【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 均可達(dá)到20mA，但整個(gè)芯片最大不要超過55mA（在系統(tǒng)可編程）/IAP（在應(yīng)用可編程），無需專用編程器，無需專用仿真器可通過串口（）直接下載用戶程序，數(shù)秒即可完成一片。（外部晶體20M以下時(shí)，可省外部復(fù)位電路）。：外部高精度晶體/時(shí)鐘，內(nèi)部R/C振蕩器用戶在下載用戶程序時(shí)，可選擇是使用內(nèi)部R/C振蕩器還是外部晶體/時(shí)鐘常溫下內(nèi)部R/C振蕩器頻率為：～，可選擇使用內(nèi)部時(shí)鐘，但因?yàn)橛兄圃煺`差和溫漂，以實(shí)際測(cè)試為準(zhǔn)。,16位定時(shí)器T0和T1，沒有定時(shí)器2，PCA模塊可再實(shí)現(xiàn)4個(gè)16位定時(shí)器。,下降沿中斷或低電平觸發(fā)中斷,PCA模式可分別或同時(shí)支持上升沿中斷/下降沿中斷，PowerDown模式可由外部中斷喚醒。15.PWM(4路)/PCA（可編程計(jì)數(shù)器陣列,4路）也可用來當(dāng)4路D/A使用也可用來再實(shí)現(xiàn)4個(gè)定時(shí)器也可用來再實(shí)現(xiàn)4個(gè)外部中斷(上升沿中斷/下降沿中斷均可分別或同時(shí)支持)。,10位精度ADC，共8路(UART)，由于STC12系列是高速的8051，也可再用定時(shí)器軟件實(shí)現(xiàn)，也可再用定時(shí)器軟件實(shí)現(xiàn)多串口。，主模式/從模式。此電路以單片機(jī)為核心，單片機(jī)的具體引腳圖如圖32。 圖32 STC12C5608AD引腳圖 時(shí)鐘電路在該系統(tǒng)中，要使單片機(jī)實(shí)現(xiàn)信號(hào)處理與控制，則要使單片機(jī)的14腳（GND）接地，28腳（VCC）接正5V電源。7腳（XTALXTAL1）接12MHz的晶振和兩個(gè)電容，組成片內(nèi)振蕩電路，為單片機(jī)提供時(shí)鐘脈沖。3腳（RST）接按鍵復(fù)位電路，提供復(fù)位信號(hào)給單片機(jī)[13]。C51單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)高增益反相放大器，用于構(gòu)成振蕩器。反相放大器的輸入端為XTAL1，輸出端為XTAL2，兩端跨接石英晶體及兩個(gè)電容就可以構(gòu)成穩(wěn)定的自激振蕩器。兩個(gè)電容通常取530pF左右，穩(wěn)定頻率并對(duì)震蕩頻率有微調(diào)作用【14】。如圖33所示圖 33 時(shí)鐘電路 復(fù)位電路單片機(jī)復(fù)位是使CPU和系統(tǒng)中的其他功能部件都處在一個(gè)確定的初始狀態(tài), 并從這個(gè)狀態(tài)開始工作。其主要功能是：l 把程序計(jì)數(shù)器PC值初始化，使單片機(jī)從0000H單元開始執(zhí)行程序。l 當(dāng)程序運(yùn)行出錯(cuò)或操作錯(cuò)誤使系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)時(shí)，也需要復(fù)位來重新啟動(dòng)單片機(jī)。89系列單片機(jī)的復(fù)位信號(hào)是從RST引腳輸人到芯片的施密特觸發(fā)器中的若RST高電平有效且有效地時(shí)間為24個(gè)振蕩周期即兩個(gè)機(jī)器周期則CPU響并且復(fù)位【15】。復(fù)位又分為：上電復(fù)位、手動(dòng)復(fù)位a)上電自動(dòng)復(fù)位是通過外部復(fù)位電路電容充電實(shí)現(xiàn)的。只要電源的上電時(shí)間不超過1ms，即可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)上電復(fù)位，所以接通電源就完成了系統(tǒng)的復(fù)位初始化。b)按鍵手動(dòng)復(fù)位分為電平方式和脈沖方式。復(fù)位電路作用非常重要。一個(gè)單片機(jī)系統(tǒng)能否復(fù)正常運(yùn)行，首先要確保是否能成功復(fù)位。本次設(shè)計(jì)中，我采用了按鍵電平復(fù)位方式的復(fù)位電路。如圖34所示。圖34 復(fù)位電路 溫度顯示電路本系統(tǒng)中，溫度顯示硬件由兩片LED共陽數(shù)碼管和PNP管構(gòu)成【16】。電路圖如圖35所示。共陽極數(shù)碼管中8個(gè)發(fā)光二極管的陽極（二極管正端）連接一起,即為共陽極接法，簡(jiǎn)稱共陽數(shù)碼管。通常,公共陽極接高電平（一般接電源），其它管腳接段驅(qū)動(dòng)電路輸出端。當(dāng)某段驅(qū)動(dòng)電路的輸入端為低電平時(shí)，該端所連接的字段導(dǎo)通并點(diǎn)亮。根據(jù)發(fā)光字段的不同組合可顯示出各種數(shù)字或字符。此時(shí)，要求段驅(qū)動(dòng)電路能吸收額定的段導(dǎo)通電流，還需根據(jù)外接電源及額定段導(dǎo)通電流來確定相應(yīng)的限流電阻。圖35 數(shù)碼管顯示電路 按鍵功能設(shè)置電路溫度調(diào)節(jié)由四個(gè)不鎖按鍵電路實(shí)現(xiàn)。電路圖如圖36所示。按鍵S2一端與單片機(jī)的21腳（）相連，另一端接地。其功能是當(dāng)按鍵按下一次時(shí)，給單片機(jī)一個(gè)低電平，進(jìn)入風(fēng)速設(shè)定狀態(tài)；按鍵S3一端與單片機(jī)的20腳（）相連，另一端接地。其功能是當(dāng)按鍵按下一次時(shí)，給單片機(jī)一個(gè)低電平，進(jìn)入制冷或制熱模式的選擇。按鍵SS5，一端接地，另一端與單片機(jī)的19腳、18腳相連，其功能是每按下一次按鍵，溫度設(shè)定值加1或減1。圖36 按鍵電路 繼電器驅(qū)動(dòng)電路在自動(dòng)化密集的場(chǎng)合會(huì)有很多被控元件如繼電器，微型電機(jī)，風(fēng)機(jī)，電磁閥等元件及設(shè)備，這些設(shè)備常由CPU所集中控制，由于控制系統(tǒng)不能直接驅(qū)動(dòng)被控元件，這就需要由功率電路來擴(kuò)展輸出電流以滿足被控元件的電流，電壓。ULN2003A就是這類可控大功率器件。ULN2003A是高耐壓大電流達(dá)林頓陣列,由七個(gè)硅NPN達(dá)林頓管組成，是一個(gè)7路反相器電路。 該電路的特點(diǎn)如下: ,在5V的工作電壓下它能與TTL和CMOS電路 直接相連,可以直接處理原先需要標(biāo)準(zhǔn)邏輯緩沖器。具有電流增益高、工作電壓高、溫度范圍寬、帶負(fù)載能力強(qiáng)等特點(diǎn),適應(yīng)于各類要求高速大功率驅(qū)動(dòng)的系統(tǒng)。 圖 37 ULN2003A引腳圖 繼電器控制電路繼電器控制電路由五個(gè)直流電磁繼電器構(gòu)成，、經(jīng)過ULN2003A驅(qū)動(dòng)大電流控制繼電器K1，K2，K3，K4，K5。繼電器是一種電控制器件。它具有控制系統(tǒng)（又稱輸入回路）和被控制系統(tǒng)（又稱輸出回路）之間的互動(dòng)關(guān)系。通常應(yīng)用于自動(dòng)化的控制電路中，它實(shí)際上是用小電流去控制大電流運(yùn)作的一種“自動(dòng)開關(guān)”。故在電路中起著自動(dòng)調(diào)節(jié)、安全保護(hù)、轉(zhuǎn)換電路等作用。圖38 電磁繼電器原理圖 壓縮機(jī)、四通閥壓縮機(jī)（pressor），將低壓氣體提升為高壓氣體的一種從動(dòng)的流體機(jī)械。是制冷系統(tǒng)的心臟，它從吸氣管吸入低溫低壓的制冷劑氣體，通過電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)帶動(dòng)活塞對(duì)其進(jìn)行壓縮后，向排氣管排出高溫高壓的制冷劑氣體，為制冷循環(huán)提供動(dòng)力，從而實(shí)現(xiàn)壓縮→冷凝（放熱）→膨脹→蒸發(fā) ( 吸熱 ) 的制冷循環(huán)【17】。四通閥，液壓閥術(shù)語，是具有四個(gè)油口的控制閥。四通閥是制冷設(shè)備中不可缺少的部件，其工作原理是，當(dāng)電磁閥線圈處于斷電狀態(tài)，先導(dǎo)滑閥在右側(cè)壓縮彈簧驅(qū)動(dòng)下左移，高壓氣體進(jìn)入毛細(xì)管后進(jìn)入右端活塞腔，另一方面，左端活塞腔的氣體排出，由于活塞兩端存在壓差，活塞及主滑閥左移，使排氣管與室外機(jī)接管相通，另兩根接管相通，形成制冷循環(huán)。當(dāng)電磁閥線圈處于通電狀態(tài)，先導(dǎo)滑閥在電磁線圈產(chǎn)生的磁力作用下克服壓縮彈簧的張力而右移，高壓氣體進(jìn)入毛細(xì)管后進(jìn)入左端活塞腔，另一方面，右端活塞腔的氣體排出，由于活塞兩端存在壓差，活塞及主滑閥右移，使排氣管與室內(nèi)機(jī)接管相通，另兩根接管相通，形成制熱循環(huán)【18】。 電動(dòng)機(jī)電路該電路將電抗器和電機(jī)結(jié)合在一起，在電動(dòng)機(jī)定子鐵芯上嵌入一個(gè)中間繞組（或稱調(diào)速繞組），采用繞組抽頭調(diào)速電動(dòng)機(jī)，一共有三個(gè)轉(zhuǎn)速抽頭，通過繼電器組改變電動(dòng)機(jī)氣隙磁場(chǎng)的大小及橢圓度，分別實(shí)現(xiàn)高、中、低速的控制。圖39 單相異步電機(jī)工作原理圖第4章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) DS18B20數(shù)據(jù)通信概述和DS18B20通信，其命令序列有3步：初始化、ROM命令（跟隨需要交換的數(shù)據(jù)）和功能命令（跟隨需要交換的數(shù)據(jù)）【19】。每次訪問DS18B20，必須嚴(yán)格遵守這個(gè)命令時(shí)序，如果出現(xiàn)序列混亂，則單總線器件不會(huì)響應(yīng)主機(jī)。這個(gè)準(zhǔn)則對(duì)于搜索ROM命令和報(bào)警搜索命令例外，在執(zhí)行兩者中任何一條命令之后，主機(jī)不能執(zhí)行其后的功能命令，而必須返回至第一步【20】。單總線上的所有傳輸過程都是以初始化開始的，初始化過程由主機(jī)發(fā)出的復(fù)位脈沖和從機(jī)響應(yīng)的應(yīng)答脈沖組成，應(yīng)答脈沖使主機(jī)知道總線上有從機(jī)設(shè)備且準(zhǔn)備就緒。在主機(jī)檢測(cè)到應(yīng)答脈沖后，就可以發(fā)出ROM命令。ROM命令與各個(gè)從機(jī)設(shè)備的唯一64位ROM代碼相關(guān)，允許主機(jī)在單總線上連接多個(gè)從機(jī)設(shè)備時(shí)，指定操作某個(gè)從機(jī)設(shè)備。ROM命令還允許能夠檢測(cè)到總線上有多少個(gè)從機(jī)設(shè)備及其設(shè)備類型，或者有沒有設(shè)備處于報(bào)警狀態(tài)。(1)搜索ROM[F0h]當(dāng)系統(tǒng)初始上電時(shí)，主機(jī)必須找出總線上所有從機(jī)設(shè)備的ROM代碼，這樣主機(jī)才能夠判斷出從機(jī)的數(shù)目和類型。主機(jī)通過重復(fù)執(zhí)行搜索ROM循環(huán)（搜索ROM命令跟隨著位數(shù)據(jù)交換），以找出總線上所有的從機(jī)設(shè)備。如果總線只有一個(gè)從機(jī)設(shè)備，則可以采用讀ROM命令來替代搜索ROM命令。在每次執(zhí)行完搜索ROM循環(huán)后，主機(jī)必須返回至命令序列的第一步：初始化。(2)讀ROM[33h]（僅適合于單節(jié)點(diǎn)）該命令僅適用于總線上只有一個(gè)從機(jī)設(shè)備，它允許主機(jī)直接讀出從機(jī)的64位ROM代碼，而無須執(zhí)行搜索ROM過程。如果該命令用于多節(jié)點(diǎn)，系統(tǒng)則必然發(fā)生數(shù)據(jù)沖突，因?yàn)槊總€(gè)從機(jī)設(shè)備都會(huì)響應(yīng)該命令。(3)匹配ROM[55h]匹配ROM命令跟隨64位ROM代碼，從而允許主機(jī)訪問多節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)中某個(gè)指定的從機(jī)設(shè)備。僅當(dāng)從機(jī)完全匹配64位ROM代碼時(shí)，才會(huì)響應(yīng)主機(jī)隨后發(fā)出的功能命令，其他設(shè)備將處于等待復(fù)位脈沖狀態(tài)。(4)跳躍ROM[CCH](僅適合于單節(jié)點(diǎn)) 主機(jī)能夠采用該命令同時(shí)訪問總線上的所有從機(jī)設(shè)備，而無須發(fā)出任何ROM代碼信息。例如，主機(jī)通過在發(fā)出跳越ROM命令后，跟隨轉(zhuǎn)換溫度命令[44h]就可以同時(shí)命令總線上所有的DS18B20開始轉(zhuǎn)換速度，這樣大大節(jié)省了主機(jī)的時(shí)間。注意：如果跳越ROM命令跟隨的是讀操作命令，則該命令只能應(yīng)用于單節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)，否則將由于多個(gè)節(jié)點(diǎn)都響應(yīng)該命令而引起數(shù)據(jù)沖突。(5)報(bào)警搜索[ECH] 除那些設(shè)置了報(bào)警標(biāo)志的從機(jī)響應(yīng)外，該命令的工作方式完全等同于搜索ROM命令，該命令允許主機(jī)設(shè)備判斷哪些從機(jī)設(shè)備發(fā)生了報(bào)警（如最近的測(cè)量溫度過高或過低等）。同搜索ROM命令一樣，在完成報(bào)警搜索循環(huán)后，主機(jī)必須返回至命令序列的第一步。在主機(jī)發(fā)出ROM命令，以訪問某個(gè)指定的DS18B20，接著就可以發(fā)出DS18B20的某個(gè)功能命令。這些命令允許主機(jī)寫入或讀出DS18B20的存儲(chǔ)器，啟動(dòng)溫度轉(zhuǎn)換以及判斷從機(jī)的供電方式。(1)讀RAM存儲(chǔ)器[BEH] 此命令讀RAM存儲(chǔ)器的內(nèi)容，開始讀字節(jié)0，并繼續(xù)讀到第九個(gè)字節(jié)（CRC）。如果不是所有位置均可讀，那么主機(jī)可以再任何時(shí)候發(fā)出一復(fù)位命令以中止讀操作。(2)復(fù)制RAM存儲(chǔ)器（48H） 此命令讀RAM存儲(chǔ)器的內(nèi)容，開始讀字節(jié)0，并繼續(xù)讀到第九個(gè)字節(jié)（CRC）。如果不是所有位置均可讀，那么主機(jī)可以再任何時(shí)候發(fā)出一復(fù)位命令以中止讀操作。(3)重新調(diào)出EERAM[B8H] 此命令把存儲(chǔ)在EERAM中TH、TL、CONF的值重新調(diào)至RAM存儲(chǔ)器。這種重新調(diào)出的操作在對(duì)DS18B20上電時(shí)也自動(dòng)發(fā)生，因此只要器件一接電，暫存存儲(chǔ)器內(nèi)就有有效的數(shù)據(jù)可供使用。(4)讀電源[B4H] 在此命令送至DS18B20之后最先發(fā)出的讀數(shù)據(jù)時(shí)間片，器件都會(huì)給其電源方式的信號(hào)：0=強(qiáng)上拉電阻供電；1=電源供電。(5)寫RAM存儲(chǔ)器[44H] 寫數(shù)據(jù)到RAM存儲(chǔ)器，地址為第第第4字節(jié)（TH、TL、CONF）。(6)溫度變換[44H] 此命令開始溫度變換，不需要另外的數(shù)據(jù)。溫度變換將被執(zhí)行，接著DS18B20便保持在空閑狀態(tài)。 控制接口時(shí)序說明（1）讀操作時(shí)序圖 41讀操作時(shí)序（2）寫操作時(shí)序圖42讀操作時(shí)序 軟件程序設(shè)計(jì)初始化啟動(dòng)風(fēng)扇電機(jī)調(diào)用測(cè)溫子程序調(diào)用溫度顯示程序四通閥不通電，制冷模式四通閥通電，制熱模式實(shí)際溫度設(shè)定溫度1℃實(shí)際溫度設(shè)定溫度1℃開關(guān)K4閉合，啟動(dòng)壓縮機(jī)開關(guān)K4斷開，暫停壓縮機(jī)YESNONOYES主程序開始開關(guān)K5閉合NOYES結(jié)束有鍵按