【正文】 在生產(chǎn)生活中，本系統(tǒng)可用于簡單的日常風(fēng)扇的智能控制，為生活帶來便利；在工業(yè)生產(chǎn)中，可以改變不同的輸入信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對不同信號(hào)輸入控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化，如在電力系統(tǒng)中可以根據(jù)不同的負(fù)荷達(dá)到不同的電壓信號(hào)，再由電壓信號(hào)調(diào)節(jié)不同的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，進(jìn)而調(diào)節(jié)發(fā)電量，實(shí)現(xiàn)電力自動(dòng)化調(diào)節(jié)。第六章 結(jié)束語本次設(shè)計(jì)的系統(tǒng)從硬件設(shè)計(jì)和軟件編寫到Proteus仿真，再到用單片機(jī)開發(fā)板的調(diào)試，直到最后的電路板焊接，每一個(gè)過程都使用到大學(xué)里學(xué)到的知識(shí)，整個(gè)過程把大學(xué)里的知識(shí)系統(tǒng)的串在了一起。系統(tǒng)還能動(dòng)態(tài)的顯示當(dāng)前溫度與設(shè)置溫度，并能通過按鍵調(diào)節(jié)當(dāng)前的設(shè)置溫度。當(dāng)環(huán)境溫度高于設(shè)置溫度時(shí)，電機(jī)開始轉(zhuǎn)動(dòng)，若此時(shí)用高于環(huán)境溫度的熱源靠近芯片DS18B20時(shí)，發(fā)現(xiàn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速在升高，并越來越快，當(dāng)達(dá)到一定值時(shí)，發(fā)現(xiàn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速不再升高；將熱源遠(yuǎn)離芯片DS18B20時(shí)，發(fā)現(xiàn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速開始下降，轉(zhuǎn)速達(dá)到一定值時(shí)，若將環(huán)境溫度升高到環(huán)境溫度以上，發(fā)現(xiàn)電機(jī)又停止了轉(zhuǎn)動(dòng)。 傳感器DS18B20溫度采集部分調(diào)試，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、可將芯片直接插在該插件上，因此極為方便。 硬件調(diào)試 按鍵顯示部分的調(diào)試系統(tǒng)按鍵部分實(shí)現(xiàn)了以下功能：，LED的后兩位顯示溫宿值增一；，LED的后兩位顯示溫度值減一。當(dāng)外界溫度低于設(shè)置溫度時(shí)，電機(jī)不轉(zhuǎn)動(dòng)或停止轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)外界溫度高于設(shè)置溫度時(shí)，電機(jī)的轉(zhuǎn)速升高或是自動(dòng)開始轉(zhuǎn)動(dòng)，且外界溫度與設(shè)置溫度的差值越大，電機(jī)轉(zhuǎn)速就越高，即占空比增加。在溫度轉(zhuǎn)換程序中，為了能夠正確的檢測到并顯示溫控的小數(shù)位，程序中把檢測到的溫度與10 相乘后，再按一個(gè)三位的整數(shù)來處理。在按鍵加入了消抖程序，數(shù)碼管顯示程序中加入了段碼的存儲(chǔ)空間后，數(shù)碼管能夠正常的顯示，按鍵也能正常的工作，達(dá)到了較好的效果。經(jīng)過查找分析，發(fā)現(xiàn)按鍵掃描程序沒有按鍵消抖部分，按鍵在按下與松手時(shí)，都會(huì)有一定程序的抖動(dòng)，從而可能使單片機(jī)做出錯(cuò)誤的判斷，導(dǎo)致按鍵條件預(yù)設(shè)溫度時(shí)失靈，甚至根本不工作。當(dāng)環(huán)境溫度低于系統(tǒng)預(yù)設(shè)的溫度時(shí)，風(fēng)扇自動(dòng)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)所設(shè)計(jì)的功能。 圖45 仿真效果圖二，用按鍵S2調(diào)節(jié)預(yù)設(shè)的溫度為23攝氏度。，用按鍵S2調(diào)節(jié)預(yù)設(shè)的溫度為23攝氏度。軟件的使用主界面如圖43所示。Proteus軟件有十多年的歷史，在全球廣泛使用，它不僅和其他EDA工具一樣有原理布圖、PCB自動(dòng)或人工布線及電路仿真的功能，而且更重要的功能是，它的電路仿真是互動(dòng)的，可以根據(jù)仿真實(shí)時(shí)觀察到現(xiàn)象驗(yàn)證設(shè)計(jì)的正確性及準(zhǔn)確性并及時(shí)改變程序代碼、原理圖連接以及元件屬性等。Keil C51軟件不僅提供了豐富的庫函數(shù)，而且它強(qiáng)大的集成開發(fā)調(diào)試工具為程序編輯調(diào)試帶來便利，在開發(fā)大型軟件時(shí)更能體現(xiàn)高級語言的優(yōu)勢。} else{ gaonum=4。}else if((tmpsheding+10)amp。}else if((tmpsheding+5)amp。}else if((tmpsheding)amp。 if(sheding==0) sheding=20。 if(sheding==100) sheding=20。DS18B20初始化函數(shù)完成對DS18B20的初始化；DS18B20溫度轉(zhuǎn)換函數(shù)完成對環(huán)境溫度的實(shí)時(shí)采集；溫度讀取函數(shù)完成主機(jī)對溫度傳感器數(shù)據(jù)的讀取及數(shù)據(jù)換算，按鍵掃描函數(shù)則根據(jù)需要完成初值的加減設(shè)定；溫度處理函數(shù)對采集到的溫度進(jìn)行分析處理，為電機(jī)轉(zhuǎn)速的變化提供條件；風(fēng)扇電機(jī)控制函數(shù)則根據(jù)溫度的數(shù)值完成對電機(jī)轉(zhuǎn)速及啟停的控制。圖37 風(fēng)扇電機(jī)驅(qū)動(dòng)與調(diào)速電路系統(tǒng)選用的風(fēng)扇電機(jī)為12直流無刷電機(jī)，達(dá)林頓反向驅(qū)動(dòng)器ULN2803輸入TTL信號(hào)為5V或CMOS信號(hào)為6～15V時(shí)，輸出的最大電壓為50V，最大電流為500mA，工作溫度范圍為0～70℃。圖36 溫度采集電路 風(fēng)扇電機(jī)驅(qū)動(dòng)與調(diào)速電路本設(shè)計(jì)中由單片機(jī)的I/O口輸出PWM脈沖，通過一個(gè)達(dá)林頓反向驅(qū)動(dòng)器ULN2803驅(qū)動(dòng)12V的直流無刷電機(jī)以及實(shí)現(xiàn)風(fēng)扇電機(jī)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)。由于溫度振蕩器的拋物線特性的影響，其內(nèi)用的斜率累加器進(jìn)行補(bǔ)償。圖35 數(shù)碼管顯示電路 溫度采集電路DS18B20數(shù)字溫度傳感器通過其內(nèi)部計(jì)數(shù)時(shí)鐘周期的作用，實(shí)現(xiàn)了特有的溫度測量功能。圖34 獨(dú)立按鍵連接電路 數(shù)碼管顯示電路本設(shè)計(jì)制作中選用5位共陰極數(shù)碼管作為顯示模塊，它和單片機(jī)硬件的接口如圖35所示。圖33 系統(tǒng)復(fù)位與晶振電路 獨(dú)立按鍵連接電路按鍵包括兩個(gè)獨(dú)立按鍵S2和S3，另一端接地，當(dāng)按下任一鍵時(shí)，P1口讀取低電平有效。 開關(guān)復(fù)位與晶振電路在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，出單片機(jī)本身需要復(fù)位以外，外部擴(kuò)展I/O接口電路也需要復(fù)位，因此需要一個(gè)包括上電和按鈕復(fù)位在內(nèi)的系統(tǒng)同步復(fù)位電路。通過單片機(jī)引腳輸出高低電平，可使數(shù)碼管顯示相應(yīng)的數(shù)字或字母，這種使數(shù)碼管顯示字形的數(shù)據(jù)稱字形碼，又稱段選碼。 LED數(shù)碼管簡介本系統(tǒng)選用五個(gè)LED數(shù)碼管來進(jìn)行溫度顯示。/VPP：允許訪問片外存儲(chǔ)器/編程電源線，當(dāng)保持低電平時(shí)，則在此期間允許使用片外程序存儲(chǔ)器，不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。在不訪問片外存儲(chǔ)器時(shí)，單片機(jī)自動(dòng)在ALE/線上輸出頻率為1/6晶振頻率的脈沖序列。P3口：P3口引腳是8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，當(dāng)P3口寫入1后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，它也可以作為普通的I/O口使用，傳送用戶的輸入輸出數(shù)據(jù)，P3口也作為一些特殊功能端口使用，如圖31所示。它也可作為通用的I/O口使用，與P0口一樣用于傳送用戶的輸入輸出數(shù)據(jù)，所不同的是它片內(nèi)含上拉電阻而P0口沒有，故P0口在做該用途時(shí)需外接上拉電阻而P1口則不需要。這8條引腳共有兩種不同的功能，分別適用于兩種不同的情況。本系統(tǒng)選用的電機(jī)為12V直流無刷電機(jī)，可用ULN2803來驅(qū)動(dòng)。ULN2803在使用時(shí)接口簡單，操作方便，可為電機(jī)提供較大的驅(qū)動(dòng)電流，它實(shí)際上是一個(gè)集成芯片，單塊芯片可同時(shí)驅(qū)動(dòng)8個(gè)電機(jī)。DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要有四部分：64位ROM、溫度傳感器、非揮發(fā)的溫度報(bào)警觸發(fā)器TH和TL、配置寄存器。 系統(tǒng)器件簡介 DS18B20單線數(shù)字溫度傳感器簡介DS18B20數(shù)字溫度傳感器，是采用美國DALLAS半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的DS18B20可組網(wǎng)數(shù)字溫度傳感器芯片封裝而成，它具有微型化、低功耗、高性能、抗干擾能力強(qiáng)、易配微型處理器等優(yōu)點(diǎn)，可直接將溫度轉(zhuǎn)化成串行數(shù)字信號(hào)供處理器處理。對于方案二，相對于其他用硬件或是軟件相結(jié)合的方法實(shí)現(xiàn)對電機(jī)進(jìn)行調(diào)速而言，采用PWM用純軟件的方法來實(shí)現(xiàn)調(diào)速過程，具有更大的靈活性，并大大降低了成本，能夠充分發(fā)揮單片機(jī)的功能，對于簡單速度控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)提供了一種有效的途徑。但是此方法編程相對復(fù)雜。當(dāng)高電平延時(shí)時(shí)間到時(shí)，對I/O電平取反，使其變成低電平，然后再延時(shí)一定時(shí)間；當(dāng)?shù)碗娖窖訒r(shí)時(shí)間到時(shí)，再對I/O電平取反，使其變成高電平，如此循環(huán)即可得到PWM信號(hào)。PWM的英文全稱是：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，一調(diào)節(jié)輸出量和波形的一種調(diào)節(jié)方式，在PWM驅(qū)動(dòng)控制的調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，最常用的是以矩形波PWM信號(hào)，早控制時(shí)需要調(diào)節(jié)PWM波的占空比。但不足的地方是它采用動(dòng)態(tài)掃描顯示方式，各個(gè)LED數(shù)碼管是逐個(gè)點(diǎn)亮的，因此會(huì)產(chǎn)生閃爍 ，但由于人眼的視覺暫留時(shí)間為20ms，故當(dāng)數(shù)碼管掃描周期小于這個(gè)時(shí)間時(shí)，人眼不會(huì)感覺到閃爍，因此只要掃描頻率設(shè)置得到即可采用該方案。AT89C52單片機(jī)工作電壓低，性能高，片內(nèi)含8k字節(jié)的只讀程序存儲(chǔ)器ROM和256字節(jié)的隨機(jī)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM，它兼容標(biāo)準(zhǔn)的MCS51指令系統(tǒng)，單片機(jī)價(jià)格便宜，適合本設(shè)計(jì)系統(tǒng)。故該方案不適合本系統(tǒng)。AT89C52溫度顯示DS18B20復(fù)位晶振獨(dú)立按鍵PWM驅(qū)動(dòng)電路直流電機(jī)圖21 系統(tǒng)構(gòu)成框圖本設(shè)計(jì)