【正文】 。圖42 數(shù)碼管顯示電路 溫度采集電路DS18B20數(shù)字溫度傳感器通過其內(nèi)部計(jì)數(shù)時(shí)鐘周期來的作用，實(shí)現(xiàn)了特有的溫度測量功能。4位數(shù)碼管的段選a、b、c、d、e、f、g、~，其中P0口需接一10K的上拉電阻，以使單片機(jī)的P0口能夠輸出高低電平。圖41 系統(tǒng)復(fù)位電路 數(shù)碼管顯示電路本設(shè)計(jì)制作中選用4位共陰極數(shù)碼管作為顯示模塊，它和單片機(jī)硬件的接口如圖42所示。本設(shè)計(jì)中開關(guān)復(fù)位與晶振電路如圖41所示，當(dāng)按下按鍵開關(guān)S1時(shí)，系統(tǒng)復(fù)位一次。直流電動機(jī)動機(jī)電動機(jī)本體電子開關(guān)電路位置傳感器主定子主轉(zhuǎn)子霍爾元件光電碼盤功率邏輯開關(guān)位置信號處理圖38 直流電動機(jī)的組成框圖4 硬件設(shè)計(jì) 開關(guān)復(fù)位電路在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，除單片機(jī)本身需要復(fù)位以外，外部擴(kuò)展I/O接口電路也需要復(fù)位，因此需要一個(gè)包括上電和按鈕復(fù)位在內(nèi)的系統(tǒng)同步復(fù)位電路。但位置傳感器產(chǎn)生的信號一般不能直接用來控制功率邏輯開關(guān)單元，往往要經(jīng)過一定邏輯處理后才能去控制邏輯開關(guān)單元。功率邏輯開關(guān)單元是控制電路的核心，其功能是將電源的功率以及一定邏輯關(guān)系分配給無刷直流電動機(jī)定子上各相繞組，以便使電動機(jī)產(chǎn)生持續(xù)不斷的轉(zhuǎn)矩。直流電源開關(guān)電路電動機(jī)位置傳感器圖37 直流電動機(jī)原理框圖電動機(jī)轉(zhuǎn)子的永久磁鋼與永久有刷直流電動機(jī)中所使用的永久磁鋼的作用相似，均是在電動機(jī)的氣隙中建立足夠的磁場，其不同之處在于無刷直流電動機(jī)中永久磁鋼裝在轉(zhuǎn)子上，而直流有刷電動機(jī)的磁鋼裝在定子上。因此，所謂直流電動機(jī)，就其基本結(jié)構(gòu)而言，可以認(rèn)為是一臺由電子開關(guān)線路、永磁式同步電動機(jī)以及位置傳感器三者組成的“電動機(jī)系統(tǒng)”。當(dāng)定子繞組的某一相通電時(shí)，該電流與轉(zhuǎn)子永久磁場的磁極所產(chǎn)生的磁場相互作用而產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，再由位置傳感器將轉(zhuǎn)子磁場位置變換成電信號，去控制電子開關(guān)線路，從而使定子各相繞組按一定次序?qū)ǎㄗ酉嚯娏麟S轉(zhuǎn)子位置的變化而按一定的次序換相。三相定子繞組分別與電子開關(guān)線路中相應(yīng)的功率開關(guān)器件連接，在圖 中A相、B相、C相繞組分別與功率開關(guān)VVV3相接。轉(zhuǎn)子由永久磁鋼按一定極對數(shù)（2P=2,4....）組成。電動機(jī)本體在結(jié)構(gòu)上與永磁同步電動機(jī)相似，但沒有籠型繞組和其它啟動裝置。圖35 AT89C52引腳圖 直流電機(jī)直流電動機(jī)的結(jié)構(gòu)原理圖如圖36所示。由于單片機(jī)的壽命長、速度快、低功耗、低噪聲、可靠性高的特點(diǎn)及16位、32位單片機(jī)的出現(xiàn)，在工業(yè)領(lǐng)域仍具有很大的發(fā)展?jié)摿ΑＨ缓?，再讀引腳，例如：要將P1口的狀態(tài)讀入到累加器A中，應(yīng)執(zhí)行以下兩條指令： MOV P1，0FFH ；P1口置入方式MOV A， P1 ；讀P1口引腳狀態(tài)到A另外，I/O口的端口自動識別功能，保證了無論是P1口（低8位地址）P2口（高8位地址）的總線復(fù)用，還是P3口的功能復(fù)用，內(nèi)部資源自動選擇而不需要用指令進(jìn)行狀態(tài)選擇。但在輸入操作時(shí)，如果鎖存器狀態(tài)為0引腳被鉗位0狀態(tài)，導(dǎo)致無法讀出引腳的高電平輸入。其主要特征如下： （1）8位CPU（2）內(nèi)置4K字節(jié)可重復(fù)編程Flash，可重復(fù)擦寫1000次（3）完全定態(tài)操作：0Hz~24Hz，可輸出時(shí)鐘信號（4）128B的片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器（5）32根可編程I/O線（6）2個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器（7）中斷系統(tǒng)有6個(gè)中斷源，可編為兩個(gè)優(yōu)先級（8）一個(gè)全雙工可編程串行通道（9）具有兩種節(jié)能模式：閑置模式和掉電模式值得注意的是，P0、PPP3口作為普通I/O口使用時(shí)都是準(zhǔn)雙向口結(jié)構(gòu)，其輸入操作和輸出操作本質(zhì)不同，輸入操作是讀引腳狀態(tài)，輸出是對鎖存器的寫入操作。 AT89C52的性能特點(diǎn)和芯片引腳圖AT89C52單片機(jī)，采用雙列直插封裝（DIP），有40個(gè)引腳。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。/VPP：允許訪問片外存儲器/編程電源線，當(dāng)保持低電平時(shí)，則在此期間允許使用片外程序存儲器，不管是否有內(nèi)部程序存儲器。在由外部程序存儲器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次有效。在不訪問片外存儲器時(shí)，單片機(jī)自動在ALE/線上輸出頻率為1/6晶振頻率的脈沖序列。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持RST腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平狀態(tài)。P3口：P3口引腳是8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，當(dāng)P3口寫入1后，它們被內(nèi)部上拉為高電平。 P2口：P2口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，它可以作為通用I/O口使用，傳送用戶的輸入/輸出數(shù)據(jù)，同時(shí)可與P0口的第二功能配合，用于輸出片外存儲器的高8位地址，共同選中片外存儲單元，但此時(shí)不能傳送存儲器的讀寫數(shù)據(jù)。它也可作為通用的I/O口使用，與P0口一樣用于傳送用戶的輸入輸出數(shù)據(jù)，所不同的是它片內(nèi)含上拉電阻而P0口沒有，故P0口在做該用途時(shí)需外接上拉電阻而P1口則無需。第二種情況是單片機(jī)帶片外存儲器，其各引腳在CPU訪問片外存儲器時(shí)先是用于傳送片外存儲器的低8位地址，然后傳送CPU對片外存儲器的讀寫數(shù)據(jù)。這8條引腳共有兩種不同的功能，分別使用于兩種不同的情況。AT89C2有40個(gè)引腳，各引腳介紹如下：VCC：+5V電源線；GND：接地線。 W741系列的4位單片機(jī)帶液晶驅(qū)動，在線燒錄，保密性高，低操作電壓(~)。 （9）華邦單片機(jī)：華邦公司的W77，W78系列8位單片機(jī)的腳位和指令集與8051兼容， 但每個(gè)指令周期只需要4個(gè)時(shí)鐘周期，速度提高了三倍，工作頻率最高可達(dá) 40MHz。 （8）8051單片機(jī)：8051單片機(jī)最早由Intel公司推出，其后，多家公司購買了8051的內(nèi)核，使得以8051為內(nèi)核的MCU系列單片機(jī)在世界上產(chǎn)量最大，應(yīng)用也最廣泛，有人推測8051可能最終形成事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn)MCU芯片。（7）東芝單片機(jī)：東芝單片機(jī)門類齊全，4位機(jī)在家電領(lǐng)域有很大市場，8位機(jī)主要有870系列，90系列，該類單片機(jī)允許使用慢模式，采用32K時(shí)鐘時(shí)功耗降至10UA數(shù)量級。廣泛用于工業(yè)控制，醫(yī)療設(shè)備，家用電器，儀器儀表，通信設(shè)備和手持式消費(fèi)類產(chǎn)品等領(lǐng)域。通過計(jì)算機(jī)RS232C接口，采用專用串行電纜即可對目標(biāo)系統(tǒng)進(jìn)行在線實(shí)時(shí)仿真。在技術(shù)上有其獨(dú)到之處：SX系列雙時(shí)鐘設(shè)置，指令運(yùn)行速度可達(dá)50/75/100MIPS(每秒執(zhí)行百萬條指令，XXX M Instruction Per Second) ；具有虛擬外設(shè)功能，柔性化I/O端口，所有的I/O端口都可單獨(dú)編程設(shè)定，公司提供各種I/O的庫函數(shù)，用于實(shí)現(xiàn)各種I/O模塊的功能，如多路UART，多路A/D，PWM，SPI，DTMF，F(xiàn)S，LCD驅(qū)動等等。（4）MDT20XX系列單片機(jī)：工業(yè)級OTP單片機(jī)，Micon公司生產(chǎn)，與PIC單片機(jī)管腳完全一致，海爾集團(tuán)的電冰箱控制器，TCL通信產(chǎn)品，長安奧拓鈴木小轎車功率分配器就采用這種單片機(jī)。 適用于用量大，檔次低，價(jià)格敏感的產(chǎn)品。 Motorola單片機(jī)的特點(diǎn)之一是在同樣的速度下所用的時(shí)鐘頻率較Intel類單片機(jī)低得多，因而使得高頻噪聲低，抗干擾能力強(qiáng)，更適合于工控領(lǐng)域及惡劣的環(huán)境。 （2）Motorola單片機(jī)：Motorola是世界上最大的單片機(jī)廠商。~，可以實(shí)現(xiàn)耗電最優(yōu)化。其種類如下：（1）AVR單片機(jī)：ATMEL公司的AVR單片機(jī)，是增強(qiáng)型RISC內(nèi)載Flash的單片機(jī)，芯片上的Flash存儲器附在用戶的產(chǎn)品中，可隨時(shí)編程，再編程，使用戶的產(chǎn)品設(shè)計(jì)容易，更新?lián)Q代方便。所有ROM操作命令均為8位長。在時(shí)間片結(jié)束時(shí)，I/O引腳經(jīng)過外部的上拉電阻拉回高電平，所有讀時(shí)間片的最短持續(xù)期為60微秒，包括兩個(gè)讀周期間至少1μs的恢復(fù)時(shí)間。數(shù)據(jù)線在邏輯低電平必須保持至少1微秒；來自DS18B20的輸出數(shù)據(jù)在時(shí)間下降沿之后的15微秒內(nèi)有效。讀時(shí)間片：從DS18B20讀數(shù)據(jù)時(shí)，使用讀時(shí)間片。有兩種類型的寫時(shí)間片：寫1時(shí)間片和寫0時(shí)間片。它有寫時(shí)間片和讀時(shí)間片兩種。然后以存在復(fù)位脈沖表示DS18B20已經(jīng)準(zhǔn)備好發(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)。接著主機(jī)便釋放此線并進(jìn)入接收方式（Rx）。要使傳感器工作，一切處理均從序列開始。因此它和主機(jī)（單片機(jī)）通信是需要串行通信，而AT89S51有兩個(gè)串行端口，所以可以不用軟件來模擬實(shí)現(xiàn)。其管腳排列如圖32所示，DQ 為數(shù)字信號端，GND 為電源地，VDD 為電源輸入端。本次設(shè)計(jì)我們采用DS18B20，DS18B20是DALLAS公司生產(chǎn)的一線式數(shù)字溫度傳感器它具有以下特點(diǎn)：（1）獨(dú)立的單線接口，只需一個(gè)接口引腳即可通信；（2）多點(diǎn)能力使分布使分布式溫度檢測應(yīng)用得以簡化；（3）不需外部元件；（4）可用數(shù)據(jù)線供電，不需要備用電源；（5）測量范圍從55攝氏度到+125攝氏度，；（6）以9位數(shù)字值方式讀出溫度；（7）在1秒（典型值）內(nèi)把溫度變?yōu)閿?shù)字；（8）用戶可定義的，非易失行的溫度警告設(shè)置；（9）告警收索命令識別和尋址溫度在編訂的極限范圍之外的器件；（10）應(yīng)用范圍包括恒溫控制，工業(yè)系統(tǒng)，消費(fèi)類產(chǎn)品，溫度計(jì)和各種熱敏系統(tǒng)。輔助元件包括電阻、電容、晶振、電源、按鍵、開關(guān)等。對于方案二，雖然在溫控狀態(tài)下只能實(shí)現(xiàn)弱/大風(fēng)兩級調(diào)速，但采用繼電器價(jià)格便宜，控制可靠，且出于在溫控狀態(tài)時(shí)無級調(diào)速并不是特別需要的功能，綜合考慮采用方案二。方案二：采用繼電器，繼電器的接有控制晶閘管導(dǎo)通角的電阻的接入電路與否由單片機(jī)控制，根據(jù)當(dāng)前溫度值在相應(yīng)管腳送出高/低電平，決定某個(gè)繼電器的導(dǎo)通角控制電阻是否接入電路。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(fēng)扇電機(jī)的無級調(diào)速，速度變化靈敏，但是D/A轉(zhuǎn)換芯片的價(jià)格較高，與其溫控狀態(tài)下無級調(diào)速功能相比性價(jià)比不高。(3) 利用單片機(jī)自帶的PWM控制器。控制方法與(1)相同，只是在該方法中利用單片機(jī)的定時(shí)器來定時(shí)進(jìn)行高低電平的轉(zhuǎn)變，而不是用軟件延時(shí)。在本設(shè)計(jì)中應(yīng)用了此方法