【正文】 塊 定時處理 數(shù)字溫度傳感器模塊程序流程圖 圖 521 數(shù)字溫度傳感器模塊程序流程圖 電機(jī)控制模塊 電機(jī)涉 及到轉(zhuǎn)速和擺頭兩個方面。 當(dāng)有按鍵按下的時候，采用鍵盤中斷子程序掃描相應(yīng)的鍵盤碼，然后發(fā)給主程序，置對應(yīng)的鍵盤按鍵標(biāo)志位。然后主程序?qū){(diào)用相應(yīng)的子程序進(jìn)行處理。因此，脈沖電平的每一次挑撥都會形成一次中斷，在中斷服務(wù)子程序中即可實現(xiàn)一次性兌一連串連續(xù)波形的測量，在測量后對 0 和 1 的歌數(shù)據(jù)統(tǒng)計從而測出控制指令的功能。最后通過解碼脈沖信號轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸?；鶐盘枺?，是完成紅外線的接收、放大、解調(diào)，還原成發(fā)射格式（高、低電位剛好相反）的脈沖信號。 紅外接收電路 接收電路可以使用一種集成紅外線接收和放大于一體的一體化紅外線接收器，不需要任何外接元件，就能完成從紅外線接收到輸出 與 TTL 電平信號兼容的所有工作，而體積和普通的塑封三極管大小一樣，它適合于各種紅外線遙控和紅外線數(shù)據(jù)傳輸，這里使用HS0038 接收器，它對外只有 3 個引腳： Out、 GND、 Vcc 與單片機(jī)接口非常方便，接收電路圖如圖 451 所示。中斷接收時子程序首先讀取 T0 定時器的長度，如果是 就認(rèn)為是“ 0”，將其存入緩沖區(qū)鍵盤 編碼 調(diào)制 紅外發(fā)射 38KHz 載波發(fā)生器 并且計數(shù)器加一，如果是 就認(rèn)為是“ 1”，將其存入緩沖區(qū)并且計時器加一。 紅外接收電路 接收解碼方式 解碼的關(guān)鍵是如何識別“ 0”，和“ 1”，從位 的定義我們可以發(fā)現(xiàn)“ 0”，“ 1”均以 的低電平開始，不同的是高電平的寬度不同區(qū)別“ 0”和“ 1”，如果從 低電平過后，開始延時 , 以后，若讀到的電平為低，說明該位位“ 0”，反之則為“ 1”，未來可靠其間，壓縮必須比 長些，但又不能超過 ，否則如果該位位“ 0”，讀到的意思下一位的高電平，因此?。?+） /2= 最為可靠，一般取 左右均可。 （ 2）、按鍵功能 K1：低檔、中檔、高檔，鍵值為 01H K2：彩燈，鍵值為 02H K3：自然風(fēng)、睡眠風(fēng)、正常風(fēng)鍵，值為 03H K4：定時 ，鍵值為 04H K5：開 /關(guān)機(jī)，鍵值為 05H K6：搖頭 /固定 （ 3）、當(dāng)無按鍵按下時，延時 30 秒后進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)，系統(tǒng)處于低功耗模式。下面就紅外遙控技術(shù)的特點做下簡單的介紹。由于紅外線遙控器具有體積小、功耗低、功能強(qiáng)、成本低等特點，因而，繼彩電、錄音機(jī)、音響設(shè)備、空調(diào)機(jī)以及玩具等其他小型電器裝 置也紛紛采用紅外線遙控。 正因為紅外線傳輸有上述一系列優(yōu)點，因此獲得了很大的發(fā)展。比紫光波長還短的光叫紫外線 ,比紅光波長還長的光叫紅外線。我們知道，人的眼睛能看到的可見光按波長從長到短排列，依次為紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫。 圖 443 DS18B20 溫度計原理圖 PIAI R6 +5V U6 VDD DQ GND 紅外收 /發(fā)電路 紅外收 /發(fā)工作原理圖如下： 圖 45 紅外收 /發(fā) 工作 原理圖 紅外線遙控器發(fā)射電路 紅外遙控是目前家用電器中用得較多的遙控方式。電路圖如圖 443 所示。 本模塊以 DS18B20 作為溫度傳感器， AT89C51 作為處理器，配以溫度顯示作為溫度控制輸出單元。 Vo VDD GND +3V~+ +3V~+ UP DS18B20 Vo VDD GND +3V~+ 外接電源+3V~+ UP DS18B20 接其它的一線裝置 圖 442 溫度傳感器 DS18B20 電路 溫度顯示硬件模塊設(shè)計 溫度傳感器可以選用 LM324A 的運算放大器，將其設(shè)計成比例控制調(diào)節(jié)器，輸出電壓與熱敏電阻的阻值成正比，但這種方案需要多次檢查后方可使采樣精確，過于繁瑣。單線數(shù)字溫度傳感器 DS18B20 采用一線總線接口，大大節(jié)省了系統(tǒng)的 I/O 資源。必須先啟動 DS18B20 開始轉(zhuǎn)換，再讀出溫度轉(zhuǎn)換值。 假設(shè)單片機(jī)系統(tǒng)所用的晶振頻率為 12MHz，根據(jù) DS18B20 的初始化時序、寫時序和讀時序，分別編寫了 3 個子程序 ： INIT 為初始化子程序， WRITE 為寫（命令或數(shù)據(jù)）子程序，READ 為讀數(shù)據(jù)子程序，所有的數(shù)據(jù)讀寫均由最低位開始。 溫度顯示與控制模塊設(shè)計 溫度檢測硬件模塊設(shè)計 圖 441 以 MCS－ 51 系列單片機(jī)為例，畫出了 DS18B20 與微處理器的典型連接。 可控硅導(dǎo)通條件如下： 1）陽 — 陰極間加正向電壓；我采用的是單相橋式整流電路。 單相橋式整流電路 整流電路主要實現(xiàn)將交流電轉(zhuǎn)換成直流電。在設(shè)計中分出了 2 個支路，分別輸出 5V 電壓。是比較合適的方案。作為整個控制系統(tǒng)的核心， AT89C51 內(nèi)部遙控器紅外線發(fā)射 紅外線接收模塊 AT 89C51單片機(jī)系統(tǒng) 數(shù)字溫度傳感器 鍵盤輸入模塊 溫度顯示模塊 電機(jī)控制模 塊 微光顯示模塊 64 位 ROM 和 一 線 端 口 存儲和控制邏輯 高速暫存器 8位 CRC生成器 供電方式選擇 配置寄存器 低溫觸發(fā)器TL 高溫觸發(fā)器TH 溫度傳感器 INTERNAL VDD VDD 已包含了定時器、程序存儲器、數(shù)據(jù)存儲器等硬件，其硬件能符合整個控制系統(tǒng)的要求，不需要外接其他存儲器芯片和定時器件，方便地構(gòu)成一個最小系統(tǒng)。 ROM 的作用是使每一個 DS18B20 都各不相同，這樣就可以實現(xiàn)一根總線上掛接多個 DS18B20 的目的。 ROM中的 64位序列號是出廠前被光刻好的，它可以看作是該 DS18B20的地址序列碼，每個 DS18B20 的 64 位序列號均不相同。 DS18B20 溫度傳感器 DS18B20 內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖 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。單片機(jī)的可擦除只讀存儲器可以反 復(fù)擦除 1000 次。 三級程序存儲器鎖定 數(shù)據(jù)保留時間： 10 年 4K 字節(jié)可編程閃爍存儲器 外形及引腳排列如圖所示 主要特性： 2 本設(shè)計用到的元器件簡介 Inter 公司 AT89C51 單片機(jī)簡介 AT89C51 是一種帶 4K 字節(jié)閃存可編程可擦除 只讀存儲器 的低 電壓、高性能 CMOS 8 位微處理器，俗稱 單片機(jī) 。 d、遙控控制：該功能可以讓用戶遠(yuǎn)距離控制電風(fēng)扇，并選擇電風(fēng)扇等運作狀態(tài)。 ：該定時功能可以讓自己制定風(fēng)扇工作時間的長短，以提供更人性化的服務(wù)。利用單片機(jī) AT89C51 和一些電路對室溫進(jìn)行探測，從而對電風(fēng)扇進(jìn)行開和關(guān)斷一系列控制。此設(shè)計用到 AT89C51 單片機(jī)，它是把微處理器，存儲器（ RAM 和 ROM），輸入 /輸出接口以及定時器 /計數(shù)器集成在一起的集成電路芯片。我們的生活加快，人數(shù)需要處理的事情越來越多，在炎熱的夏天，回到家更想好好休息，消除自己一天的工作疲勞，而自動調(diào)溫電風(fēng)扇等設(shè)計就解決了這些問題。同時顯示當(dāng)前室內(nèi)溫度，和自己所設(shè)定的溫度，提醒人們合理使用電風(fēng)扇。通過單片機(jī)與溫度探測器結(jié)合，將其應(yīng)用于家用電風(fēng)扇等轉(zhuǎn)速精確控制，能夠有良好的性能。 我們常見的電風(fēng)扇一般只有四、五個風(fēng)速檔，用的是人工開關(guān)，不知道室內(nèi)溫度，只是人為的調(diào)節(jié)鈣用哪個檔。 LED 顯示功能使用液晶屏顯示當(dāng)前室溫度，風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速，風(fēng)扇的工作模式。當(dāng)選擇手動設(shè)定方式時，該功能不發(fā)揮作用。 本設(shè)計采用的溫度智能控制，使風(fēng)扇可以感知環(huán)境的溫度，以調(diào)節(jié)風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速，達(dá)到更好的工作效果。 合肥學(xué)院 《單片機(jī)原理與應(yīng)用》 課程論文題目 基于單片機(jī)的智能落地電風(fēng)扇的設(shè)計 院系名稱 計算機(jī)科學(xué)與技術(shù) 專業(yè)（班級） 計本（ 2）班 學(xué)號 姓名 指 導(dǎo) 教 師 2021 年 6 月 摘要 :本設(shè)計主要介紹了一種智能電風(fēng)扇的設(shè)計方案。該系統(tǒng)以 AT89C51 芯片的單片機(jī)為核心，應(yīng)用通用的溫度傳感器來實現(xiàn)對環(huán)境溫度的監(jiān)控，同時系統(tǒng)跟隨環(huán)境溫度的變化來改變電機(jī)的運行狀態(tài)。用戶可以選擇這種智能調(diào)速的方式，也可以選擇手動設(shè)定方式來控制轉(zhuǎn)速；同時用戶也可以使用遙控器來控制風(fēng)扇的運行狀態(tài)。而定時工作功能可以讓用戶自己定制風(fēng)扇工作時間的長短，以提供更人性化的服務(wù)。 關(guān)鍵詞： AT89C51 智能電風(fēng)扇 溫度傳感器 無極調(diào)速 1 緒言 本章主要闡述了智能電風(fēng)扇的研究背景，現(xiàn)狀，發(fā)展方向，明確的指出了制作智能電風(fēng)扇所用到的元器件，以及各個元器件的功能描述。而自動調(diào)溫調(diào)溫電風(fēng)扇這個設(shè)計師一個新領(lǐng)域，它用的是在帶你走行業(yè)中應(yīng)用廣泛的 AT89C51 單片機(jī)。 （ 1） 自動調(diào)溫電風(fēng)扇簡介 它使用直流電動機(jī)的控制以模擬電路為基礎(chǔ)，運算放大器、非線性集成電路以及數(shù)字電路組成，使得對電風(fēng)扇各檔風(fēng)量大調(diào)節(jié)更加細(xì)化，使得電風(fēng)扇等控制更加人性化，同時它也具有全自動、控制簡單、智能化 ，制作容易，使用溫度傳感器、專用控制集成電路和單片機(jī)，實現(xiàn)當(dāng)室溫達(dá)到最佳所設(shè)定開啟的溫度是，電風(fēng)扇自動開啟，并且可以根據(jù)室溫變化換風(fēng)速；檔室溫低于這一設(shè)定溫度時，電風(fēng)扇自動關(guān)閉。 （ 2） 自動調(diào)溫電風(fēng)扇設(shè)計目的 在這種情況下，自動調(diào)溫電風(fēng)扇應(yīng)運而生。 自動調(diào)溫電風(fēng)扇是通過單片機(jī)控制來實現(xiàn)直流電動機(jī) 運轉(zhuǎn)頻率的自動調(diào)節(jié)，從而達(dá)到改變風(fēng)速的目的。他與集成電路相結(jié)合，組成一個設(shè)定溫度，感溫，控制和輸出與一身的模塊。 . 系統(tǒng)的控制特點與性能要求 本設(shè)計主要目的是使普通的電風(fēng)扇的功能更加強(qiáng)大，使操作簡單化，智能化，主要實現(xiàn)以下幾個部分的功能： ：電風(fēng)扇可以感知環(huán)境溫度，以 調(diào)節(jié)風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速，達(dá)到更好的工作效果。 c、無級調(diào)風(fēng)功能：該功能可解決普通電風(fēng)扇檔位風(fēng)速變化過大的缺點，可實現(xiàn)任意風(fēng)速。 e、實時溫度顯示：該功能方便用戶根據(jù)室溫調(diào)節(jié)電機(jī)的啟動溫度點，達(dá)到節(jié)能目的。 AT89C51 單片機(jī)為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。 與 MCS51 兼容 壽命： 1000 寫 /擦循環(huán) 全靜態(tài)工作： 0Hz24MHz 1288 位內(nèi)部 RAM 、 AT89C2051 芯片簡介 AT89C2051 是一種帶 2K 字節(jié)閃存可編程可擦除只讀存儲器的單片機(jī)。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。 DS18B20 的管腳排列如圖 所示，DQ 為數(shù)字信號輸入／輸出端； GND 為電源地； VDD 為外接供電電源輸入端（在寄生電源接線方式時接地，見圖 ）。 64 位 ROM 的排的循環(huán)冗余校驗碼（ CRC=X8＋ X5＋ X4＋ 1）。 圖 DS18B20 的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 3 硬件設(shè)計 總體硬件設(shè)計 系統(tǒng)總體設(shè)計框圖如下 41 所示： 圖 41 系 統(tǒng)總體設(shè)計框圖 對于單片機(jī)中央處理器的方案設(shè)計，根據(jù)要求，我們可以選用具有 4KB 片內(nèi)EPPROM 的 AT89C51 單片機(jī)作為中央處理器。整個系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，抗干擾能力強(qiáng)，競價比高。 直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計 直流穩(wěn)壓電源主要功能是為后兩個部分提供電壓的輸出。 直流穩(wěn)壓電源主要由電源變壓器、整流電路、濾波電路和穩(wěn)壓電路四部分組成。實現(xiàn)這以目標(biāo)主要是靠二極管的單向?qū)щ娮饔茫虼硕O管是構(gòu)成整流電路的關(guān)鍵元件。 電機(jī)調(diào)速模塊 電機(jī)調(diào)速原理 通過單片機(jī)控制可控硅的導(dǎo)通角，從而改變加在電機(jī)兩端的有效電壓來調(diào)節(jié)電動機(jī)的運轉(zhuǎn)。 2）控制極 — 陰極間加 正向觸發(fā)電壓； 3）陽極電流 IA 大于可控硅的最小維持電流 IS。圖 441（ a）中 DS18B20 采用寄生電源方式，其 VDD 和 GND 端均接地，圖 441（ b）中 DS18B20 采用外接電源方式，其 VDD 端用 3V～ 電源供電。 （ a）寄生電源工作方式 （ b）外接電源工作方式 圖 441 DS18B20 與微處理器的連接圖 主機(jī)控制 DS18B20 完成溫度轉(zhuǎn)換必須經(jīng)過三個步驟：初始化、 ROM 操作指令、存儲器操作指令。假設(shè)接 一 單元，再按照溫度值字節(jié)的表示格式及其符號位，經(jīng)過簡單的變換即可得到 實際 溫度探測電路。如圖 442所示。所以我采用老性能更為優(yōu)越的 DS18B20 數(shù)字溫度傳感器，它可