【正文】 會有一定程度的抖動，從而可能使單片機做出錯誤的判斷，導(dǎo)致按鍵條件預(yù)設(shè)溫度時失靈，甚至根本不能正常工作。下限動作溫度值TL和上限動作溫度值的設(shè)置范圍為10100攝氏度，滿足一般使用要求。顯示方式采用的是動態(tài)掃描的方式，先給位選信號，再給段選信號，然后延時一下。開始程序初始化調(diào)用DS18B20初始化函數(shù)調(diào)用DS18B20溫度轉(zhuǎn)換函數(shù)調(diào)用溫度讀取函數(shù)調(diào)用按鍵掃描函數(shù)調(diào)用數(shù)碼管顯示函數(shù)調(diào)用溫度處理函數(shù)調(diào)用風扇控制函數(shù)結(jié)束圖44 主程序流程圖 DS18B20子程序流程圖先對DS18B20初始化，再進行ROM操作命令，最后才能對存儲器操作，數(shù)據(jù)操作。圖43 proteus軟件界面 主程序流程圖要實現(xiàn)根據(jù)當前溫度實時的控制風扇的狀態(tài)，需要在程序中不時的判斷當前溫度值是否超過設(shè)定的動作溫度值范圍。 對于總體執(zhí)行效果的調(diào)試方法，只需要執(zhí)行debug 菜單下的execute 菜單項或F12 快捷鍵啟動執(zhí)行，用debug菜單下的pause animation 菜單項或pause 鍵暫停系統(tǒng)的運行；或用debug 菜單下的stop animation 菜單項或shiftbreak 組合鍵停止系統(tǒng)的運行。Proteus 還提供了一個圖形顯示功能，可以將線路上變化的信號，以圖形的方式實時地顯示出來，其作用與示波器相似但功能更多。 2. Proteus 軟件所提供的元件資源Proteus 軟件所提供了30 多個元件庫，數(shù)千種元件。對于這樣的仿真實驗，從某種意義上講，是彌補了實驗和工程應(yīng)用間脫節(jié)的矛盾和現(xiàn)象。Protel99SE是應(yīng)用于Windows9X/2000/NT操作系統(tǒng)下的EDA設(shè)計軟件，采用設(shè)計庫管理模式，可以網(wǎng)設(shè)計，具有很強的數(shù)據(jù)交換能力和開放性及3D模擬功能，是一個32位的設(shè)計軟件，可以完成電路原理圖設(shè)計，印制電路板設(shè)計和可編程邏輯器件設(shè)計等工作，可以設(shè)計32個信號層，16個電源地層和16個機加工層。另外重要的一點，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會到Keil C51生成的目標代碼效率非常之高，多數(shù)語句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。當讀出的值是0時則表示有按鍵按下，調(diào)用相應(yīng)的處理程序。這里說的抖動是機械的抖動，是當鍵盤在未按到按下的臨界區(qū)產(chǎn)生的電平不穩(wěn)定正常現(xiàn)象，并不是我們在按鍵時通過注意可以避免的。當有鍵按下時，此I/O 口與地短路迫使I/O 口為低電平。圖320 三極管引腳介紹 按鍵模塊單片機鍵盤有獨立鍵盤和矩陣式鍵盤兩種：獨立鍵盤每一個I/O 口上只接一個按鍵，按鍵的另一端接電源或接地（一般接地），這種接法程序比較簡單且系統(tǒng)更加穩(wěn)定；而矩陣式鍵盤式接法程序比較復(fù)雜，但是占用的I/O少。一般判斷三極管是否飽和的準則是：Ib*β〉Ic。這樣減小的信號和增大的信號都可以被放大了。但實際中要放大的信號往往遠比 ，如果不加偏置的話，這么小的信號就不足以引起基極電流的改變（，基極電流都是0）。（2）偏置電路三極管在實際的放大電路中使用時，還需要加合適的偏置電路。三極管的放大作用就是：集電極電流受基極電流的控制（假設(shè)電源 能夠提供給集電極足夠大的電流的話），并且基極電流很小的變化，會引起集電極電流很大的變化，且變化滿足一定的比例關(guān)系：集電極電流的變化量是基極電流變 化量的β倍，即電流變化被放大了β倍，所以我們把β叫做三極管的放大倍數(shù)（β一般遠大于1，例如幾十，幾百）。我們僅以NPN三極管的共發(fā)射極放大電路為例來說明一下三極管放大電路的基本原理。但由于人的視覺暫留現(xiàn)象，給人的印象就是一組穩(wěn)定顯示的數(shù)碼。掃描方式是用其接口電路把所有數(shù)碼管的8個比劃段a~g和dp同名端連在一起，而每一個數(shù)碼管的公共極COM各自獨立地受I/O線控制。低功耗或電池供電應(yīng)用74HC573 封裝與引腳SO20, SSOP20, DIP20, TSSOP2074HC573特性：（1）輸入輸出分布在芯片封裝的兩側(cè)，為微處理器提供簡便的接口 （2）用于微控制器和微型計算機的輸入輸出口 （3）三態(tài)正相輸出，用于面向總線的應(yīng)用 （4）共用三態(tài)輸出使能端 （5）邏輯功能與74HC5674HC373相同 （6） （7）ESD保護 數(shù)碼管顯示電路本電路的顯示模塊主要由一個4位一體的7段LED數(shù)碼管構(gòu)成，用于顯示測量到的溫度及當前的檔位?！?qū)動電流當LE為低時，鎖存器將存儲D輸入上的信息一段就緒時間，直到LE的下降沿來臨。（9）重復(fù)（1）～（7）步驟，直到讀取完一個數(shù)據(jù)。（5）將數(shù)據(jù)線拉高到1。圖317 讀數(shù)據(jù)時序圖具體步驟如下:（1）將數(shù)據(jù)線拉高到1。DS18B20發(fā)出的數(shù)據(jù)，在起始時隙之后保持有效時間為15us。所有的讀時隙至少需要60us，且在兩次獨立的讀時隙之間，至少需要1us的恢復(fù)時間。（5）重復(fù)（1）～（5）步驟，直到發(fā)送完整個字節(jié)。（2）延時確定時間為15μs。寫0和寫1時隙如圖所示。但是應(yīng)注意，不能無限地等待，不然會使程序進入死循環(huán)，所以要進行超時判斷。（4）延時750 μs(該范圍可以在480～960μs)。時序圖如圖315所示。如圖214所示，是DS18B20在電路中的接發(fā)，本設(shè)計采用的是單獨電源供電方式，下面將介紹其工作時序，有工作時序圖可以很清楚的知道該這樣控制DS18B20。啟動DS18B20進行溫度轉(zhuǎn)換，12位轉(zhuǎn)換時最長為750ms（）。關(guān)于這些指令，這里也不再一一介紹，只把本設(shè)計用到的用法說一下。在64位ROM的最高有效字節(jié)中存儲有循環(huán)冗余檢驗碼（CRC）。的數(shù)據(jù)時低位在前，高位在后，℃/LSB形式表示。前兩個字節(jié)包括測得溫度的信息。圖39 DS18B20的封裝 DS18B20的工作原理64位ROM的結(jié)構(gòu)如圖310所示，開始8位是產(chǎn)品類型的編號；接著是每個器件唯一的序號，共48位；最后8位是前面56位的CRC檢驗碼，這也是多個DS18B20可采用單線進行通信的原因。工作于寄生電源時,此引腳應(yīng)接地。℃；（5）通過編程可實現(xiàn)9~12位的數(shù)字值讀數(shù)方式，℃，℃，℃，℃，實現(xiàn)高精度測溫；（6）負壓特性。采用中斷技術(shù)完全消除了單片機在查詢方式中的等待現(xiàn)象，大大地提高了單片機的工作效率和實時性。當中斷請求源發(fā)出中斷請求時，如果中斷請求被允許，單片機暫時中止當前正在執(zhí)行的主程序，轉(zhuǎn)到中斷服務(wù)處理程序處理中斷服務(wù)請求。按鍵手動復(fù)位電路見圖25。除了上電復(fù)位外，有時還需要按鍵手動復(fù)位。圖34 STC89C51內(nèi)部時鐘電路2. 復(fù)位電路當在STC89C51單片機的RST引腳引入高電平并保持2個機器周期時，單片機內(nèi)部就執(zhí)行復(fù)位操作(若該引腳持續(xù)保持高電平，單片機就處于循環(huán)復(fù)位狀態(tài))。內(nèi)部時鐘方式如圖24所示。電源、時鐘等電路是使單片機能運行的必備條件，可以將最小系統(tǒng)作為應(yīng)用系統(tǒng)的核心部分，通過對其進行存儲器擴展、A/D擴展等，使單片機完成較復(fù)雜的功能。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次/PSEN有效。此時， ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。在平時，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的1/6。RST：復(fù)位輸入。上面圖中的兩個三角形表示的就是輸入緩沖器CPU將根據(jù)不同的指令分別發(fā)出讀端口或讀引腳信號以完成不同的操作。 RXD（串行輸入口） TXD（串行輸出口） /INT0（外部中斷0） /INT1（外部中斷1） T0（記時器0外部輸入） T1（記時器1外部輸入） /WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通） /RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通） P3口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。P2口在FLASH編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。并因此作為輸入時，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。 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。 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。（4）內(nèi)部存儲器（RAM)：512B。片內(nèi)含有Flash程序存儲器、SRAM、UART、SPI、PWM等模塊?？臻e模式下，CPU 停止工作，允許RAM、定時器/計數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。系統(tǒng)的框圖結(jié)構(gòu)如下：數(shù)碼管顯示數(shù)碼管驅(qū)動電路單片機復(fù)位電路晶振電路風扇風扇驅(qū)動電路溫度采集電路按鍵設(shè)置電路圖31 系統(tǒng)框圖 主控芯片介紹 STC89C51簡介STC89C51是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程Flash 存儲器。從模擬信號轉(zhuǎn)向PWM可以極大地延長通信距離。對于方案二，PWM的一個優(yōu)點是從處理器到被控系統(tǒng)信號都是數(shù)字形式的，無需進行數(shù)模轉(zhuǎn)換。方案一：采用變壓器調(diào)節(jié)方式，運用電磁感應(yīng)原理將220V電壓通過線圈降壓到不同的電壓，控制風扇電機接到不同電壓值的線圈上可控制電機的轉(zhuǎn)速，從而控制風扇風力大小。對于方案一，該方案成本低廉，顯示溫度明確醒目，在夜間也能看見，功耗極低，顯示驅(qū)動程序的編寫也相對簡單，這種顯示方式得到廣泛應(yīng)用。采用LED數(shù)碼管這種方案。對于方案二，以單片機作為控制器，通過編寫程序不但能將傳感器感測到的溫度通過顯示電路顯示出來，而且用戶能通過鍵盤接口，自由設(shè)置上下限動作溫度值，滿足全方位的需求。凌陽系列單片機提高了系統(tǒng)的處理速度，適合作為大規(guī)模實時系統(tǒng)的控制核心。對于方案三，由于數(shù)字式集成溫度傳感器DS18B20的高度集成化，大大降低了外接放大轉(zhuǎn)換等電路的誤差因素，溫度誤差很小，并且由于其感測溫度的原理與上述兩種方案的原理有著本質(zhì)的不同，使得其溫度分辨力極高。在信號采集、放大、轉(zhuǎn)換過程中還會產(chǎn)生失真和誤差，并且由于熱敏電阻的RT關(guān)系的非線性，其本身電阻對溫度的變化存在較大誤差，雖然可以通過一定電路予以糾正，但不僅將使電路復(fù)雜穩(wěn)定性降低，而且在人體所處溫度環(huán)境溫度變化中難以檢測到小的溫度變化。具體方案如果21圖21 熱敏溫度采集電路方案二：采用熱電偶作為感測溫度的核心元件，配合橋式電路，運算放大電路和AD轉(zhuǎn)換電路，將溫度變化信號送入單片機處理。 溫控風扇是用單片機系統(tǒng)來完成的一個小型的控制系統(tǒng)。 發(fā)展現(xiàn)狀當今社會已經(jīng)完全進入了電子信息化，溫度控制器在各行各業(yè)中已經(jīng)得到了充分的利用。要使電子產(chǎn)品保持較低的溫度，必須用大功率、高轉(zhuǎn)速、大風量的風扇，而風扇的噪音與其功率成正比。第1章 緒論 研究本課題的目的和意義生活中，我們經(jīng)常會使用一些與溫度有關(guān)的設(shè)備。它的設(shè)計為現(xiàn)代社會人們的生活以及生產(chǎn)帶來了諸多便利，在提高人們的生活質(zhì)量、生產(chǎn)效率的同時還能節(jié)省風扇運轉(zhuǎn)所需的能量。洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）基于51單片機的溫控風扇畢業(yè)設(shè)計目　錄前　言 1第1章 緒論 2 研究本課題的目的和意義 2 發(fā)展現(xiàn)狀 2第2章 整體方案選擇 4 溫度傳感器的選用 4 主控機的選擇 6 6 7第3章 系統(tǒng)硬件組成 8 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 8 主控芯片介紹 8 STC89C51簡介 8 STC89C51主要功能和性能參數(shù) 9 STC89C51單片機引腳說明 10 STC89C51單片機最小系統(tǒng) 12 STC89C51中斷技術(shù)概述 14 DS18B20溫度采集電路 15 DS18B20 的特點及內(nèi)部構(gòu)造 15 DS18B20的工作原理 17 DS18B20的工作時序 19 數(shù)碼管驅(qū)動顯示電路 22 數(shù)碼管驅(qū)動電路 22 數(shù)碼管顯示電路 23 風扇驅(qū)動電路 24 按鍵模塊 26第4章 系統(tǒng)軟件設(shè)計 28 軟件介紹 28 Keil C51 28 Protel99SE 29 Proteus 30 主程序流程圖 32 DS18B20子程序流程圖 33 數(shù)碼管顯示子程序流程圖 34 按鍵子程序流程圖 35第5章 系統(tǒng)調(diào)試 37 軟硬件調(diào)試 37 按鍵顯示部分的調(diào)試 37 傳感器DS18B20溫度采集部分調(diào)試 37 風扇調(diào)速電路部分調(diào)試 38 系統(tǒng)功能 38 系統(tǒng)實現(xiàn)的功能 38 系統(tǒng)功能分析 39結(jié)　論 40謝 辭 41參考文獻 42附　錄 43附錄1：protel原理圖 43附錄2：proteus仿真圖 44附錄3：源程序 45外文資料譯文 52II前　言在現(xiàn)代社會中，風扇被廣泛的應(yīng)用，發(fā)揮著舉足輕重的作用，如夏天人們用的散熱風扇、工業(yè)生產(chǎn)中大型機械中的散熱風扇以及現(xiàn)在筆記本電腦上廣泛使用的智能CPU風扇等。它使風扇根據(jù)環(huán)境溫度的變化實現(xiàn)自動啟停，使風扇轉(zhuǎn)速隨著環(huán)境溫度的變化而變化，實現(xiàn)了風扇的智能控制。系統(tǒng)的預(yù)設(shè)溫度的設(shè)置是通過三個獨立按鍵來實現(xiàn)的，一個是設(shè)置按鍵，一個是增大預(yù)設(shè)溫度，一個是減小預(yù)設(shè)溫度。又比如在較大功率的電子產(chǎn)品散熱方面，現(xiàn)在絕大多數(shù)都采用了風冷系統(tǒng)，利用風扇引起空氣流動，帶走熱量，使電子產(chǎn)品不至于發(fā)熱燒壞。本系統(tǒng)采用高精度集成溫度傳感器，用單片機控制，能顯示實時溫度，并根據(jù)使用者設(shè)定的溫度自動在相應(yīng)溫度時作出小風、大風、停機動作，精確度高，動作準確。2第2章 整體方案選擇 溫度傳感器的選用溫度傳感器可由以下幾種方案可供選擇：方案一：選用熱敏電阻作為感測溫度的核心元件，通過運算放大器放大由于溫度變化引起熱敏電阻電阻的變化、進而導(dǎo)至的輸出電壓變化的微弱電壓變化信號，再用AD轉(zhuǎn)換芯片ADC0809將模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號輸入單片機處理。圖22 DS18