【正文】 業(yè)出版社， 2022 [9] 張希周 . 自動(dòng)控制原理 [M]. 重慶：重慶大學(xué)出版社， [10] 周繼明、江世明 . 傳感器技術(shù)與應(yīng)用 [M]. 中南大學(xué)出版社， [11] 潘新民、王燕芳 . 微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù)實(shí)用教程 . 北京：電子工業(yè)出版社， [12] 楊寧 . 單片機(jī)與控制技術(shù) . 北京：北京航空航天大學(xué)出版社， [13] 侯志林．過(guò)程控制與自動(dòng)化儀表．北京 :機(jī)械工業(yè)出版社， 1999． 11 [14] 楊剛、周群．電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)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(dǎo)老師潘云霞對(duì)我的困難的幫助，給我設(shè)計(jì)思路的引導(dǎo)，辛勤地給予畢業(yè)論文的修改，通過(guò)老師介紹的一些資料書(shū)及相關(guān)文件，讓我的畢業(yè)設(shè)計(jì)更加成功地完成。在次之前我也接觸過(guò)相關(guān)課程設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)，為此次設(shè)計(jì)奠定了知識(shí)基礎(chǔ)。在理論學(xué)習(xí)的過(guò)程中，我只是簡(jiǎn)單地學(xué)到了一些理論知識(shí)，但是在實(shí)際的設(shè)計(jì)過(guò)程中才發(fā)現(xiàn)理論與實(shí)際的巨大差別。 } 17 結(jié)束語(yǔ) 作為一名應(yīng)用電子專業(yè)即將畢業(yè)的學(xué)生，我覺(jué)得做此次課程設(shè)計(jì)是十分必要的。 else LED1=1。 //下降沿觸發(fā) do { tmpchange()。 discan=0x00。 //延時(shí) 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(gè)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(dòng)后，首先清理系統(tǒng)內(nèi)存，然后對(duì)溫度進(jìn)行采集，通過(guò)溫度采集芯片內(nèi)部轉(zhuǎn)換后，傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)，由單片 機(jī)控制顯示設(shè)備，顯示現(xiàn)在的溫度，然后系統(tǒng)進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)，等待鍵盤(pán)輸入設(shè)定溫度，系統(tǒng)將設(shè)定溫度與現(xiàn)在溫度進(jìn)行比較，得出結(jié)果，啟動(dòng)制冷系統(tǒng)或者加熱系統(tǒng)。模擬器使用簡(jiǎn)單，結(jié)合了許多 標(biāo)準(zhǔn)調(diào)試特征，包括多斷點(diǎn)、單步以及代碼執(zhí)行跟蹤等能力。串行下載器是一個(gè)軟件程序，它允許通過(guò)標(biāo)準(zhǔn) PC 機(jī)上的串口串行下載匯編程序到片內(nèi) 8kB的閃速程序存儲(chǔ)器中。 與以往的 80C51單片機(jī)不同， AT89C51具有在線調(diào)試和下載功能，它由支持 AT89C51的開(kāi)發(fā)工具包 Keil 。通常 OSC 的輸出時(shí)鐘頻率 fosc為 ～ 16 MHz，典型值為 12 MHz或者 MHz。一般情況下，無(wú)論是機(jī)械振動(dòng)的振幅，還是交變電場(chǎng)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(shí)鐘信號(hào)比較穩(wěn)定，實(shí)用電路中使用較多。 本設(shè)計(jì)的電源電路設(shè)計(jì)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(gè) 33pF的電容和一個(gè) 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(chǔ)器存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)是二進(jìn)制，也就是和要顯示出的字符 表達(dá)的含義是不一致的。 根據(jù)此式算出的掃描頻率 f實(shí)際是 LED驅(qū)動(dòng)掃描的最小頻率，若低于此頻率，則有可能導(dǎo)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(diǎn)亮?xí)r間就越短，因此有可能導(dǎo)致 LED的亮度不夠或顯示效果不理想等一些問(wèn)題。 由于所有的 LED 模塊共用了驅(qū)動(dòng)端，因此 LED 的驅(qū)動(dòng)不再像靜態(tài)法一樣為每個(gè) LED 所獨(dú)享，因此其驅(qū)動(dòng)的設(shè)計(jì)方法也與靜態(tài)法完全不同，需要采用分時(shí)掃描方法來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)所有 LED的顯示驅(qū)動(dòng)，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(shí)將 A2,A3,A4設(shè)置為低電平，也即關(guān)閉該陰極所對(duì)應(yīng)的 LED組顯示； P2口輸出 A0組對(duì)應(yīng)的顯示數(shù)據(jù)，如字符點(diǎn)陣數(shù)據(jù)、 7段碼對(duì)應(yīng)的數(shù)字的數(shù)據(jù)等，該數(shù)據(jù)可以通過(guò) ROM表的形式預(yù)先定義； T，該時(shí)間即為所設(shè)定的定時(shí)器的中斷時(shí)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(gè)設(shè)置為低電平，開(kāi)啟 A1組對(duì)應(yīng)的 LED顯示； P0口輸出 A1組對(duì)應(yīng)的顯示數(shù)據(jù)； ，直到所有組 被掃描一遍，然后又從 A0 組開(kāi)始下一個(gè)循環(huán)，如此周而復(fù)始，實(shí)現(xiàn)所有 LED的動(dòng)態(tài)顯示。由于每一個(gè) LED 均由獨(dú)立的 I/O 口控制，因此優(yōu)點(diǎn)是軟件 編程簡(jiǎn)單，顯示亮度高，缺點(diǎn)是占用 I/O端口多，如驅(qū)動(dòng) 5個(gè)數(shù)碼管靜態(tài)顯示則需要 58＝ 40根 I/O端口來(lái)驅(qū)動(dòng)，要知道一個(gè) AT89C51單片機(jī)可用的 I/O端口才 32個(gè)，實(shí)際應(yīng)用時(shí)必須增加譯碼驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)， 增加了硬件電路的復(fù)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(shí)中斷服務(wù)程序中分別對(duì)顯示的各位進(jìn)行動(dòng)態(tài)掃描顯示。一般來(lái)說(shuō)CPU 對(duì) DS18B20的訪問(wèn)流程是：先對(duì) DS18B20初始化，再進(jìn)行 ROM操作命令，最后才能對(duì)存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)操作。為保證在有效的 DS18B20時(shí)鐘周期內(nèi)提供足夠的電流，我們用一個(gè) 電阻 R30和 89C51的一個(gè) I/O口（ ）來(lái)完成對(duì) DS18B20總線的上拉。 本設(shè)計(jì) 以 DS18B20為傳感器， AT89C51單片機(jī)為控制核心組成的溫度巡回檢測(cè)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(duì)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(hào)。 采用光耦合雙向可控硅驅(qū)動(dòng)電路，這種器件是一種單片機(jī)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(gè)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(qiáng)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(dāng)其兩端加上正向電壓而控制極不加電壓時(shí)，晶閘管并不導(dǎo)通，其正向電流很小，處于正向阻斷狀態(tài)；當(dāng)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(shí)，晶閘管便進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài)，這時(shí)管壓降很?。?1V左右）。 加熱降溫驅(qū)動(dòng)控制電路 采用開(kāi)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(dòng)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(jià)格十分昂貴。由于各位的段選線并聯(lián)，段碼的輸出對(duì)各位來(lái)說(shuō)都是相同的，因此，同一時(shí)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(gè)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(dāng)某個(gè)發(fā)光二極管的陽(yáng)極為高電平時(shí)，發(fā)光二極管點(diǎn)亮，相應(yīng)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(jì)的測(cè)溫系統(tǒng)，并且應(yīng)用電路電但便于設(shè)計(jì)。一線總線獨(dú)特而且經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)，使用戶可輕松地組建 傳感器網(wǎng)絡(luò)，為測(cè)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(jì)?？蓾M足 40℃～ 90℃測(cè)量 范圍，具有靈敏度高，電阻值高，體積小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，化學(xué)穩(wěn)定性好，使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)；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(yīng)該用硬件或軟件對(duì)其進(jìn)行線性化補(bǔ)償。 4 2硬件設(shè)計(jì) 溫度傳感部分 要求對(duì)溫度和與溫度有關(guān)的參量進(jìn)行檢測(cè)，應(yīng)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(fù)用引腳。 ALE：地址鎖存信號(hào)輸出引腳，固定輸出 1/6振蕩頻率的脈沖，可作為脈沖信號(hào)源使用。 具體的實(shí)現(xiàn)方案 實(shí)現(xiàn)方案的技術(shù)線路為：用按鈕輸入標(biāo)準(zhǔn)溫度值，用 LED實(shí)時(shí)顯示環(huán)境空氣溫度，用驅(qū)動(dòng)電路控制壓縮機(jī)完成加熱和制冷調(diào)節(jié)，用 ISIS軟件對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行仿真，用 C語(yǔ)言完成軟件編程。其方框圖如下 : 圖 12 方案二設(shè)計(jì)圖框 該方案容易控制，系統(tǒng)原理比較簡(jiǎn)單，電路可靠。其中單片機(jī)的控制程序是起到各個(gè)電路之間的相互協(xié)調(diào)，控制各個(gè)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(jī) [3]的出現(xiàn)，具有更好的穩(wěn)定性，更快和更準(zhǔn)確的運(yùn)算精度，推動(dòng)了工業(yè)生產(chǎn)，影響著人們的工作和學(xué)習(xí)。這種控制方法，一方面操作不方便；另一方面溫度波動(dòng)范圍大，不但影響人的舒適感，而且會(huì)造成一定的能量損耗。 1 1總體方案設(shè)計(jì) 隨著人們生活水平的提高，人們對(duì)空調(diào)的舒適性和空氣品質(zhì)的要求越來(lái)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(jī)械溫控開(kāi)關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)房間的恒溫控制。目前，單片機(jī)在工業(yè)控制系統(tǒng)諸多領(lǐng)域得到了極為廣泛的應(yīng)用。在整個(gè)設(shè)計(jì)中，涉及到溫度檢測(cè)電路、驅(qū)動(dòng)控制電路、顯示電路、鍵盤(pán)電路以及電源的設(shè)計(jì)等電路。本方案中采用的是 LM35DZ溫度傳感器，通過(guò)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(jìn)行轉(zhuǎn)換，最終得到數(shù)字信號(hào)，將其直接傳輸給單片機(jī)，然后由單片機(jī)根據(jù)內(nèi)部程序判斷，執(zhí)行相關(guān)控制程序，驅(qū)動(dòng)各單元電路的工作?？?制簡(jiǎn)單，思路清晰，各單元模塊的相互連接較簡(jiǎn)單，同時(shí)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(fù)位信號(hào)輸入引腳，高電平有效。空氣顯示部分 :4/PSEN：片外程序存儲(chǔ)器讀允許控制器。 ~： P3口 I/O引腳 ，此外，每個(gè)引腳都有第二功能。負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器的特點(diǎn)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(shí)的電阻， R0 是溫度為 0 攝氏度時(shí)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(jiǎn)介：新的“一線器件”體積更小、適用電壓更寬、更經(jīng)濟(jì)、數(shù)字化。 DS18B20 可以程序設(shè)定 9~12位的分辨率，設(shè)定的報(bào)警溫度存儲(chǔ)在 EEPROM 中，掉電后依然保存。這種顯示器有共陽(yáng)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(gè)數(shù)為 N）。其中段選線占用一個(gè) 8位 I/O 口，而位選線占用 N個(gè) I/O 口（ N為 LED顯示器的個(gè)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(dòng)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(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)、調(diào)功系統(tǒng)、隨動(dòng)系統(tǒng)和無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)等方面均獲得了廣泛的應(yīng)用。若在交流回路中應(yīng)用，當(dāng)電流過(guò)零和進(jìn)入負(fù)半周時(shí)，自動(dòng)關(guān)斷，為了使其再次導(dǎo)通，必須重加控制信號(hào)。一方面光耦合器 可以起到隔離兩個(gè)系統(tǒng)地線的作用，使兩個(gè)系統(tǒng)的電源相互獨(dú)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(dòng)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(jì)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(cè)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(jì)中，我采用的是單個(gè) DS18B20測(cè)室內(nèi)溫度，并把它直接與單片機(jī)的 I/O口相連，將測(cè)得的溫度值送入 CPU 與鍵盤(pán)輸入的設(shè)定值進(jìn)行比較，然后通過(guò) CPU 來(lái)控制負(fù)載電路的工作。顯示方式有動(dòng)態(tài)掃描和靜態(tài)掃描，兩種都可 以實(shí)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(jì)算，本人采用節(jié)約硬件資源的動(dòng)態(tài)掃描顯示方式。 由 4個(gè)共陰極的數(shù)碼管 組成溫度和時(shí)間交替顯示。此種設(shè)計(jì)一般應(yīng)用在單個(gè) LED的驅(qū)動(dòng)或LED 數(shù)量較少，且所選的 MC