【正文】 現(xiàn) LED顯示的前兩位溫度也迅速升高，驗證了 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，既按鍵與復位電路、數(shù)碼管顯示電路、溫度檢測電路、電機驅動電路。 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) //讀一個比特 { uchar i,j,dat。 i++。 // 精確延時 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 論 本次設計的系統(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)境溫度變化調節(jié)不同的風扇電機轉速，在一定范圍能能實現(xiàn)轉速的連續(xù)調節(jié)， LED 數(shù)碼管能連續(xù)穩(wěn)定的顯示環(huán)境溫度和設置溫度，并能通過兩個獨立按鍵調節(jié)不同的設置溫度，從而改變環(huán)境溫度與設置溫度的差值 ，進而改變電機轉速。 電動機調速電路部分調試 系統(tǒng)本部分的設計中重在軟 件設計，因為外圍的驅動電路只是將送來的 PWM 信號放大從而驅動電機轉動。當檢測到的溫度比預設的溫度每增加 5 攝氏度時，風扇電機轉速增加一級。通過軟件設計，實現(xiàn)了對環(huán)境溫度的連續(xù)檢測，由于硬件 LED個數(shù)的限制，只顯示了預設溫度的整數(shù)部分。經(jīng)過編譯沒有出錯，但在仿真調試時，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，當按下鍵時，顯 示并不變化。點擊開始按鈕，系統(tǒng)開始仿真，待一段時間穩(wěn)定后，觀察到此時直流風扇電機的轉速為 + r/s，如圖 15 所示。其內部元件庫含有豐富的元件，支持總線結構以及智能化的連線功能；支持主流 CPU（如 ARM、 8051/5 AVR）及其通用外設模型的實時仿真等，為單片機的開發(fā)應用等帶來極大的便利。 隨著單片機開發(fā)技術的不斷發(fā)展，從普遍使用匯編語言到逐漸使用高級語言開發(fā)，單片機的開發(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 開發(fā) 的軟件 。 鍵盤控制設置溫度，通過軟件向單片機輸入相應控制指令，由單片機通過 口輸出與轉速相應的 PWM 脈沖，經(jīng)過 ULN2803 驅動風扇直流電機控制電路，實現(xiàn)電機轉速與啟停的自動控制 [8]。如果計數(shù)器計數(shù)到 0 時，高溫度系數(shù)振蕩周期還未結束，則表示測量的溫度值高于 55℃，被預置在 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)振蕩周期結束為止。本設計中 開關復位與晶振電路如 圖 6 所示，當按下按鍵開關 S1 時，系統(tǒng)復位一次。 LED 數(shù)碼管可以分為共陰極和共陽極兩種結構，如下圖 5(a)和圖 5(b) 所示。但在訪問外部數(shù) 據(jù)存儲器時，這兩次有效的 /PSEN 信號將不出現(xiàn)。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。 P3 口也可作為AT89C51 的一些特殊功能口。并因此作為輸入時， P2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。 9 圖 4 AT89C52單片機管腳 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。當輸入 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℃ 。它還有存儲用戶定義報警溫度等功能。 7 第二章 各單元模塊的硬件設計 系統(tǒng)主要器件包括 DS18B20 溫度傳感器、 AT89C52 單片機、五位 LED 共陰數(shù)碼管、風扇直流電機、達林頓反向驅動器 ULN2803。應用此方法時編程相對復雜。 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，以調節(jié)輸出量和波形的一種調節(jié)方式，在 PWM 驅動控制的調節(jié)系統(tǒng)中，最常用的是矩形波PWM 信號，在控制時需要調節(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溫度的核心元件，配合橋式電路，運算放大電路和 AD轉換電路，將溫度變化信號送入單片機處理。同時使系統(tǒng)檢測到得環(huán)境溫度以及系統(tǒng)預設的溫度動態(tài)的顯示在 LED 數(shù)碼管上。 Single chip microputer?？捎捎脩粼O置高、低溫度值，測得溫度值在高低溫度之間時打開風扇弱風檔，當溫度升高超過所設定的溫度時自動切換到大風檔，當溫度小于所設定的溫度時自動關閉風扇，控制狀態(tài)隨外界溫度而定。在現(xiàn)階段， 溫控風扇的設計已經(jīng)有了一定的成效，可以使風扇根據(jù)環(huán)境溫度的變化進行自動無級調速，當溫度升高到一 定時能自動啟動風扇，當溫度降到一定時能自動停止風扇的轉動，實現(xiàn)智能控制 。其中預設溫度值只能為整數(shù)形式，檢測到的當前環(huán)境溫度可精確到小數(shù)點后一位。故該方案不適合本系統(tǒng)。以軟件編程的方法進行溫度判斷，并在端口輸出控制信號。 5 對于方案二，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 I/O 口輸出 PWM 信號時，有如下三種方法： (1) 利用軟件延時。 對于方案一，該方案能夠實現(xiàn)對直流風扇電機的無級調速，速度變化靈敏，但是D/A 轉換芯片的價格較高，與其溫控狀態(tài)下無級調速功能相比性價比不高。它具有 3 引 腳 TO－ 92 小體積封裝形式。 圖 2 DS18B20 內部結構 達林頓反向驅動器 ULN2803 簡介 本系統(tǒng)要用單片機控制風扇直流電機，需要加驅動電路，為直流電機提供足夠大的驅動電流。該器件采用 ATMEL 高密度非易失存儲器制造技術制造，與工業(yè)標準的 MCS51 指令集和輸出管腳相兼容。在 FIASH 編程時， P0 口作為原碼輸入口，當 FIASH 進行校驗時， P0輸出原碼，此時 P0 外部必須被拉高。在給出地址“ 1”時，它利用內部上拉優(yōu)勢，當對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進行讀寫時， P2 口輸出其特殊功能寄存器的內容。 RST：復位輸入。此時， 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）。 一個共陰極數(shù)碼管接至單片機的電路，要想顯示數(shù)字“ 7”須 a、 b、 c 這 3 個顯示段發(fā)光 （即這 3 個字段為高電平）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時檢測采集到的溫度，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，一般都采用單片機來實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集。 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℃ 。 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 .Proteus 軟件在設計電子電路中的應用 [J] .儀表技術， 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上 (溫度傳感器 DS18B20 溫度設置為 攝氏度，系統(tǒng)預設的溫度為 22 攝氏度 )，用鍵盤 S2 調節(jié)系統(tǒng)預設溫度至 34 攝氏度，此時可知系統(tǒng)預設溫度大于溫度傳感器檢測到的溫度，觀察到直流風扇電機的轉速逐漸變慢，最后轉速變?yōu)?0，符合系統(tǒng)要實現(xiàn)的功能，如圖 17 所示。 數(shù)碼管不能正確的顯示，主要是因為所以數(shù)碼管的段碼都由 P0 口傳送，而數(shù)碼管顯示又采用了動態(tài)掃描的方式，但在程序中卻沒有設置顯示段碼的暫存器，導致當 P0口傳送段碼時發(fā)生混亂，不能正確識別段碼。 電動機調速電路部分調試 在本設計中，采用了達林頓反向驅動器 ULN2803 驅動直流電機，其可驅動八個直 25 流電機，本系統(tǒng)僅驅動一個。 系統(tǒng)顯示部分實現(xiàn)了以下功能： LED 顯示的前三位實現(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)按鍵的調整顯示所需要的設計溫度。 系統(tǒng)功能 系統(tǒng)實現(xiàn)的功能 本系統(tǒng)能夠實現(xiàn)單片機系統(tǒng)檢測環(huán)境溫度的變化，然后根據(jù)環(huán)境溫度變化來控制風扇直流電機輸入占空比的變化，從而產(chǎn)生不同的轉動速度，亦可根據(jù)鍵盤調節(jié)不同的設置溫度，再由環(huán)境溫度與設置溫度的差值來控制電機。在生產(chǎn)生活中，本系統(tǒng)可用于簡單的日常風扇的智能控制，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，實現(xiàn)對不同信號輸入控制電機的轉速，進而實現(xiàn)生產(chǎn)自動化，如在電力系統(tǒng)中可以根據(jù)不同的負荷達到不同的電壓信號，再由電壓信號調節(jié)不同的發(fā)電機轉速，進而調節(jié)發(fā)電量，實現(xiàn)電力系統(tǒng)的自動化調節(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/