【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 不超過步進(jìn)電機(jī)所能提供的動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩值，就能夠立即使步進(jìn)電機(jī)啟動(dòng)或反轉(zhuǎn)。另一個(gè)顯著特點(diǎn)是轉(zhuǎn)換精度高，正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)控制靈活。 但是步進(jìn)電機(jī)價(jià)格昂貴。 方案二： 采用直流伺服電機(jī)，直流伺服電機(jī)具有優(yōu)良的速度控制性能，它輸出較大的轉(zhuǎn)矩，直接拖動(dòng)負(fù)載運(yùn)行，同時(shí)它又受控制信號(hào)的直接控制進(jìn)行轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，在很多方面具有 優(yōu)越性，但是直流伺服電機(jī)價(jià)格昂貴，且不易購買。 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 6 方案三 : 采用普通的直流電機(jī)， 直流電動(dòng)機(jī)具有優(yōu)良的調(diào)速特性，調(diào)速平滑、方便，調(diào)整范圍廣；過載能力強(qiáng)，能承受頻繁的沖擊負(fù)載，可實(shí)現(xiàn)頻繁的無級(jí)快速啟動(dòng)、制動(dòng)和反轉(zhuǎn)；能滿足各種不同的特殊運(yùn)行要求 ，且價(jià)格實(shí)惠，容易購買。 由于普通的直流電機(jī)價(jià)廉物美，且能完成所需的功能，故我們采用方案三。 液晶的選擇 開始我們比較了液晶屏 LCD1602和 NOKIA5110兩個(gè)選擇 使用 Nokia5110液晶的四大理由： ， LCD1602 可以顯示 32 個(gè)字符，而 Nokia5110 可以顯示 15 個(gè)漢字， 30個(gè)字符。 Nokia5110 裸屏僅 元， LCD1602 一般 15 元左右， LCD12864 一般 50~70 元。 ，僅四根 I/O 線即可驅(qū)動(dòng)， LCD1602 需 11 根 I/O 線， LCD12864 需 12 根。 ，是 LCD12864 的 20 倍，是 LCD1602 的 40 倍。 工作電壓 ，正常顯示時(shí)工作電流 200uA 以下，具有掉電模式，適合電池供電的便攜式移動(dòng)設(shè)備。 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 7 3 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)是基于單片機(jī)對(duì) 數(shù)字信號(hào)的高敏感和可控性、溫濕度傳感器可以產(chǎn)生數(shù)字信號(hào)，我設(shè)計(jì)了主電路和控制電路都是以 AT89S52 基本系統(tǒng)為核心的一套檢測(cè)系統(tǒng)，其中包括單片機(jī)、復(fù)位電路、溫度檢測(cè)、按鍵及顯示、紅外線控制電路、報(bào)警電路、系統(tǒng)軟件等部分的設(shè)計(jì)。 本設(shè)計(jì)主電路由 AT89S52 級(jí)相關(guān)系統(tǒng)、溫度傳感器、液晶顯示、報(bào)警器按鍵、紅外線接收組成；控制電路由 AT89S52 級(jí)相關(guān)系統(tǒng)、按鍵、紅外線發(fā)送組成。 系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu) 紅外遙控液晶暖風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的目標(biāo)是始終圍繞普通用戶的要求來確定的，它為用戶提供安全，可靠，實(shí)用，舒適的服務(wù)，讓用戶用得 放心。在系統(tǒng)中，充分利用 MCU 的資源，盡量做到不浪費(fèi)硬件資源為前提。整個(gè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如下圖 31 圖 31 系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu) 鍵盤與紅外輸入 MCU 輸出控制 液晶顯示 溫度控制 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 8 紅外遙控液晶暖風(fēng)機(jī)系統(tǒng)由五個(gè)模塊組成， 紅外輸入實(shí)現(xiàn)遙控控制暖風(fēng)機(jī)；溫度控制實(shí)現(xiàn)溫度的調(diào)節(jié)控制和系統(tǒng)的自動(dòng)監(jiān)控；顯 示控制時(shí)時(shí)反映暖風(fēng)機(jī)的工作狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話；輸出控制重要完成電機(jī)的控制等。 芯片 AT89S52 介紹 除了 89S51/52 具有 ISP 下載線和看門狗以外，應(yīng)該和 89C51/52 的差別估計(jì)是一樣的 89S51： 4KROM、 128RAM、 4 個(gè)中斷源、 2 個(gè)定時(shí)器 ； 89S52： 8KROM、 256RAM、5 個(gè)中斷源、 3 個(gè)定時(shí)器 。 AT89S52 是一種低功耗、高性能 CMOS 8 位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲(chǔ)器。使用 ATMEL 公司高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造，與工業(yè) 80C51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上 Flash 允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的 8 位 CPU和在系統(tǒng)可編程 Flash，使得 AT89S52 為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高 靈活、超有效的解決方案。 由于此單片機(jī)應(yīng)用在倉庫溫濕度檢測(cè)上，所以本設(shè)計(jì)選用了 低功耗、 高性能、 低價(jià)格、小管腳 (40 腳 )的 AT89S52 單片機(jī) 。如圖 32 所示： ： 圖 32 AT89S52 芯片引腳圖 AT89S52 具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8k 字節(jié) Flash， 256 字節(jié) RAM， 32 位 I/O 口線，看門狗定時(shí)器， 2 個(gè)數(shù)據(jù)指針，三個(gè) 16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器，一個(gè) 6 向量 2 級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路。另外， AT89S52 可降至 0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持 2種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下， CPU停止工作 ，允許 RAM、定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下， RAM 內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 9 工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。 引腳功能介紹 ：電源電壓。 ：地。 3. P0 口： P0 口是一個(gè) 8 位漏極開路的雙向 I/O 口。作為輸出口，每位能驅(qū)動(dòng) 8 個(gè)TTL 邏輯電平。對(duì) P0 端口寫 “1”時(shí)，引腳用作高阻抗輸入。當(dāng)訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， P0 口也被作為低 8 位地址 /數(shù)據(jù)復(fù)用。在這種模式下 ,P0 具有內(nèi)部上拉電阻。 在 flash 編程時(shí)， P0 口也用來接收 指令字節(jié)；在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)。程序校驗(yàn)時(shí)，需要外部上拉電阻 。 4. P1 口： P1 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， p1 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) TTL 邏輯電平。對(duì) P1 端口寫 “1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（ IIL）。 此外， 和 分別作定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 2 的外部計(jì)數(shù)輸入（ ）和時(shí)器/計(jì)數(shù)器 2 的觸發(fā)輸入（ ），具體如表 31 所示 : 在 flash 編程和校驗(yàn) 時(shí)， P1 口接收低 8 位地址字節(jié)。 表 P1 口的第二功能 引腳號(hào) 第二功能 T2（定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 T2 的外部計(jì)數(shù)輸入），時(shí)鐘輸出 T2EX（定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 T2 的捕捉 /重載觸發(fā)信號(hào)和方向控制） MOSI（在系統(tǒng)編程用） MISO（在系統(tǒng)編程用） SCK（在系統(tǒng)編程用） 口： P2 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) TTL 邏輯電平。對(duì) P2 端口寫 “1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（ IIL）。在訪問外部程序存儲(chǔ)器或用 16 位地址讀取外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（例如執(zhí)行 MOVX @DPTR）時(shí)， P2 口送出高八位地址。在這種應(yīng)用中， P2 口使用很強(qiáng)的內(nèi)部上拉發(fā)送1。在使用 8 位地址（如 MOVX @RI）訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， P2 口輸出 P2 鎖存器的內(nèi)容。在 flash 編程和校驗(yàn)時(shí)， P2 口也接收高 8 位地址字節(jié)和一些控制信號(hào) 。 6. P3 口： P3 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， p3 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) TTL 邏 輯電平。對(duì) P3 端口寫 “1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（ IIL）。 P3 口亦作為 AT89S52 特殊功能（第二功能）使用，如表 32 所示。 在 flash 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 10 編程和校驗(yàn)時(shí)， P3 口也接收一些控制信號(hào)。 表 32 P3 口的第二功能 端口引腳 第二功能 RXD(串行輸入口 ) TXD(串行輸出口 ) INTO(外中斷 0) INT1(外中斷 1) TO(定時(shí) /計(jì)數(shù)器 0) T1(定時(shí) /計(jì)數(shù)器 1) WR(外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通 ) RD(外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通 ) 此外， P3 口還接收一些用于 FLASH 閃存編程和程序校驗(yàn)的控制信號(hào)。 RST——復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器工作時(shí)， RST 引腳出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平將是單片機(jī)復(fù)位。 ALE/PROG——當(dāng)訪問外部程存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低 8 位字節(jié)。一般情況下， ALE 仍以時(shí)鐘振蕩頻率的 1/6 輸出固定的脈沖信號(hào)，因此它可對(duì)外輸出時(shí)鐘或用于定時(shí)目的。要注意的是：每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ) 器時(shí)將跳過一個(gè) ALE 脈沖。 對(duì) FLASH 存儲(chǔ)器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖（ PROG）。如有必要，可通過對(duì)特殊功能寄存器（ SFR）區(qū)中的 8EH 單元的 D0 位置位，可禁止 ALE 操作。該位置位后，只有一條 MOVX 和 MOVC 指令才能將 ALE 激活。此外，該引腳會(huì)被微弱拉高，單片機(jī)執(zhí)行外部程序時(shí)，應(yīng)設(shè)置 ALE 禁止位無效。 PSEN——程序儲(chǔ)存允許（ PSEN）輸出是外部程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)，當(dāng) AT89C52由外部程序存儲(chǔ)器取指令（或數(shù)據(jù)）時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期兩次 PSEN 有效，即輸出兩個(gè)脈沖，在此期間，當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，將跳過兩次 PSEN 信號(hào)。 EA/VPP——外部訪問允許，欲使 CPU 僅訪問外部程序存儲(chǔ)器（地址為0000HFFFFH）， EA 端必須保持低電平（接地）。需注意的是：如果加密位 LB1 被編程，復(fù)位時(shí)內(nèi)部會(huì)鎖存 EA 端狀態(tài)。如 EA 端為高電平（接 Vcc 端）， CPU 則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲(chǔ)器的指令。 FLASH 存儲(chǔ)器編程時(shí)，該引腳 加上 +12V 的編程允許電源 Vpp，當(dāng)然這必須是該器件是使用 12V編程電壓 Vpp。 時(shí)鐘電路及 RC 復(fù)位電路 STC89C52RC 芯片內(nèi)部有一高增益反相放大器，用于構(gòu)成振蕩器 .反相放大器 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 11 的輸入端為 XTAL1，輸出端為 XTAL2。在 XTAL XTAL2（第 1 18 引腳）兩端跨接一個(gè)石英晶體振蕩器，和兩個(gè)電容就構(gòu)成了穩(wěn)定自激諧振電路。晶振頻率為。 C1， C2 是兩個(gè)瓷片電容，與晶振 Y1 構(gòu)成了自激諧振電路。其電容的作用主要是對(duì)頻率進(jìn)行微調(diào)，一般取 3045PF 左右。使用該電路可產(chǎn)生穩(wěn)定的 頻率，受外界的環(huán)境的干擾影響非常小。其接法如圖 33 所示： 圖 33 晶振電路 復(fù)位是單片機(jī)初始化操作，其主要功能是把 PC 初始化為 0000H，使單片機(jī)從 0000H 單元執(zhí)行程序。除了進(jìn)入系統(tǒng)的正常初始化之外，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)，為擺脫困境，也需要按復(fù)位鍵重新啟動(dòng)。復(fù)位操作有上電自動(dòng)復(fù)位和按鍵手動(dòng)復(fù)位兩種方式。本設(shè)計(jì)采用了 按鍵手動(dòng) 復(fù)位方式。該復(fù)位電路如圖 34 所示。 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 12 圖 34 復(fù)位電路設(shè)計(jì) 復(fù)位電 路采用了按鍵與上電復(fù)位。上電與按鍵均可以有效復(fù)位。上電瞬間 RST 引腳獲得高電平，單片機(jī)復(fù)位電路隨著電容的 C3 的充電， RST 引腳的高電平逐漸下降。RST 引腳的高電平只要能保持足夠的時(shí)間（ 2 個(gè)機(jī)器周期），單片機(jī)就可以進(jìn)行復(fù)位操作。按鍵復(fù)位是直接將高電平通過電阻 R R8 分壓到達(dá) RESET 引腳，實(shí)現(xiàn)復(fù)位操作。 傳感器的介紹 傳感器的定義及作用 一、 廣義地來說，傳感器是一種能把物理量或化學(xué)量轉(zhuǎn)變成便于利用的電信號(hào)的器件。國際電工委員會(huì) (IEC:International Electrotechnical Committee)的定義為： “傳感器是測(cè)量系統(tǒng)中的一種前置部件，它將輸入變