【正文】 dmsec(2)。 dmsec(450)。q++) { dianji=1。qdinum。 } else if((tmp(sheding+10))amp。 } else if((tmpsheding)amp。 if(sheding==100) sheding=20。 // MSB 高 8 位 y3=b。 // 轉(zhuǎn)換 } uchar tmrtemp(void) //讀取溫度 { uchar a,b。 i++。 // 從低位開始 if(testb) // Write 1 { DQ=0。 } void tmwbyte(uchar dat) //寫一個比特 { uint i。 return(dat)。 DQ=0。 Delay(90)。 P2=0xff。 P2=0xff。 大連交通大學 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 29 P2=0xff。 uchar dispbitcode[]={ //位選 0xfe,0xfd,0xfb,0xf7, 0xef,0xdf,0xbf,0x7f}。 sbit key1=P1^3。這次設(shè)計是通過查找翻閱有關(guān)理論資料和技術(shù)手冊，進行大膽的理論與實踐相結(jié)合，使我懂得了如何把書本上知識總結(jié)起來去應(yīng)用于實踐，學到了研究、開發(fā)，設(shè)計單片微型計算機對工業(yè)過程控制的一套完整的方法，受益很大。 本次設(shè)計的系統(tǒng)以單片機為控制核心，以溫度傳感器 DS18B20 檢測環(huán)境溫度，實現(xiàn)了根據(jù)環(huán)境溫度變化調(diào)節(jié)不同的風扇電機轉(zhuǎn)速，在一定范圍能能實現(xiàn)轉(zhuǎn)速的連續(xù)調(diào)節(jié)， LED 數(shù)碼管能連續(xù)穩(wěn)定的顯示環(huán)境溫度和設(shè)置溫度，并能通過兩個獨立按鍵調(diào)節(jié)不同的設(shè)置溫度，從而改變環(huán)境溫度與設(shè)置溫度的差值，進而改變電機轉(zhuǎn)速。 大連交通大學 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 21 圖 63 Proteus 仿真效果圖二 DS18B20 溫度設(shè)置為 攝氏度，用鍵盤 S2 調(diào)節(jié)系統(tǒng)預(yù)設(shè)的溫度為 22 攝氏度。其內(nèi)部元件庫含有豐富的元件，支持總線結(jié)構(gòu)以及智能化的連線功能；支持主流 CPU（如 ARM、 8051/5 AVR）及其通用外設(shè)模型的實時仿真等，為單片機的開發(fā)應(yīng)用等帶來極大的便利。 主程序流程圖如圖 51 所示 ： 圖 51 主程序流程圖 用 Keil C51 編寫程序 Keil C51 是美國 Keil Software 公司開發(fā)的 51 系列兼容單片機 C 語言的 軟件開發(fā)系統(tǒng)，與單片機匯編語言相比， C 語言在不僅語句簡單靈活，而且編寫的函數(shù)模塊可移植性強 [9]，因而易學易用，效率高。 風扇電機接線圖如下圖 45 所示： 大連交通大學 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 15 圖 45 風扇電機驅(qū)動與調(diào)速電 系統(tǒng)選用的風扇電機為 12V直流 無刷電機，單達林頓反向驅(qū)動器 ULN2803輸入 TTL信號為 5V 或 CMOS 信號為 6~15V 時，輸出的最大電壓為 50V，最大電流為 500mA，工作溫度范圍為 0~70℃ 。 鍵盤接線圖如圖 如 43 所示 ： 大連交通大學 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 13 圖 43 鍵盤接線圖 溫度顯示與控制模塊 本設(shè)計制作中選用 5 位共陰極數(shù)碼管作為顯示模塊 。如果計數(shù)器計數(shù)到 0 時，高 溫度系數(shù)振蕩周期還未結(jié)束，則表示測量的溫度值高于 55℃ ，被預(yù)置在 55℃ 的溫度寄存器中的值就增加 1℃ ，然后這個過程不斷重復，直到高溫度系數(shù)振蕩周期結(jié)束為止。 VPP：允許訪問片外存儲器 /編程電源線，當保持低電平時，則在此期間允許使用片外程序存儲器，不管是否有內(nèi)部程序存儲器。 P3 口： P3 口引腳是 8 個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口，當 P3 口寫入 1 后，它們被內(nèi)部上拉為高電平。這 8 條引腳共有兩種不同的功能，分別使用于兩種不同的情況。共陰極結(jié)構(gòu)把 8 個發(fā)光二極管陰極連在一起，共陽極結(jié)構(gòu)把 8 個發(fā)光二極管陽極連在一起。 ULN2803 在使用時接口簡單，操作方便，可為電機提供較大的驅(qū)動電流，它實際上是一個集成芯片，單塊芯片可同時驅(qū)動 8 個電機。第九個字節(jié)是冗余檢驗字節(jié)。℃ ；可檢測溫度分辨率為 9~12位，對應(yīng)的可分辨溫度分別為 ℃ ， ℃ ， ℃ 和 ℃ ，可實現(xiàn)高精度測溫；它單線接口的獨特性，使它與微處理器連接時僅需一條端口線即可實現(xiàn)與微處理器的雙向通信；支持多點組網(wǎng)功能，即多個 DS18B20 可以并聯(lián)在唯一的三線上，實現(xiàn)組網(wǎng)多點測溫的功能；工作電壓范圍寬，其范圍在 ~[3]。綜合考慮選用方案二。在本設(shè)計中應(yīng)用了此方法。 對于方案二， I/O 口的數(shù)量較多，適合較復雜的電路，所以不采用方案二。行線通過上拉電阻接到 +5v 上。 鍵盤電路的選擇 方案一：獨立式鍵盤 ，最簡單的鍵盤為獨立式鍵盤，每個鍵對應(yīng) I/O 端口的一位，沒有鍵閉合時， I/O 端口各位均處于高電平。并且通過程序判斷溫度具有極高的準確度，能精確把握環(huán)境溫度的微小變化。所以選擇本方案。 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。這次設(shè)計是以 MC51 單片機為核心，通 過溫度傳感器對周圍環(huán)境溫度進行采集，從而建立一個控制系統(tǒng)，使風扇的轉(zhuǎn)速隨著溫度的變化而自動換擋，實現(xiàn) “ 溫度高，風力大；溫度低，風力小 ” 的性能。 隨著單片機在各個領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，許多用單片機作控制的溫度控制系統(tǒng)也應(yīng)運而生，如基于單片機的溫控風扇系統(tǒng)。該設(shè)計具有較高的應(yīng)用價值，適用于依靠電風扇散熱來降溫的任一控制系統(tǒng)中。根據(jù)檢測到的溫度與系統(tǒng)設(shè)定的溫度的比較實現(xiàn)風扇電機的自動啟動和停止，并能根溫度的變化自動改變風扇電機的轉(zhuǎn)速，同時用 LED 八段數(shù)碼管顯示檢測到的溫度與設(shè)定的溫度。 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。如果要低噪音，則要減小風扇轉(zhuǎn)速，又會引起電子設(shè)備溫度上升，不能兩全其美。同時采用 PWM脈寬調(diào)制方式來改變直流風扇電機的轉(zhuǎn)速。但是依然存在電路復雜，對溫度敏感性達不到本系統(tǒng)要求的標準，故不采用該方案。 對于方案一， 采用電壓 比較電路，具有電路簡單、易于實現(xiàn)，以及無需編寫軟件程序的特點。但不足的地方是它采用動態(tài)掃描的顯示方式，各個 LED 數(shù)碼管是逐個點亮的，因此會產(chǎn)生閃爍，但由于人眼的視覺暫留時間為 20MS，故當數(shù)碼管掃描周期小于這個時間時人眼不會感覺到閃爍，因此只要描頻率設(shè)置得當即可采用該方案。設(shè)有一個含 有 mn 個鍵的鍵盤，如果采用獨立式的鍵盤結(jié)構(gòu)設(shè)計，需要 mn 條引線和 mn 位 I/O 端口。因此各按鍵彼此將互相發(fā)生影響，所以必須大連交通大學 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 4 將行、列信號配合起來并做適當?shù)奶幚?，才能確定閉合鍵的位置。在控制電機的轉(zhuǎn)速時，占空比越大，轉(zhuǎn)速就越快，若全為高電平，占空比為 100%時，轉(zhuǎn)速 達到最大 [2]。在 STC12 系列單片機中自身帶有 PWM 控制器，但本系統(tǒng)所用到得 AT89 系列單片機無此功能。 DS18B20 內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要有四部分： 64 位 ROM、溫度傳感器、非揮發(fā)的溫度報警 觸發(fā)器 TH 和 TL、配置寄存器。暫存存儲器包含了 8 個連續(xù)字節(jié)，前兩個字節(jié)是測得的溫度信息，第一個字節(jié)的內(nèi)容是溫度的低八位，第二個字節(jié)是溫度的高八位。這一點在進行 DS18B20 硬件連接和軟件設(shè)計時也要加以注意。 LED 數(shù)碼管簡介 本系統(tǒng)選用五個 LED 數(shù)碼管來進行溫度顯示。 7 段 LED 的段選碼表如下表 32 所示： 表 32 7 段 LED 的段選碼表 顯示字符 共陰極段碼 共陽極段碼 顯示字符 共陰極段碼 共陽極段碼 0 3fH C0H 8 7fH 80H 1 06H F9H 9 6fH 90H 2 5bH A4H A 77H 88H 3 4fH B0H B 7fH 83H 4 66H 99H C 39H C6H 5 6dH 92H D 3fH A1H 6 7dH 82H E 79H 86H 7 07H F8H F 71H 8EH 單片機簡介 AT89C52 是 51 系列單片機的一個型號，它是由 ATMEL 公司生產(chǎn)的一個低電壓、高性能的 8 位單片機，片內(nèi)器件采用 ATMEL 公司的非易失性、高密度存儲技術(shù)生產(chǎn)，與標準的 MCS51 指令系統(tǒng)兼容，同時片內(nèi)置有通用 8 位中央處理器和 8K 字節(jié)的可反復擦寫的只讀程序存儲器 ROM 以及 256 字節(jié)的數(shù)據(jù)存儲器 RAM，在許多許多較復雜的控制系統(tǒng)中 AT89C52 單片機得到了廣泛的應(yīng)用 [5]。在 FLASH 編程和校驗時，P1 口用于輸入片內(nèi) EPROM 的低 8 位地址。 EA：外部程序存儲器 ROM 的選通信號。所以本設(shè)計中用到的器件很少也很簡單。 溫度傳感模塊電路圖 如圖 42 所示： 圖 42 溫度傳感模塊電路圖 鍵盤輸入模塊 鍵盤包括 2 個獨立按鍵 S2 和 S3，一端與單片機的 和 口相連，另一端接地，當按下任一鍵時， P1 口讀取低電平有效。 鍵盤控制設(shè)置溫度，通過軟件向單片機輸入相應(yīng)控制指令，由單片機通過 口輸出與轉(zhuǎn)速相應(yīng)的 PWM 脈沖，經(jīng)過 ULN2803 驅(qū)動風扇直流電機控制電路，實現(xiàn)電機轉(zhuǎn) 速 的自動控制 [8]。其中電容 C C2 為 20pF， C3 為 10uF，電阻 R R3 為 10k，晶振為 。 Proteus 軟件有十多年的歷史，在全球廣泛使用，它不僅和其它 EDA 工具一樣有原理布圖、 PCB 自動或人工布線及電路仿真的功能，而且更重要的功能是，他的電路仿真是互動的，可以根據(jù)仿真實時觀察到得現(xiàn)象驗證設(shè)計的正確性及準確性并及時改變程序代碼、原理圖連接以及元件屬性等。點擊開始 仿真 按鈕，系統(tǒng)開始仿真，待一段時間穩(wěn)定后，觀察到此時風扇直流電機的轉(zhuǎn)速為 +，如圖 62 所示。當然，在此沒有實現(xiàn)風扇直流電機的無級調(diào)速，本系統(tǒng)實現(xiàn)的是電機在隨環(huán)境溫度變化的四個等級的速度變化，環(huán)境溫度在一定小范圍內(nèi)變化風扇電機轉(zhuǎn)速是不變的，只有超過了設(shè)定的某一界限時轉(zhuǎn)速才會變化。 本系統(tǒng)在當今提倡人性化設(shè)計和健康產(chǎn)品的環(huán)境下具有非常好的市場前景。四年的求學時光給我留下了美好的回憶，它將成為我今后人生旅途中新的起點。 uchar shi,ge,xiaoshu,sheding=20,gaonum,dinum。 dispbuf[2]=a2。 P0=dispcode[dispbuf[1]]。 P0=tablel[dispbuf[3]]。 // 1ms 延時 while(count) { for(i=0。 Delay(4)。 i++。i++) { j=tmrbit()。j++) { testb=datamp。 } else // Write 0 { DQ=0。 dmsec(1)。 // skip rom tmwbyte(0xbe)。 return(y3)。 } while(!key2)。amp。 dinum=0。i) { digitalshow(shi,ge,xiaoshu,sheding/10,sheding%10)。 } } } void main(void) { uint last。 ge=(last%100)/10。 } } 。 last=tmrtemp()+256。i0。 for(i=255。 dinum=1。 dinum=3。 if(key2==0) { sheding。 ff=y3*。 dmsec(1)。 大連交通大學 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 32 tmreset()。 // 1us DQ=1。 for(j=1。 for(i=1。大概 1us DQ=1。 // 90， 4 可以小范圍變化 } void tmpre(void) { while(DQ)。 Del