【正文】 7] 張憲, 宋立軍. 傳感器與測(cè)控電路[M]. 北京: 化學(xué)工業(yè)出版社, 2011.[8] 李全利, 仲偉峰, 徐軍. 單片機(jī)原理及應(yīng)用[M]. 北京: 清華大學(xué)出版社, 2008.[9] 王文海. 單片機(jī)應(yīng)用于實(shí)踐項(xiàng)目化教程[M]. 北京: 化學(xué)工業(yè)出版社, 2010.無(wú)論是在硬件還是軟件設(shè)計(jì)上，我都遇到了不少的問(wèn)題，在克服困難的過(guò)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(guò)更換三極管問(wèn)題得到解決。在本次課程設(shè)計(jì)過(guò)程中，我學(xué)會(huì)了在網(wǎng)絡(luò)上查找有關(guān)本設(shè)計(jì)的各硬件的資源，其中包括：直流電機(jī)PWM調(diào)速、STC89C52單片機(jī)、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4446所示：圖44 溫度低于34℃圖45 電機(jī)轉(zhuǎn)速逐漸減小圖46 電機(jī)轉(zhuǎn)速降為0(2) 高于設(shè)定溫度調(diào)試時(shí)設(shè)置的對(duì)比溫度為34℃，當(dāng)高于設(shè)置的溫度時(shí)。其次便程序的編寫(xiě)工作，用C語(yǔ)言來(lái)進(jìn)行編程，程序如附錄所示。(2) 仿真單片機(jī)與外部電路：能夠仿真51系列、AVR、PIC、ARM等使用較多的單片機(jī)。既有其他軟件的仿真功能，又能夠仿真單片機(jī)及外圍器件。Keil uVision4軟件Keil是美國(guó)Keil Software公司出品的51系列并且兼容單片機(jī)C語(yǔ)言軟件開(kāi)發(fā)系統(tǒng)，運(yùn)行Keil軟件可以在Windows XP等多種操作系統(tǒng)環(huán)境下運(yùn)行。 軟件設(shè)計(jì)主程序流程圖系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要流程圖如圖41所示：NYNY圖41 程序流程圖開(kāi)始調(diào)用初始化子程序液晶顯示當(dāng)前溫度判斷溫度是否超過(guò)設(shè)定值？判斷溫度是否低于設(shè)定值？超過(guò)設(shè)定溫度，電機(jī) 轉(zhuǎn)速增加 低于設(shè)定溫度，電機(jī)轉(zhuǎn)速降低結(jié)束 系統(tǒng)仿真軟件介紹本設(shè)計(jì)需用到多種軟件，如Keil uVision4軟件、Protues軟件，而且還需要編寫(xiě)相應(yīng)的C語(yǔ)言程序，本節(jié)簡(jiǎn)述一下C語(yǔ)言以及各個(gè)軟件的發(fā)展和特點(diǎn)。采用帶中斷的獨(dú)立式鍵盤(pán)作為命令的輸入，單片機(jī)在程序控制下，定時(shí)不斷給L298N直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片發(fā)送PWM波形，H型驅(qū)動(dòng)電路完成電機(jī)正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)和急?？刂?，同時(shí)單片機(jī)不停的將PWM脈寬調(diào)制占空比送到LED數(shù)碼管完成實(shí)時(shí)顯示[17]。直流電機(jī)里邊固定有環(huán)狀永磁體，電流通過(guò)轉(zhuǎn)子上的線圈產(chǎn)生安培力，當(dāng)轉(zhuǎn)子上的線圈與磁場(chǎng)平行時(shí)，再繼續(xù)轉(zhuǎn)受到的磁場(chǎng)方向?qū)⒏淖?，因此此時(shí)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(jī)能保持一個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)[16]。電機(jī)會(huì)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。驅(qū)動(dòng)芯片：全新原裝L298N雙H橋驅(qū)動(dòng)芯片驅(qū)動(dòng)部分端子供電范圍VMS：+5V~+30V驅(qū)動(dòng)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(hào)輸入電壓范圍：~ 低電平0V最大功耗：20W存儲(chǔ)溫度：25℃~+130℃當(dāng)L298N的ENA通道為低電平時(shí)候，IN1通道和IN2通道的輸入信號(hào)是無(wú)效的。 電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊L298N芯片本次設(shè)計(jì)采用的電機(jī)驅(qū)動(dòng)為L(zhǎng)298N芯片，該芯片的圖形如圖310所示： 圖310 L298N芯片實(shí)物圖L298N是一款單片集成的高電壓、高電流、雙路全橋式電機(jī)驅(qū)動(dòng)，設(shè)計(jì)用于連接標(biāo)準(zhǔn)TTL邏輯電平，驅(qū)動(dòng)電感負(fù)載（諸如繼電器、線圈、DC和步進(jìn)電機(jī)）。每一段對(duì)應(yīng)一個(gè)發(fā)光二極管這種顯示器有共陰和共陽(yáng)級(jí)兩種。VSS端接地，VDD供電，電路如圖38所示：圖38 LCD1602液晶顯示電路 電機(jī)轉(zhuǎn)速顯示模塊 LED（Light Emitting Diode）是發(fā)光二極管的縮寫(xiě)。主機(jī)輸出低電平延時(shí)2微秒后主機(jī)轉(zhuǎn)入輸入模式，再延時(shí)12微秒后讀取總線當(dāng)前電平，然后延時(shí)50微秒。因此，在主機(jī)發(fā)出讀數(shù)據(jù)命令后，定要馬上產(chǎn)生讀時(shí)序，從而使從機(jī)可以夠傳輸數(shù)據(jù)。兩者都是從總線拉低開(kāi)始。然后主機(jī)釋放總線，將總線拉高，延時(shí)15~60微秒后進(jìn)入接受模式，用來(lái)產(chǎn)生低電平應(yīng)答脈沖。(1) 初始化時(shí)序總線上的一切傳輸過(guò)程均是以初始化開(kāi)始的。 (3) 最終會(huì)傳出RAM命令，這樣才能夠?qū)S18B20實(shí)現(xiàn)實(shí)際控制。(8) 負(fù)壓特性，當(dāng)電源接反時(shí)，DS18B20不會(huì)燒壞，但不能夠測(cè)溫。(4) 溫度檢測(cè)范圍為55℃~+125℃。DS18B20的引腳排列圖如圖33所示：圖33 DS18B20的管腳圖如上圖所示：GND引腳為接地線；DQ引腳為數(shù)據(jù)輸入/輸出的接口，它經(jīng)過(guò)一個(gè)較弱的上拉電阻和單片機(jī)相連；VDD引腳為電源接口，它既能夠由數(shù)據(jù)線提供電源，又能夠由外部提供電源，~[14]。它具有體積小、適用電壓寬、功耗低、抗干擾能力性能高、配處理器容易等優(yōu)點(diǎn)，它能夠直接將溫度轉(zhuǎn)化成串行數(shù)字信號(hào)（按9位二進(jìn)制數(shù)字）給單片機(jī)進(jìn)行處理，還能在同一總線上可以掛接多個(gè)傳感器芯片，它具有三引腳TO92小體積封裝形式。單片機(jī)的最小系統(tǒng)：指的是用最少的原器件組成的能夠工作的單片機(jī)系統(tǒng)。ALE（30引腳）：當(dāng)?shù)刂锋i存控制信號(hào)訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器時(shí)，輸出脈沖由鎖存低8位地址提供。當(dāng)輸入連續(xù)兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平時(shí)為有效，用來(lái)完成單片機(jī)的復(fù)位初始化操作。P3端口(~)：P3是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O端口。另外，具體參數(shù)見(jiàn)表31：表31 引腳號(hào)功能特性T2（定時(shí)器/計(jì)數(shù)器2）T2EX（定時(shí)器/計(jì)數(shù)器2捕獲/重裝觸發(fā)控制方向）P2端口(~)：P2口是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻8位雙向I/O端口。芯片的引腳圖如圖31所示：圖31 STC89C52引腳 STC89C52主要引腳功能說(shuō)明：VCC(40引腳)：電源電壓。 外部中斷4路，下降沿中斷或低電平觸發(fā)電路，Power Down 模式可由外部中斷低電平觸發(fā)中斷方式喚醒。 通用I/O 口（32個(gè)），復(fù)位后為：P1/P2/P3 是準(zhǔn)雙向口/弱上拉，P0 口是漏極開(kāi)路輸出，作為總線擴(kuò)展用時(shí)，不加上拉電阻，作為I/O口使用時(shí)，要加上拉電阻。掉電保護(hù)方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。 STC89C52的簡(jiǎn)介STC89C52是功耗低、性能高CMOS8位微型控制器，擁有8K 在系統(tǒng)可編程Flash。主要寄存器(1) 累加器A(2) 數(shù)據(jù)寄存器DR(3) 指令寄存器IR和指令譯碼器ID(4) 程序計(jì)數(shù)器PC(5) 地址寄存器AR MCU的選擇本系統(tǒng)主要以單片機(jī)為設(shè)計(jì)核心，而市場(chǎng)上單片機(jī)主要有51基本型和52增強(qiáng)型?？刂破骺刂破魇菂f(xié)調(diào)和指揮整個(gè)微機(jī)系統(tǒng)的操作。由于單片機(jī)是屬于最為典型的一種嵌入式系統(tǒng)，因此它是低端控制系統(tǒng)中最佳的器件[10]。它把微型計(jì)算機(jī)的主要部件都集成在一塊芯片之上，從而讓數(shù)據(jù)的傳送距離大大的縮短了，運(yùn)行的速度加快了，可靠性提高了，抗干擾能力加強(qiáng)了。 MCU的簡(jiǎn)介單片機(jī)集成了一個(gè)完善的中央處理單元。因?yàn)榉桨付c方案一對(duì)比，它不僅硬件系統(tǒng)更為簡(jiǎn)單，并且實(shí)現(xiàn)功能卻更加強(qiáng)大，而且方案二本身模塊化的設(shè)計(jì)又讓它的系統(tǒng)通用性遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于方案一。此外這個(gè)系統(tǒng)的擴(kuò)展性也十分強(qiáng)，如它能夠在設(shè)計(jì)的時(shí)候加入時(shí)鐘芯片從而來(lái)獲取時(shí)間數(shù)據(jù)，達(dá)到在溫度處理的同時(shí)顯示時(shí)間。使用52單片機(jī)進(jìn)行溫度和電機(jī)控制，軟件編程的應(yīng)用空間很大，能通過(guò)編程的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)多種的邏輯控制。完全滿足設(shè)計(jì)要求。由于它的輸出信號(hào)全數(shù)字化，所以便于單片機(jī)的處理和控制，并且還能省去傳統(tǒng)測(cè)溫方法中很多外圍的電路。但是，這種設(shè)計(jì)需要使用到A/D轉(zhuǎn)換電路，并且其中還牽涉到了電阻和溫度之間對(duì)應(yīng)值的計(jì)算。 設(shè)計(jì)方案的比較與選擇本次設(shè)計(jì)有兩種方案可供選擇。并將測(cè)量結(jié)果顯示出來(lái)[5]。并且將電機(jī)的轉(zhuǎn)速顯示在四位共陽(yáng)的數(shù)碼管上。當(dāng)下，國(guó)外溫度控制系統(tǒng)及儀表正朝向高精度、智能化、小型化等方面快速發(fā)展[4]。可是，由于國(guó)外對(duì)于先進(jìn)技術(shù)的保密和國(guó)內(nèi)開(kāi)發(fā)起步的滯后，導(dǎo)致至今國(guó)內(nèi)還沒(méi)有開(kāi)發(fā)出一套擁有可靠性能的自主軟件。溫度控制和常規(guī)的控制器占領(lǐng)了成熟產(chǎn)品的主體份額。像化工、電力、冶金、石油、機(jī)械制造、航空航天、糧食存儲(chǔ)、酒類生產(chǎn)等。使用單片機(jī)對(duì)溫度進(jìn)行控制的技術(shù)也油然而生。隨著電子信息技術(shù)和微型計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展。從而來(lái)控制溫度，但是對(duì)于這些控制對(duì)象慣性大，滯后性嚴(yán)重，而且還存在有許多不定的因素，從而根本難以建立精確的數(shù)學(xué)模型。 L298。系統(tǒng)程序主要包括主程序，讀出溫度子程序，計(jì)算溫度子程序、按鍵處理程序、LCD、LED顯示程序以及直流電機(jī)PWM程序等。本設(shè)計(jì)論述了一種以兩個(gè)STC89C52單片機(jī)通信為主控制單元，以DS18B20為溫度傳感器，以軟件和L298N芯片實(shí)現(xiàn)PWM直流電機(jī)調(diào)速的溫度控制系統(tǒng)。I合肥師范學(xué)院2015屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題目:基于單片機(jī)的智能溫控電機(jī)系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)學(xué) 院 電子信息工程學(xué)院 學(xué)科門(mén)類 工 學(xué) 專 業(yè) 電子信息工程 學(xué) 號(hào) 1308211032 姓 名 郭 標(biāo) 指導(dǎo)教師 時(shí)晶晶/張?jiān)? 2015年05月06日 合肥師范學(xué)院2015屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）摘 要隨著微機(jī)測(cè)量和控制技術(shù)的迅速發(fā)展與廣泛應(yīng)用，以單片機(jī)為核心的溫度采集與控制系統(tǒng)的研發(fā)與應(yīng)用在很大程度上提高了生產(chǎn)生活中對(duì)溫度的控制水平。對(duì)于直流電機(jī)速度控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)提供了一種有效的途徑。硬件電路主要包括STC89C52單片機(jī)最小系統(tǒng)，測(cè)溫電路、直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、LCD液晶顯示電路以及雙機(jī)通訊模塊電路等。 PWM。近年來(lái)，人們通過(guò)溫度計(jì)來(lái)采集溫度，經(jīng)過(guò)人工操作進(jìn)行加熱、通風(fēng)和降溫。針對(duì)這一種實(shí)際情況，設(shè)計(jì)個(gè)溫度控制系統(tǒng)，具有非常廣泛的應(yīng)用前景和實(shí)際意義[1]。使得單片機(jī)在電子產(chǎn)品當(dāng)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀溫度控制已經(jīng)成為一門(mén)廣泛應(yīng)用于很多領(lǐng)域。跟美德日等先進(jìn)國(guó)家相比，仍有差距。并且，一些先進(jìn)國(guó)家雖已經(jīng)有一批成熟的產(chǎn)品[3]。其中以美德日瑞典等國(guó)尤為突出，都已生產(chǎn)出了一批商品化且具有高性能的溫度控制器及儀器儀表，并在各行各業(yè)都有廣泛應(yīng)用。它在正常工作的時(shí)候直接顯示當(dāng)前溫度，當(dāng)溫度的變化超出或低于所設(shè)定的警戒值