【正文】 8k 字節(jié)的可反復擦寫的只讀程序存儲器ROM以及256 字節(jié)的數據存儲器RAM，在許多許多較復雜的控制系統中AT89C52單片機得到了廣泛的應用。P0口：~，這組引腳共8條。第一種情況是單片機不帶片外存儲器，P0口可以作為通用I/O口使用，~，此時它需外接一上拉電阻才能正常工作。P1口：P1口是一個內部含上拉電阻的8位雙向I/O口。在FLASH編程和校驗時，P1口用于輸入片內EPROM的低8位地址。在一些型號的單片機中，P2口還可以配合P1口傳送片內EPROM的12位地址中的高4位地址。它也可作為通用的I/O口使用，傳送用戶的輸入輸出數據，P3口也作為一些特殊功能端口使用，如下所示：：RXD（串行數據接收口）：TXD（串行數據發(fā)送口）：（外部中斷0輸入）：（外部中斷1輸入）：T0（記數器0計數輸入）：T1（記時器1外部輸入）：（外部RAM寫選通信號）：（外部RAM讀選通信號） AT89C51單片機 RST：復位輸入。ALE/：地址鎖存允許/編程線，當訪問片外存儲器時，~，其下降沿用于把這個片外存儲器低8位地址鎖存到外部專用地址鎖存器，~。：外部程序存儲器ROM的選通信號。但在訪問外部數據存儲器時，這兩次有效的信號將不出現。當端保持高電平時，則允許使用片內程序存儲器。XTAL1和XTAL2：片內振蕩電路輸入線，這兩個端子用來外接石英晶體和微調電容，即用來連接單片機片內OSC的定時反饋回路。LED又稱為數碼管，它主要是由8段發(fā)光二極管組成的不同組合，其中 a~g為數字和字符顯示段，dp為小數點的顯示，通過a~g這7個發(fā)光二極管點亮的不同組合，可以顯示0～9和A～F共16個數字和字母。共陰極結構把8個發(fā)光二極管陰極連在一起，共陽極結構把8個發(fā)光二極管陽極連在一起。數碼管引腳分配圖 七段LED數碼管 7段LED的段選碼表顯示字符共陰極段碼共陽極段碼顯示字符共陰極段碼共陽極段碼03fHC0H87fH80H106HF9H96fH90H25bHA4HA77H88H34fHB0HB7fH83H466H99HC39HC6H56dH92HD3fHA1H67dH82HE79H86H707HF8HF71H8EH一個共陰極數碼管接至單片機的電路，要想顯示數字“7”須a、b、c這3個顯示段發(fā)光 （即這3個字段為高電平）只要在P0口輸入00000111（07H）即可。 各部分電路設計 開關復位與晶振電路在單片機應用系統中，除單片機本身需要復位以外，外部擴展I/O接口電路也需要復位，因此需要一個包括上電和按鈕復位在內的系統同步復位電路。本設計中開關復位與晶振電路如下圖所示，當按下按鍵開關S1時，系統復位一次。 系統復位與晶振電路 獨立鍵盤連接電路鍵盤包括2個獨立按鍵S2和S3，另一端接地，當按下任一鍵時，P1口讀取低電平有效。其中按鍵S1為加按鍵，每按下一次，系統對最初設定值加一，按鍵S2為減按鍵，每按下一次，系統對初設定值進行減一計算。其中前3位數碼管DSDSDS3用于顯示溫度傳感器實時檢測采集到的溫度，顯示范圍為0~；后2位數碼管DSDS5用于顯示系統設置的初值溫度，只能顯示整數的溫度值，顯示范圍為0~99攝氏度。5位數碼管的位選W1~~，~，則選中與該位相連的數碼管。低溫系數振蕩器輸出的時鐘信號通過由高溫度系數振蕩器產生的門周期而被計數，計數器預先置有與55℃相對應的一個基權值。此時溫度寄存器中的值即為被測溫度值，這個值以16位二進制形式存放在存儲器中，通過主機發(fā)送存儲器讀命令可讀出此溫度值，讀取時低位在前，高位在后，依次進行。DS18B20在使用時，一般都采用單片機來實現數據采集。 溫度采集電路 風扇電機驅動與調速電路本設計中由單片機的I/O口輸出PWM脈沖，通過一個達林頓反向驅動器ULN2803驅動12V直流無刷風扇電機以及實現風扇電機速度的調節(jié)。當環(huán)境溫度升高時，直流電機的轉速會相應按照設定的等級有所提高；當環(huán)境溫度下降時，電機的轉速會相應的下降；當環(huán)境溫度低于設置溫度時，電機停止轉動，而環(huán)境溫度又高于預設溫度時，電機重新啟動。 風扇電機驅動與調速電 系統選用的風扇電機為12V直流無刷電機，單達林頓反向驅動器ULN2803輸入TTL信號為5V或CMOS信號為6~15V時，輸出的最大電壓為50V，最大電流為500mA，工作溫度范圍為0~70℃。第三章 軟件設計 程序設置程序設計部分主要包括主程序、DS18B20初始化函數、DS18B20溫度轉換函數、溫度讀取函數、鍵盤掃描函數、數碼管顯示函數、溫度處理函數以及風扇電機控制函數。：調用鍵盤掃描函數主程序開始調用數碼管顯示函數程序初始化調用溫度處理函數調用DS18B20初始化函數調用風扇電機控制函數調用DS18B20溫度轉換函數結束 調用溫度讀取函數 主程序流程圖 用Keil C51編寫程序Keil C51是美國Keil Software公司開發(fā)的51系列兼容單片機C語言的軟件開發(fā)系統，與單片機匯編語言相比，C語言在不僅語句簡單靈活，而且編寫的函數模塊可移植性強[9] [M]（第三版）.北京：—65.9]，因而易學易用，效率高。Keil C51軟件不僅提供了豐富的庫函數，而且它強大的集成開發(fā)調試工具為程序編輯調試帶來便利，在開發(fā)大型軟件時更能體現高級語言的優(yōu)勢。Keil 。Proteus軟件有十多年的歷史，在全球廣泛使用，它不僅和其它EDA工具一樣有原理布圖、PCB自動或人工布線及電路仿真的功能，而且更重要的功能是，他的電路仿真是互動的，可以根據仿真實時觀察到得現象驗證設計的正確性及準確性并及時改變程序代碼、原理圖連接以及元件屬性等。Proteus有4個功能模塊：智能原理圖設計、完善的電路仿真功能、獨特的單片機協同仿真功能以及實用的PCB設計平臺。在原理圖繪制連接好后再把編譯好的程序加載到其中[11] [J].科技信息，2010,23:第50頁。，用鍵盤S2調節(jié)系統預設的溫度為22攝氏度。 Proteus仿真效果圖一，用鍵盤S2調節(jié)系統預設的溫度為22攝氏度。 Proteus仿真效果圖二 ，用鍵盤S2調節(jié)系統預設的溫度為22攝氏度。 Proteus仿真效果圖三在上一步仿真的基礎上(，系統預設的溫度為22攝氏度)，用鍵盤S2調節(jié)系統預設溫度至34攝氏度，此時可知系統預設溫度大于溫度傳感器檢測到的溫度，觀察到直流風扇電機的轉速逐漸變慢，最后轉速變?yōu)?，符合系統要實現的功能。當環(huán)境溫度低于系統預設的溫度時，風扇自動停止運轉，實現了系統所設計的功能。第四章 系統調試 軟件調試 按鍵顯示部分的調試起初根據設計編寫的系統程序：程序的鍵盤接口采用P1口，數碼管顯示采用P0口控制LED的斷碼，P2口控制LED的位碼，從而實現鍵盤功能及數碼管的顯示。經過查找分析，發(fā)現鍵盤掃描程序沒有沒有按鍵消抖部分，按鍵在按下與松手時，都會有一定程度的抖動，從而可能使單片機做出錯誤的判斷，導致按鍵條件預設溫度時失靈，甚至根本不能工作。數碼管不能正確的顯示，主要是因為所以數碼管的段碼都由P0口傳送，而數碼管顯示又采用了動態(tài)掃描的方式，但在程序中卻沒有設置顯示段碼的暫存器，導致當P0口傳送段碼時發(fā)生混亂，不能正確識別段碼。在鍵盤加入了消抖程序，數碼管顯示程序中加入了段碼的存儲空間后，數碼管能夠正常的顯示，按鍵也能夠工作，達到了較好的效果。但是需要對輸入的數字信號進行處理后才能顯示，從而多了溫度轉換程序。在溫度轉換程序中，為了能夠正確的檢測并顯示溫度的小數位，程序中把檢測的溫度與10相乘后，再按一個三位的整數來處理。 電動機調速電路部分調試在本設計中，采用了達林頓反向驅動器ULN2803驅動直流電機，其可驅動八個直流電機，本系統僅驅動一個。當外界溫度低于設置溫度時，電機不轉動或自動停止轉動；當外界溫度高于設置溫度時，電機的轉速升高或是自動開始轉動，且外界溫度與設置溫度的差值越大，電機轉速越高，即占空比增加。通過溫度傳感器檢測的溫度與系統預設溫度值的比較，實現轉速變換。 硬件調試 按鍵顯示部分的調試 系統按鍵部分實現了以下功能：，LED的后兩位顯示溫度值增一；，LED的后兩位顯示溫度值減一。系統顯示部分實現了以下功能：LED顯示的前三位實現了環(huán)境溫度整數部分與小數部分的連續(xù)顯示，LED的后兩位能根據按鍵的調整顯示所需要的設計溫度。 傳感器DS18B20溫度采集部分調試，通過插針在對應系統板的右下側三口即為對應的VCC、可將芯片直接插在該插針上，因此即為方便。由于DS18B20為3個引腳，因此在調試過程中因注意其各個引腳的對應位置，以免將其接反而是芯片不能工作甚至燒毀芯片。當環(huán)境溫度高于設置溫度時，電機開始轉動，若此時用高于環(huán)境溫度的熱源靠近測溫芯片DS18B20時，發(fā)現電機的轉速在升高，并越來越快，當達到一定值時，發(fā)現電機的轉速不再升高；將熱源離開測溫芯片DS18B20時，發(fā)現電機的轉速開始下降，轉速達到一定值時，若將設置溫度升高到環(huán)境溫度以上，發(fā)現電機又停止了轉動。 系統功能 系統實現的功能