【正文】 的占空比為 25％ 的 PWM波形，高電平為 ，因而定時(shí)時(shí)間為 ，即每過 產(chǎn)生一次中斷，產(chǎn)生三次中斷便是低電平的 1． 5ms 的時(shí)間。 //重裝計(jì)數(shù)初值 TL0=12。//定時(shí)器 0 工作于模式 1，即 16 位計(jì)數(shù)器 TH0=254。 //用 LED 等來代替發(fā)熱電阻絲 int count=0, T ,k。 AT89S52 單片機(jī)片內(nèi)集成有兩個(gè) 16 位的可編程定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 T0 和 T1， 其中 T0 有 4 種工作方式， T1 有 3 種工作方式，除此之外， T0 和 T1 在結(jié)構(gòu)和使用上幾乎完全相同。 lsb=(unsigned int)(tp*)。 ku=1。 } return (u)。 第 25 頁 } /*讀一個(gè)字節(jié) */ unsigned int read(void) { u=0。gus。 ④ 處理數(shù)據(jù) DS18B20 的高速暫存存儲(chǔ)器由 9 個(gè)字節(jié)組成，其分配如表 所示。 Convert T（溫度變換） [44h] 這條命令啟動(dòng)一次溫度轉(zhuǎn)換而無需其他數(shù)據(jù)。接下來寫入的兩個(gè)字節(jié)將被存到暫存器中的地址位置 2和 3。 Search ROM( 搜索 ROM)[F0h] 第 22 頁 當(dāng)系統(tǒng)開始工作時(shí)，總線主機(jī)可能不知道單線總線上的器件個(gè)數(shù)或者不知道其 64位 ROM 編碼。此命令只能在總線上僅有一個(gè) DS18B20 的情況下可以使用。一般情況下的溫度值應(yīng)該為 9 位，但因符號(hào)位擴(kuò)展成高 8 位，所以最后以 16 位補(bǔ)碼形式讀出。1/2LSB，即 ℃ 。 初始時(shí)，溫度寄存器被預(yù)置成 55℃ ，每當(dāng)計(jì)數(shù)器 1 從預(yù)置數(shù)開始減計(jì)數(shù)到 0 時(shí)，溫度寄存器中寄存的溫度值就增加 1℃ ，這個(gè)過程重復(fù)進(jìn)行，直到計(jì)數(shù)器 2 計(jì)數(shù)到 0 時(shí)便停止。 子程序模塊 任何一個(gè)大程序均可分解為許多相互獨(dú)立的小程序，這些小程序 就是我們所說的子函數(shù) 。在子程序和中斷服務(wù)程序中 要考慮它們 和主程序之間的信息交換方法。為了在仿真過程中能看到效果，其中加熱絲由 LED 燈 D1 替代，熱釋傳感器和紅外傳感器由開關(guān) SW1 和 SW2 替代。由 P0 控制輸出段碼 信號(hào)， P2 口的低四位輸出位選信號(hào)， 采用循 環(huán) 選中的方式對數(shù)碼管進(jìn)行點(diǎn)亮。 自動(dòng)烘手機(jī)的加熱電路接單片機(jī)的 引腳，當(dāng)選擇的的是熱風(fēng)時(shí)， 引腳輸出控制信號(hào)，控制加熱絲加熱。電樞控制方法就是指當(dāng)勵(lì)磁電壓和負(fù)載轉(zhuǎn)矩恒定時(shí)，通過調(diào)節(jié)電樞電壓來控制直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 , 通過改變電樞電壓的極性來控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向 , 從而實(shí)現(xiàn)直流電機(jī)的方 向及速度控制。整個(gè)系統(tǒng)主要由占空比設(shè)定、單片機(jī)實(shí)現(xiàn) PWM、電子開關(guān)以及直流電動(dòng)機(jī)等幾部分組成。 人體或者體積較大的動(dòng)物都有恒定的體溫，一般在 37 度，所以會(huì)發(fā)出特定波長 10μm左右的紅外線，當(dāng)人體進(jìn)入檢測區(qū)，因人體溫度與環(huán)境溫度有差別，人體發(fā)射的 10μm左右的紅外線通過菲涅耳透鏡濾光片增強(qiáng)后聚集到紅外感應(yīng)源 (熱釋電元件 )上，紅外感應(yīng)源在接收到人體紅外輻射時(shí)就會(huì)失去電荷平衡，向外釋放電荷，進(jìn)而產(chǎn)生 △ T 并將 △ T向外圍電路輸出，后續(xù)電路經(jīng)檢測處理后就能產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)。這一點(diǎn)在進(jìn)行 DS1820 硬件連接和軟件設(shè)計(jì)時(shí)也要給予一定的重視。 2) 在 DS1820 的有關(guān)資料中均未提及單總線上所掛 DS1820 數(shù)量問題，容易使人誤認(rèn)為可以掛任意多個(gè) DS1820，在實(shí)際應(yīng)用中并非如此。 根據(jù) DS18B20 的通訊協(xié)議，主機(jī)（單片機(jī)）控制 DS18B20 完成溫度轉(zhuǎn)換必須經(jīng)過三個(gè)步驟：每一次讀寫之前都要對 DS18B20 進(jìn)行復(fù)位操作，復(fù)位 成功后發(fā)送一條 ROM指令，最后發(fā) 送 RAM 指令，這樣才能對 DS18B20 進(jìn)行預(yù)定的操作。 （ 4）配置寄存器 該字節(jié)各位的意義如下： 表 配置寄存器結(jié)構(gòu) TM R1 R0 1 1 1 1 1 低五位一直都是 1， TM 是測 試模式位，用于設(shè)置 DS18B20 在工作模式還是在測試模式。圖中低溫度系數(shù)晶振的振蕩頻率受溫度影響很小，用于產(chǎn)生固定頻率的脈沖信號(hào)送給計(jì)數(shù)器 1。在引腳 XTAL1 和 XTAL2 外部接晶振電路器（簡稱晶振）或陶瓷晶振器，就構(gòu)成了內(nèi)部晶振方式。 按鍵按下的時(shí) 產(chǎn)生 復(fù)位 的原理： 在單片機(jī)啟動(dòng) 后，電容 C 兩端的電壓持續(xù)充電為 5V，這是時(shí)候 10K 電阻兩端的電壓接近于 0V， RST 處于低電平所以系統(tǒng)正常工作。所以可以通過按鍵的斷開和閉合在運(yùn)行的系統(tǒng)中控制其復(fù)位。 GND(20腳 )：接地端。片上 Flash 允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程，亦適于 常規(guī)編程器。重點(diǎn)研究 DS18B20數(shù)字傳感器的初始化，讀取溫度的控制過程。 自動(dòng)烘手機(jī)由電源、熱釋（人 體接近）檢測電路、紅外感應(yīng)檢測電路、單片機(jī)控制部分、顯示電路、風(fēng)扇電路、加熱（用燈泡模擬電熱絲）電路、充電電路等組成。 行業(yè)動(dòng) 態(tài) 隨著家電行業(yè)的快速發(fā)展，以及人們節(jié)能減排意識(shí)的進(jìn)一步提過， 第一代熱功率高（ 通常在 2020W左右 ） ， 能耗 大，電器內(nèi)部工作溫度高，電子器件和線路容易老化，使用壽命縮短 的烘手機(jī)已經(jīng)被市場淘汰。 隨著居民 生活 水平 的 不斷提高， 人們的衛(wèi)生意識(shí)也在不斷提高， 對 環(huán)境衛(wèi)生的標(biāo)準(zhǔn)提出了更高的要求。本系統(tǒng)采用單片機(jī)進(jìn)行控制， 由電源電路、熱釋檢測電路、紅外感應(yīng)檢測電路、單片機(jī)控制部分、顯示電路、風(fēng)扇電路、加熱（用燈泡模擬電熱絲）電路、充電電路等組成。 關(guān)鍵詞：單片機(jī)，傳感器， PID， PWM 第 II 頁 Hand Dryers singlechip microputer control system design Author： Luo Likun Tutor： Gu Deying Abstract Based on single chip microputer control automatic hand dryers has been widely used in people39。特別是在公共衛(wèi)生場所的應(yīng)用更是十分廣泛。第二代自動(dòng)烘手機(jī)不僅在硬件上進(jìn)行了更新?lián)Q代，在軟件上更是采用了以 PID 反饋調(diào)節(jié)、 PWM 脈寬調(diào)制等為代表的典型智能控制方式，從而極大的保持了系統(tǒng)的穩(wěn)定性以及提高了節(jié)能的效果。 論文 主要工作 一臺(tái)自動(dòng)烘手機(jī)烘手機(jī)就是一個(gè)小型而完整的控制系統(tǒng)，它包括硬件和軟件兩部分。 6）正確 處理傳感器傳給單片機(jī)的動(dòng)態(tài)掃描的數(shù)據(jù)，防止程序進(jìn)入無效的死循環(huán)。 引腳功能說明： （ 1）輸入 /輸出引腳（ I/O口線） ～ :P0口 8位雙向 I/O口，占 39～ 32腳； ～ :P1口 8位準(zhǔn)雙向 I/O口，占 1～ 8腳； ～ :P2口 8位準(zhǔn)雙向 I/O口，占 21～ 28腳； ～ :P3口 8位準(zhǔn)雙向 I/O口，占 10～ 17腳； （ 2）控制口線 PSEN(29腳 )：外部程序存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)。當(dāng)使用外部時(shí)鐘時(shí)，用于外接外部時(shí)鐘源。 也就是說在電腦啟動(dòng)的 內(nèi)，電容兩端的電壓 在0~ 之間逐漸 增加。根據(jù)串聯(lián)電路電壓為各處之和，這個(gè)時(shí)候 10K 電阻兩端的電壓為 ，甚至更大，所以 RST 引腳又接收到高電平。 第 7 頁 數(shù)字溫度傳感器 DS18B20 DS18B20 是 DALLAS 公司生產(chǎn)的一線式數(shù)字溫度傳感器，具有 3 引腳 TO－ 92 小體積封裝形式；溫度測量范圍為 － 55℃ ～＋ 125℃ ,可編程為 9 位～ 12 位 A/D 轉(zhuǎn)換精度，測溫分辨率可達(dá) ℃ ，被測溫度用符號(hào)擴(kuò)展的 16 位數(shù)字量方式串行輸出；其工作電源既可在遠(yuǎn)端引入，也可采用寄生電源方式產(chǎn) 生；多個(gè) DS18B20 可以并聯(lián)到 3 根或2 根線上， CPU只需一根端口線就能與諸多 DS18B20 通信，占用微處理器的端口較少，可節(jié)省大量的引線和邏輯電路。計(jì)數(shù)器 1 對低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信 號(hào)進(jìn)行減法計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)器 1 的預(yù)置值減到0 時(shí)，溫度寄存器的值將加 1，計(jì)數(shù)器 1 的預(yù)置將重新被裝入，計(jì)數(shù)器 1 重新開始對低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行 計(jì)數(shù)，如此循環(huán)直到計(jì)數(shù)器 2 計(jì)數(shù)到 0 時(shí)，停止溫 第 8 頁 度寄存器值的累加，此時(shí)溫度寄存器中的數(shù)值即為所測溫度 。當(dāng)溫度轉(zhuǎn)換命令 發(fā)布后，經(jīng)轉(zhuǎn)換所得的溫度值以二字節(jié)補(bǔ)碼形式存放在高速暫存存儲(chǔ)器的第 0和第 1個(gè)字節(jié)。為操作各器件做好準(zhǔn)備 跳過 ROM 0CCH 忽略 64 位 ROM 地址，直接向 DS18B20 發(fā)溫度變換命令。試驗(yàn)中，當(dāng)采用普通信號(hào)電纜傳輸長度超過 50m 時(shí)，讀取的測溫?cái)?shù)據(jù)將發(fā)生錯(cuò)誤。 熱釋電紅外傳感器內(nèi)部由光學(xué)濾鏡、場效應(yīng) 管、紅外感應(yīng)源 (熱釋電元件 )、偏置電阻、 第 13 頁 EMI 電容等元器件組成，其內(nèi)部電路框圖如圖 所示。目前，為了適應(yīng)高精度、高效率的生產(chǎn)需求，對直流電機(jī)的控制系統(tǒng)也提出了更高的要求。電子開關(guān)用來接通或關(guān)斷電動(dòng)機(jī)電樞兩端的供電電源。 圖 PWM 脈寬調(diào)制法原理圖 為分析其控制原理，首先給 三極 管 V1 的基極輸入如圖 所示 PWM 波，此 PWM 波控制周期為 T，高電平持續(xù)時(shí)間為 1t 秒，低電平持續(xù)時(shí)間為 2t 秒。 圖 風(fēng)控及加熱電路 按鍵電路 設(shè)計(jì) 第 17 頁 根據(jù)系統(tǒng)的控制要求，控制輸入部分設(shè)置了風(fēng)類選擇，檔位選擇，確認(rèn)按鈕，控制電路如圖 所示，從左到右分別是 涼風(fēng)（ COOL1 鍵 ）、熱風(fēng)（ HOT1 鍵）、風(fēng)速擋 1（ SPEED1 鍵）、風(fēng)速擋 2（ SPEED2 鍵）、風(fēng)速擋 3（ SPEED3 鍵）、確認(rèn)（ SURE 鍵）。 74LS245 是 8 路同相三態(tài)雙向總線收發(fā) 器，可 第 18 頁 雙向傳輸數(shù)據(jù)。開關(guān) SW1 和 SW2 接高電平表示有人靠近烘手機(jī)，傳 感器檢測到有效工作信號(hào)，接低電平表示傳感器沒有檢測到有效工作信號(hào)。 3） 在進(jìn)行程序設(shè)計(jì)時(shí) ,先根據(jù)問題的定義描述出各個(gè)輸入變量和輸出變量之間的數(shù)學(xué)關(guān)系 ， 即建立數(shù)學(xué)模型 ,然后繪制流程圖，再根據(jù)流程圖用 C 語言進(jìn)行具體程序的編寫。 第 20 頁 本系統(tǒng)主要的子函數(shù)有按鍵子函數(shù)、溫度采集子函數(shù)、 PWM 子函數(shù)、 PID 算法子函數(shù)等。為了補(bǔ)償振蕩器溫度特性的非線性性，斜率累加器提供的預(yù)置數(shù)也隨溫度相應(yīng)變化。 DS18B20 測量溫度時(shí)使用特有的溫度測量技術(shù)。初始化序列包括總線主機(jī)發(fā)出一復(fù)位脈沖，接著由從屬器件送出存在脈沖。只有與 64 位 ROM 序列嚴(yán)格相符的 DS18B20 才能對后繼的存貯器操作命令作出響應(yīng)。但是，僅在最近一次溫度測量出現(xiàn)告警的情況下， DS18B20 才對此命令作出響應(yīng)。讀取將從字節(jié) 0 開始，一直進(jìn)行下去，直到第 9（字節(jié) 8， CRC）字節(jié)讀完。如果使用寄生電源，總線控制器必須在發(fā)出這條命令后立即起動(dòng)強(qiáng)上拉，并保持 500ms。 表 高速暫存存儲(chǔ)器分配表 溫度低位 溫度高位 TH TL 配置 保留 保留 保留 8 位 CRC LSB MSB 表 是 DS18B20 溫度采集轉(zhuǎn)化后得到的 12 位數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)在 DS18B20 的兩個(gè) 8比特的 RAM 中，二進(jìn)制中的前面 5 位是符號(hào)位，如果測得的溫度大于或等于 0，這 5位為 0，只要將測到的數(shù)值乘于 即可得到實(shí)際溫度；如果溫度小于 0，這 5 位為1， 測到的數(shù)值需要取反加 1 再乘于 即可得到實(shí)際溫度。//復(fù)位 delay1(2)。i++) { DQ=0。i++) { DQ=0。//跳過讀序號(hào)列號(hào)操作 write(0x44)。