【正文】 [11] Dallas Semiconductor Corporation, Data Books19951996. [12]Microcontroller Handbook,Intel Corp,1986 [13]16bit Embeded Controller,Intel Corp,1990 [14]MCS96 Macro,Assember User’s Guid,Intel Corptation. [15]C96 User’s Guid,Intel Corptation. 參考文獻(xiàn) 34 附 錄 一、 主電路圖 參考文獻(xiàn) 35 二控制電路 。 [9] 趙亮、侯國(guó)銳 (2020)． 單片機(jī) C 語(yǔ)言 編程與實(shí)例 .人民郵電出版社。 [7] 周志文 (2020).C 語(yǔ)言程序設(shè)計(jì) ． 機(jī)械工業(yè)出版社。 [5] 沙占友 (2020).智 能化集成溫度傳感器原理與應(yīng)用 [M]． 機(jī)械工業(yè)出版社。 [3] 劉篤仁、韓保君 (2020). 傳感器原理及應(yīng)用技術(shù) .．機(jī)械工業(yè)出版社。 參考文獻(xiàn) 33 參考文獻(xiàn) [1] 李光飛 (2020)． 單片機(jī)課程設(shè)計(jì)實(shí)例指導(dǎo)（第 2 版） ． 北京航空 航天出版社。在此表示深深的敬意與感謝。 致謝 32 致 謝 此次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我遇到很多問題，通過向老師求教、和同學(xué)討論讓我知道真正完成一項(xiàng)設(shè)計(jì) 是不容易的，在鞏固專業(yè)知識(shí)的同時(shí)也讓我學(xué)到了堅(jiān)持和努力，在這里我要謝謝韓愈老師的悉心指導(dǎo)，幫助解決畢業(yè)設(shè)計(jì)中遇到的許多問題，還不斷向我們傳授分析問題和解決問題的辦法，并指出了正確的努力方向，使我在畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中少走很多彎路。 畢業(yè)設(shè)計(jì)培養(yǎng)了嚴(yán)肅認(rèn)真和實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度 和 吃苦耐勞的精神以及 嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖黠L(fēng) ， 提高了交流溝通和團(tuán)體協(xié)作能力。由于一個(gè)人不可能什么都學(xué)過，什么都懂， 更加不可 能一學(xué)就通， 因此，當(dāng)你在設(shè)計(jì)過程中需要用一些不曾學(xué)過的東西時(shí)，就要去有針對(duì)性地查找資料 。從中 我還體會(huì)到了所學(xué)理論知識(shí)的重要性：知識(shí)掌握得越多，設(shè)計(jì)得就更全面、更順利、更好 。本系統(tǒng)具有易安裝檢測(cè)、 軟件功能完善， 工作可靠、準(zhǔn)確度高等優(yōu)點(diǎn)。 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 27 圖 主程序框圖 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 28 如 果 數(shù) 據(jù) 線 = 1 ， d a t a 和 8 0 H 或 ， 否 則 和 0 0 H 或延 時(shí) 數(shù) 微 妙返 回 讀 到 的 數(shù) 據(jù)將 數(shù) 據(jù) 線 拉 高 ， 延 時(shí) 6 微 妙將 數(shù) 據(jù) 線 拉 低 ， 延 時(shí) 1 微 妙數(shù) 據(jù) 右 移將 數(shù) 據(jù) 線 拉 高 ， 延 時(shí) 1 微 妙讀 完 8 位 數(shù) 據(jù) ？開 始 圖 42 DS18B20讀程序流程圖 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 29 開 始結(jié) 束將 數(shù) 據(jù) 線 拉 高 ， 延 時(shí) 1 微 妙將 數(shù) 據(jù) 線 拉 低 ( 啟 動(dòng) 寫 功 能 )將 數(shù) 據(jù) 最 低 位 寫 到 數(shù) 據(jù) 線 ， 延 時(shí) 3 0 微 妙釋 放 數(shù) 據(jù) 下 ， 延 時(shí) 數(shù) 微 妙延 時(shí) 數(shù) 微 秒數(shù) 據(jù) 右 移寫 完 8 位 數(shù) 據(jù) 圖 43 DS18B20寫程序流程圖 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 30 開 始發(fā) 送 引 導(dǎo) 碼紅 外 數(shù) 據(jù) 發(fā) 送發(fā) 送 系 統(tǒng) 碼發(fā) 送 系 統(tǒng) 反 碼發(fā) 送 數(shù) 據(jù) 碼發(fā) 送 數(shù) 據(jù) 反 碼發(fā) 送 結(jié) 束 標(biāo) 志 置 1結(jié) 束 開 始初 始 化 紅 外 接 收 端 口接 收 到 紅 外 信 號(hào)調(diào) 用 接 收 子 程 序5 1 1 0 液 晶 顯 示返 回 圖 44 紅外線發(fā)送流程圖 圖 45 紅外線接收流程圖 總結(jié) 31 總 結(jié) 本設(shè)計(jì)系統(tǒng)采用了美國(guó) ATMEL 公司生產(chǎn)的單片機(jī) AT89S52 芯片。 DS18B20 讀取子程序各自完成各自的信號(hào)的采集。主程序框圖如下圖 41所示。該系統(tǒng)的主程序處于鍵控循環(huán)工作方式，當(dāng)按下測(cè)量鍵時(shí)，主程序開始 DS18B20 讀取子程序、鍵處理子程序，并把測(cè)量結(jié)果用顯示子程序在液晶上顯示出來(lái)，從而完成整個(gè)程序過程。 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì) 就是 以 AT89S52 單片機(jī) 為核心。根據(jù)實(shí)際情況可以修改 溫度的 初始范圍 ，以適應(yīng)不同 地方，不同條件下 的 檢測(cè) 需要。當(dāng)再正常范圍內(nèi)時(shí)則顯示出溫度的具體溫度值。根據(jù) 設(shè)定溫度的不同 ，可適當(dāng)調(diào)整 溫度正常范圍的區(qū)間值。因而采用方案一，即用軟件定時(shí)產(chǎn)生 38KHz 的載波信號(hào)。 屬于單片機(jī) P3 口用于單片機(jī)對(duì)受控對(duì)象控制信號(hào)處理后的數(shù)據(jù)輸出口，數(shù)據(jù)與 38KHz 信號(hào)端數(shù)據(jù)邏輯與門輸出， 完成信號(hào)的調(diào)制。 方案二：硬件晶振電路產(chǎn)生 38KHz 載波，如圖 317 所示。以下是對(duì)產(chǎn)生 38KHz 載波的單片機(jī)軟件與硬件電路進(jìn)行比較。信息可以直接對(duì)紅外光進(jìn)行調(diào)制傳輸，例如，信息直接調(diào)制紅外光的強(qiáng)弱進(jìn)行傳輸，也可以用紅外線產(chǎn)生一定頻率的載波，再用信息對(duì)載波進(jìn)調(diào)制，接收端再去掉載波，取到信息從信息的可靠傳輸來(lái)說(shuō)，后一種方法更好，這就是目前大多數(shù)紅外遙控器所 采用的方法。較為理想的是光控方式，采用紅外線的遙控方式逐漸取代了超聲波遙控方式，出現(xiàn)了紅外線多功能遙控器，并且成為當(dāng)今時(shí)代的主流。最初的無(wú)線遙控裝置采用的是電磁波傳輸信號(hào)，由于電磁波容易產(chǎn)生干擾，也易受干擾，因此逐漸采用超聲波和紅外線媒介來(lái)傳輸信號(hào)。電阻 9為限流電阻，主要起限流作用，二極管主要是起保護(hù)三極管的作用。通過給 端口高低電位來(lái)控制繼電器的通斷，繼而控制熱得快加熱的占空比（平 均功率），以達(dá)到控制水溫的 目的，設(shè)計(jì)電路路如右圖 315，其中，三極管為控制開關(guān)作用，當(dāng)輸入高電平， NPN 飽和導(dǎo)通，繼電器線圈通電，觸電吸合，使 220V 電源接通。在各種自動(dòng)設(shè)備中，都要求用一個(gè)低電壓電路提控制一個(gè)高電壓的電器電路。 電磁繼電器是有觸點(diǎn)電繼電器是有觸點(diǎn)電繼電器的一種。通常應(yīng)用于自動(dòng)化的控制 電路 中，它實(shí)際上是用小電流去控制大電流運(yùn)作的一種 “ 自動(dòng)開關(guān) ” 。 繼電器驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì) 繼電器（英文名稱： relay）是一種電 控制 器件 ，是當(dāng)輸入量（激勵(lì)量）的變化達(dá)到規(guī)定要求時(shí)，在電氣輸出電路中使被控量發(fā)生預(yù)定的階躍變化的一種電器。這樣吸合、釋放，從而達(dá)到了在電路中的導(dǎo)通、切斷的目的。只要在線圈兩端加上一定的電壓，線圈中就會(huì)流過一定的電流， 從而產(chǎn)生電磁效應(yīng)，銜鐵就會(huì)在電磁力吸引的作用下克服返回彈簧的拉力吸向鐵芯，從而帶動(dòng)銜鐵的動(dòng)觸點(diǎn)與靜觸點(diǎn)（常開觸點(diǎn)）吸合。故在電路中起著自動(dòng)調(diào)節(jié)、安全保護(hù)、轉(zhuǎn)換電路等作用。 由于我們只要求電機(jī)一個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)，所以采用 IR3205 的半橋驅(qū)動(dòng)電路圖如圖 ，其中二極管 D3 是當(dāng)電 機(jī)突然停止造成反轉(zhuǎn)，產(chǎn)生電流時(shí)，通過二極管而不通過 IR3205從而對(duì) IR3205 起到了保護(hù)作用，設(shè)計(jì)電路圖如圖 314所示。 5）可靠性。 4）對(duì)電源的影響。 3）對(duì)控制輸入端的影響。 2）效率，高的效率不僅意味著節(jié)省電源，也會(huì)減少驅(qū)動(dòng)電路的發(fā)熱。 ：對(duì)于 PWM 調(diào)速的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，主要有以下性能指標(biāo)。 圖 313 紅外線接收電路 電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì) 在直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)中，主要考慮一下幾點(diǎn)： ：電機(jī)是單向還是雙向轉(zhuǎn)動(dòng)？需不需要調(diào)速？對(duì)于單向的電機(jī)驅(qū)動(dòng)，只要用一個(gè)大功 率三極管或場(chǎng)效應(yīng)管或繼電器直接帶動(dòng)電機(jī)即可，當(dāng)電機(jī)需要雙向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，可以使用由 4 個(gè)功率元件組成的 H 橋電路或者使用一個(gè)雙刀雙擲的繼電器。接收器對(duì) 外只有 3 個(gè)引腳： OUT、 GND、 VCC 與單片機(jī)接口非常方便，如表 34 所示，其封裝圖如圖 312。目前，紅外通訊主要應(yīng)用于數(shù)據(jù)通信和遙控這兩方面。紅外通訊技術(shù)一般采用紅外光波段內(nèi)的近紅外線，波長(zhǎng)在 m至 25μ m之間。 本設(shè)計(jì)主電路在按鍵上運(yùn)用了按鍵 按鍵 2 分別用于開和關(guān)，兩個(gè) 個(gè)按鍵與單片機(jī) P1 口的 、 一一連接，如圖 311 所示： 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 19 圖 311 主電路按鍵 紅外線接收的設(shè)計(jì) 紅外通訊技術(shù)利用紅外線來(lái)傳遞數(shù)據(jù)，是無(wú)線通訊技術(shù)的一種。 單片機(jī)系統(tǒng)中普遍使用非編碼式鍵盤 , 這類鍵盤主要解決以下幾個(gè)問題 : ① 鍵的識(shí)別 。鍵盤輸入方便快捷，而且價(jià)格低廉。數(shù)據(jù)或命令的輸入方式有多種，有紅外掃描輸入，語(yǔ)言輸入，光電輸入等的個(gè)。電路圖如圖 310 所示。當(dāng) =1 時(shí)， Q1 導(dǎo)通時(shí)，使蜂鳴器的兩個(gè)引腳間獲得將近 5V的直流電壓，蜂鳴器中有電流通過，而產(chǎn)生蜂鳴音。電路設(shè)計(jì)如圖 所示，蜂鳴器作為三極管 Q1 的集電極負(fù)載，當(dāng) Q1 導(dǎo)通時(shí)，蜂鳴器發(fā)出鳴叫聲音， VT1 截止時(shí)，蜂鳴器不發(fā)聲。 [9] 設(shè)計(jì)要求定時(shí)時(shí)間到時(shí)要有聲音提醒信號(hào)產(chǎn)生，可選擇一只蜂鳴器來(lái)實(shí)現(xiàn)這一功能。壓電蜂鳴片由鋯鈦酸鉛或鈮鎂酸鉛壓電陶瓷材料制成。多諧振蕩器由晶體管或集成電路構(gòu)成。本設(shè)計(jì)中選用壓電式蜂 鳴器作為報(bào)警器。 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 16 圖 38 5110內(nèi)結(jié)構(gòu) 5110 共有 8 個(gè)引腳，根據(jù)內(nèi)部構(gòu)造為了方便使 用，我們將 7 腳和 8 腳鏈接以達(dá)到使背光燈發(fā)光的目的。 ，正常顯示時(shí)的工作電流在 200μA 以下 。 ，而不用連接電纜，用模塊上的金屬鉤可將模塊固定到印制板上，因而非常便于安裝和更換。 ，接口信號(hào)線數(shù)量大幅度減少，包括電源和地在內(nèi)的信號(hào)線僅有 9 條。該產(chǎn)品除應(yīng)用于移動(dòng)電話外，也可廣泛應(yīng)用于各類便攜式設(shè)備的顯示系統(tǒng)。 DS18B20 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，如圖 36 所示 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 14 引腳說(shuō)明：地?cái)?shù)據(jù)線可選 圖 35 DS18B20封裝 圖 36 DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu) 依據(jù) DS1B20 的以上特征，設(shè)計(jì)了如圖 37 所示的電路圖， 作為控制信號(hào)。 復(fù)位要求主 CPU將數(shù)據(jù)線下拉 500 微秒，然后釋放， DS18B20 收到信號(hào)后等待 15～60 微秒左右后發(fā)出 60～ 240 微秒的存在低脈沖，主 CPU收到此信號(hào)表示復(fù)位成功。數(shù)字溫度傳感器 DS18B20 把采集到的溫度通過數(shù)據(jù)引腳傳到單片機(jī)。 一、主要特性 DS18B20 溫度傳感器是美國(guó) DALLAS 半導(dǎo)體公司最新推出的一種改進(jìn)型智能溫度傳感器，與傳統(tǒng)的熱敏電阻等測(cè)溫元件相比，它能直接讀出被測(cè)溫。 二、傳感器的作用 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 13 傳感器的特性 靈敏度高、可靠性強(qiáng)、穩(wěn)定性好； 防塵耐濕、耐高低溫、耐沖擊、耐振動(dòng)等嚴(yán)酷環(huán)境 條件； 收發(fā)兼用，使用方便。按照 Gopel 等的說(shuō)法是： “傳感器是包括承載