【正文】 現(xiàn) LED顯示的前兩位溫度也迅速升高，驗(yàn)證了 DS18B20 能在系統(tǒng)板上工作。 系統(tǒng)功能分析 系統(tǒng)總體上由五部分來組成，既按鍵與復(fù)位電路、數(shù)碼管顯示電路、溫度檢測(cè)電路、電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路。 Sons. 1994． 301— 307. [20] Intel: Benjamin Jun， Paul Kocher． The lntel Random Number Generator[J]． White Paper Prepared for lntel Corporation， April 22， l999： 4— 5． 29 附錄 1：電路總圖 附圖 1 電路總圖 30 附錄 2：程序代碼 include define uchar unsigned char define uint unsigned int sbit DQ=P1^7。 uchar code tablel[]={ //帶小數(shù)點(diǎn)的段碼 0xbf,0x86,0xdb,0xcf, 0xe6,0xed,0xfd, 0x87,0xff,0xef}。 dispbuf[4]=a4。 Delay(1)。 Delay(1)。i++){} } } void tmreset(void) { DQ=0。 bit dat。 Delay(8)。 } return(dat)。 dat=dat1。 DQ=1。 // skip rom tmwbyte(0x44)。 // LSB 低 8 位 b=tmrbyte()。 if(key1==0) { sheding++。 dinum=4。 dinum=2。 for(q=0。qgaonum。 tmstart()。 keyscan()。 deal(last/10)。 // 初始化 ds18b20 while(1) { tmstart()。 digitalshow(shi,ge,xiaoshu,sheding/10,sheding%10)。q++) { dianji=0。amp。amp。 } 34 while(!key1)。 y3=8。 tmreset()。 i++。 // 先拉低 i++。 uchar j。 } uchar tmrbyte(void) //讀一個(gè)比特 { uchar i,j,dat。 i++。 // 精確延時(shí) 大于 480us DQ=1。 P0=dispcode[dispbuf[4]]。 P0=dispcode[dispbuf[2]]。 P0=dispcode[dispbuf[0]]。 uchar dispbuf[8]={0,0,0,0,0,0,0,0}。 sbit key2=P1^4。 27 結(jié) 論 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。 電動(dòng)機(jī)調(diào)速電路部分調(diào)試 系統(tǒng)本部分的設(shè)計(jì)中重在軟 件設(shè)計(jì)，因?yàn)橥鈬尿?qū)動(dòng)電路只是將送來的 PWM 信號(hào)放大從而驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)檢測(cè)到的溫度比預(yù)設(shè)的溫度每增加 5 攝氏度時(shí)，風(fēng)扇電機(jī)轉(zhuǎn)速增加一級(jí)。通過軟件設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)環(huán)境溫度的連續(xù)檢測(cè)，由于硬件 LED個(gè)數(shù)的限制，只顯示了預(yù)設(shè)溫度的整數(shù)部分。經(jīng)過編譯沒有出錯(cuò)，但在仿真調(diào)試時(shí)，數(shù)碼管顯示的只是亂碼，沒有正確的顯示溫度，按鍵功能也不靈，當(dāng)按下鍵時(shí)，顯 示并不變化。點(diǎn)擊開始按鈕，系統(tǒng)開始仿真，待一段時(shí)間穩(wěn)定后，觀察到此時(shí)直流風(fēng)扇電機(jī)的轉(zhuǎn)速為 + r/s，如圖 15 所示。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。 隨著單片機(jī)開發(fā)技術(shù)的不斷發(fā)展，從普遍使用匯編語(yǔ)言到逐漸使用高級(jí)語(yǔ)言開發(fā)，單片機(jī)的開發(fā)軟件也在不斷發(fā)展， Keil 軟件是目前 使用較多的 MCS51 系列單片機(jī) 開發(fā) 的軟件 。 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)速與啟停的自動(dòng)控制 [8]。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。本設(shè)計(jì)中 開關(guān)復(fù)位與晶振電路如 圖 6 所示，當(dāng)按下按鍵開關(guān) S1 時(shí)，系統(tǒng)復(fù)位一次。 LED 數(shù)碼管可以分為共陰極和共陽(yáng)極兩種結(jié)構(gòu)，如下圖 5(a)和圖 5(b) 所示。但在訪問外部數(shù) 據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的 /PSEN 信號(hào)將不出現(xiàn)。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。 P3 口也可作為AT89C51 的一些特殊功能口。并因此作為輸入時(shí)， P2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。 9 圖 4 AT89C52單片機(jī)管腳 P0 口： P0 口為一個(gè) 8 位漏級(jí)開路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8TTL 門電流。當(dāng)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℃ 。它還有存儲(chǔ)用戶定義報(bào)警溫度等功能。 7 第二章 各單元模塊的硬件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)主要器件包括 DS18B20 溫度傳感器、 AT89C52 單片機(jī)、五位 LED 共陰數(shù)碼管、風(fēng)扇直流電機(jī)、達(dá)林頓反向驅(qū)動(dòng)器 ULN2803。應(yīng)用此方法時(shí)編程相對(duì)復(fù)雜。 PWM 是英文 Pulse Width Modulation 的縮寫，它是按一定的規(guī)律改變脈沖序列的脈沖寬度，以調(diào)節(jié)輸出量和波形的一種調(diào)節(jié)方式，在 PWM 驅(qū)動(dòng)控制的調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，最常用的是矩形波PWM 信號(hào)，在控制時(shí)需要調(diào)節(jié) PWM 波得占空比。 方案二：采用 LCD 液晶顯示屏顯示溫度。 控制核心的選擇 方案一：采用電壓比較電路作為控制部件。 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。同時(shí)使系統(tǒng)檢測(cè)到得環(huán)境溫度以及系統(tǒng)預(yù)設(shè)的溫度動(dòng)態(tài)的顯示在 LED 數(shù)碼管上。 Single chip microputer?？捎捎脩粼O(shè)置高、低溫度值，測(cè)得溫度值在高低溫度之間時(shí)打開風(fēng)扇弱風(fēng)檔，當(dāng)溫度升高超過所設(shè)定的溫度時(shí)自動(dòng)切換到大風(fēng)檔，當(dāng)溫度小于所設(shè)定的溫度時(shí)自動(dòng)關(guān)閉風(fēng)扇，控制狀態(tài)隨外界溫度而定。在現(xiàn)階段， 溫控風(fēng)扇的設(shè)計(jì)已經(jīng)有了一定的成效，可以使風(fēng)扇根據(jù)環(huán)境溫度的變化進(jìn)行自動(dòng)無級(jí)調(diào)速，當(dāng)溫度升高到一 定時(shí)能自動(dòng)啟動(dòng)風(fēng)扇，當(dāng)溫度降到一定時(shí)能自動(dòng)停止風(fēng)扇的轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)智能控制 。其中預(yù)設(shè)溫度值只能為整數(shù)形式，檢測(cè)到的當(dāng)前環(huán)境溫度可精確到小數(shù)點(diǎn)后一位。故該方案不適合本系統(tǒng)。以軟件編程的方法進(jìn)行溫度判斷，并在端口輸出控制信號(hào)。 5 對(duì)于方案二，液晶顯示屏具有顯示字符優(yōu)美，其不僅能顯示數(shù)字還能顯示字符甚至圖形，這是 LED 數(shù)碼管無法比擬的。用單片機(jī) I/O 口輸出 PWM 信號(hào)時(shí)，有如下三種方法： (1) 利用軟件延時(shí)。 對(duì)于方案一，該方案能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)直流風(fēng)扇電機(jī)的無級(jí)調(diào)速，速度變化靈敏，但是D/A 轉(zhuǎn)換芯片的價(jià)格較高，與其溫控狀態(tài)下無級(jí)調(diào)速功能相比性價(jià)比不高。它具有 3 引 腳 TO－ 92 小體積封裝形式。 圖 2 DS18B20 內(nèi)部結(jié)構(gòu) 達(dá)林頓反向驅(qū)動(dòng)器 ULN2803 簡(jiǎn)介 本系統(tǒng)要用單片機(jī)控制風(fēng)扇直流電機(jī)，需要加驅(qū)動(dòng)電路，為直流電機(jī)提供足夠大的驅(qū)動(dòng)電流。該器件采用 ATMEL 高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 MCS51 指令集和輸出管腳相兼容。在 FIASH 編程時(shí)， P0 口作為原碼輸入口，當(dāng) FIASH 進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)， P0輸出原碼，此時(shí) P0 外部必須被拉高。在給出地址“ 1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(shí)， P2 口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。 RST：復(fù)位輸入。此時(shí)， ALE 只有在執(zhí)行 MOVX， MOVC 指令是 ALE 才起作用。在 FLASH 編程期間，此引腳也用于施加 12V 編程電源（ VPP）。 一個(gè)共陰極數(shù)碼管接至單片機(jī)的電路，要想顯示數(shù)字“ 7”須 a、 b、 c 這 3 個(gè)顯示段發(fā)光 （即這 3 個(gè)字段為高電平）只要在 P0 口輸入 00000111（ 07H）即可。其中前 3 位數(shù)碼管 DS DS DS3 用于顯示溫度傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)采集到的溫度，可精確到 攝氏度，顯示范圍為 0~ 攝氏度；后 2 位數(shù)碼管 DS DS5 用于顯 示系統(tǒng)設(shè)置的初值溫度，只能顯示整數(shù)的溫度值，顯示范圍為 0~99 攝氏度。 DS18B20 在使用時(shí)，一般都采用單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集。 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℃ 。 Keil C51 的使用界面如圖 12。在原理圖繪制連接好后再把編譯 [10] 孫號(hào) .Proteus 軟件在設(shè)計(jì)電子電路中的應(yīng)用 [J] .儀表技術(shù)， 20xx,8:74— 75 20 好的程序加載到其中 [11]。 圖 15 Proteus 仿真效果圖二 22 在上一步仿真的基礎(chǔ)上 (溫度傳感器 DS18B20 溫度設(shè)置為 攝氏度，系統(tǒng)預(yù)設(shè)的溫度為 22 攝氏度 )，用鍵盤 S2 調(diào)節(jié)系統(tǒng)預(yù)設(shè)溫度至 34 攝氏度，此時(shí)可知系統(tǒng)預(yù)設(shè)溫度大于溫度傳感器檢測(cè)到的溫度，觀察到直流風(fēng)扇電機(jī)的轉(zhuǎn)速逐漸變慢，最后轉(zhuǎn)速變?yōu)?0，符合系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)的功能，如圖 17 所示。 數(shù)碼管不能正確的顯示，主要是因?yàn)樗詳?shù)碼管的段碼都由 P0 口傳送，而數(shù)碼管顯示又采用了動(dòng)態(tài)掃描的方式，但在程序中卻沒有設(shè)置顯示段碼的暫存器，導(dǎo)致當(dāng) P0口傳送段碼時(shí)發(fā)生混亂，不能正確識(shí)別段碼。 電動(dòng)機(jī)調(diào)速電路部分調(diào)試 在本設(shè)計(jì)中，采用了達(dá)林頓反向驅(qū)動(dòng)器 ULN2803 驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)，其可驅(qū)動(dòng)八個(gè)直 25 流電機(jī)，本系統(tǒng)僅驅(qū)動(dòng)一個(gè)。 系統(tǒng)顯示部分實(shí)現(xiàn)了以下功能： LED 顯示的前三位實(shí)現(xiàn)了環(huán)境溫度整數(shù)部分與小數(shù)部分的連續(xù)顯示， LED 的后兩位能根據(jù)按鍵的調(diào)整顯示所需要的設(shè)計(jì)溫度。 系統(tǒng)功能 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能 本系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)單片機(jī)系統(tǒng)檢測(cè)環(huán)境溫度的變化，然后根據(jù)環(huán)境溫度變化來控制風(fēng)扇直流電機(jī)輸入占空比的變化，從而產(chǎn)生不同的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，亦可根據(jù)鍵盤調(diào)節(jié)不同的設(shè)置溫度，再由環(huán)境溫度與設(shè)置溫度的差值來控制電機(jī)。在生產(chǎn)生活中，本系統(tǒng)可用于簡(jiǎn)單的日常風(fēng)扇的智能控制，為生活帶來便利；在工業(yè)生產(chǎn)中，可以改變不同的輸入信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同信號(hào)輸入控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化，如在電力系統(tǒng)中可以根據(jù)不同的負(fù)荷達(dá)到不同的電壓信號(hào)，再由電壓信號(hào)調(diào)節(jié)不同的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速，進(jìn)而調(diào)節(jié)發(fā)電量，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的自動(dòng)化調(diào)節(jié)。 uint y3。 dispbuf[1]=a1。 P2=0xff。 P2=0xff。 } void dmsec(uint count) { uint i。 while(~DQ)。 i++。i=8。j=8。 Delay(4)。 tmpre()。 tmwbyte(0xcc)。 y3=ff*10+。 if(sheding==0) sheding=20。 } else if((tmp(sheding+5))amp。 } else { gaonum=4。i0。i) { digitalshow(shi,ge,xiaoshu,sheding/10,sheding%10)。 // 讀取溫度 shi=last/