【正文】 人，經(jīng)換向片 線圈 abcd、換向片 2，由電刷 b流出時，如圖 23(a)所示，載流導(dǎo)體在磁場中將受到電磁力的作用，據(jù)左手定則，使線圈沿逆時針方向轉(zhuǎn)動。因此，電樞將沿一個恒定方向轉(zhuǎn)動。 總之，在上述直流電機(jī)的工作過程中，單從電樞線圈的角度看，每個導(dǎo)體中的電流方向是交變的；但從磁極看，每個磁極下導(dǎo)體中電流的方向是固定的，即不管是哪個導(dǎo)體運(yùn)行到該極下，其中的電流方向總是相同的。這就是直流電機(jī)的工作原理。 雙全橋功率放大芯片 L298N 雙全橋功率放大芯片 L298N 介紹 采用 L298N 來驅(qū)動風(fēng)扇的直流電機(jī)， L298N 是 恒壓恒流橋式 2A 驅(qū)動芯片 ， 內(nèi)部 包含 4 通道邏輯驅(qū)動電路 ， 可以 驅(qū)動兩個直流電機(jī)，或 兩個二相電機(jī)，也可以驅(qū)動一個四相電機(jī)，輸出電壓最高可達(dá) 50V，可以直接通過電源來調(diào)節(jié)輸出電壓 。 引腳排列如圖 24所示，各引腳功能為： 15 引腳 輸出電流反饋引腳，在通常使 用中這兩個引腳也可以直接接地。 4 引腳 Vs， 電機(jī)驅(qū)動電源輸入端 。 11引腳 使能控制端 .輸入標(biāo)準(zhǔn) TTL邏輯電平信號；低電平時全橋式驅(qū)動器禁止工作 。 9引腳 邏輯控制部分的電源輸人端口 。 1 14引腳 此兩腳是全橋式驅(qū)動器 B 的兩個輸出端，用來連接負(fù)載 。 PWM波輸入為引腳 6，轉(zhuǎn)向控制信號輸入為引腳 5與引腳 7，輸出信號為引腳 2與引腳 3 雙全橋功率放大芯片 L298N 電路工作原理 雙全橋功率放大芯片 L298N在本設(shè)計(jì)中 用來 控制直流風(fēng)扇電機(jī)的轉(zhuǎn) 向 及轉(zhuǎn)速 。 電風(fēng)扇的調(diào)速是 采用脈寬調(diào)制 （ PWM）信號來完成的 。電風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速與電風(fēng)扇兩端的電壓成比例， 所以與 PWM 波 的占空比成正比。 L298N的驅(qū)動電路如圖 25所示， 圖中 二極管 用來 續(xù)流保護(hù)。當(dāng)輸入電信號加到輸入端發(fā)光器件 LED上， LED 發(fā)光，光接受器件接受光信號并轉(zhuǎn)換成電信號，然后將電信號直接輸出，或者將電信號放大處理成標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字電平輸出，這樣就實(shí)現(xiàn)了 “ 電－光－電 ” 的轉(zhuǎn)換及傳輸，光是傳輸?shù)拿浇椋蚨斎攵伺c輸出端在電氣上是絕緣的，也稱為電隔離 。每個光電耦合器的結(jié)構(gòu)圖如圖 27所示。 圖 26 光電耦合器結(jié)構(gòu)圖 2． 3 數(shù)字溫度計(jì) DS18B20 數(shù)字溫度計(jì) DS18B20特征 ： （ 1） 全數(shù)字溫度轉(zhuǎn)換及輸出 ； （ 2） 先進(jìn)的單總線數(shù)據(jù)通信 ； （ 3） 最高 12 位分辨率，精度可達(dá)土 攝氏度 ； （ 4） 12 位分辨率時的最大工作周期為 750 毫秒 ； （ 5） 可選擇寄生工作方式 ； （ 6） 檢測溫度范圍為 –55176。C (–67176。F) ； （ 7）內(nèi) 置 EEPROM， 具有 限溫報警功能 ； （ 8） 64 位光刻 ROM，內(nèi)置產(chǎn)品序列號，方便多機(jī)掛接 ； （ 9） 多樣封裝形式，適應(yīng)不同硬件系統(tǒng) 。 圖 27 數(shù)字溫度計(jì) DS18B20 引腳圖 數(shù)字溫度計(jì) DS18B20的工作電壓為 3V～ 5V[4][5]。 第 8 個字節(jié) 保留不使用 。第 3 個和第 4 個字節(jié) ， 是 非易失性溫度報警觸發(fā)器 TH 和 TL 的易失性拷貝，每次上電復(fù)位時被刷 新。讀 DS18B20 的數(shù)據(jù)時，低位在前，高位在后。 溫度為正時，將測得的溫度值所表示的二進(jìn)制數(shù)，轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)，再乘以 ，就可以得到實(shí) 8 際的溫度 值。 如二進(jìn)制數(shù) 0000 0001 1001 0001，除前 5 位符號位外，先轉(zhuǎn)成十進(jìn)制數(shù)得 401，再乘以 得，因?yàn)?16 位二進(jìn)制數(shù)的前 5 位是 0，所以實(shí)際溫度為 + 度。 表 23 數(shù)字溫度計(jì) DS18B20溫度數(shù)據(jù)表 由于數(shù)字溫度計(jì) DS18B20是在一根 I/O線上進(jìn)行通信，因此有著嚴(yán)格的通信協(xié)議，該通信協(xié)議定義了幾種信號： 復(fù)位脈沖、存在脈沖、寫 0、寫 讀 0、讀 1。 （ 1） 數(shù)字溫度計(jì) DS18B20的復(fù)位操作 單片機(jī)和 數(shù)字溫度計(jì) DS18B20 間的任何通信都需要以初始化過程開始。 具體的初始化過程，主機(jī)首先發(fā)出一個 480～ 960us 的低電平脈沖，然后釋放總線變?yōu)楦唠娖?，并在隨后的 480us 的 時間內(nèi)對總線進(jìn)行檢測。若無低電平出現(xiàn)一直都是高電平，說明總線上無 數(shù)字溫度計(jì) DS18B20 應(yīng)答。若有就在總線轉(zhuǎn)為高電平后等待 15～ 60us 后 ， 將總線電平拉低 60～ 240us 作為 存在脈沖做出響應(yīng)，告訴主機(jī) 數(shù)字溫度計(jì) DS18B20 已做好準(zhǔn)備。 圖 29 初始化過程 “ 復(fù)位脈沖 ” 和 “ 存在脈沖 ” 9 （ 2） 數(shù)字溫度計(jì) DS18B20的讀操作 讀周期最 短 為 60us。若從機(jī)要往總線送出 0，在主機(jī)把總線拉低 1us 后，則繼續(xù)拉低電平最少 15us。 而作為主機(jī)的單片機(jī)，必須在讀周期開始的 15us 內(nèi) ，對總線進(jìn)行采樣， 在采樣時間內(nèi)總線若為高電平則表示讀 1，在采樣時間內(nèi)總線若為低電平則表示讀 0。對于寫操作也分為寫 0 和寫 1 操作 兩個過程。若主機(jī)想寫 1，在主機(jī)先把總線拉低 1us 后，就釋放總線為高電平，一直到寫周期結(jié)束。 圖 211 DS18B20 的寫操作時序 2． 4 單片機(jī) STC89C52 主控制模塊 STC89C52單片機(jī)的 40 個引腳大致可分為 4類：電源、時鐘、控制和 I/O引腳。 10 圖 212 STC89C52 單片機(jī) 最小系統(tǒng) VCC：供電電壓。 P0口： P0口為一個 8 位漏級開路雙向 I/O口，每腳可吸收 8TTL門電流。 P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù) 存儲器 ，它可以被定義為數(shù)據(jù) /地址的第八位。 P1 口： P1口是一個內(nèi)部提供 上拉電阻 的 8位雙向 I/O口， P1口 緩沖器 能接收輸出 4TTL門電流 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。 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。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。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。 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。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。 11 RST：復(fù)位輸入。 ALE/PROG：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)。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。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。此時， ALE只有在執(zhí)行 MOVX， MOVC指令是 ALE才起作用。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE禁止，置位無效。在由外部程序存儲器取指期間，每個機(jī)器周期兩次 /PSEN有效。 /EA / VPP：當(dāng) /EA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 FLASH編程期間，此引腳也用于施加 12V 編程電源（ VPP）。 XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。由于單片機(jī)的電平是 TTL電平，而計(jì)算機(jī)的電平是屬于 CMOS電平，所以單片機(jī)若要與 PC 機(jī)進(jìn)行通信，則必須進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換，而通常采用的電平轉(zhuǎn)換芯片是 MAX232，它能實(shí)現(xiàn)單片機(jī)邏輯電平與電腦的電平之間的相互轉(zhuǎn)換，從而實(shí)現(xiàn)之間的相互通信，其芯片引腳圖如 圖 213所示。 圖 214 串口下載電路圖 12 LCD1602 顯示模塊 LCD1602是兩行十六位的顯示器，主要是通過 RS、 R/W、 E與單片機(jī)相接， DB0DB7數(shù)據(jù)傳送接口與單片機(jī)的 I/O 口相接，由單片機(jī)程序編程來控制顯示內(nèi)容，該 LCD帶背光源，所以 BLA需接電源、 BLK接地，來使顯示比較清晰， LCD1602與單片機(jī)的接法如圖 215 所示 [6]。獨(dú)立式按鍵是一組相互獨(dú)立的按鍵，它們分別直接 與 I/O 口電路連接，每個按鍵占用一根輸入口線。由于只需要五個按鍵，為了方便軟件編程，故采用獨(dú)立式按鍵。 電源是 由實(shí)驗(yàn)室直流穩(wěn)壓電源 經(jīng) 一片穩(wěn)壓芯片 LM7812和 4片穩(wěn)壓芯片 LM7805獲得。 13 3．軟件程序設(shè)計(jì) 軟件設(shè)計(jì)流程圖 開始 初始化 顯示當(dāng)前溫度 Y N N Y N Y Y N N Y 強(qiáng)風(fēng)鍵按下嗎？ 置占空比 3:4 自然 風(fēng)鍵按下嗎？ 置占空比 1:4 睡眠風(fēng)鍵按下嗎？ 置占空比 1:6 定時鍵按下嗎？ 當(dāng)前溫度低于臨界溫度 關(guān)風(fēng)扇 當(dāng)前溫度高于臨界溫度 開風(fēng)扇 開定時器 0 中斷 定時鍵計(jì)數(shù)器加 1 定時時間加 10S 定時計(jì)數(shù)器=7？ 定時計(jì)數(shù)器清 0 定時時間清 0 清標(biāo)志位 14 占空比 強(qiáng)風(fēng)鍵、自然風(fēng)鍵、睡眠風(fēng)鍵所對應(yīng)的占空比如圖 31所示 圖 31 強(qiáng)風(fēng)鍵、自然風(fēng)鍵、睡眠風(fēng)鍵所對應(yīng)的占空比 在此次設(shè)計(jì)中， 由 STC89C52 利用定時器 1 產(chǎn)生占空比可變的 PWM 波。 TL1=0xc0。 else N++。 else if(N==0) PWM=1。 PWM 波的頻率不能太高，否則