【正文】 } bit tmpre2(void) /。 i=4。 while(i0)i。 TMDAT2=0。i5。 } } void dmsec2(unsigned int count) //溫度延時(shí) { unsigned int i。 buf1[14]=tmrbyte1()。 buf1[12]=tmrbyte1()。 buf1[10]=tmrbyte1()。 buf1[8]=tmrbyte1()。 if(tmflag1==0) { dmsec1(1)。 } } void tmrrom1(void) //讀取 ROM { tmreset1()。 buf1[0]=tmrbyte1()。 tmwbyte1(0xcc)。 tmflag1=tmpre1()。 tmwbyte1(0x44)。 dmsec1(1)。 } } 34 } void tmstart1(void) //開始轉(zhuǎn)換 { tmreset1()。 i++。 while(i0)i。 } else { TMDAT1=0。 i=8。 i++。 if(testb) { TMDAT1=0。 0x01。j=8。 bit testb。 } void tmwbyte1(unsigned char dat) //寫一個(gè)字節(jié) { unsigned int i。 dat=(j7)|(dat1)。i=8。 dat=0。 return(dat)。 i=8。 i++。 TMDAT1=1。 TMDAT1=0。 } bit tmrbit1(void) 33 { unsigned int i。 while(i0)i。 } if(f==0)while(~TMDAT1)。 break。i++。 //while(~TMDAT)。 bit f。 while(i0)i。 TMDAT1=1。 i=103。i++){} } } void tmreset1(void) //復(fù)位 18B20 { unsigned int i。 while(count) { for(i=0。 endif 32 附錄 3 void Delay(unsigned int delaytime) { while(delaytime)。 sbit C_T2 = T2CON^1。 sbit EXEN2 = T2CON^3。 sbit RCLK = T2CON^5。 // 8052 only sbit TF2 = T2CON^7。 sbit T2EX = P1^1。 sbit TI = SCON^1。 sbit TB8 = SCON^3。 sbit SM2 = SCON^5。 sbit SM0 = SCON^7。 sbit TXD = P3^1。 sbit INT1 = P3^3。 sbit T1 = P3^5。 sbit RD = P3^7。 sbit PT0 = IP^1。 sbit PT1 = IP^3。 sbit PT2 = IP^5。 sbit ET0 = IE^1。 sbit ET1 = IE^3。 sbit ET2 = IE^5。 sbit IT0 = TCON^0。 sbit IT1 = TCON^2。 sbit TR0 = TCON^4。 sbit TR1 = TCON^6。 sbit P = PSW^0。 sbit RS0 = PSW^3。 sbit F0 = PSW^5。 sbit CY = PSW^7。 sfr TL2 = 0xCC。 sfr RCAP2L = 0xCA。 sfr SBUF = 0x99。 sfr IP = 0xB8。 sfr TH1 = 0x8D。 sfr TL1 = 0x8B。 sfr TMOD = 0x89。 sfr PCON = 0x87。 sfr DPL = 0x82。 sfr B = 0xF0。 sfr PSW = 0xD0。 sfr P2 = 0xA0。 } } } 30 附錄 2 （系統(tǒng)端口各個(gè)位定義） ifndef __REG52_H__ define __REG52_H__ sfr P0 = 0x80。hotrun()。i=k。coolrun()。i=j。 if(i==15) { poweroff()。 DisplayTempture()。} } else。} else {coolrun()。} } else if(Tempture2input3) { if(Tempture2Tempture1) {hotrun()。} else {hotrun()。 while(1) { if(Tempture2input+3) { if(Tempture2Tempture1) {coolrun()。 cw1=1。 DisplayTempture()。 DisplayTempture()。在此，謹(jǐn)向?qū)煴硎境绺叩木匆夂椭孕牡母兄x！ 再者，我要感謝所有教過我知識(shí)的老師和同學(xué)，是你們教會(huì)了我如何學(xué)習(xí)，是你們用知識(shí)武裝了我，使我在畢業(yè)設(shè)計(jì)中有依有靠，順利地完成了設(shè)計(jì)和論文。不僅使我樹了遠(yuǎn)大的學(xué)術(shù)目標(biāo)、掌握了基本的研究方法，還使我明白了許多待人接物與為人處世的道理。 27 致 謝 本篇論文的完成，首先我要感謝我的導(dǎo)師：孫老師！感謝 老師對(duì)我的論文 所做的細(xì)心指導(dǎo)和幫助。另外，這半年的設(shè)計(jì)過程其實(shí)也是對(duì)我四年所學(xué)知識(shí)的一次大檢閱，使我認(rèn)識(shí)到我四年里學(xué)到了什么，還有哪些方面的能力有待提高等等。其 不足之處是不能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)混水閥出水口溫水壓力及流量的控制 ， 為真正促進(jìn)智能型浴室混水閥的應(yīng)用 ， 需要采用新器件以實(shí)現(xiàn)電路更加緊湊 ， 改進(jìn)混水閥的機(jī)械結(jié)構(gòu) 、 設(shè)計(jì)等方面采取一定的技術(shù)措施 ， 同時(shí)增加對(duì)混水閥出水口溫水管道的壓力以及淋浴水流方式的自動(dòng)選擇 ，是值得探討的 問題 。在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)之前，首先應(yīng)該根據(jù)對(duì)系統(tǒng)的功能要求及應(yīng)用環(huán)境等 確定合理、具體的功能和技術(shù)指標(biāo)，對(duì)應(yīng)用系統(tǒng)的可靠性、通用性、先進(jìn)性、可維護(hù)性以及成本等進(jìn)行綜合考慮，以盡量合理并符合單片機(jī)性能及開發(fā)工具等因素選擇合適的機(jī)型。 其流程圖 如圖 18 所示： 判斷是否有 鍵按下 延時(shí)并消抖 判斷按鍵位置 再次判斷是否有鍵按下 N N Y Y 開始 返回 25 圖 18 步進(jìn)電機(jī)控制流程圖 系統(tǒng)總體仿真圖 通過對(duì)系統(tǒng)各個(gè)模塊的選型設(shè)計(jì)，在 Proteus 中進(jìn)行仿真設(shè)計(jì)， 電路如圖 19： 圖 19 系統(tǒng)總體仿真圖 冷水步進(jìn)電機(jī)是否反轉(zhuǎn) 熱水步進(jìn)電機(jī)是否正轉(zhuǎn) 冷水步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)給定量 熱水步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)給定量 N N N Y Y 升溫控制子程序 降溫控制子程序 開始 開始 退出程序 熱水步進(jìn)電機(jī)是否反轉(zhuǎn) 冷水步進(jìn)電機(jī)是否正轉(zhuǎn) 熱水步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)給定量 冷水步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)給定量 N Y Y 退出程序 26 總 結(jié) 從本次畢業(yè)設(shè)計(jì)了解： 一個(gè)實(shí)際的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)涉及很多復(fù)雜的內(nèi)容和問題。 降溫控制子程序 ： 該程序用于當(dāng)設(shè)定溫度 低 于出水口 水溫 溫度時(shí)， 要想帶到希望的溫度必需減少熱水的進(jìn)水量（或者 增大 冷水的進(jìn)水量），通過調(diào)節(jié)熱水閥的步進(jìn)電機(jī)來 減少熱水 或者冷水閥的步進(jìn)電機(jī)來增加冷水 進(jìn)水量來 降低 出 水口 水溫。 程序見附錄 3。對(duì)按鍵進(jìn)行掃描。 程序見附錄 3。 其總系統(tǒng)程序見附錄 1。直至檢測(cè)到系統(tǒng)停止信號(hào)，推出程序。 對(duì)此要求進(jìn)行系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)： 22 當(dāng)系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行初始化，然后設(shè)定所需的溫度并通過數(shù)碼管顯示出來，然后 對(duì)系統(tǒng)的出口水溫進(jìn)行檢測(cè)并顯示出來，把設(shè)定溫度和出口檢測(cè)溫度的數(shù)據(jù)送到單片機(jī)處理單元進(jìn)行處理， 對(duì) 溫差進(jìn)行判斷，根據(jù)溫差的情況進(jìn)行調(diào)整系統(tǒng)的運(yùn)行情況，看看是否要對(duì)混水閥門進(jìn)行調(diào)整。 ，并顯示出口溫水溫度。此軟件與 KeilC51 結(jié)合使用是設(shè)計(jì)更加簡(jiǎn)單方便，因此 選用Proteus 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的仿真軟件。 PROTEUS 不僅是模擬電路、數(shù)字電路、模 /數(shù)混合電路的設(shè)計(jì)與仿真平臺(tái)，更是目前世界上最先進(jìn)、最完整的多種型號(hào)微控制器系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與仿真平臺(tái)。當(dāng)前較好的 C 語言編譯系統(tǒng)的編譯效率已經(jīng)基本達(dá)到中高級(jí)程序開發(fā)人員的水平，尤其是用于開發(fā)較為復(fù)雜的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)更具優(yōu)勢(shì) [6]。另外重要的一點(diǎn)，通過查看編譯后生成的匯編代碼，我們就能體會(huì)到 KeilC51 生成的目標(biāo)代碼效率非常之高，多數(shù)語句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。 KeilC51是美國(guó) 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)。而且，使用 C語言編寫的程序更符合人們的思考習(xí)慣，更容易閱讀。 C語言具有良好的模塊化，容易閱讀和維護(hù)的優(yōu)點(diǎn) [5]。但是 匯編語言可讀性以及可維護(hù)性不強(qiáng)，特別是當(dāng)沒有進(jìn)行很好標(biāo)注時(shí)，往往自己寫過的程序，在自己以后看時(shí)，也是看不懂??！而且再次寫程序時(shí)還要對(duì)每個(gè)模塊進(jìn)行編寫，沒有很好的可重用性。 圖 14 L297 和 L298 構(gòu)成的驅(qū)動(dòng)電路 21 第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)與仿真 軟件開發(fā)與仿真調(diào)試環(huán)境和開發(fā)語言介紹 對(duì)于單片機(jī)系統(tǒng)的開發(fā)最早是處于匯編級(jí)的開發(fā)階段，雖然單片機(jī)和 普通計(jì)算機(jī)的指令系統(tǒng)非常相似，但擁有自己的特殊的指令。 、 CW/ CCW— — — — ， 、 接 CLOCK— — — — — — 。對(duì)電機(jī)進(jìn)行控制時(shí)，只需要控制 L297 的 CW/ CCW— — — — 和 CLOCK— — — — — — 兩個(gè)端口，前者為正反轉(zhuǎn)控制，后者為步進(jìn)脈沖頻率，改變頻率可以改變電機(jī)的速度；改變占空比可以改變電機(jī)的加速度。 L298 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如圖 12 所示。細(xì)分程度越高，階梯波越復(fù)雜 [4]。要再實(shí)現(xiàn) 4步細(xì)分，只需在 A 與 AB 之間插入 3 個(gè)向量 321 III 、 ，使得合成磁勢(shì) 的轉(zhuǎn)動(dòng)角度4321 ???? ??? ，就實(shí)現(xiàn)了 4步細(xì)分。由此可見，步進(jìn)電機(jī)的細(xì)分原理就是通過等角度有規(guī)律的插入電流合成向量，從而減小合成磁勢(shì)轉(zhuǎn)動(dòng)角度，達(dá)到步進(jìn)電機(jī)細(xì)分控制的目的。以 A→B 為例，若將各相電流看作是向量，則從整步到半步的變換，就是在 AI與 BI 之間插入過渡向量 ABI ，因?yàn)殡娏飨蛄康暮铣煞较驔Q定了步進(jìn)電機(jī)合成磁勢(shì)的方向，而合成磁勢(shì)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度本身就是步進(jìn)電機(jī)的步進(jìn)角度。如三相步進(jìn)電機(jī)按 A→B→C?? 的順序輪流通電，步進(jìn)電機(jī)為整步工作。 步進(jìn)電機(jī)在控制上的特點(diǎn) 正比，故控制輸入步進(jìn)電機(jī)的脈沖個(gè)數(shù)就能控制位移量； ，只要控制脈沖頻率就能調(diào)節(jié)步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速； ，當(dāng)停止輸入脈沖時(shí)，只要維持繞組內(nèi)電流不變，電動(dòng)機(jī)軸可 18 以保持在某固定位置上，不需要機(jī)械制動(dòng)裝置； ； ，但是不會(huì)產(chǎn)生累計(jì)誤差； ，使得它能夠較快的起動(dòng)和停止； ，帶負(fù)載能力較差，調(diào)速范圍較小。 最大空載的運(yùn)行頻率：電機(jī)在某種驅(qū)動(dòng)形式，電壓及額定電流下，電機(jī)不帶負(fù)載的最高轉(zhuǎn)速頻率。 失調(diào)角：轉(zhuǎn) 子齒軸線偏移定子齒軸線的角度，電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)必存在失調(diào)角，由失調(diào)角產(chǎn)生的誤差，采用細(xì)分驅(qū)動(dòng)是不能解決的。 失步：電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)的步數(shù)，不等于理論上的步數(shù)。用百分比表示：誤差 /步距角 *100%。同時(shí)，選擇應(yīng)用廣泛的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片 L297 和 L298 來驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)。五相步進(jìn)電機(jī) 控制角 較佳、加減速時(shí)間較短、動(dòng)態(tài)慣性較低。它 可以 分為兩相和五相 兩種， 兩相的步進(jìn)角一般為 176。和 30176。但噪聲和振 17 動(dòng)都很大，目前這種電機(jī)已被淘汰； （ 2）永磁式步進(jìn)電機(jī)（ PM） 永磁式步進(jìn)電機(jī)一般為兩相，轉(zhuǎn)矩和體積較小，步進(jìn)角有 176。但它的控制電路必須由雙環(huán)形脈沖信號(hào)和功率驅(qū)動(dòng)電路組成。在非超載的情況下，電機(jī)的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號(hào)的頻率和脈沖數(shù)，而不受負(fù)載變化的影響，即給電機(jī)加一個(gè)脈沖信號(hào)，電機(jī) 就 轉(zhuǎn)過一個(gè)步距角。 具體模擬如圖 11。日常生活中人們淋浴的溫 度大約為 20℃ 到 50℃ ，在設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)，設(shè)計(jì)溫度范圍為 0℃ 到 99℃ 。當(dāng)需要顯示多位數(shù)據(jù)時(shí)，將下一位的數(shù)據(jù)輸入端接上一 個(gè) 芯片的 HQ 。其引腳圖如 圖 10 所示，功能表如 表 4 所示。 共陽數(shù)碼管串行顯示電路如圖 9 所示。其工作原理 基本情