【正文】 業(yè)出版社， 2022 [9] 張希周 . 自動控制原理 [M]. 重慶：重慶大學出版社， [10] 周繼明、江世明 . 傳感器技術(shù)與應用 [M]. 中南大學出版社， [11] 潘新民、王燕芳 . 微型計算機控制技術(shù)實用教程 . 北京：電子工業(yè)出版社， [12] 楊寧 . 單片機與控制技術(shù) . 北京：北京航空航天大學出版社， [13] 侯志林．過程控制與自動化儀表．北京 :機械工業(yè)出版社， 1999． 11 [14] 楊剛、周群．電子系統(tǒng)設(shè)計與實踐 [M]．北京：電子工業(yè)出版社， 2022． 6 20 附錄 A：電路原理圖 21 附錄 B：程序清單 include include define uchar unsigned char define uint unsigned int sbit DQ=P3^6。 18 致謝 能取得這次成功的突破，要感謝我 的指導老師潘云霞對我的困難的幫助，給我設(shè)計思路的引導，辛勤地給予畢業(yè)論文的修改，通過老師介紹的一些資料書及相關(guān)文件，讓我的畢業(yè)設(shè)計更加成功地完成。在次之前我也接觸過相關(guān)課程設(shè)計的實驗，為此次設(shè)計奠定了知識基礎(chǔ)。在理論學習的過程中，我只是簡單地學到了一些理論知識，但是在實際的設(shè)計過程中才發(fā)現(xiàn)理論與實際的巨大差別。 } 17 結(jié)束語 作為一名應用電子專業(yè)即將畢業(yè)的學生，我覺得做此次課程設(shè)計是十分必要的。 else LED1=1。 //下降沿觸發(fā) do { tmpchange()。 discan=0x00。 //延時 discan=0x00。k++) //4位 LED掃描控制 { if(table[Dis_play[k]] != 0) { Disdata=table[Dis_play[k]]。 { LED2=~LED2。 // 取個位數(shù)據(jù)暫存 if(!Dis_play[0]) // 最高位為 0都不顯示 { Dis_play[0]=0x0a。 if(Dis_play[2]=SX) Dis_play[5]=1 。 // 取中間八位 ,即整數(shù)部分的值 Dis_play[0]=Dis_ram[0]/100。 Dis_ram[0]=temamp。 return temp1。 temp1=temp_data[1]。 WriteOneChar(0xcc)。DS18B20工作的流程 如圖 32。 程序啟動后，首先清理系統(tǒng)內(nèi)存，然后對溫度進行采集，通過溫度采集芯片內(nèi)部轉(zhuǎn)換后，傳輸?shù)絾纹瑱C，由單片 機控制顯示設(shè)備，顯示現(xiàn)在的溫度，然后系統(tǒng)進入待機狀態(tài)，等待鍵盤輸入設(shè)定溫度，系統(tǒng)將設(shè)定溫度與現(xiàn)在溫度進行比較，得出結(jié)果，啟動制冷系統(tǒng)或者加熱系統(tǒng)。模擬器使用簡單，結(jié)合了許多 標準調(diào)試特征，包括多斷點、單步以及代碼執(zhí)行跟蹤等能力。串行下載器是一個軟件程序，它允許通過標準 PC 機上的串口串行下載匯編程序到片內(nèi) 8kB的閃速程序存儲器中。 與以往的 80C51單片機不同， AT89C51具有在線調(diào)試和下載功能，它由支持 AT89C51的開發(fā)工具包 Keil 。通常 OSC 的輸出時鐘頻率 fosc為 ～ 16 MHz，典型值為 12 MHz或者 MHz。一般情況下，無論是機械振動的振幅，還是交變電場的振幅都非常小。 在引腳 XTAL1和 XTAL2外接晶體振蕩器，就構(gòu)成了內(nèi)部震蕩方式，內(nèi)部震蕩方式所得的時鐘信號比較穩(wěn)定，實用電路中使用較多。 本設(shè)計的電源電路設(shè)計圖如下： 9 圖 23 電源電路 外部晶振電路 外部晶振電路由 2個 33pF的電容和一個 12MHz的晶體振蕩器構(gòu)成。 電源電路 ：將 220V,50HZ的交流電壓轉(zhuǎn)換成 5V直流電壓。但 P2 口輸出的數(shù)據(jù)是 BCD 碼，各存儲器存儲的數(shù)據(jù)是二進制，也就是和要顯示出的字符 表達的含義是不一致的。 根據(jù)此式算出的掃描頻率 f實際是 LED驅(qū)動掃描的最小頻率，若低于此頻率，則有可能導致 LED的閃爍； f也不可能越高越好，掃描的頻率太高，每組 LED的點亮時間就越短，因此有可能導致 LED的亮度不夠或顯示效果不理想等一些問題。 由于所有的 LED 模塊共用了驅(qū)動端，因此 LED 的驅(qū)動不再像靜態(tài)法一樣為每個 LED 所獨享，因此其驅(qū)動的設(shè)計方法也與靜態(tài)法完全不同，需要采用分時掃描方法來實現(xiàn)對所有 LED的顯示驅(qū)動，其原理如下： A0設(shè)置為高電平，也即允許第一組 LED顯示，同時將 A2,A3,A4設(shè)置為低電平，也即關(guān)閉該陰極所對應的 LED組顯示； P2口輸出 A0組對應的顯示數(shù)據(jù)，如字符點陣數(shù)據(jù)、 7段碼對應的數(shù)字的數(shù)據(jù)等，該數(shù)據(jù)可以通過 ROM表的形式預先定義； T，該時間即為所設(shè)定的定時器的中斷時間； 8 A0口設(shè)置為低電平，關(guān)閉 A0組的 LED顯示； A1設(shè)置為高電平，其他幾個設(shè)置為低電平，開啟 A1組對應的 LED顯示； P0口輸出 A1組對應的顯示數(shù)據(jù)； ，直到所有組 被掃描一遍，然后又從 A0 組開始下一個循環(huán)，如此周而復始，實現(xiàn)所有 LED的動態(tài)顯示。由于每一個 LED 均由獨立的 I/O 口控制，因此優(yōu)點是軟件 編程簡單，顯示亮度高，缺點是占用 I/O端口多，如驅(qū)動 5個數(shù)碼管靜態(tài)顯示則需要 58＝ 40根 I/O端口來驅(qū)動，要知道一個 AT89C51單片機可用的 I/O端口才 32個，實際應用時必須增加譯碼驅(qū)動器進行驅(qū)動， 增加了硬件電路的復雜性。 P2口的四條數(shù)據(jù)線 CD4511譯碼器的 ABCD口相接， P2口的 R6至 R9與 Q1至 Q4的基極相連接。 P2 口的 ， P2 口的 ，在 10ms定時中斷服務程序中分別對顯示的各位進行動態(tài)掃描顯示。一般來說CPU 對 DS18B20的訪問流程是：先對 DS18B20初始化，再進行 ROM操作命令，最后才能對存儲器和數(shù)據(jù)操作。為保證在有效的 DS18B20時鐘周期內(nèi)提供足夠的電流，我們用一個 電阻 R30和 89C51的一個 I/O口（ ）來完成對 DS18B20總線的上拉。 本設(shè)計 以 DS18B20為傳感器， AT89C51單片機為控制核心組成的溫度巡回檢測系統(tǒng)，在圖 21中，DS18B20 的供電方式為外部電源，其 I/O 數(shù)據(jù)線與 相連。由于電流環(huán)電路是低阻抗電路，對噪音的敏感度低，因此提高通訊系統(tǒng)的抗干擾能力，常用于有噪音干擾的環(huán)境里傳輸信號。 采用光耦合雙向可控硅驅(qū)動電路，這種器件是一種單片機輸出與雙向可控硅之間較理想的接口器件，它由輸入和輸出兩部分組成，輸入部分是一個砷化鎵發(fā)光二極管，該二極管在 5mA～ 15mA正向電流作用下發(fā)出足夠強度的紅外光，觸發(fā)輸出部分。 這種晶閘管與二極管不同的是，當其兩端加上正向電壓而控制極不加電壓時，晶閘管并不導通，其正向電流很小，處于正向阻斷狀態(tài)；當其兩端加上正向電壓、且控制極上（與陰極間）也加上一正向電壓時，晶閘管便進入導通狀態(tài)，這時管壓降很小（ 1V左右）。 加熱降溫驅(qū)動控制電路 采用開關(guān)量控制，如繼電器、雙向可控硅、光耦等，控溫快速，但是雙向可控硅驅(qū)動電路比較麻煩，調(diào)試也麻煩，若用現(xiàn)成的固態(tài)繼電器價格十分昂貴。由于各位的段選線并聯(lián)，段碼的輸出對各位來說都是相同的，因此，同一時刻，如果各位選線都處于選通狀態(tài)的話，那 LED顯示器將顯示相同的字符。這樣的話，如果顯示器的個數(shù)較多，那使用的 I/O接口就更多，因此在顯示位數(shù)較多的情況下，一般都不用靜態(tài)顯示。共陰極LED顯示器的發(fā)光二極管的陰極連接在一起，通常此公共陰極接地，當某個發(fā)光二極管的陽極為高電平時，發(fā)光二極管點亮，相應的段被顯示。 DS18B20 使電壓特性及封裝有更多的選擇，讓我們可以構(gòu)建適合自己的經(jīng)濟的測溫系統(tǒng)，并且應用電路電但便于設(shè)計。一線總線獨特而且經(jīng)濟的特點，使用戶可輕松地組建 傳感器網(wǎng)絡，為測量系統(tǒng)的構(gòu)建引入全新概念。但其電阻與溫度為非線性關(guān)系，且成本太貴，不適合做普通設(shè)計?？蓾M足 40℃～ 90℃測量 范圍，具有靈敏度高，電阻值高，體積小，結(jié)構(gòu)簡單，價格低廉，化學穩(wěn)定性好，使用壽命長等優(yōu)點；但其互換性較差，而且線性度也很差，不能直接用于 A/D轉(zhuǎn)換，應該用硬件或軟件對其進行線性化補償。 4 2硬件設(shè)計 溫度傳感部分 要求對溫度和與溫度有關(guān)的參量進行檢測，應該考慮用熱電阻傳感器。 ~： P0 口 I/O 引腳，或數(shù)據(jù)線 /低 8 位地址總線復用引腳。 ALE：地址鎖存信號輸出引腳，固定輸出 1/6振蕩頻率的脈沖，可作為脈沖信號源使用。 具體的實現(xiàn)方案 實現(xiàn)方案的技術(shù)線路為：用按鈕輸入標準溫度值，用 LED實時顯示環(huán)境空氣溫度，用驅(qū)動電路控制壓縮機完成加熱和制冷調(diào)節(jié)，用 ISIS軟件對設(shè)計進行仿真，用 C語言完成軟件編程。其方框圖如下 : 圖 12 方案二設(shè)計圖框 該方案容易控制，系統(tǒng)原理比較簡單，電路可靠。其中單片機的控制程序是起到各個電路之間的相互協(xié)調(diào)，控制各個電路正常工作的至關(guān)重要的作用。特別是其中的 C51系列的單片機 [3]的出現(xiàn)，具有更好的穩(wěn)定性，更快和更準確的運算精度，推動了工業(yè)生產(chǎn)，影響著人們的工作和學習。這種控制方法，一方面操作不方便；另一方面溫度波動范圍大，不但影響人的舒適感，而且會造成一定的能量損耗。 1 1總體方案設(shè)計 隨著人們生活水平的提高，人們對空調(diào)的舒適性和空氣品質(zhì)的要求越來越高，分體式空調(diào)已不能滿足人們的要求，戶式中央空調(diào)得到了迅猛的發(fā)展。而傳統(tǒng)的中央空調(diào)靠設(shè)置機械溫控開關(guān)來實現(xiàn)房間的恒溫控制。目前，單片機在工業(yè)控制系統(tǒng)諸多領(lǐng)域得到了極為廣泛的應用。在整個設(shè)計中，涉及到溫度檢測電路、驅(qū)動控制電路、顯示電路、鍵盤電路以及電源的設(shè)計等電路。本方案中采用的是 LM35DZ溫度傳感器，通過溫度采集電路采集相關(guān)溫度數(shù)值，再由 ADC0809組成的 A/D轉(zhuǎn)換電路進行轉(zhuǎn)換，最終得到數(shù)字信號，將其直接傳輸給單片機，然后由單片機根據(jù)內(nèi)部程序判斷，執(zhí)行相關(guān)控制程序，驅(qū)動各單元電路的工作。控 制簡單，思路清晰，各單元模塊的相互連接較簡單，同時成本低廉，用到的各種器件都是常用器件，更具有使用性 。 RST：復位信號輸入引腳，高電平有效。空氣顯示部分 :4/PSEN：片外程序存儲器讀允許控制器。 ~： P3口 I/O引腳 ，此外，每個引腳都有第二功能。負溫度系數(shù)熱敏電阻器的特點是：在工作溫度范圍內(nèi)電阻阻值隨溫度的升高而降低。鉑熱電阻與溫度的關(guān)系是， Rt=R0(1+At+Bt t)；其中 Rt是溫度為 t攝氏度時的電阻， R0 是溫度為 0 攝氏度時的電阻 ， t 為任意溫度值， A、 B 為溫度系數(shù)。單線數(shù)字溫度傳感器 DS18B20簡介：新的“一線器件”體積更小、適用電壓更寬、更經(jīng)濟、數(shù)字化。 DS18B20 可以程序設(shè)定 9~12位的分辨率，設(shè)定的報警溫度存儲在 EEPROM 中，掉電后依然保存。這種顯示器有共陽極和共陰極兩種。若用 I/O 5 口接口，這需要占用 N 8位 I/O口（ LED顯示器的個數(shù)為 N）。其中段選線占用一個 8位 I/O 口，而位選線占用 N個 I/O 口（ N為 LED顯示器的個數(shù)）。 為了節(jié)約硬件資源，降低電路板的成本，本人采用的是節(jié)約硬件資源的動態(tài)掃描顯示方式。利用它可以用較小的功率控制較大功率，在交、直流電動機調(diào)速系統(tǒng)、調(diào)功系統(tǒng)、隨動系統(tǒng)和無觸點開關(guān)等方面均獲得了廣泛的應用。若在交流回路中應用，當電流過零和進入負半周時，自動關(guān)斷，為了使其再次導通，必須重加控制信號。一方面光耦合器 可以起到隔離兩個系統(tǒng)地線的作用，使兩個系統(tǒng)的電源相互獨立，消除地電位不同所產(chǎn)生的影響；另一方面，光電耦合器的發(fā)光二極管是電流驅(qū)動器件，可以形成電流環(huán)路的傳送形式。 6 溫度采集電路 本設(shè)計的溫度采集系統(tǒng)主要是數(shù)字溫度傳感器 DS18B20，如圖 21所示。 圖 21 溫度采集電路 溫度檢測系統(tǒng)原理圖 如圖 21所示 ，采用 外接 電源供電方式。 在本設(shè)計中，我采用的是單個 DS18B20測室內(nèi)溫度，并把它直接與單片機的 I/O口相連，將測得的溫度值送入 CPU 與鍵盤輸入的設(shè)定值進行比較，然后通過 CPU 來控制負載電路的工作。顯示方式有動態(tài)掃描和靜態(tài)掃描，兩種都可 以實現(xiàn)顯示功能，但由于靜態(tài)掃描要用到多片串入并出芯片，考慮到電路板成本計算，本人采用節(jié)約硬件資源的動態(tài)掃描顯示方式。 由 4個共陰極的數(shù)碼管 組成溫度和時間交替顯示。此種設(shè)計一般應用在單個 LED的驅(qū)動或LED 數(shù)量較少，且所選的 MC