【正文】 言編程實訓(xùn) 100 例 [M].北京 :電子工業(yè)出版社 ,2020. 致謝 首先感謝我 的導(dǎo)師劉曉燕老師，本課題是在劉曉燕老師的諄諄教導(dǎo)和悉心關(guān)懷下完成的。 總結(jié) 本 次設(shè)計 通過采集溫度大小，并進(jìn)行實時顯示，將采集到的溫度值與設(shè)定的警戒值和危 險值進(jìn)行比較，通過控制 通風(fēng)機(jī)使巷道內(nèi) 溫度 保持在安全值以下，保障正常的生產(chǎn)活動。實現(xiàn)了溫度的準(zhǔn)確報警 和 實時 溫度 顯示。 測試結(jié)論 溫度監(jiān)控系統(tǒng)可以實現(xiàn)對溫度的穩(wěn)定控制，測量溫度通過控制通風(fēng)機(jī)使巷道內(nèi) 實時通風(fēng) ；而且功能上分別設(shè)置了預(yù)置 溫度警戒值 報警、 溫度危險 報警功能 等，并且在液晶上實時顯示出來。 根據(jù)工作原理我們對成品進(jìn)行了相關(guān)的測試，打開開發(fā)板，開發(fā)板顯示溫度，按下測試鍵，控制系統(tǒng)開始進(jìn)行溫度讀取并實時判斷顯示。 第六章 測試及結(jié)論 測試結(jié)果 本設(shè)計采用 proteus 軟件進(jìn)行仿真測試，由于是軟件模擬仿真，在此采用溫度傳感器進(jìn)行模擬采集溫度大小，實時傳給單片機(jī)；單片機(jī)將采集到的數(shù)字信號按照對應(yīng)值進(jìn)行轉(zhuǎn)換為溫度大小，并通過液晶進(jìn)行實時顯示；同時可以通過軟件或者按鍵對于溫度工作范圍上下限進(jìn)行設(shè)置；通過單片機(jī)實時判斷溫度大小，通過控制電機(jī)驅(qū)動來對電機(jī)進(jìn)行實時調(diào)節(jié)。 本章小結(jié) 本章通過詳細(xì)介紹了系統(tǒng)的軟件測試，為整體測試奠定了基礎(chǔ)。警報器停止報警。 當(dāng)巷道 內(nèi)溫度處于危險值時，同時警報器報警，此時主風(fēng)機(jī)加速以高速正向運(yùn)轉(zhuǎn)，副風(fēng)機(jī)高速正向加速。此時副風(fēng)機(jī)停止。 軟件調(diào)試實現(xiàn)結(jié)果 本系統(tǒng)設(shè)兩個風(fēng)機(jī)：主風(fēng)機(jī)和副風(fēng)機(jī)；風(fēng)機(jī)速度：低速 中速 高速；溫度：正常值 警戒值 危險值。是目前世界上唯一將 電路仿真 軟件、 PCB設(shè)計軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設(shè)計平臺，其處理器模型支持 805 HC1 PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC3 AVR、 ARM、 8086和 MSP430等， 2020年又增加了 Cortex和 DSP系列處理器，并持續(xù) 增加其他系列處理器模型。通過實際操作尋找邏輯上的錯誤，不斷的修改程序，最終達(dá)到了預(yù)先設(shè)定的操作步驟及顯示格式等多方面的要求。此步主要是消除程序中的邏 輯錯誤，因為在編輯程序時在邏輯思維上可能會出現(xiàn)漏洞導(dǎo)致操作時出錯。將編輯好的 C語言程序進(jìn)行編譯連接，消除基本的語法錯誤，再通過軟件自帶的調(diào)試工具進(jìn)行必要的程序調(diào)試。 我把軟件調(diào)試過程分為兩步。這是保證單片機(jī)正確運(yùn)行的必不可少的步驟。 以上部分位于主函數(shù)當(dāng)中，主要是用于系統(tǒng)初始化，液晶初始化，模數(shù)初始化以及 設(shè)定顯示等。 Write_PCF8591(0,0)。 LCD_Clear()。 series_init()。 main() { int flag=6。 EA=1。 void series_inint() 14 { EX0=1。 int moshi=6,flagerror=0。主函數(shù)模塊負(fù)責(zé)調(diào)用液晶顯示模塊和模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊并進(jìn)行數(shù)值比較，實時控制主副通風(fēng)機(jī)和蜂鳴器報警工作。 （ h）單片機(jī)控制主副風(fēng)機(jī)進(jìn)行變化；超過危險值進(jìn)行聲光報警； （ i）將變化之后的溫度實時讀取返回給單片機(jī)。 按鍵 3：主要用來控制范圍溫度設(shè)置數(shù)值的減小：并作相應(yīng)的處理。 各按鍵設(shè)置功能： 按鍵 1：一個功能鍵，主要用來調(diào)整溫度，當(dāng)按下此鍵以后，則開始進(jìn)行檢測，在各進(jìn)程之間轉(zhuǎn)化，設(shè)置溫度警戒值和溫度危險值。 使用液晶實時顯示當(dāng)前的溫度，準(zhǔn)確顯示當(dāng)前接收到的溫度。 當(dāng)氣體濃度低于警戒值時，主風(fēng)機(jī)減至低速轉(zhuǎn)動，副風(fēng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動。 當(dāng)氣體濃度達(dá)危險值時，警報器發(fā)出警報，主風(fēng)機(jī)與副風(fēng)機(jī)均加速以最高速度運(yùn)轉(zhuǎn)。 當(dāng) 氣體濃度在正常值時，主風(fēng)機(jī)以低速轉(zhuǎn)動，副風(fēng)機(jī)不工作。 2)設(shè)置溫度范圍； 3)判讀溫度是否超過設(shè)置的告警溫度，并發(fā)出相應(yīng)的指令。 第四章 系統(tǒng)研究及實現(xiàn) 該系統(tǒng)的工作原理 機(jī)械通風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)是以單片機(jī) AT89C52為控制核心，通過讀取溫度并進(jìn)行實時顯示，從而控制電機(jī)變化。 圖 8 DS18B20 電路連接圖 交流電機(jī)驅(qū)動模塊簡介 采用 LM393組成雙電壓比較器集成電路，通過單片機(jī)發(fā)出控制信號，通過控制信號驅(qū)動主副電機(jī)進(jìn)行工作。在按照正溫度的計算 方法就可以得出十進(jìn)制的負(fù)的溫度了 [6]。 11 圖 6 DS18B20 三腳 PR35 封裝 圖 7 DS18B20 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 在溫度進(jìn)行計算時，以 12 位轉(zhuǎn)換位數(shù)為例：對于正的溫度，只要將 測到的數(shù)值整數(shù)部分取出，轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制，再將小數(shù)部分乘以 就可以將得到的十進(jìn)制的小數(shù)位的溫度值了。 高速緩存器存儲器包含一個高速暫存 RAM 和一個非易失性的可電擦除的 EP2RAM。 （ 4）溫度傳感器 DS18B20 內(nèi)部結(jié)構(gòu) 溫度傳感器 DS18B20 內(nèi)部結(jié)構(gòu)： DS18B20 采用三腳 PR35 封裝如圖 37所示，其內(nèi)部框圖如 38所示 [5]。 適應(yīng)電壓范圍更寬，電壓范圍： ～ ，在寄生電源方式下可由數(shù) 據(jù)線供電。 標(biāo)準(zhǔn)安裝螺紋 M10X1, , G1/2 任選。 不銹鋼保護(hù)管直徑 Φ 6。 在使用中不需要任何外圍元件。 支持多點組網(wǎng)功能，多個 DS18B20 可以并聯(lián)在唯一的三線上，最多只能并聯(lián) 8個，如果數(shù)量過多，會使供電電 源電壓過低，從而造成信號傳輸?shù)牟环€(wěn)定，實現(xiàn)多點測溫。 （ 2） DS18B20 的技術(shù)性能： 獨特的單線接口方式， DS18B20 在與微處理器連接時僅需要一條口線即可實現(xiàn)微處理器與 DS18B20 的雙向通訊。 數(shù)字單總線溫度傳感器是目前最新的測溫器件，它集溫度測量， A/D 轉(zhuǎn)換于一體，具有單總線結(jié)構(gòu)，數(shù)字量輸出，直接與微機(jī)接口等優(yōu)點。 讀出及溫度變換功率來源于數(shù)據(jù)總線，總線本身也可以向所掛接的 DS18B20 供電，而無需額外的電源。 176。 C。C范圍內(nèi) ,精度為177。 C~+125176。一線總線獨特而且經(jīng)濟(jì)的特點，使用戶可輕松地組建傳感器網(wǎng)絡(luò)，為測量系統(tǒng)的構(gòu)建引入全新概念。電路如圖： 圖 :2 外圍電路連接 圖 按鍵控制模塊 根據(jù)需要，數(shù)據(jù)需要進(jìn)行相關(guān)的設(shè)置和控制，設(shè)置了這款電路，因為該電路比較簡單，運(yùn)用了獨立鍵盤，來掃描每個 IO 口的狀態(tài)，進(jìn)行判斷，同時我們在軟件進(jìn)行了消抖處理。 （ 2）單片機(jī)最小系統(tǒng) 圖 1 單片機(jī)最 小系統(tǒng)原理圖 液晶顯示模塊 LCD1602 為液晶顯示模塊指令功能強(qiáng)：可組合成各種輸入、顯示、移位方式以滿足不同的要求； 接口簡單方便：可與 8 位微處理器或微控制器相聯(lián)； 8 液晶板上排列著若干 5 7 或 5 10 點陣的字符顯示位 ,每個顯示位可顯示 1 個字符，從規(guī)格上分為每行 1 2 3 40 位，有一行、兩行及四行三類。 XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。 當(dāng)保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（ 0000HFFFFH），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，每個機(jī)器周期兩次有效。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE禁止，置位無效。此時， ALE 只有在執(zhí)行 MOVX， MOVC 指令是 ALE 才起作用。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個 ALE 脈沖。在平時， ALE 端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。 ALE/ ：當(dāng)訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。 RST：復(fù)位輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平， P3 口將輸出電流（ ILL）這是由于上拉的緣故。 P3 口： P3口管腳是 8 個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4個 TTL門電流。在給出地址“ 1”時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行讀寫時， P2 口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 P2 口： P2 口為一個內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 口緩沖器 可接收，輸出 4個 TTL 門電流，當(dāng) P2口被寫“ 1”時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。 P1口管腳寫入 1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入， P1 口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在 FIASH 編程時， P0 口作為原碼輸入口，當(dāng) FIASH 進(jìn)行校驗時， P0輸出原碼，此時 P0外部必須被拉高。當(dāng) P1口的管腳第一次寫 1時，被定 義為高阻輸入。 GND：接地。 單片機(jī)的主要特性有 4K 字節(jié)可編程閃爍存儲器、 128*8 位內(nèi)部 RAM、 32 可 編程 I/O 6 線、兩個 16位定時器 /計數(shù)器、 5 個中斷源、可編程串行通道、低功耗的閑置和掉電模式、片內(nèi)振蕩器和時鐘電路。該器件采用 ATMEL 高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 MCS51指令集和輸出管腳相兼容。除了 PDIP 封裝之外，還有 PQFP/TQFP 和PLCC/LCC 等 2 種不同的封裝，用戶可以根據(jù)不同的場合進(jìn)行選擇。 主控板模塊簡介 微控制器模塊簡介 （ 1） AT89C52 簡介 AT89C52 單片機(jī)是現(xiàn)在最常用的單片機(jī)之一。 第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計 在此系統(tǒng)中，通過采集溫度將溫度大小通過 AD轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號送至單片機(jī)，單片機(jī)也會進(jìn)行將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的溫度顯示在 LCD上，通過比較采集值與設(shè)置的正確值、警戒值、危險值。 經(jīng)過比較分析選擇方案二。 LCD液晶顯示模塊雖然占用 I/O口多，控制復(fù)雜，但其功能強(qiáng)大，顯示內(nèi)容豐富、清晰，顯示信息量大。由于數(shù)碼管顯示速度快， 編程簡單，顯示效果簡潔，但體積較大，顯示大量字符時不實用，并且其特殊符號或圖案也往往難以顯示。 經(jīng)過比較后選擇方案二。 方案二：應(yīng)用單片機(jī)作為控制器。 FPGA 可以實現(xiàn) 各種復(fù)雜的邏輯功能，規(guī)模大，密度高。在系統(tǒng)中，溫度大小顯示、控制參數(shù)的設(shè)置、運(yùn)行及復(fù)位等功能由鍵盤及顯示電路完成。通過擴(kuò)展必要的外圍接口電路，實現(xiàn)對溫度進(jìn)行測量和實時報警以及進(jìn)行實時控制通風(fēng)機(jī)通風(fēng)。 (5)實時采 集溫度，超過范圍實時進(jìn)行報警提示。 (3)設(shè)置溫度范圍，并進(jìn)行實時比較。 第二章 設(shè)計要求及模塊方案 設(shè)計要求