【正文】 // 讀取溫度 shi=last/100。i0。 } else if((tmp(sheding+5))amp。 y3=ff*10+。 tmpre()。j=8。 i++。 } void dmsec(uint count) { uint i。 P2=0xff。 uint y3。 系統(tǒng)功能 系統(tǒng)實現(xiàn)的功能 本系統(tǒng)能夠?qū)崿F(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(zhuǎn)動速度，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。 電動機調(diào)速電路部分調(diào)試 在本設(shè)計中，采用了達林頓反向驅(qū)動器 ULN2803 驅(qū)動直流電機，其可驅(qū)動八個直 25 流電機，本系統(tǒng)僅驅(qū)動一個。 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，此時可知系統(tǒng)預(yù)設(shè)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(zhuǎn)速逐漸變慢，最后轉(zhuǎn)速變?yōu)?0，符合系統(tǒng)要實現(xiàn)的功能，如圖 17 所示。 Keil C51 的使用界面如圖 12。 DS18B20 在使用時，一般都采用單片機來實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集。 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。此時， ALE 只有在執(zhí)行 MOVX， MOVC 指令是 ALE 才起作用。在給出地址“ 1”時，它利用內(nèi)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(nèi)容。該器件采用 ATMEL 高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標準的 MCS51 指令集和輸出管腳相兼容。它具有 3 引 腳 TO－ 92 小體積封裝形式。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。以軟件編程的方法進行溫度判斷，并在端口輸出控制信號。其中預(yù)設(shè)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。可由用戶設(shè)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(shè)定的溫度時自動切換到大風檔，當溫度小于所設(shè)定的溫度時自動關(guān)閉風扇，控制狀態(tài)隨外界溫度而定。同時使系統(tǒng)檢測到得環(huán)境溫度以及系統(tǒng)預(yù)設(shè)的溫度動態(tài)的顯示在 LED 數(shù)碼管上。 控制核心的選擇 方案一：采用電壓比較電路作為控制部件。 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)動控制的調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，最常用的是矩形波PWM 信號，在控制時需要調(diào)節(jié) PWM 波得占空比。 7 第二章 各單元模塊的硬件設(shè)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(qū)動器 ULN2803。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℃ 。并因此作為輸入時， P2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。 LED 數(shù)碼管可以分為共陰極和共陽極兩種結(jié)構(gòu)，如下圖 5(a)和圖 5(b) 所示。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(fù)，直到高溫度系數(shù)振蕩周期結(jié)束為止。 隨著單片機開發(fā)技術(shù)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 。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(zhuǎn)速為 + r/s，如圖 15 所示。通過軟件設(shè)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(yù)設(shè)溫度的整數(shù)部分。 電動機調(diào)速電路部分調(diào)試 系統(tǒng)本部分的設(shè)計中重在軟 件設(shè)計，因為外圍的驅(qū)動電路只是將送來的 PWM 信號放大從而驅(qū)動電機轉(zhuǎn)動。 sbit key2=P1^4。 P0=dispcode[dispbuf[0]]。 P0=dispcode[dispbuf[4]]。 i++。 uchar j。 i++。 y3=8。amp。q++) { dianji=0。 // 初始化 ds18b20 while(1) { tmstart()。 keyscan()。qgaonum。 dinum=2。 if(key1==0) { sheding++。 // skip rom tmwbyte(0x44)。 dat=dat1。 Delay(8)。i++){} } } void tmreset(void) { DQ=0。 Delay(1)。 uchar code tablel[]={ //帶小數(shù)點的段碼 0xbf,0x86,0xdb,0xcf, 0xe6,0xed,0xfd, 0x87,0xff,0xef}。 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、溫度檢測電路、電機驅(qū)動電路。 在本系統(tǒng)中風扇電機的轉(zhuǎn)速可實現(xiàn)四級調(diào)速。 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。它還能 配合系統(tǒng)配置的虛擬儀器 來顯示和輸出， 如示波器、邏輯分析儀等 [10]，效果很好 。其與單片機 [6] 李鋼 ,趙彥峰 .1Wire 總線數(shù)字溫度傳感器 DSI8B20 原理及應(yīng)用 [J].現(xiàn)代電子技術(shù)， 20xx,28(21)：77— 79. [7] 馬云峰 .單片機與數(shù)字溫度傳感器 DS18B20 的接口設(shè)計 [J].計算機測量與控制， 20xx,10(4)：278— 280. 14 的連接如圖 9 所示。 [5] 胡全 .51 單片機的數(shù)碼管動態(tài)顯示技術(shù) [J] .信息技術(shù)， 20xx,13:25— 26 11 g f bae d c dpgndgnd dpgfedcbadpgfedcbaRx 8 Rx 8 數(shù)碼管引腳分配圖 圖 5 七段 LED 數(shù)碼管 表 1 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 各部分電路設(shè)計 開關(guān)復(fù)位與晶振電路 在單片機應(yīng)用系統(tǒng)中，除單片機本身需要復(fù)位以外，外部擴展 I/O 接口電路也需要復(fù)位，因此需要一個包括上電和按鈕復(fù)位在內(nèi)的系統(tǒng)同步復(fù)位電路。/PSEN：外部程序存儲器的選通信號。當 P3 口寫入“ 1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。 各管腳功能： VCC：供電電壓。工作電壓支持 3V—— 的電壓范圍，既可在遠端引入，也可采用寄生電源方式產(chǎn)生。 (2) 利用定時器。 AT89C52 單片機工作電壓低，性能高，片內(nèi)含 8k 字節(jié)的只讀程序存儲器 ROM 和 256 字節(jié)的隨機數(shù)據(jù)存儲器 RAM，它兼容標準 的 MCS51 指令系統(tǒng)，單片價格也不貴，適合本設(shè)計系統(tǒng)。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖 1： 3 圖 1 系統(tǒng)構(gòu)成框圖 方案論證 本設(shè)計要實現(xiàn)風扇直流電機的溫度控制，使風扇電機能根據(jù)環(huán)境溫度的變化自動啟停及改變轉(zhuǎn)速，需要比較高的溫度變化分辨率以及穩(wěn)定可靠的換擋停機控制部件 [1]。單片機 。它使風扇根據(jù)環(huán)境溫度的變化實現(xiàn)自動啟停，使風扇轉(zhuǎn)速隨著環(huán)境溫度的變化而變化，實現(xiàn)了風扇的智能控制。但是依然存在電路復(fù)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。 調(diào)速方式的選擇 方案一：采用數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片 DAC0832 來控制，由單片機根據(jù)當前環(huán)境溫度值輸出相應(yīng)數(shù)字量到 DAC0832 中，再由 DAC0832 產(chǎn)生相應(yīng)模擬信號控制晶閘管的導通角，從而通過無級調(diào)速電路實現(xiàn)風扇電機轉(zhuǎn)速的自動調(diào)節(jié)。且在變壓過程中會有損耗發(fā)熱，效率不高，發(fā)熱有不安全因素。 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。 P1 口管腳寫入 1 后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入， P1 口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。ALE/PROG：當訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。 XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。 5 位數(shù)碼管的位選 W1~W5 分別與單片機的 ~ 口相連接，只要 ~ 中任一位中輸出低電平，則選中與該位相連的數(shù)碼管。 圖 10 風扇電機驅(qū)動與調(diào)速電 17 第三章 軟件設(shè)計 程序設(shè)置 程序設(shè)計部分主要包括 主程序、 DS18B20 初始化函數(shù)、 DS18B20 溫度轉(zhuǎn)換函 數(shù)、溫度讀取函數(shù)、鍵盤掃描函數(shù)、數(shù)碼管顯示函數(shù)、溫度處理函數(shù)以及風扇電機控制函數(shù)。 把溫度傳感器 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。 在鍵盤加入了消抖程序，數(shù)碼管顯示程序中加入了段碼的存儲空間后，數(shù)碼管能夠正常的顯示，按鍵也能夠工作，達到了較好的效果。 傳感器 DS18B20 溫度采集部分調(diào)試 將 DS18B20 芯片接在系統(tǒng)板對應(yīng)的 口，通過插針在對應(yīng)系統(tǒng)板的右下側(cè)三口即為對應(yīng)的 VCC、 和 GND，可將芯片直接插在該插針上，因此即為方便。 28 參考文獻 [1] 李學龍 .使用單片機控制 的智能遙控電風扇控制器 [J].電子電路制作， 20xx,9:13— 15. 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