【正文】 他嚴肅的科學態(tài)度，嚴謹?shù)闹螌W精神，精益求精的工作作風，深深地感染和激勵著我。綜上所述，該系統(tǒng)的設計和研究在社會生產(chǎn)和生活中具有重要地位。 本系統(tǒng)設計可推廣到各種電動機的控制系統(tǒng)中，實現(xiàn)電動機的轉速調(diào)節(jié)。 22 結論 本次設計的系統(tǒng)以單片機為控制核心，以溫度傳感器 DS18B20檢測環(huán)境溫度，實現(xiàn)了根據(jù)環(huán)境溫度變化調(diào)節(jié)不同的風扇電機轉速，在一定范圍能能實現(xiàn)轉速的連續(xù)調(diào)節(jié)， LED數(shù)碼管能連續(xù)穩(wěn)定的顯示環(huán)境溫度和設置溫度，并能通過兩個獨立 按鈕 調(diào)節(jié)不同的設置溫度，從而改變環(huán)境溫度與設置溫度的差值，進而改變電機轉速。 系統(tǒng) 性能 分析 系統(tǒng)總體上由五部分來組成，既 按鈕 與復位電路、數(shù)碼管顯示電路、溫度檢測電路、電機驅(qū)動電路。當環(huán)境溫度低于設置溫度時，電機停止轉動；當環(huán)境溫度高于設置溫度時， 單片機對應輸出口輸出不同占空比的 PWM信號，控制電機開始轉動，并隨著環(huán)境溫度與設置溫度的差值的增加電機的轉速逐漸升高。系統(tǒng)采用的直流電機為 12V的額定電壓，而該驅(qū)動電路在采用單片機電源時的輸出電壓最高不過 5V，因此在調(diào)試過程中只采用了原有的 5V直流電機來調(diào)試，且得到了可觀的控制效果。 電動機調(diào)速電路部分調(diào)試 系統(tǒng)本部分的設計中重在軟件設計，因為外圍的驅(qū)動電路只 為 將送來的 PWM信號放大從而驅(qū)動電機轉動。系統(tǒng)調(diào)試中為驗證DS18B20為 否能在系統(tǒng)板上工作，將手心靠攏或者捏住芯片，即可發(fā)現(xiàn) LED顯示的前兩位溫 21 度也迅速升高，驗證了 DS18B20能在系統(tǒng)板上工作。且 LED的顯示效果很好，很穩(wěn)定。調(diào)試過程中出現(xiàn)了當 按鈕 時間過長時，設置的溫度值不 為 增一或者減一，而 為 增加后減少幾個值，出現(xiàn)這種情況的主要元嬰可能 為按鈕 的去抖動延時時間過長造成，改進 方案 為將對應的 按鈕 去抖動延時時間適量增加，但也不應過長，否則將出現(xiàn) 按鈕 無效的情形。當檢測到的溫度比預設的溫度每增加 5攝氏度時，風扇電機轉速增加一級。 在本系統(tǒng)中風扇電機的轉速可實現(xiàn)四級調(diào)速。軟件設置了 PWM波形，通過達林頓反向驅(qū)動器ULN2803驅(qū)動直流電機轉動，通過軟件中程序設定，根據(jù)不同溫度輸出不同的 PWM波，從而得到不同的占空比控制風扇直流電機。如把 245來處理，這樣為程序的編寫帶來了方便。通過軟件設計，實現(xiàn)了對環(huán)境溫度的連續(xù)檢測，由于硬件 LED個數(shù)的限制，只顯示了預設溫度的整數(shù)部分。 傳感器 DS18B20 溫度采集部分調(diào)試 由于數(shù)字式集成溫度傳感器 DS18B20的高度集成化，為軟件的設計和調(diào)試帶來了極大的簡便，小體積、低功耗、高精度為控制電機的精度和穩(wěn)定提供了可能。應在系統(tǒng)中加入鎖存器，或 為 在程序中設定存儲段碼的空間。因此必須在 按鈕 掃描程序中加入消抖部分，即在 按鈕 按下與松手時加入延時判斷，以檢測鍵盤 為 否真的按下或已完全松手。經(jīng)過編譯沒有出錯，但在仿真調(diào)試時，數(shù)碼管顯示的只 為 亂碼，沒有 精確 的顯示溫度， 按鈕性能 也不靈，當按下鍵時，顯示并不變化。 2）斷服務程序，執(zhí)行中斷服務程序時，首先保護現(xiàn)場， INT0中斷標志置位，禁止主程序 修改工作參數(shù)，然后開始減 1 計數(shù)，判斷 為 否關斷可控硅，最后 INT0中斷標志位清零，還原初始化數(shù)據(jù)，恢復現(xiàn)場，中斷返回。 1）回路控制執(zhí)行程序。 由于 INT0信號反映工頻電壓過零時刻，因此只要在外中斷 0的中斷服務程序中完成控制門的開啟與關閉，并利用中斷服務次數(shù)對控制量 n進行計數(shù)和判斷，即每中斷一次，對 n進行減 1 計數(shù)，如果 n不等于 0，保持控制電平為“ 1”，繼續(xù)打開控制門；如 n=0，則使控制電平復位為“ 0”，關閉控制門，使可控硅過零觸發(fā)脈沖不再通過。根據(jù) DS18B20初始化時序、讀時序和寫時序分別可編寫 4個子程序：初始化子程序、寫子程序、讀子程序、顯示子程序。 圖 41 數(shù)字溫度傳感器模塊程序流程圖 如圖 41所示，主機控制 DS18B20完成溫度 轉化 工作必須經(jīng)過三個 步驟：初始化、 ROM操作指令、存儲器操作指令?？蓪崿F(xiàn)由最大風速到關閉的無級別調(diào)速，可將風力 調(diào)節(jié)在關閉無風到最大風之間的任意風力，實現(xiàn)“自由風”。 14 圖 37 溫控自動電路 無級調(diào)速電路 此電路如圖 8所示，包括：雙向可控硅，雙觸發(fā)二極管、滑動變阻器、電容。 圖 36 聲響、溫度采集、溫度設置及復位電路 溫控自動電路 該電路為控制風速的人工控制與溫控兩種方式之溫控模式時的控制電路，當選擇為溫控時，單片機默認為弱風，當當前溫度低于所設的溫度下限 TL 時繼電器 1吸合，關閉風扇，當當前溫度高于所設的溫度上限時繼電器 2吸合，切換到強風檔。用于對風速調(diào)節(jié)的上限和下限值 TH、 TL 的設置。 按鈕 S S S3 分別接入單片機的 、 、 。 溫度采集電路主要 為 由 DS18B20構成，它可以把采集的溫度數(shù)據(jù)轉化成二進制數(shù)，經(jīng)過單片機處理后輸出送數(shù)碼管顯示。 圖 35 顯示電路 聲響、溫度采集、溫度設定以及復位電路 電路如圖 6所示，這一部分主要 為 由 DS18B20，四個 按鈕 、一個電容一個三極管和一個蜂鳴器等構成。為了防 止燒壞數(shù)碼管，所以給數(shù)碼管各段各加一個 300歐姆的限流電阻。其連接方式如下：應用單片機 P0 口連接八段數(shù)碼管，用 P2 口的 — 片選信號輸出端口，其中要用 8550（ PNP 型）三極管做驅(qū)動。電路如圖4所示。 八段 LED 數(shù)碼管 本系統(tǒng)使用五個七段 LED數(shù)碼管作為溫度顯示 ,公共陽極。 XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。注意加密方式 1 時，/EA 將內(nèi)部鎖定為 RESET；當 /EA 端保持高電平時，此間內(nèi)部程序存儲器。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的 /PSEN 信號將不出現(xiàn)。 /PSEN：外部程序存儲器的選通信號。另外，該引腳被略微拉高。如想禁止 ALE 的輸出可在SFR8EH 地址上置 0。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。在FLASH 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。當振蕩器復位器件時，要保持 RST 腳兩個機器周期的高電平時間。 P3 口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。 P3 口也可作為 AT89C51 的一些特殊 性能 口。當 P3 口寫入“ 1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。 P2 口在 FLASH 編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。 P2 口當用于外部程序存儲器或 16 位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進行存取時， P2 口輸出地址的高八位。并因此作為輸入時， P2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。在 FLASH 編程和 校驗時， P1 口作為第八位地接 收。 P1 口： P1 口 為 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 能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù) /地址的第八位。 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。 10 圖 33 AT89C52單片機管腳 各管腳 性能 ： VCC：供電電壓。由于將多 性能 8 位 CPU 和閃爍存儲器組合在單個芯片中， ATMEL 的 AT89C52 為 一種高效微控制器，為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。 9 圖 31 DS18B20 內(nèi)部結構 圖 32 DS18B20外形及管腳 AT89C52 單片機簡介 AT89C52 為 一種帶 4K字節(jié)閃存可編程可擦除只讀存儲器（ FPEROM） 256B片 內(nèi) RAM的低電壓，高性能 CMOS8 位微處理器。 DS18B20 內(nèi)部結構及管腳 DS18B20 內(nèi)部結構如圖３所示，主要由 4 部分組成： 64 位 ROM、溫度傳感器、非揮發(fā)的溫度報警觸發(fā)器 TH 和 TL、配置寄存器。 DS18B20 還支持“一線總線”接口，多個 DS18B20可以并聯(lián)到 3 根或 2 根線上， CPU 只需一根端口線就能與諸多 DS18B20 通信，占用微處理器的端口較少，可節(jié) 省大量的引線和邏輯電路。被測溫度用符號擴展的 16 位數(shù)字量方式串行輸出。它具有 3 引腳 TO－ 92 小體積封裝形式。綜合考慮選用方案二。 對于方案一，該方案能夠?qū)崿F(xiàn)對直流風扇電機的無級調(diào) 速， 速率 變化靈敏，但 為 D/A轉化 芯片的價格較高，與其溫控狀態(tài)下無級調(diào)速 性能 相比性價比不高。 (3) 利用單片機自帶的 PWM控制器?？刂?