【正文】 就可以改變輸出電壓的平均值了，進而可以達到控制直流電機轉(zhuǎn)速的目的，也就實現(xiàn)了 PWM調(diào)速。 占空比 D表示了在一個周期 T里開關(guān)管導(dǎo)通的時間與周期的比值。缺點：功率低，散熱問題嚴(yán)重。所有的 ROM 操作命令均為 8 位長。在時間片結(jié)束之后， I/O 引腳通過外部的上拉電阻拉回至高電平狀態(tài)，所有讀時間片的最短保持時間為 60 微秒，包括兩個讀周期間至少要有 1μ s的恢復(fù)時間。數(shù)據(jù)線在邏輯低電平必須保持至少 1微秒的時間；來自溫度傳感器 DS18B20 的輸出數(shù)據(jù)在時間下降沿之后的 15 微秒內(nèi)有效。 讀時間片：在從 DS18B20 讀數(shù)據(jù)時，使用讀時間片。有兩種類型的寫時間片：寫 1 時間片和寫 0 時間片。它有寫時間片和讀時間片兩種。并且以存在復(fù)位脈沖表示DS18B20 已經(jīng)準(zhǔn)備好了發(fā)送或接收，然后給出正確的 ROM 命令和存儲操作命令的數(shù)據(jù)。經(jīng)過 的上拉電阻總線被拉至高電平狀態(tài)。 單片機發(fā)送（ Tx） 復(fù)位脈沖（最短為 480μ s 的低電平信號）。通過單線接口訪問DS18B20 必須遵循如下協(xié)議：初始化、 ROM 操作命令、存儲器操作命令和控制操作。 圖 41 DS18B20 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 圖 32 DS18B20 外形及管腳 因為 DS18B20 只有一根數(shù)據(jù)線。 電機調(diào)速 AT 89C51 鍵盤功能輸入 溫度、檔位顯示 數(shù)字溫度傳感器 圖 系統(tǒng)總體設(shè)計結(jié)構(gòu)圖 DS18B20 的工作原理及其單片機的接口電路 DS18B20 內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖 31 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。復(fù)位方式是：上電自動復(fù)位，沒有復(fù)位按鍵。當(dāng)前溫度高于預(yù)設(shè)溫度上限，風(fēng)扇工作在高檔位 2檔；低于預(yù)設(shè)溫度上限高于預(yù)設(shè)溫度下限時風(fēng)扇工作在低檔位 1 檔；當(dāng)前溫度低于預(yù)設(shè)溫度下限風(fēng)扇停止轉(zhuǎn)動 0 檔。 DS18B20 的主要性能特點如下： (1) 僅可用一個端口便可以通信； (2) 無須外部器件； (3) DS18B20 支持多點組網(wǎng)功能； (4) 適應(yīng)電壓范圍廣，電壓范圍為 ~； (5) 待機功耗為零； (6) 溫度以 9 位或 12 位數(shù)字； (7) 具有報警命令識別功能； (8) 具有負(fù)電壓特性，電源接反時，芯片不會燒壞； DS18B20 的管腳圖及部分溫度值與 DS18B20 輸出的數(shù)字量對照表見圖 31所示： 圖 DS18B20 溫度傳感器 表 31 部分溫度值與 DS18B20 輸出的數(shù)字量對照 溫度值 /℃ 數(shù)字輸出（二進制） 數(shù)字輸出（十六進制） +125 0000 0111 1101 0000 07D0H +85 0000 0101 0101 0000 0550H + 0000 0001 1001 0001 0191H + 0000 0000 1010 0010 00A2H + 0000 0000 0000 1000 0008H 0 0000 0000 0000 0000 0000H 1111 1111 1111 1000 FFF8H 1111 1111 0110 1110 FF5EH 1111 1111 0110 1111 FF6FH 55 1111 1100 1001 0000 FC90H 四位共陽極數(shù)碼管 四位共陽極數(shù)碼管，位控制端 (14)給高電平使能相應(yīng)的位，筆段控制端 (AB、DP.)給低電平可點亮。總共有三個管腳，包含 DQ，GND， VDD。 =0，不論片內(nèi)是否含有內(nèi)存，只執(zhí)行片外 ROM 的 指令。 =1， CPU訪問片外 ROM，并執(zhí)行其指令。 ALE/ ： 30 引腳地址鎖存編程 /允許 線，當(dāng)單片機訪問片外存儲器時，在 ~ 引腳線上輸出 ALE/ 線上輸出一個高電位脈沖的同時還在片外存儲器低 8 位地址，其下降沿的作用是把這個片外存儲器低 8 位地址鎖存到外部專用地址鎖存器。端在每個機器周期中兩次有效，但當(dāng)訪問外部 RAM 時，兩次 負(fù)脈沖不出現(xiàn)。 ： 29 引腳外部程序內(nèi)存讀信號。第二功能： 串行口輸入； 串行口輸出； 外部中斷 0 輸入； 外部中斷 1 輸入； 定時計數(shù)器的脈沖輸入； 定時計數(shù)器的脈沖輸入； 片外 RAM 寫信號； 片外 RAM 讀信號。具有兩種功能。 P3 口： ~，其中 為最高位， 為最低位。第一：做通用 I/O 口，無片外內(nèi)存時， P2 口可用作通用 I/O 口。 P2 口： ~，其中 為最低位， 為最高位。第二：做地址 /數(shù)據(jù)口，在訪問外部內(nèi)存時，用作地址總線的低 8 位和數(shù)據(jù)總線。是漏極開路的 8 位準(zhǔn)雙向 I/O 口，有兩種功能。 XTAL2： 18 引腳外接微調(diào)電容和石英晶體 ,為單片機提供外部時鐘信號。 GND： 20引腳接地。 AT89C51 單片機具有以下標(biāo)準(zhǔn)的功能：一個 8 位 CPU 頻率范圍是， 4K 字節(jié)的 Flash 閃存， 256 字節(jié)的內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器 RAM， 4 個 8位并行的 I/O 口，一個全雙工的串行口， 2 個 16 位的定時 /計數(shù)器， 5 個中斷源的中斷控制系統(tǒng)，片內(nèi)自帶振蕩器和時鐘電路。 AT89C51 簡介 AT89C51 是由美國 ATMEL 公司生產(chǎn)的一款低電壓單片機，兼容 MCS51 指令，內(nèi)部含有 256 字節(jié)的 RAM 和 4K 字節(jié)的 ROM。 第三章 主要原件的介紹 系統(tǒng)主要器件包括 DS18B20 溫度傳感器、 AT89C51 單片機、四位 LED 共陽數(shù)碼管、風(fēng)扇。 對于方案二，液晶顯示屏的優(yōu)勢是能顯示字符甚至圖形還能顯示數(shù)字，顯示屏顯示字符優(yōu)美，這是 LED 數(shù)碼管所無法比擬的。 方案二：采用液晶顯示屏 LCD 顯示溫度 對于方案一來說數(shù)碼管的優(yōu)勢是顯示溫度明亮醒目，在夜間也能看見并且成本低廉，顯示驅(qū)動程序的編寫也較為簡單，功耗也較低，這種顯示方式得到了廣泛應(yīng)用。關(guān)于 DS18B20 的詳細(xì)參數(shù)參看下面 的器件介紹。 對于方案三，由于溫度傳感器 DS18B20 的集成度很高，所以大大減少了外接電路，從而檢測誤差也會小很多， DS18B20 檢測溫度的原理與前面兩種方案檢測溫度的原理有著很大的不同。 對于方案一，檢測元器件采用熱電偶，它檢測的溫度范圍非常寬， 50 攝氏度到 1600 攝氏度都能檢測，但是電路設(shè)計非常復(fù)雜，故本設(shè)計不采用該方案。 方案二：檢測溫度的元器件采用熱敏電阻，采集的信號經(jīng)過運算放大器放大，由于熱敏電阻的阻值的變化是由溫度變化會引起、進而可以得到輸出電壓變化的信號。 對于方案二，采用 PWM 脈沖調(diào)制的編程軟件方法來實現(xiàn)對直流電機的實時調(diào)速，具有很大的靈活性，并且可以更充分地發(fā)揮單片機的功能，綜合考慮選用方案二。但本次設(shè)計所用得 AT89C51 單片機沒有這種功能，只有 STC 系列的才有，故不可行。設(shè)計不同占空比的 PWM脈沖的思路是：假設(shè)采用 1S 的周期方波，以 50MS 為基準(zhǔn)；則 20 個基準(zhǔn)便就是一個 1S，那么當(dāng)其中 10 個連續(xù)的 50MS 的高電平脈沖，然后 10 連續(xù)的 50MS低電平脈沖，便得到了占空比為 50%的 PWM 方波信號。用單片機輸出PWM 脈沖信號時，有如下兩種方法： (1) 利用軟件延時。在對直流電機的轉(zhuǎn)速進行調(diào)節(jié)時，需要根據(jù)當(dāng)前溫度來輸出相應(yīng)占空比的 PWM 脈沖。 PWM 是英文 Pulse Width Modulation 的 簡寫形式，它 的 文意思是脈沖寬度調(diào)制 。 調(diào)速方式的選擇 方案一： 采用變壓器調(diào)速方式，將市電 220v 交流電壓通過線圈降壓到不同的數(shù)值 然后通過把電風(fēng)扇電機接到不同電壓值的線圈上來完成對直流電機轉(zhuǎn)速的控制 。對于 AT89C51 的具體參數(shù)參見下面“主要元件介紹”中的各器件介紹。將采集到的溫度信號轉(zhuǎn) 變?yōu)殡娦盘柸缓蠼?jīng)放大電路放大，通過集成運算放大器組成的比較電路的 判斷決定電風(fēng)扇的轉(zhuǎn)動速度。單片機 AT89C51 工作電壓相對較低，單片內(nèi)含有 4k字節(jié)的 ROM 和256 字節(jié)的 RAM，并且價錢也相對低廉 。 第二章 方案論證 控制核心的選擇 方案一：采用單片機作為控制核心。 (4)自動模式下，通過對溫度信號的檢測，完成 對風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的智能控制。第三個鍵為溫度減鍵，按一下溫度減一。第一個為功能鍵按第一下顯示溫度上限可對溫度上限進行設(shè)置，按第二下顯示溫度下限可對溫度下限進行設(shè)置，按第三下顯示環(huán)境溫度。 本次設(shè)計主要完成以下內(nèi)容： (1)可根據(jù)當(dāng)前環(huán)境溫度和預(yù)設(shè)溫度自動調(diào)節(jié)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，當(dāng)前溫度大于預(yù)設(shè)溫度上限，風(fēng)扇轉(zhuǎn)速較高；小于預(yù)設(shè)溫度上限，大于預(yù)設(shè)溫度下限風(fēng)扇轉(zhuǎn)速較低；小于預(yù)設(shè)溫度下限風(fēng)扇自動關(guān)閉。 溫控風(fēng)扇 系統(tǒng)之所以能很好的節(jié)約電能是因為能 根據(jù)當(dāng) 前的環(huán)境 溫度去自動開通 、 關(guān)閉電風(fēng)扇 并能控 制電風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速 ， 這樣 也方便用戶們的使用更 具人性化。例如一種采用 FPGA 器件構(gòu)成的專用功能集成電路已被投入了使用。 增強 網(wǎng)絡(luò)性能，最大程度地提升配電系統(tǒng)和用電設(shè)備的自動