【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(gè)比特 { uint i。 return(dat)。 DQ=0。 Delay(90)。 P2=0xff。 P2=0xff。 大連交通大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 29 P2=0xff。 uchar dispbitcode[]={ //位選 0xfe,0xfd,0xfb,0xf7, 0xef,0xdf,0xbf,0x7f}。 sbit key1=P1^3。這次設(shè)計(jì)是通過查找翻閱有關(guān)理論資料和技術(shù)手冊(cè)，進(jìn)行大膽的理論與實(shí)踐相結(jié)合，使我懂得了如何把書本上知識(shí)總結(jié)起來去應(yīng)用于實(shí)踐，學(xué)到了研究、開發(fā)，設(shè)計(jì)單片微型計(jì)算機(jī)對(duì)工業(yè)過程控制的一套完整的方法，受益很大。 本次設(shè)計(jì)的系統(tǒng)以單片機(jī)為控制核心，以溫度傳感器 DS18B20 檢測(cè)環(huán)境溫度，實(shí)現(xiàn)了根據(jù)環(huán)境溫度變化調(diào)節(jié)不同的風(fēng)扇電機(jī)轉(zhuǎn)速，在一定范圍能能實(shí)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(gè)獨(dú)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(jìn)而改變電機(jī)轉(zhuǎn)速。 大連交通大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 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(kù)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(shí)時(shí)仿真等，為單片機(jī)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(guó) Keil Software 公司開發(fā)的 51 系列兼容單片機(jī) C 語言的 軟件開發(fā)系統(tǒng)，與單片機(jī)匯編語言相比， C 語言在不僅語句簡(jiǎn)單靈活，而且編寫的函數(shù)模塊可移植性強(qiáng) [9]，因而易學(xué)易用，效率高。 風(fēng)扇電機(jī)接線圖如下圖 45 所示： 大連交通大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 圖 45 風(fēng)扇電機(jī)驅(qū)動(dòng)與調(diào)速電 系統(tǒng)選用的風(fēng)扇電機(jī)為 12V直流 無刷電機(jī)，單達(dá)林頓反向驅(qū)動(dòng)器 ULN2803輸入 TTL信號(hào)為 5V 或 CMOS 信號(hào)為 6~15V 時(shí)，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(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 圖 43 鍵盤接線圖 溫度顯示與控制模塊 本設(shè)計(jì)制作中選用 5 位共陰極數(shù)碼管作為顯示模塊 。如果計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)到 0 時(shí)，高 溫度系數(shù)振蕩周期還未結(jié)束，則表示測(cè)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(gè)過程不斷重復(fù)，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(chǔ)器 /編程電源線，當(dāng)保持低電平時(shí)，則在此期間允許使用片外程序存儲(chǔ)器，不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。 P3 口： P3 口引腳是 8 個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口，當(dāng) 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(gè)發(fā)光二極管陰極連在一起，共陽(yáng)極結(jié)構(gòu)把 8 個(gè)發(fā)光二極管陽(yáng)極連在一起。 ULN2803 在使用時(shí)接口簡(jiǎn)單，操作方便，可為電機(jī)提供較大的驅(qū)動(dòng)電流，它實(shí)際上是一個(gè)集成芯片，單塊芯片可同時(shí)驅(qū)動(dòng) 8 個(gè)電機(jī)。第九個(gè)字節(jié)是冗余檢驗(yàn)字節(jié)?！?；可檢測(cè)溫度分辨率為 9~12位，對(duì)應(yīng)的可分辨溫度分別為 ℃ ， ℃ ， ℃ 和 ℃ ，可實(shí)現(xiàn)高精度測(cè)溫；它單線接口的獨(dú)特性，使它與微處理器連接時(shí)僅需一條端口線即可實(shí)現(xiàn)與微處理器的雙向通信；支持多點(diǎn)組網(wǎng)功能，即多個(gè) DS18B20 可以并聯(lián)在唯一的三線上，實(shí)現(xiàn)組網(wǎng)多點(diǎn)測(cè)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(jì)中應(yīng)用了此方法。 對(duì)于方案二， I/O 口的數(shù)量較多，適合較復(fù)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(dú)立式鍵盤 ，最簡(jiǎn)單的鍵盤為獨(dú)立式鍵盤，每個(gè)鍵對(duì)應(yīng) I/O 端口的一位，沒有鍵閉合時(shí)， 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(zhǔn)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(cè)溫度的核心元件，配合橋式電路，運(yùn)算放大電路和AD 轉(zhuǎn)換電路，將溫度變化信號(hào)送入單片機(jī)處理。這次設(shè)計(jì)是以 MC51 單片機(jī)為核心，通 過溫度傳感器對(duì)周圍環(huán)境溫度進(jìn)行采集，從而建立一個(gè)控制系統(tǒng)，使風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速隨著溫度的變化而自動(dòng)換擋，實(shí)現(xiàn) “ 溫度高，風(fēng)力大；溫度低，風(fēng)力小 ” 的性能。 隨著單片機(jī)在各個(gè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，許多用單片機(jī)作控制的溫度控制系統(tǒng)也應(yīng)運(yùn)而生，如基于單片機(jī)的溫控風(fēng)扇系統(tǒng)。該設(shè)計(jì)具有較高的應(yīng)用價(jià)值，適用于依靠電風(fēng)扇散熱來降溫的任一控制系統(tǒng)中。根據(jù)檢測(cè)到的溫度與系統(tǒng)設(shè)定的溫度的比較實(shí)現(xiàn)風(fēng)扇電機(jī)的自動(dòng)啟動(dòng)和停止，并能根溫度的變化自動(dòng)改變風(fēng)扇電機(jī)的轉(zhuǎn)速，同時(shí)用 LED 八段數(shù)碼管顯示檢測(cè)到的溫度與設(shè)定的溫度。 在現(xiàn)代社會(huì)中，風(fēng)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(fēng)扇、 工業(yè)生產(chǎn)中大型機(jī)械中的散熱風(fēng)扇以及現(xiàn)在筆記本電腦上廣泛使用的智能 CPU風(fēng)扇等。如果要低噪音，則要減小風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，又會(huì)引起電子設(shè)備溫度上升，不能兩全其美。同時(shí)采用 PWM脈寬調(diào)制方式來改變直流風(fēng)扇電機(jī)的轉(zhuǎn)速。但是依然存在電路復(fù)雜，對(duì)溫度敏感性達(dá)不到本系統(tǒng)要求的標(biāo)準(zhǔn)，故不采用該方案。 對(duì)于方案一， 采用電壓 比較電路，具有電路簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn)，以及無需編寫軟件程序的特點(diǎn)。但不足的地方是它采用動(dòng)態(tài)掃描的顯示方式，各個(gè) LED 數(shù)碼管是逐個(gè)點(diǎn)亮的，因此會(huì)產(chǎn)生閃爍，但由于人眼的視覺暫留時(shí)間為 20MS，故當(dāng)數(shù)碼管掃描周期小于這個(gè)時(shí)間時(shí)人眼不會(huì)感覺到閃爍，因此只要描頻率設(shè)置得當(dāng)即可采用該方案。設(shè)有一個(gè)含 有 mn 個(gè)鍵的鍵盤，如果采用獨(dú)立式的鍵盤結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，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(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 將行、列信號(hào)配合起來并做適當(dāng)?shù)奶幚?，才能確定閉合鍵的位置。在控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速時(shí)，占空比越大，轉(zhuǎn)速就越快，若全為高電平，占空比為 100%時(shí)，轉(zhuǎn)速 達(dá)到最大 [2]。在 STC12 系列單片機(jī)中自身帶有 PWM 控制器，但本系統(tǒng)所用到得 AT89 系列單片機(jī)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(bào)警 觸發(fā)器 TH 和 TL、配置寄存器。暫存存儲(chǔ)器包含了 8 個(gè)連續(xù)字節(jié)，前兩個(gè)字節(jié)是測(cè)得的溫度信息，第一個(gè)字節(jié)的內(nèi)容是溫度的低八位，第二個(gè)字節(jié)是溫度的高八位。這一點(diǎn)在進(jìn)行 DS18B20 硬件連接和軟件設(shè)計(jì)時(shí)也要加以注意。 LED 數(shù)碼管簡(jiǎn)介 本系統(tǒng)選用五個(gè) LED 數(shù)碼管來進(jìn)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(yáng)極段碼 顯示字符 共陰極段碼 共陽(yáng)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(jī)簡(jiǎn)介 AT89C52 是 51 系列單片機(jī)的一個(gè)型號(hào)，它是由 ATMEL 公司生產(chǎn)的一個(gè)低電壓、高性能的 8 位單片機(jī)，片內(nèi)器件采用 ATMEL 公司的非易失性、高密度存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，與標(biāo)準(zhǔn)的 MCS51 指令系統(tǒng)兼容，同時(shí)片內(nèi)置有通用 8 位中央處理器和 8K 字節(jié)的可反復(fù)擦寫的只讀程序存儲(chǔ)器 ROM 以及 256 字節(jié)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 RAM，在許多許多較復(fù)雜的控制系統(tǒng)中 AT89C52 單片機(jī)得到了廣泛的應(yīng)用 [5]。在 FLASH 編程和校驗(yàn)時(shí)，P1 口用于輸入片內(nèi) EPROM 的低 8 位地址。 EA：外部程序存儲(chǔ)器 ROM 的選通信號(hào)。所以本設(shè)計(jì)中用到的器件很少也很簡(jiǎn)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(gè)獨(dú)立按鍵 S2 和 S3，一端與單片機(jī)的 和 口相連，另一端接地，當(dāng)按下任一鍵時(shí)， 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(jī)輸入相應(yīng)控制指令，由單片機(jī)通過 口輸出與轉(zhuǎn)速相應(yīng)的 PWM 脈沖，經(jīng)過 ULN2803 驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇直流電機(jī)控制電路，實(shí)現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn) 速 的自動(dòng)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(dòng)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(dòng)的，可以根據(jù)仿真實(shí)時(shí)觀察到得現(xiàn)象驗(yàn)證設(shè)計(jì)的正確性及準(zhǔn)確性并及時(shí)改變程序代碼、原理圖連接以及元件屬性等。點(diǎn)擊開始 仿真 按鈕，系統(tǒng)開始仿真，待一段時(shí)間穩(wěn)定后，觀察到此時(shí)風(fēng)扇直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速為 +，如圖 62 所示。當(dāng)然，在此沒有實(shí)現(xiàn)風(fēng)扇直流電機(jī)的無級(jí)調(diào)速，本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的是電機(jī)在隨環(huán)境溫度變化的四個(gè)等級(jí)的速度變化，環(huán)境溫度在一定小范圍內(nèi)變化風(fēng)扇電機(jī)轉(zhuǎn)速是不變的，只有超過了設(shè)定的某一界限時(shí)轉(zhuǎn)速才會(huì)變化。 本系統(tǒng)在當(dāng)今提倡人性化設(shè)計(jì)和健康產(chǎn)品的環(huán)境下具有非常好的市場(chǎng)前景。四年的求學(xué)時(shí)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(diǎn)。 uchar shi,ge,xiaoshu,sheding=20,gaonum,dinum。 dispbuf[2]=a2。 P0=dispcode[dispbuf[1]]。 P0=tablel[dispbuf[3]]。 // 1ms 延時(shí) 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(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 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