【正文】 機(jī)；溫度傳感器；直流電機(jī)臨沂師范學(xué)院 2022 屆本科畢業(yè)論文IIAbstractIn daily life, SCM got more and more widely applied in small system, particularly in the application of automatic control system. This thesis based on AT89C51 to design thermostat automatically electric system .Through the MCU control we realized the fan main function：after you press the button，the default system initialization temperature is 25. If the temperature higher than outside temperature， the fan ran. If the temperature is lower than outside temperature the fan doesn39。 Single Chip Machine 。而自動(dòng)調(diào)溫電風(fēng)扇這個(gè)設(shè)計(jì)是一新領(lǐng)域，它用的是在電子行業(yè)中應(yīng)用廣泛的 AT89C51 單片機(jī)。（一）自動(dòng)調(diào)溫電風(fēng)扇簡(jiǎn)介它使用直流電動(dòng)機(jī)的控制以模擬電路為基礎(chǔ)，運(yùn)算放大器、非線性集成電路以及數(shù)字電路組成，使得對(duì)電風(fēng)扇各擋風(fēng)量的調(diào)節(jié)更加細(xì)化，使得電風(fēng)扇的控制更具人性化，同時(shí)它也具有全自動(dòng)、控制簡(jiǎn)單、智能化、制作容易。同時(shí)顯示當(dāng)前室內(nèi)的溫度，和自己所設(shè)定的溫度，提醒人們合理的使用電風(fēng)扇。目前可供選擇的納涼工具主要有:空調(diào)、普通電風(fēng)扇、冷風(fēng)機(jī)以及蒲扇、紙扇等等。而電風(fēng)扇以其低廉的價(jià)格使它的使用極為普遍。冷風(fēng)機(jī)能增強(qiáng)空氣的濕度但使用久了,家里電器會(huì)受潮,同時(shí)也會(huì)讓使用者長(zhǎng)期裸露在外的關(guān)節(jié)受到危害。在這種情況下,自動(dòng)調(diào)溫電風(fēng)扇應(yīng)運(yùn)而生。自動(dòng)調(diào)溫電風(fēng)扇是通過(guò)單片機(jī)控制來(lái)實(shí)現(xiàn)直流電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)頻率的自動(dòng)調(diào)節(jié)，從而達(dá)到改變風(fēng)速的目的。它與集成電路相結(jié)合，組成一個(gè)設(shè)定溫度，感溫，控制和輸出與一身的模塊。臨沂師范學(xué)院 2022 屆本科畢業(yè)論文2二、自動(dòng)調(diào)溫電風(fēng)扇設(shè)計(jì)原理和具體結(jié)構(gòu)（一）自動(dòng)調(diào)溫電風(fēng)扇結(jié)構(gòu)自動(dòng)調(diào)溫電風(fēng)扇有內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外部結(jié)構(gòu)組成。如圖 1 所示： 圖 1 自動(dòng)調(diào)溫電風(fēng)扇內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖外部結(jié)構(gòu)由外殼、風(fēng)扇葉、開(kāi)關(guān)、電源線、網(wǎng)罩、 轉(zhuǎn)頁(yè)組成。Vcc ：電源,提供掉電、空閑、正常工作電壓。P0 也可以在訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器時(shí)作地址的低字節(jié)，在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)作數(shù)據(jù)總線，此時(shí)通過(guò)內(nèi)部強(qiáng)上拉輸出 1。當(dāng)作為輸入腳時(shí)，被外部拉低的 P1 口會(huì)因?yàn)閮?nèi)部上拉而輸出電流。T2EX() 定時(shí)/計(jì)數(shù)器 2 重裝載/捕捉/方向控制。當(dāng)作為輸入腳時(shí)，被外部拉低的 P2 口會(huì)因?yàn)閮?nèi)部上拉而輸出電流。 當(dāng)使用 8 位尋址方式(MOV Ri)訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，P2 口發(fā)送 P2 特殊功能寄存器的內(nèi)容。PSEN ：程序存儲(chǔ)使能當(dāng)執(zhí)行外部程序存儲(chǔ)器代碼時(shí)，PSEN 每個(gè)機(jī)器周期被激活兩次，在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí) PSEN 無(wú)效，訪問(wèn)內(nèi)部程序存儲(chǔ)器時(shí)PSEN 無(wú)效。XTAL2 ：晶體 2 反相振蕩放大器輸出。從控制的角度來(lái)看，直流調(diào)速還是交流拖動(dòng)系統(tǒng)的基礎(chǔ)。采用單片機(jī)構(gòu)成控制系統(tǒng)，可以節(jié)約大量的人力資源和降低系統(tǒng)成本，從而有效的提高工作效率。電樞電壓為 Ua，電樞電流為 Ia，電樞回路總電阻為 Ra,電機(jī)常數(shù) Ca，勵(lì)磁磁通量是￠。而在 UaIaRa 中，由于 Ra 僅為繞組電阻，導(dǎo)致 IaRa 非常小，所以 UaIaRa 約等于 Ua。直流電動(dòng)機(jī)如圖 5 所示:臨沂師范學(xué)院 2022 屆本科畢業(yè)論文6圖 5 直流電機(jī)原理圖LED 顯示器本設(shè)計(jì)采用兩個(gè)一樣的集成數(shù)碼管。當(dāng)單片機(jī)輸出顯示數(shù)據(jù)的同時(shí)還輸出兩個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)送到 DSDS2 的各自的三極管的基極，使三極管導(dǎo)通從而使 LED 顯示相應(yīng)輸出電壓值。因?yàn)榱藴p小整機(jī)的功耗，所以必須用截止電流小些的器件。將兩種不同的導(dǎo)體 A 和 B 連接起來(lái)，組成一個(gè)閉合回路，即構(gòu)成感溫元件。熱電偶就是利用這一效應(yīng)進(jìn)行工作的。另一端稱為參比端或自由端，放于溫度為 t0 的恒定溫度下。溫度傳感器采用專用的 DS18B20 溫度集成傳感器。LM317 的輸出電流是 ，輸出電壓可在 之間連續(xù)可調(diào)。它的 1 腳是控制端。3 腳是電源端。它配合前級(jí)的推動(dòng)電路從而實(shí)現(xiàn)電壓的數(shù)控調(diào)節(jié)。以便較快的散去工作時(shí)的熱量避免因高溫而損壞 LM317 穩(wěn)壓集成電路。因?yàn)橐话愕娜朔€(wěn)壓器是不帶控制腳他只有接地腳。復(fù)位后，振蕩器以 12 時(shí)鐘模式運(yùn)行當(dāng)已通過(guò)并行編程器設(shè)置為 6 時(shí)鐘模式時(shí)除外。此管腳可配置為使用內(nèi)部振蕩器。外部時(shí)鐘信號(hào)無(wú)占空比的要求，因?yàn)闀r(shí)鐘通過(guò)觸發(fā)器二分頻輸入到內(nèi)部時(shí)鐘電路。這兩個(gè)定時(shí)/計(jì)數(shù)器有4 種操作模式，通過(guò)TMOD 的M1 和M0 選擇。臨沂師范學(xué)院 2022 屆本科畢業(yè)論文9中斷本器件提供6 個(gè)中斷源。實(shí)際產(chǎn)生的中斷標(biāo)志是TCON 中的位IE0 和IE1。如果中斷是電平觸發(fā)，由外部請(qǐng)求源而不是由片內(nèi)硬件控制請(qǐng)求標(biāo)志。當(dāng)產(chǎn)生定時(shí)器中斷時(shí)，進(jìn)入中斷服務(wù)程序后由片內(nèi)硬件清除標(biāo)志位內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖 8 所示：圖 8 單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)臨沂師范學(xué)院 2022 屆本科畢業(yè)論文10電源轉(zhuǎn)換電路部分轉(zhuǎn)換電路如圖 9 所示：圖 9 電源轉(zhuǎn)換電路按鍵部分按鍵電路采用的是單片機(jī) 89C51 的 15，16，17 腳作為按鍵的輸入端子。當(dāng)按下開(kāi)關(guān)按鍵時(shí)會(huì)給單片機(jī)一低電平，從而單片機(jī)檢測(cè)到這個(gè)腳電平的變化，會(huì)作出下一步的處理，經(jīng)內(nèi)部分析運(yùn)算后輸出相應(yīng)的控制數(shù)據(jù)。遞減按鍵用的是單片機(jī)的 口。遞增按鍵用的是 口，工作過(guò)程同遞減按鍵 口。這時(shí)單片機(jī)就認(rèn)為給它一低的電平信號(hào)告訴它要復(fù)位了。ALE/PROG：當(dāng)訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，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(shí)，ALE 端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，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(chǔ)器時(shí)，將跳過(guò)一個(gè) ALE 脈沖。此時(shí)， 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(wú)效。在復(fù)位有效期間，ACE、PSEN 也輸出高電平，REST 輸入端返回低電平以后單片機(jī)從 0 地址開(kāi)始執(zhí)行程序。其引腳功能分別為：1 腳為空, 2 腳為 GND,3 腳為 VEE，4 腳為 DAC 輸出引腳，5－12 腳為數(shù)據(jù)輸入引腳，13 腳為 VCC，14 腳為基準(zhǔn)電壓（VREF＋） ，15 腳為基準(zhǔn)電壓（VREF－） ，16 腳為 COMPENSATION。因此，基準(zhǔn)電壓的精度決定了 D/A 轉(zhuǎn)換的精度。從而不難算出本電源的精度＝15V247。假如我們想要 6V 的直流電壓，數(shù)據(jù)輸入量＝6V247。100 轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制后為 64H。（二）緩沖與保護(hù)部分緩沖電路采用的是集成運(yùn)放 TL082。它的作用是把 D/A 數(shù)模轉(zhuǎn)換集成電路輸出的控制電壓進(jìn)行放大后去推動(dòng) LM317 輸出所要的電壓。工作原理是：當(dāng)單片機(jī)檢測(cè)到負(fù)載短路時(shí)，25 腳的電壓會(huì)發(fā)生變化這時(shí)單片機(jī)就認(rèn)為負(fù)載短路迫使整機(jī)處于待機(jī)狀態(tài)，使輸出電壓為零從而保護(hù)了三端穩(wěn)壓器不至于損壞，并且還避免了負(fù)載因短路在擴(kuò)大故障范圍。 （變壓器是采用三抽頭的）15V 電壓送到緩沖放大集成運(yùn)臨沂師范學(xué)院 2022 屆本科畢業(yè)論文13放為其提供負(fù)的工作電壓。數(shù)模轉(zhuǎn)換器是一個(gè)八位的 D/A轉(zhuǎn)換器件。當(dāng)輸入的數(shù)據(jù)全為 1 時(shí)，其數(shù)控電源輸出電壓最高接近基準(zhǔn)電壓。此電路采用的基準(zhǔn)電壓是 15V 。SW1 是開(kāi)關(guān)按鍵，按一下次按鍵后整機(jī)處于待機(jī)狀態(tài)，同時(shí) LED顯示“OF” 。SW2 是輸出電壓遞減調(diào)節(jié)按鍵，當(dāng)按一下 SW2 時(shí)，89C51 單片機(jī)地 16 腳（ 口）會(huì)得到一個(gè)變化的脈沖，這個(gè)變化的脈沖送到單片機(jī)內(nèi)部處理后由 P1 口的 1 到 8 腳輸出遞減電壓的數(shù)據(jù)，直接送到數(shù)模轉(zhuǎn)換集成電路的 A1A8 端子（也就是 512 腳） ，電壓遞減數(shù)據(jù)經(jīng)D/A 集成電