【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 方便多機(jī)掛接（12） 、多樣封裝形式適應(yīng)不同硬件系統(tǒng)。圖 6 鍵盤各口與單片機(jī)引腳連接圖如圖 6 所示，DS18B20 與單片機(jī) 口相連。 電機(jī)模塊L298N 是 SGS 公司的產(chǎn)品，內(nèi)部包含四通道邏輯驅(qū)動(dòng)電路是一種兩相和四相電機(jī)的專用驅(qū)動(dòng)器，其內(nèi)含兩個(gè) H 橋的高電壓大電流雙全橋式驅(qū)動(dòng)器，接受標(biāo)準(zhǔn)TTL 邏輯電平信號(hào) [9]。L298N 具有 15 個(gè)引腳具體功能如下：? VCC：電源電壓? GND：接地引腳? IN1~IN4：連接單片機(jī)的相應(yīng)接口，通過(guò)單片機(jī)輸送控制電位便可控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。? OUT1~OUT4：用來(lái)連接兩個(gè)電機(jī)，該驅(qū)動(dòng)電路既可以負(fù)載直流電機(jī)同時(shí)也可以負(fù)載步進(jìn)電機(jī)。? Sense A 和 Sense B：該端口是電流監(jiān)測(cè)端，它們分別為兩個(gè) H 橋的電流反饋腳，不用時(shí)可以直接接地。? ENA 和 ENB：TTL 電平兼容輸入使能端，低電平禁止輸出。 如圖 7 所示，直流電機(jī)分別接在 OUT1 和 OUT2 端口?；幢睅煼洞髮W(xué) 2022 屆學(xué)士畢業(yè)論文 基于單片機(jī)的模擬空調(diào)控制系統(tǒng)10 圖 7 L298N 模塊引腳連接圖 電源模塊用 7805 組成的穩(wěn)壓電源模塊所需的外圍元件極少，電路內(nèi)部還有過(guò)流、過(guò)熱和調(diào)整管的保護(hù)電路，最大輸出電流為 ，具有短路保護(hù)功能 [10] ，使用起來(lái)可靠、方便而且性價(jià)比高。本系統(tǒng)使用的是 12V 鋰電池經(jīng)過(guò) 7805 轉(zhuǎn)換成+5V電壓，從而解決了因?yàn)殡姍C(jī)的負(fù)載過(guò)大，接口供電不足的情況。7805 電源模塊的接線圖如圖 8 所示。J1 和 J2 為擴(kuò)展出的 5V 輸出。圖 8 7805 電源模塊引腳連接圖淮北師范大學(xué) 2022 屆學(xué)士畢業(yè)論文 基于單片機(jī)的模擬空調(diào)控制系統(tǒng)11 整體電路圖圖 9 模擬空調(diào)控制系統(tǒng)整體電路圖淮北師范大學(xué) 2022 屆學(xué)士畢業(yè)論文 基于單片機(jī)的模擬空調(diào)控制系統(tǒng)12 3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)自從 1946 年世界上出現(xiàn)了第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)以來(lái)，計(jì)算機(jī)改變了世界，改變了人類的生活。但是計(jì)算機(jī)不是天生“自動(dòng)”工作的，它是由程序控制的。由此便產(chǎn)生了計(jì)算機(jī)語(yǔ)言，讓我們來(lái)告訴計(jì)算機(jī)要做什么。計(jì)算機(jī)語(yǔ)言包括：機(jī)器語(yǔ)言、匯編語(yǔ)言以及“高級(jí)語(yǔ)言” ，機(jī)器語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言都依賴于具體機(jī)器，所以被稱為“低級(jí)語(yǔ)言” 。用低級(jí)語(yǔ)言編寫程序很不直觀，繁瑣枯燥，工作量大，無(wú)通用性。所以 20 世紀(jì) 50 年代出現(xiàn)了用于程序設(shè)計(jì)的“高級(jí)語(yǔ)言” 。高級(jí)語(yǔ)言直觀易學(xué)，易理解，易修改，易維護(hù)，易推廣，通用性強(qiáng)?，F(xiàn)在應(yīng)用比較廣泛的有 100 多種，影響最大的有：FORTRAN 和ALGOL、BASIC 和 QBASIC、COBOL 、Pascal 、 LISP 和PROLOG、C、C++、Java 等。C 語(yǔ)言是一種結(jié)構(gòu)化的高級(jí)語(yǔ)言。其優(yōu)點(diǎn)是：運(yùn)算豐富、語(yǔ)法限制不太嚴(yán)格和程序設(shè)計(jì)自由度大、可讀性好、容易移植，是普遍使用的一種計(jì)算機(jī)語(yǔ)言。缺點(diǎn)是占用資源多，執(zhí)行效率低。根據(jù)以上特點(diǎn)，該程序采用 C 語(yǔ)言編寫。 C 語(yǔ)言程序的設(shè)計(jì)方法為了使計(jì)算機(jī)能按照人的意志進(jìn)行工作，我們必須根據(jù)實(shí)際問(wèn)題的需要及要求，編寫出相應(yīng)的程序。編寫單片機(jī)的 C 語(yǔ)言程序，就是按照實(shí)際問(wèn)題的要求和單片機(jī)的特點(diǎn)，決定應(yīng)采用的計(jì)算方法和計(jì)算公式，然后根據(jù)單片機(jī)的指令系統(tǒng)，按照盡可能節(jié)省數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元、縮短程序長(zhǎng)度和加快運(yùn)行時(shí)間三個(gè)原則編寫程序。程序設(shè)計(jì)步驟 [11]：（1）對(duì)實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行抽象化處理，提煉成數(shù)學(xué)模型。 （2）確定解決該數(shù)學(xué)模型的算法。（3）模塊分析。在分析復(fù)雜的實(shí)際問(wèn)題時(shí)，往往需要把整個(gè)問(wèn)題分成若干個(gè)功能塊，畫出層次圖，確定各模塊間的通信。（4）出程序流程圖，以圖示形式表示解決具體問(wèn)題的思路和方法。（5）流程圖編寫程序。 （6）調(diào)試、修改，直至通過(guò)。 系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)分為主程序和子程序的設(shè)計(jì)。程序采用模塊化、結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)，其軟件的可靠性較好，可維護(hù)性強(qiáng)?；幢睅煼洞髮W(xué) 2022 屆學(xué)士畢業(yè)論文 基于單片機(jī)的模擬空調(diào)控制系統(tǒng)13 主程序的設(shè)計(jì)主程序是用來(lái)完成系統(tǒng)初始化、設(shè)定溫度、中斷的初始化、溫度的判斷、顯示以及掃描按鍵、處理數(shù)值后的顯示模式。主程序循環(huán)中主要工作是掃描是否有按鍵按下，若有則進(jìn)入設(shè)定模式否則實(shí)時(shí)顯示現(xiàn)場(chǎng)溫度。主程序流程圖如圖 8 所示。結(jié)束圖 8 主程序流程圖開(kāi)始初始化LCD 顯示溫度刷新是否按下休眠鍵電機(jī)按鍵掃描按鍵設(shè)定溫度刷新YYNN是否有按鍵按下結(jié)束淮北師范大學(xué) 2022 屆學(xué)士畢業(yè)論文 基于單片機(jī)的模擬空調(diào)控制系統(tǒng)14 子程序的設(shè)計(jì)此實(shí)驗(yàn)主要有三個(gè)子程序供主程序調(diào)用，即鍵盤子程序、顯示子程序、測(cè)溫子程序、驅(qū)動(dòng)子程序。 鍵盤子程序程序中包含檢測(cè)按鍵的部分。通過(guò)檢測(cè)有無(wú)按鍵按下，切換 LCD 顯示屏顯示的內(nèi)容。在按鍵輸入電壓信號(hào)時(shí)會(huì)出現(xiàn)抖動(dòng)。這種情況下我們要對(duì)按鍵進(jìn)行消抖處理。一般的方法有硬件和軟件的辦法消抖，本設(shè)計(jì)采用軟件消抖方式。所謂軟件消抖 [7]，就是在第一次檢測(cè)到有鍵按下時(shí)先不動(dòng)作，延時(shí)一段時(shí)間，再次檢測(cè)按鍵的狀態(tài)，如果仍保持閉合狀態(tài)，則確認(rèn)真正有鍵按下。當(dāng)檢測(cè)到按鍵釋放后，也要給 5ms～10ms 的延時(shí)，待后沿消抖消失后才能轉(zhuǎn)入按鍵的處理程序 [12]。示例程序：void KeyRead(void){ unsigned char ReadData = P1^0xff。 Trg = ReadData amp。 (ReadData ^ Cont)。 Cont = ReadData。} 顯示子程序12864 無(wú)字庫(kù)液晶有 20 個(gè)引腳，額定電壓為+5V，對(duì)比度可調(diào)，內(nèi)含復(fù)位電路，提供多種控制命令。由 12864 個(gè)點(diǎn)陣組成，分為 8 頁(yè)，可以任意顯示各種圖形及文字 [6]。但是首先要用取模工具先對(duì)要顯示的各種圖形或者漢字取模。12864 液晶在顯示時(shí)分為兩個(gè)屏幕顯示， Error!，Error!用來(lái)控制在哪個(gè)屏幕上顯示內(nèi)容。void Read_busy() //讀“忙”函數(shù)，數(shù)據(jù)位的最高位 DB7 為 1 則忙，每次操作液晶都要讀忙{ LCD_databus=0x00。 //讀取最高位 RS=0。 //”命令 “ RW=1。 //”讀“ EN=1。 //高電平讀數(shù)據(jù) while(P0amp。0x80)。 //一直檢測(cè) P0 口數(shù)據(jù)最高位是否為”1 淮北師范大學(xué) 2022 屆學(xué)士畢業(yè)論文 基于單片機(jī)的模擬空調(diào)控制系統(tǒng)15 EN=0。 //“（忙） ， ”忙“ 就一直等 }void write_LCD_mand(unsigned char value) //寫液晶命令函數(shù){ Read_busy()。 RS=0。 //命令 RW=0。 //”寫“ LCD_databus=value。 //指令值 EN=1。 //下降沿寫入 delayXus(20)。 EN=0。}void write_LCD_data(unsigned char value) //寫數(shù)據(jù)函數(shù){ Read_busy()。 //讀忙 RS=1。 //數(shù)據(jù) RW=0。 //寫 LCD_databus=value。 EN=1。 //下降沿 delayXus(20)。 EN=0。} 測(cè)溫子程序M 脈寬調(diào)制進(jìn)行調(diào)節(jié)，當(dāng)半導(dǎo)體硬件電路連接好后，我們來(lái)看看怎么樣才能將 DS18B20 中的溫度讀取出來(lái)。控制 DS18B20 的指令可以分為 [8]：? 33H讀 ROM。讀 DS18B20 溫度傳感器 ROM 中的編碼。? 55H匹配 ROM。發(fā)出此指令之后，接著發(fā)出 64 位 ROM 編碼，訪問(wèn)單總線上與該編碼相對(duì)應(yīng)的 DS18B20 并使之做出響應(yīng)。? F0H搜索 ROM。用于確定掛接在同一總線上 DS18B20 的個(gè)數(shù)。? CCH跳過(guò) ROM。忽略 64 位 ROM 地址，直接向溫度傳感器發(fā)出溫度變換命令，適用于一個(gè)從機(jī)工作?；幢睅煼洞髮W(xué) 2022 屆學(xué)士畢業(yè)論文 基于單片機(jī)的模擬空調(diào)控制系統(tǒng)16 ? ECH告警搜索命令。執(zhí)行后只有溫度超過(guò)設(shè)定值上限或下限的芯片才會(huì)做出反應(yīng)。但是對(duì)于一個(gè) DS18B20 就不需要讀 ROM 了，可跳過(guò) ROM 命令。進(jìn)行如下操作：? 44H溫度轉(zhuǎn)換? BEH讀暫存器? 4EH寫暫存器? 48H復(fù)制暫存器? B8H重調(diào) E2PROM? B4H讀供電方式程序示例如下：void Sensor_Fresh(){ unsigned char temp_Low,temp_High,flag。 //臨時(shí)變量高、低字節(jié) Sensor_Initial()。 //復(fù)位 18B20 Sensor_Write_Byte( 0xCC )。 //跳過(guò)讀序號(hào)列號(hào)的操作 Sensor_Write_Byte( 0x44 )。 //啟動(dòng)溫度轉(zhuǎn)換 Sensor_Initial()。 //復(fù)位 18B20 Sensor_Write_Byte( 0xCC )。 //跳過(guò)讀序號(hào)列號(hào)的操作 Sensor_Write_Byte( 0xBE )。 //讀取溫度寄存器 temp_Low = Sensor_Read_Byte()。 //低位 temp_High = Sensor_Read_Byte()。 //高位 if(temp_High127) //判斷是否為負(fù)溫度 { temp_Low = (~temp_Low)+1。 //低字節(jié)取反加 1 if(~temp_Low=0xff) //判斷低字節(jié)是否溢出 {temp_High = (~temp_High) + 1。 //向高位進(jìn)位 } else { temp_High = ~temp_High。 淮北師范大學(xué) 2022 屆學(xué)士畢業(yè)論文 基于單片機(jī)的模擬空調(diào)控制系統(tǒng)17 } flag = 1。 //負(fù)溫度標(biāo)志位 } else flag = 0。 temperature = (temp_High4) + (temp_Low4)。 //高、低字節(jié)合成溫度 Dot = (temp_Lowamp。0x0f) * 。 //取出小數(shù)一位（乘以 10 以后了） Display_temperature(flag,temperature,Dot)。 //顯示溫度} 電機(jī)驅(qū)動(dòng)子程序在半導(dǎo)體功率器件工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)時(shí)，通過(guò) PWM 脈寬調(diào)制控制電機(jī)的電壓，可以達(dá)到控制電機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。在電機(jī)調(diào)速的過(guò)程中占空比是非常重要的參數(shù) [9]，當(dāng)電源電壓不變的情況下輸出電壓的平均值 U 取決于占空比 D 的大小，改變 D值也就改變輸出電壓的平均值，從而達(dá)到控制電機(jī)轉(zhuǎn)速的目的，實(shí)現(xiàn) PWM 控制。示例程序：void Motor_speed_high ( void) {if( Key_add= = 0) { Delay1ms( 1) 。 if( Key_add= = 0) { speed = speed + 1。 if( speed = 100) {speed = 30。 }} while( Key_add = = 0) 。} }淮北師范大學(xué) 2022 屆學(xué)士畢業(yè)論文 基于單片機(jī)的模擬空調(diào)控制系統(tǒng)18 4 調(diào)試及性能分析 仿真軟件及編譯軟件簡(jiǎn)介Proteus 軟件是英國(guó) Labcenter electronics 公司出版的 EDA 工具軟件 [12]，Proteu