【正文】 FY5RESET21R3 01 0KR2 61 0KV C CV C CR33 90 RR73 9RR11 0KR63 30 RP23 02 2Q1C1 8 15C11 03Q2ABT B0 4R23 90 R5VG N DV C C 5 V2 20 VP1P CS 17電熱絲7809L 圖 38 可控硅加熱電路 風扇降溫電路 考慮到本系統(tǒng)的成本性和實用性，本設(shè)計選擇帶有扇葉的直流電機作為溫度控制系統(tǒng)的降溫模塊。該直流電機是通過驅(qū)動器 芯片 ULN2022 來驅(qū)動的，該驅(qū)動器芯片ULN2022 應(yīng)用電路如圖 391 所示。根據(jù)采集的實時溫度，當所采集到的溫度高于預設(shè)溫度的上限值時，系統(tǒng)會自動啟動風扇降溫模塊來實現(xiàn)降溫，使溫度在預設(shè)溫度的范圍內(nèi)，達到控制溫度的目的。 直流電機的連接電路圖如圖 392 所示，直流電機的兩個端口與 J47 的兩個引腳相連，然后通過驅(qū)動器， J26 上的 PWM 引腳與單片機的 引腳相連，從而達到控制直流電機的目的。 山東英才學院 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 22 圖 391 驅(qū)動器芯片 ULN2022 應(yīng)用電路圖 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT it l eN u m b e r Re v is i onS iz eBD a t e : 5 M a y 2 0 15 S he e t o f F il e : F : \ 畢業(yè)論文 \ 電路圖 \ 總設(shè)計電路原理圖 \ z t . d d b D ra w n By :1234567891011121314151617181920 2122232425262728293031323334353637383940P 1. 0P 1. 1P 1. 2P 1. 3P 1. 4P 1. 5P 1. 6P 1. 7RE S TP 3. 0P 3. 1P 3. 2P 3. 3P 3. 4P 3. 5P 3. 6P 3. 7X1X2G N DRX DT X DIN T 0IN T 1T0T1WRRDV C CP 0. 0P 0. 1P 0. 2P 0. 3P 0. 4P 0. 5P 0. 6P 0. 7E A / V D DA L EP S E NP 2. 7P 2. 6P 2. 5P 2. 4P 2. 3P 2. 2P 2. 1P 2. 0STC89C52RCU 2 3S T C 89 C5 2C2 62 2p FC3 02 2p F1 2 3J 20+C2 71 0u F+C2 91 0u FY5RESET21R3 01 0KR2 61 0KV C CV C C12345678910111213141516ULN2003123456J 26V C CV C C12J 47U 2 0直流電機 圖 392 直流電機控制電路 山東英才學院 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 23 4 軟件 設(shè)計 本溫度控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計主要是通過 C 語言對單片機進行編程操作，以實現(xiàn)各項功能。首先需要對各模塊進行初始化操作，接著溫度采集、溫度轉(zhuǎn)換、溫度顯示和按鍵等子模塊的編程，最后把這些子程序添加到主程序當中，從而完成軟件的編程操作。在實際應(yīng)用過程中，主程序主要是負責讀取溫度的實時顯示，處理單片機測量的當前溫度值，調(diào)用各子程序等；同時，數(shù)字溫度傳感器 DS18B20 測量出來的溫度值經(jīng)模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換后轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，再傳送到單片機內(nèi)，然后經(jīng)過一段的時間間隔，對測量的溫度進行采樣，將采集到的溫度值與預設(shè)的溫度值進行對比 和分析。根據(jù)分析結(jié)果，如果實際測量的溫度與系統(tǒng)預設(shè)的溫度有一定差異，則系統(tǒng)會自動進行調(diào)節(jié)和控制，使其恢復到正常的溫度范圍內(nèi)，即按照原先設(shè)定的溫度預定值開啟自動恢復功能。 軟件的總體設(shè)計流程圖 如圖 41 所示，是軟件設(shè)計的總體流程圖，首先給單片機進行上電操作，然后分別對單片機、顯示模塊、溫度傳感器進行初始化操作，然后通過按鍵輸入溫度范圍，開始進行溫度采集，將采集到的溫度在數(shù)碼管上顯示來，與預設(shè)值進行比較，然后經(jīng)過判斷所測溫度是否在預設(shè)溫度的范圍內(nèi)，如果在溫度范圍內(nèi)，則整個溫度控制系統(tǒng)結(jié)束，如果不在溫度 范圍內(nèi)，那么開啟溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)對溫度進行調(diào)節(jié)，然后將調(diào)節(jié)好的溫度再傳給溫度采集模塊進行重新采集，這樣循環(huán)往復，直到所測溫度在預設(shè)的溫度范圍內(nèi)為止。 山東英才學院 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 24 圖 41 總體設(shè)計流程圖 溫度采集模塊 溫度采集是軟件設(shè)計的主要部分，該設(shè)計關(guān)系到系統(tǒng)的響應(yīng)時間及控制精度，只用經(jīng)過溫度采集與轉(zhuǎn)換才能輸出數(shù)字信號，然后與預設(shè)溫度值進行比較，溫度采集主完成 初始化單片機 是否超過溫度范圍 DS18B20 初始化 顯示模塊初始化 降溫 加溫 與預設(shè)值比較 檢測鍵盤操作 溫度信號采集 數(shù)碼管顯示 開始 報警 是 否 山東英才學院 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 25 要由初始化溫度程序、寫入數(shù)據(jù)和讀取數(shù)據(jù)等部分組成。 （ 1）首先對溫度進行初始化操作 如圖 42 所示。 圖 42 初始化溫度流程圖 （ 2）寫入數(shù)據(jù)流程圖如圖 43 所示 清零 FLAG標志位 完成 DS18B20 初始化 CLR DQ 向DS18B20 發(fā)出 reset 脈沖 等待 480us 置位 FLAG 標志位并延時 200us DQ 是否變低 初始化結(jié)束 否 否 是 是 山東英才學院 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 26 圖 43 寫入數(shù)據(jù)流程圖 DS18B20 初始化 完成 8 位數(shù)據(jù)發(fā)送完成 寫入 CCH、SKIP ROM 寫入 44H 發(fā)送數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換指令 CLR DQ 準備發(fā)送 延時 15us 寫入 1 位數(shù)據(jù) 置位 DQ，完成1 位數(shù)據(jù)發(fā)送 延時 1545us 完成 是 否 山東英才學院 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 27 （ 3）讀取數(shù)據(jù)流程圖如圖 44 所示 圖 44 讀取數(shù)據(jù)流程圖 （ 4） A/D 轉(zhuǎn)換流程圖如圖 45 所示。首先初始化，然后開始進行 A/D 轉(zhuǎn)換，判斷轉(zhuǎn)換是否完成，如果沒有完成，則繼續(xù)進行轉(zhuǎn)換，直到轉(zhuǎn)換完成為止。然 后將結(jié)果送到 50H，經(jīng)過濾波后轉(zhuǎn)換成 BCD 碼，放到 60H63H 中。 1 CLR DQ 準備發(fā)送 讀取 1 位數(shù)據(jù) 延時 1545us 延時 1us 以上 寫入 CCH、 SKIP ROM 開始 DS18B20 初始化 等待 480us 完成 SETB DQ 寫入 BEH 發(fā)送轉(zhuǎn)換 延時 1us 以上 1 是 否 山東英才學院 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 28 圖 45 A/D 轉(zhuǎn)換流程圖 顯示模塊 該顯示模塊所用到的數(shù)碼管是共陰極數(shù)碼管，在程序中通過建立共陰型的數(shù)組來實現(xiàn)顯示功能，如圖 46 所示，為顯示程序流程圖。 開始 放到 60H63H 結(jié)果進行 BCD 編碼 完成 初始化 轉(zhuǎn)換是否結(jié)束 開始 A/D 轉(zhuǎn)換 濾波 結(jié)果送到 50H 是 否 山東英才學院 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 29 圖 46 顯示程序流程圖 按鍵消抖 本文如果不對按鍵進行消抖，則很難對溫度進行較為準確的輸入，按鍵消抖分為硬件消抖和軟件消抖，在這里選擇通過軟件進行消抖如圖 47 所示， 首先判斷是否有無按鍵按下，然后通過延時程序，給予其一定的延時，防止其變化過快，難以進行溫度范圍的設(shè)置。 開始 功能設(shè)值 延時等待數(shù)據(jù) 四位 LED 顯示 山東英才學院 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 30 圖 47 按鍵判斷程序流程圖 有鍵按下？ 開始 去鍵盤抖動 同一鍵按下？ 根據(jù)鍵值執(zhí)行功能功能 循環(huán) YES NO YES NO 山東英才學院 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 31 5 實驗 調(diào)試環(huán)境 一、本畢業(yè)設(shè)計的軟件編程與調(diào)試主要是通過 Keil C51 軟件實現(xiàn)的， Keil 提供了一個完整的開發(fā)方案如圖 611 所示，它通過集成開發(fā)環(huán)境把編譯器、庫文件、庫管理和實時操作系統(tǒng)等部分合理的組合在一起，從而進行軟件的仿真與調(diào)試。 圖 611 Keil C51 整體開發(fā)結(jié)構(gòu) 二、下面開始簡單的介紹一下軟件的使用方法。 （ 1）運行 KEIL C51 軟件如圖 612 所示。 圖 612 運行軟件 （ 2）如圖 613 所示，使用鼠標左擊 Project，然后選擇 New uVision Project，這時會彈出對話窗口，輸入所要建立項目的“文件名”，比如 text1，然后點擊“保uVision/Ishell 集成開發(fā)環(huán)境 OH51 轉(zhuǎn)換器 BL5 連接 C51 編譯器 LIB51 庫管理 C 庫文件 RTX51 實時操作系統(tǒng) A51 編譯器 山東英才學院 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 32 存”，保存后的文件擴展名為 uv2，如果以后用到該文件，直接打開這個擴展名為 uv4的文件。 圖 613 新建文件 （ 3）選擇單片機的型號如圖 614 所示，首先選擇生產(chǎn)該單片機的公司名稱，本設(shè)計用到的是 STC89C52 單片機，由于本軟件里沒有 STC 公司，但是它和 AT89C52基本上相同，所以我們選擇 Atmel 公司，然后選擇 AT89C52，這樣就把單片機型號選擇好了。 圖 614 單片機型號 （ 4）新建一個程序文件，編寫好程序點擊保存，這里的保存名必須以“ .c”的形式，比如 ，保存在所規(guī)定的目錄中。如圖 615 所示，用鼠標右擊 Source Group1 文件夾圖標，然后選擇 Add Files to Group ‘ Source Group1’，緊接著會彈出一個文件對話窗口，選擇剛剛保存的文件，按下 ADD，這樣程序文件就添加到項目中了。 山東英才學院 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 33 圖 615 添加 C 文件 （ 5）開始進行編譯運行。下面三個圖都是編譯按鈕，不過他們有一定的區(qū)別，圖 6161 是編譯單個文件，圖 6162 是編譯當前項目，圖 6163 是重新編譯。在 Rebuild 右邊是停