【正文】 再按一次設(shè)置鍵 K3 退出上下限溫度設(shè)置狀態(tài)。具體流程圖如圖 46 35 圖 46 數(shù)碼管顯示程序流程圖 按鍵子程序流程圖 硬件設(shè)計上為通過 3 個按鍵，由按鍵掃描子程序 KEYSCAN 子程序提供軟件支持。 DS18B20 每一步操作都要遵循嚴(yán)格的工作時序和通信協(xié)議。由于單片機(jī)的工作頻率高達(dá) 12MHz，在執(zhí)行程序時不斷將當(dāng)前溫度和設(shè)定動作溫度進(jìn)行比較判斷，當(dāng)超過設(shè)定溫度值范圍時及時的轉(zhuǎn)去執(zhí)行超溫處理和欠溫處理子程序，控制風(fēng)扇實 時的切換到關(guān)閉、弱風(fēng)、大風(fēng)三個狀態(tài)。其運行方式也可以選擇工具欄中的相應(yīng)工具進(jìn)行。 4. Proteus 軟件所提供的調(diào)試手段 Proteus 提供了比較豐富的測試信號用于電路的測試。元件涉及到數(shù)字和模擬、交流和直流等。 1. Proteus 的工作過程 運行 proteus 的 ISIS 程序后，進(jìn)入該仿真軟件的主界面。 Protel99SE 軟件的特點： (1) 可生成 30 多種格式的電氣連接網(wǎng)絡(luò)表； (2) 強大的全局編輯功能； (3) 在原理圖中選擇一 級器件， PCB 中同樣的器件也將被選中； (4) 同時運行原理圖和 PCB，在打開的原理圖和 PCB 圖間允許雙向交叉查找元器件、引腳、網(wǎng)絡(luò) (5) 既可以進(jìn)行正向注釋元器件標(biāo)號（由原理圖到 PCB），也可以進(jìn)行反向注釋（由 PCB 到原理圖），以保持電氣原理圖和 PCB 在設(shè)計上的一致性； (6) 滿足國際化設(shè)計要求（包括國標(biāo)標(biāo)題欄輸出， GB4728 國標(biāo)庫）； * 方便易用的數(shù)模混合仿真（兼容 SPICE 3f5）； (7) 支持用 CUPL 語言和原理圖設(shè)計 PLD，生成標(biāo)準(zhǔn)的 JED 下載文件； * PCB 可設(shè)計 32 個信號 層， 16 個電源 地層和 16 個機(jī)加工層； (8) 強大的“規(guī)則驅(qū)動”設(shè)計環(huán)境，符合在線的和批處理的設(shè)計規(guī)則檢查； (9) 智能覆銅功能，覆鈾可以自動重鋪； (10)提供大量的工業(yè)化標(biāo)準(zhǔn)電路板做為設(shè)計模版； Protel99SE 的工作界面是一種標(biāo)準(zhǔn)的 Windows 界面，如圖所示，包括：標(biāo)題欄、主菜單、標(biāo)準(zhǔn)工具欄、繪圖工具欄、狀態(tài)欄、對象選擇按鈕、預(yù)覽對象方位控制按鈕、仿真進(jìn)程控制按鈕、預(yù)覽窗口、對象選擇器窗口、圖形編輯窗口 。在開發(fā)大型軟件時更能體現(xiàn)高級語言的優(yōu)勢。硬件電路如圖 321 所示： 1 23 4K11 23 4K21 23 4K3K1 K2 K3 圖 321 按鍵模塊電路圖 28 第 4 章 系統(tǒng)軟件設(shè)計 軟件介紹 Keil C51 Keil C51 是美國 Keil Software 公司出品的 51 系列兼容單片機(jī) C 語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比， C 語言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢 ，因而易學(xué)易用。這種抖動一般 10~200 毫秒之間，這種不穩(wěn)定電平的抖動時間對于人來說太快了，而對于時鐘是微秒的單片機(jī)而言則是慢長的。按鍵釋放后，單片機(jī)內(nèi)部的上拉電阻使 I/O 口仍然保持高電平。根據(jù)本設(shè)計的需要這里選用了獨立式鍵盤接法。進(jìn)入飽和狀態(tài)之后，三極管的集電極跟發(fā)射極之間的電壓將很小，可以理解為 一個開關(guān)閉合了。 （ 3）開關(guān)作用 下面說說三極管的飽和情況。如果我們事先在三極管的基極上加上一 個合適的電流（叫做偏置電流，上圖中那個電阻 Rb 就是用來提供這個電流的，所以它被叫做基極偏置電阻），那么當(dāng)一個小信號跟這個偏置電流疊加在一起時，小 信號就會導(dǎo)致基極電流的變化，而基極電流的變化，就會被放大并在集電極上輸出。這有幾個原因。如果我們將一個 變化的小信號加到基極跟發(fā)射 極之間，這就會引起基極電流 Ib 的變化， Ib 的變化被放大后，導(dǎo)致了 Ic 很大的變化。 （ 1）電流放大 下面的分析僅對于 NPN 型硅三極管。動態(tài)方式 的優(yōu)點是十分明顯的，即耗電省，在動態(tài)掃描過程中，任何時刻只有一個數(shù)碼管是處于工作狀態(tài)的。 CUP 從字段輸出口送出字型碼時，所有數(shù)碼管接收到相同的字型碼，但究竟是哪個數(shù)碼管亮，則取決于 COM端。它是一個共 陰 極的數(shù)碼管，每一位數(shù)碼管的 a,b,c,d,e,f,g 和 dp 端都各自連接在一起，用于接收單片機(jī)的 P0 口產(chǎn)生的顯示段碼。當(dāng) LE 為低時，鎖存器將存儲 D 輸入上的信息一段就緒時間，直 22 到 LE 的下降沿來臨。 （ 9） 重復(fù) （ 1） ～ （ 7） 步驟，直到讀取完一個數(shù)據(jù)。 （ 5） 將數(shù)據(jù)線拉高到 1。 圖 317 讀數(shù)據(jù)時序圖 具體步驟如下 : （ 1） 將數(shù)據(jù)線拉高到 1。DS18B20 發(fā)出的數(shù)據(jù)，在起始時隙之后保持有效時間為 15us。所有的讀時隙至少需要 60us，且在兩次獨立的讀時隙之間，至少需要 1us的恢復(fù)時間。 （ 5） 重復(fù) （ 1） ～ （ 5） 步驟，直到發(fā)送完整個字節(jié)。 （ 2） 延時確定時間為 15μ s。寫 0 和寫 1 時隙如圖所示。但是應(yīng)注意，不能無限地等待，不然會使程序進(jìn)入死循環(huán)，所以要進(jìn)行超時判斷。 （ 4） 延時 750 μ s(該范圍可以在 480～ 960μ s)。 時序圖如圖 315 所示。 如圖 214 所示，是 DS18B20 在電路中的接發(fā)，本設(shè)計采用的是單獨電源供電方式，下面將介紹其工作時序，有工作時序圖可以很清楚的知道該這樣控制 DS18B20。啟動 DS18B20 進(jìn)行溫度轉(zhuǎn)換， 12 位轉(zhuǎn)換時最長為 750ms（ 9 位 ）。 關(guān)于這些指令，這里也不再一一介紹，只把本設(shè)計用到的用法說一下。 在 64 位 ROM 的最高有效字節(jié)中存儲有循環(huán)冗余檢驗碼（ CRC）。的數(shù)據(jù)時低位在前，高位在后，數(shù)據(jù)格式以 ℃ /LSB 形式表示。前兩個字節(jié)包括測得溫度的信息。 圖 39 DS18B20 的封裝 DS18B20 的工作原理 64 位 ROM 的結(jié)構(gòu)如圖 310 所示，開始 8 位是產(chǎn)品類型的編號；接著是每個器件唯一的序號，共 48 位；最后 8 位是前面 56 位的 CRC 檢驗碼，這也是多個 DS18B20 可采用單線進(jìn)行通信的原因。工作于寄生電源時 ,此引腳應(yīng)接地 。℃ ； （ 5） 通過編程可實現(xiàn) 9~12 位的數(shù)字值讀數(shù)方式，對應(yīng)的可分辨溫度分別為 ℃ ， ℃ ， ℃ ， ℃ ，實現(xiàn)高精度測溫 ； （ 6） 負(fù)壓特性。采 用中斷技術(shù)完全消除了單片機(jī)在查詢方式中的等待現(xiàn)象，大大地提高了單片機(jī)的工作效率和實時性。當(dāng)中斷請求源發(fā)出中斷請求時，如果中斷請求被允許，單片機(jī)暫時中止當(dāng)前正在執(zhí)行的主程序，轉(zhuǎn)到中斷服務(wù)處理程序處理中斷服務(wù)請求。按鍵手動復(fù)位電路見圖 25。 除了上電復(fù)位外，有時還需要按鍵手動復(fù)位。 12晶振 11 2 MC23 0 PC33 0 P 圖 34 STC89C51 內(nèi)部時鐘電路 2. 復(fù)位電路 當(dāng)在 STC89C51 單片機(jī)的 RST 引腳引入高電平并保持 2 個機(jī)器周期時，單片機(jī)內(nèi)部就執(zhí)行復(fù)位操作 (若該引腳持續(xù)保持高電平，單片機(jī)就處于循環(huán)復(fù)位狀態(tài) )。內(nèi)部時鐘方式如圖 24 所示。電源、時鐘等電路是使單片機(jī)能運行的必備條件，可以將最小系統(tǒng)作為應(yīng)用系統(tǒng)的核心部分，通過對其進(jìn)行存儲器擴(kuò)展、 A/D 擴(kuò)展等，使單片機(jī)完成較復(fù)雜的功能。在FLASH 編程期間，此引腳也用于施加 12V 編程電源（ VPP）。在由外部程序存儲器取指期間，每個機(jī)器周期兩次 /PSEN 有效。此時， ALE 只有在執(zhí)行 MOVX， MOVC 指令是 ALE 才起 12 作用。在平時，ALE 端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。 RST：復(fù)位輸入。上面圖中的兩個三角形表示的就是輸入緩沖器 CPU 將根據(jù)不同的指令分別發(fā)出讀端口或讀引腳信號以完成不同的操作。 11 RXD（串行輸入口） TXD（串行輸出口） /INT0（外部中斷 0） /INT1（外部中斷 1） T0（記時器 0 外部輸入） T1（記時器 1 外部輸入） /WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通） /RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通） P3 口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。 P2 口在 FLASH 編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。并因此作為輸入時， P2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。 P1 口： P1 口是一個內(nèi) 部提供上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 口緩沖器能接收輸出 4TTL 門電流。 P0 口： P0 口為一個 8 位漏級開路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8TTL 門電流。 （ 4）內(nèi)部存儲器（ RAM)： 512B。片內(nèi)含有 Flash 程序存儲器、 SRAM、 UART、 SPI、 PWM 等模塊?？臻e模式下，CPU 停止工作，允許 RAM、定時器 /計數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。系統(tǒng)的框圖結(jié)構(gòu)如下： 圖 31 系統(tǒng)框圖 主控芯片介紹 STC89C51 簡介 STC89C51 是一種低功耗、高性能 CMOS8 位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲器。從模擬信號轉(zhuǎn)向 PWM 可以極大地延長通信距離。 對于方案二， PWM 的一個優(yōu)點是從處理器到被控 系統(tǒng)信號都是數(shù)字形式的，無需進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換。 7 調(diào)速方式 方案一：采用變壓器調(diào)節(jié)方式，運用電磁感應(yīng)原理將 220V 電壓通過線圈降壓到不同的電壓，控制風(fēng)扇電機(jī)接到不同電壓值的線圈上可控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而控制風(fēng)扇風(fēng)力大小。 對于方案一，該方案成本低廉，顯示溫度明確醒目，在夜間也能看見，功耗極低，顯示驅(qū)動程序的編寫也相對簡單，這種顯示方式得到廣泛應(yīng)用。 采用 LED 數(shù)碼管這種方案。 對于方案二，以單片機(jī)作為控 制器，通過編寫程序不但能將傳感器感測到的溫度通過顯示電路顯示出來，而且用戶能通過鍵盤接口，自由設(shè)置上下限動作溫度值，滿足全方位的需求。凌陽系列單片機(jī)提高了系統(tǒng)的處理速度，適合作為大規(guī)模實時系統(tǒng)的控制核心。 對于方案三，由于數(shù)字式集成溫度傳感器 DS18B20 的高度集成化，大大降低了外接放大轉(zhuǎn)換等電路的誤差因素，溫度誤差很小，并且由于其感測溫度的原理與上述兩種方案的原理有著本質(zhì)的不同，使得其溫度分辨力極高。 在信號采集、放大、轉(zhuǎn)換過程中還會產(chǎn)生失真和誤差，并且由于熱敏電阻的 RT 關(guān)系的非線性，其本身電阻對溫度的變化存在較大誤差，雖然可以通過一定電路予以糾正，但不僅將使電路復(fù)雜穩(wěn)定性降低，而且在人體所處溫度環(huán)境溫度變化中難以檢測到小的溫度變化。具體方案如果 21 I N 026m sb 2 1212 220I N 1272 3192 418I N 2282 582 615I N 312 714l sb 2 817I N 42E O C7I N 53A D D A25I N 64A D D B24A D D C23I N 75A L E22r e f( )16E N A B L E9S T A R T6r e f( + )12C L O C K10U2 A D C 0 8 0 9R 1 010kV C CV C CSTE O CR8熱敏OEP 1 0P 1 1P 1 2P 1 3P 1 4P 1 5P 1 6P 1 7A L EST 圖 21 熱敏溫度采集電路 方案二：采用熱電偶作為感測溫度的核心元件，配合橋式電路，運算放大電路和 AD 轉(zhuǎn)換電路，將溫度變化信號送入單片機(jī)處理。 溫控風(fēng)扇是用 單片機(jī)系統(tǒng)來完成的一個小型的控制系統(tǒng)。本系統(tǒng)采用高精度集成溫度傳感器，用單片機(jī)控制，能顯示實時溫度，并根據(jù)使用者設(shè)定的溫度自動在相應(yīng)溫度時作出小風(fēng)、大風(fēng)、停機(jī)動作，精確度高，動作準(zhǔn)確。又比如在較大功率的電子產(chǎn)品散熱方面，現(xiàn)在絕大多數(shù)都采用了風(fēng)冷系統(tǒng)，利用風(fēng)扇引起空氣流動，帶走熱量，使電子產(chǎn)品不至于發(fā)熱燒壞。系統(tǒng)的預(yù)設(shè)溫度的設(shè)置是通過三個獨立按鍵來實現(xiàn)的，一個是設(shè)置按鍵，一個是增大預(yù)設(shè)溫度，一個是減小預(yù)設(shè)溫度。它使風(fēng)扇根據(jù)環(huán)境溫度的變化實現(xiàn)自動啟停，使風(fēng)扇轉(zhuǎn)速隨著環(huán)境溫度的變化而變化，實現(xiàn)了風(fēng)扇的智能控制。s lives. Temperature controlled electric fan can be adjusted automatically stop and start the fan speed according to the environment temperature, the use of real life, temperature controlled fan not only can save power resources valuable, but also greatly facilitate the peo