行。 軟件設(shè)計主程序流程圖 系統(tǒng) 設(shè)計 的主要流程圖如圖 41 所示 : 合肥師范學(xué)院 20xx 屆本科畢業(yè)論文(設(shè)計) 17 系統(tǒng)仿真軟件介紹 本設(shè)計需用到多種軟件,如 Keil uVision4軟件、 Protues 軟件,而且 還 需要編寫相應(yīng)的C 語言程序,本節(jié)簡述一下 C 語言以及各個軟件的發(fā)展和特點。采用帶中斷的獨立式鍵盤作為命令的輸入,單片機在程序控制下,定時不斷給 L298N 直流電機驅(qū)動芯片發(fā)送 PWM 波形, H 型驅(qū)動電路完成電機正 轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)和急??刂?,同時單片機不停的將 PWM 脈寬調(diào)制占空比送到 LED 數(shù)碼管完成實時顯示 [17]。直流電機里邊固定有環(huán)狀永磁體,電流通過轉(zhuǎn)子 合肥師范學(xué)院 20xx 屆本科畢業(yè)論文(設(shè)計) 14 上的線圈產(chǎn)生安培力,當轉(zhuǎn)子上的線圈與磁場平行時,再繼續(xù)轉(zhuǎn)受到的磁場方向?qū)⒏淖?,因此此時轉(zhuǎn)子末端的電刷跟轉(zhuǎn)換片交替接觸,從而線圈上的電流方向也改變,產(chǎn)生的洛倫茲力方向不變,所以電機能保持一個方向轉(zhuǎn)動 [16]。電機會順時針轉(zhuǎn)動。 合肥師范學(xué)院 20xx 屆本科畢業(yè)論文(設(shè)計) 13 圖 311 L298N 管腳圖 芯片簡要說明: 驅(qū)動芯片:全新原裝 L298N 雙 H 橋驅(qū)動芯片 驅(qū)動部分端子供電范圍 VMS: +5V~+30V 驅(qū)動部分峰值電流: 2A 邏輯部分端子供電范圍 VSS: ~ 邏輯部分工作電流范圍: 0~47mA 控制信號輸入電壓范圍:高電平 ~ 低電平 0V 最大功耗: 20W 存儲溫度: 25℃ ~+130℃ 當 L298N 的 ENA 通道為低電平時候, IN1 通道和 IN2 通道的輸入信號是無效的。 LED 數(shù)碼管要正常顯示,就要用驅(qū)動電路來驅(qū)動數(shù)碼 管的各個段碼,從而顯示出我們要的數(shù)字,因此根據(jù) LED 數(shù)碼管的驅(qū)動方式的不同,可以分為靜態(tài)式和動態(tài)式兩類。四位共 合肥師范學(xué)院 20xx 屆本科畢業(yè)論文(設(shè)計) 12 陽數(shù)碼管如圖 39 圖所示: 圖 39 四位共陽數(shù)碼管 常用的 LED 顯示器為 8 段。每位之間有一個點距的間隔,每行之間也有間隔,起到了字符間距和行間距的作用, LCD1602 引腳如圖 37 所示: 合肥師范學(xué)院 20xx 屆本科畢業(yè)論文(設(shè)計) 11 圖 37 LCD1602 引腳圖 1602 具有標準的 16 引腳腳接口,各個引腳功能如下: 第 1 腳: GND 為電源地 第 2 腳: VCC 接 5V 電源正極 第 3 腳:液晶顯示偏壓(調(diào)節(jié)對比度) 第 4 腳:寄存器選擇 第 5 腳: R/W 讀 /寫 第 6 腳:使能端 第 7~14 腳:數(shù)據(jù)總線,與單片機數(shù)據(jù)總線相連 第 15 腳:背光板電源,串聯(lián) 1 個滑動變阻器 第 16 腳:背光板電源地 LCD1602 和單片機 STC89C52 的連接電路非常簡單, RS、 RW、 EN 分別接主控單片機的 、 、 腳, DB0~DB7 接到主控單片機的 P0 數(shù)據(jù)接口。主機在讀時序的時候一定要釋放總線,且在時序開始后的 15 微秒中采樣總線狀態(tài)。 (3) 讀時序 主機采樣主機采樣454511主機寫1 時 序主機寫0 時 序 圖 36 讀時序 總線器件只在主機發(fā)出讀時序的時候,才向主機傳輸數(shù)據(jù)。一切寫時序最少要 60 微秒,并且在兩次獨立的寫時序當中最少要 1 微秒的恢復(fù)時間。主機輸出低電平,且保持低電平的時間至少 480 微秒,從而產(chǎn)生復(fù)位脈沖。具體工作方法如圖 3 3 36所示。 (2) 復(fù)位成功之后都會送出 ROM 命令。 (7) 能夠?qū)崿F(xiàn)多點連接功能,多個 DS18B20 能夠并聯(lián)在統(tǒng)一的三線上,完成多點溫度測量。 (3) 在實際的使用中不需要外接其他器件就能測溫。同樣的, DS18B20可編程溫度傳感器它包含 3 個管腳。 溫度傳感器的介紹 DS18B20 數(shù)字溫度傳感器是美國 DALLAS 公司生產(chǎn)的 1Wire,即單總線器件,它是世界上最早的支持 “一線總線”接口的溫度傳感器 [13]。 XTAL2( 18 引腳) : 振蕩器反相放大器的輸出端。 在 DISRTO默認狀態(tài)下,復(fù)位高電平有效。如表32 所示 : RST(9 引腳 ):復(fù)位輸入。 對于 Flash ROM 編程和校檢期間, P2也 會 接受高位 的 地址和一些控制 信息 。 P1 端口 (~): P1 口是一個帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口。 STC89C52 有兩種編程方法,既可以按照常規(guī)編程, 同時又可以在線編程。 共 3 個 16 位計數(shù)器 /定時器 ,為 T0、 T T2 定時器。 工作頻率范圍: 0~40MHz。 當處于 空閑 狀態(tài)時 , CPU 停止工作,允許 RAM、定時 器 /計數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。 此外, STC89C52 具有無法解密低功耗,超低價高速,可靠性強,抗靜電,超強的抗干擾力和功能強大等優(yōu)點 [11]。 (3) 指揮并控制 CPU、內(nèi)存和輸入輸出設(shè)備之間數(shù)據(jù)流動的方向。 (2) 執(zhí)行各種邏輯運算,并進行邏輯測試,如零值測試或兩個值的比較。所以,在測控系統(tǒng)中,使用 52 單片機是 最為理想的選擇。在中央處理單元之中集成了既方便又靈活的專用寄存器,這讓人們使用單片機得到了很大的便利。以下是對 硬件 的 功能與原理 簡介。 所以經(jīng)過上述兩種方案的對比,本次設(shè)計挑選方案二來作為設(shè)計方案。 此系統(tǒng)采用 STC89C52單片機來控制數(shù)字溫度傳感器 DS18B20從而進行實時溫度的檢測與顯示,不僅可以實現(xiàn)快速測量環(huán)境溫度,還能夠根據(jù)需要進行設(shè)定上下限報警溫度的范圍。如此,溫度測控系統(tǒng)就簡化了很多。 ℃。 (2) 方案二 利用數(shù)字式溫度傳感器 DS18B20來進行測量溫度。并 用 具 有 A/D 通道的單片機, 再 進行 A/D 轉(zhuǎn)換 之 后,就 能 用單片機 來實行 數(shù)據(jù)處理, 之后在顯示電路上 將被測 的 溫度顯示出來。從而組成一個具有高低溫的溫度控制電機旋轉(zhuǎn)檢測系統(tǒng),具體系統(tǒng)設(shè)計框圖顯示電機轉(zhuǎn)速 顯示溫度 L298 DS18B20 STC89C52單片機 STC89C52單片機 電機 合肥師范學(xué)院 20xx 屆本科畢業(yè)論文(設(shè)計) 3 如圖 21 所示 [6]。 2. 總體方案的分析與論證 設(shè)計任務(wù)及要求 本次設(shè)計的硬件部分是以 STC89C52 單片機為核心,通過 DS18B20 溫度傳感器進行溫度的測量,根據(jù)溫度的高低
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