【正文】 52作為本系統(tǒng)的主控芯片，性?xún)r(jià)比最高。數(shù)碼管按段數(shù)分為七段數(shù)碼管和八段數(shù)碼管，八段數(shù)碼管比七段數(shù)碼管多一個(gè)發(fā)光二極管單元（多一個(gè)小數(shù)點(diǎn)顯示）；按能顯示多少個(gè)“8”可分為1位、2位、4位等等數(shù)碼管；按發(fā)光二極管單元連接方式分為共陽(yáng)極數(shù)碼管和共陰極數(shù)碼管。要4位一體的數(shù)碼管才行，但其硬件電路復(fù)雜，且只能顯示單純的數(shù)字，不能顯示電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。方案三　：使用液晶12864. 帶中文字庫(kù)的128X64是一種具有4位/8位并行、2線(xiàn)或3線(xiàn)串行多種接口方式，內(nèi)部含有國(guó)標(biāo)一級(jí)、二級(jí)簡(jiǎn)體中文字庫(kù)的點(diǎn)陣圖形液晶顯示模塊；其顯示分辨率為12864, 內(nèi)置8192個(gè)16*16點(diǎn)漢字，和128個(gè)16*、方便的操作指令，可構(gòu)成全中文人機(jī)交互圖形界面。由該模塊構(gòu)成的液晶顯示方案與同類(lèi)型的圖形點(diǎn)陣液晶顯示模塊相比，不論硬件電路結(jié)構(gòu)或顯示程序都要簡(jiǎn)潔得多，且該模塊的價(jià)格也略低于相同點(diǎn)陣的圖形液晶模塊。方案一：采用傳統(tǒng)的測(cè)溫元件，即熱電耦和熱電阻。因此這種選擇就有如下主要缺點(diǎn)：● 硬件電路復(fù)雜；● 軟件調(diào)試復(fù)雜；● 制作成本高；方案二：采用美國(guó)DALLAS半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的高性能數(shù)字智能溫度傳感器DS18B20。DS18B20可以直接讀出被測(cè)溫度值，而且采用三線(xiàn)制與單片機(jī)相連，減少了外部的硬件電路，具有低成本和易使用的特點(diǎn)。方案一：采用獨(dú)立按鍵作為鍵盤(pán)電路。程序一旦檢測(cè)到I/O變?yōu)榈碗娖綍r(shí)，則說(shuō)明按鍵被按下，然后單片會(huì)執(zhí)行相應(yīng)的指令[1]。方案二：采用矩陣鍵盤(pán)作為鍵盤(pán)電路。它有效的減少了對(duì)單片機(jī)I/O口資源的暫用，大大的降低了硬件電路設(shè)計(jì)的負(fù)擔(dān)。綜上所述，采用矩陣鍵盤(pán)作為鍵盤(pán)電路對(duì)于本系統(tǒng)來(lái)說(shuō)是最好的選擇。這種結(jié)構(gòu)特點(diǎn)決定了單片機(jī)具有體積小、成本低、可靠性高、應(yīng)用靈活、開(kāi)發(fā)效率高、易于被產(chǎn)品化等優(yōu)點(diǎn)，使其具有很強(qiáng)的面向控制的能力，在工業(yè)自動(dòng)化控制、家用電器、智能化儀表、機(jī)器人、軍事裝置等領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用。圖22單片機(jī)引腳分布圖表21 STC89C52主要功能主要功能特性兼容MCS51指令系統(tǒng)8K可反復(fù)擦寫(xiě)Flash ROM32個(gè)雙向I/O口256x8bit內(nèi)部RAM3個(gè)16位可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器中斷時(shí)鐘頻率024MHz2個(gè)串行中斷可編程UART串行通道2個(gè)外部中斷源共6個(gè)中斷源2個(gè)讀寫(xiě)中斷口線(xiàn)3級(jí)加密位低功耗空閑和掉電模式軟件設(shè)置睡眠和喚醒功能管腳說(shuō)明： VCC：供電電壓。P0口：P0口為一個(gè)8位漏級(jí)開(kāi)路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門(mén)電流。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)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(gè)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(mén)電流。在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)，P1口作為第八位地址接收。并因此作為輸入時(shí)，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。P2口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)，P2口輸出地址的高八位。P2口在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。當(dāng)P3口寫(xiě)入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。 P3口也可作為8051的一些特殊功能口，如下所示： 口管腳 備選功能 RXD（串行輸入口） TXD（串行輸出口） /INT0（外部中斷0） /INT1（外部中斷1） T0（記時(shí)器0外部輸入） T1（記時(shí)器1外部輸入） /WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通） /RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通） RST：復(fù)位輸入。ALE/PROG：當(dāng)訪(fǎng)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。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次/PSEN有效。 /EA/VPP：當(dāng)/EA保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。 XTAL2：來(lái)自反向振蕩器的輸出。LM2940是輸出電壓固定的低壓差三端穩(wěn)壓器，外圍電路簡(jiǎn)單，只需要外加兩個(gè)濾波電容就行，便可達(dá)到穩(wěn)定的+5V電壓輸出，其典型電路如圖23所示，LM2940引腳分布圖如圖24所示。 DS18B20是DALLAS公司生產(chǎn)的一線(xiàn)式數(shù)字溫度傳感器，具有3引腳TO－92小體積封裝形式；溫度測(cè)量范圍為－55℃～＋125℃，可編程為9位～12位A/D轉(zhuǎn)換精度，℃，被測(cè)溫度用符號(hào)擴(kuò)展的16位數(shù)字量方式串行輸出；其工作電源既可在遠(yuǎn)端引入，也可采用寄生電源方式產(chǎn)生。以上特點(diǎn)使DS18B20非常適用于遠(yuǎn)距離多點(diǎn)溫度檢測(cè)系統(tǒng)。如圖25所示。 GND：為電源地。64位ROM的排的循環(huán)冗余校驗(yàn)碼（CRC=X8＋X5＋X4＋1）。圖 2 6 DS18B20的內(nèi)部結(jié)構(gòu)DS18B20 用12 位存貯溫度值，最高位為符號(hào)位。2322212021222324溫度值低字節(jié) LSBSSSSS262524溫度值高字節(jié) MSB 高低溫報(bào)警觸發(fā)器TH和TL、配置寄存器均由一個(gè)字節(jié)的EEPROM組成，使用一個(gè)存儲(chǔ)器功能命令可對(duì)TH、TL或配置寄存器寫(xiě)入。RR0決定溫度轉(zhuǎn)換的精度位數(shù)：R1R0=00，9位精度,，R1R0=01，10位精度,，R1R0=10，11位精度,最大轉(zhuǎn)換時(shí)間為375ms，R1R0=11，12位精度,最大轉(zhuǎn)換時(shí)間為750ms；未編程時(shí)默認(rèn)為12位精度。開(kāi)始兩個(gè)字節(jié)包含被測(cè)溫度的數(shù)字量信息；第5字節(jié)分別是TH、TL、配置寄存器的臨時(shí)拷貝，每一次上電復(fù)位時(shí)被刷新；第8字節(jié)未用，表現(xiàn)為全邏輯1；第9字節(jié)讀出的是前面所有8個(gè)字節(jié)的CRC碼，可用來(lái)保證通信正確。 LCD1602簡(jiǎn)介L(zhǎng)CD12864是一款特別經(jīng)典的點(diǎn)陣式LCD，由于其強(qiáng)大的功能以及高性?xún)r(jià)比因而被廣泛運(yùn)用于日常生活中各種各樣的人機(jī)交互場(chǎng)合，LCD12864的實(shí)物圖見(jiàn)圖39所示。如果我們想顯示中文字符，只需要設(shè)定顯示字符位置，即設(shè)定顯示地址，再寫(xiě)入中文字符編碼即可。不過(guò)在顯示連續(xù)字符時(shí)，只需設(shè)定一次顯示地址，由模塊自動(dòng)對(duì)地址加1指向下一個(gè)字符位置，否則，顯示的字符中將會(huì)有一個(gè)空的ASCII字符位置。在本設(shè)計(jì)中采用LCD12864作為人機(jī)交互界面[2]，用來(lái)顯示設(shè)定轉(zhuǎn)速值以及實(shí)際轉(zhuǎn)速值，以下是對(duì)該顯示電路的簡(jiǎn)單介紹。清晰度過(guò)高時(shí)會(huì)產(chǎn)生“鬼影”，這里通過(guò)一個(gè)10KΩ的電位器來(lái)調(diào)整液晶顯示器的清晰度，因?yàn)椴还苁墙拥剡€是接電源都會(huì)使得LCD12864的清晰度比較方便系統(tǒng)的調(diào)試，電路圖如圖43所示。圖31 LCD12864顯示電路圖 矩陣鍵盤(pán)的電路圖如圖32所示，采用的是4*4的非編碼鍵盤(pán)。那么，如果按鍵沒(méi)有被按下的話(huà)，行線(xiàn)跟列線(xiàn)之間是不會(huì)倒通的。通常我們都是在行線(xiàn)上逐行追加一個(gè)掃描信號(hào)（一般選用低電平）用來(lái)判斷按鍵的具體位置。通常的整流電路有單相全波整流、單相半波整流、單相橋式整流、倍壓整流及多相整流等幾種[4]。本系統(tǒng)采用的是單相橋式整流電路，如圖33所示。圖33整流電路由于圖中變壓器的額定功率是5W，工作頻率是50HZ，且次級(jí)電壓為+12V，因此整流二極管只需要用普通的二極管就行。基本穩(wěn)壓電路如圖34所示，由于電路對(duì)電壓的穩(wěn)定性要求較高，所以穩(wěn)壓電路中使用的是LM2940系列的穩(wěn)壓芯片，其內(nèi)含靜態(tài)電流降低電路、電流限制、過(guò)熱保護(hù)、電池反接和反插入保護(hù)電路。圖34基本穩(wěn)壓電源電路DS18B20硬件電路圖如圖35所示。S8550三極管屬于PNP管，發(fā)射極串接蜂鳴器線(xiàn)圈接至+5V，集電極直接接地。當(dāng)S8550三極管的基集接收到低電平時(shí)，三極管導(dǎo)通，蜂鳴器得電工作；當(dāng)S8550三極管接收到高電平時(shí)，三極管截止，蜂鳴器失電停止工作。圖36報(bào)警電路如圖37所示即為過(guò)欠壓檢測(cè)電路，也稱(chēng)為電壓窗口比較器。LM119的內(nèi)部采用射級(jí)接地、集電極開(kāi)路的三極管集電極輸出方式。過(guò)欠壓檢測(cè)電路只有檢測(cè)出電壓是否穩(wěn)定便可，而這種電路允許輸出端并接在一起。 當(dāng)輸入電壓UiUR1時(shí)，比較器A1的輸出管導(dǎo)通，而比較器A2的輸出管截止，此窗口比較器的輸出電平將由比較器A1輸出電平確定為低電平。圖37過(guò)欠壓檢測(cè)電路圖38系統(tǒng)原理圖圖39系統(tǒng)PCB圖4．軟件設(shè)計(jì)基于單片機(jī)的電冰箱溫控器軟件設(shè)計(jì)主要由顯示子程序[7]、讀出并處理DS18B20的測(cè)量溫度值程序、預(yù)置溫度調(diào)節(jié)程序、溫度判斷控制程序、電冰箱開(kāi)啟延時(shí)程序、還有軟件復(fù)位程序等組成。由于51系列的單片機(jī)沒(méi)有停機(jī)的指令，所以可以利用主程序設(shè)置死循環(huán)反復(fù)運(yùn)行各個(gè)任務(wù)。圖 4 1 軟件程序設(shè)計(jì)總體流程圖 在本次設(shè)計(jì)中，顯示子程序包括三部分：往LCD液晶顯示屏發(fā)送一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)或指令子程序，LCD液晶屏初始化子程序，顯示數(shù)據(jù)處理程序。其流程圖如圖42所示。LCD液晶屏初始化完成后就可以顯示各種字符了，即進(jìn)入正常工作狀態(tài)。3) 顯示數(shù)據(jù)處理程序調(diào)用方式：void lcd_mesg(uchar code *adder1)函數(shù)說(shuō)明：顯示全屏的內(nèi)容調(diào)用方式：void lcd_mesg2(uchar add,uchar code *adder2)函數(shù)說(shuō)明：顯示某一行的內(nèi)容調(diào)用方式：void LCD_w_wd(uchar add2,int wwd,uchar fs)函數(shù)說(shuō)明：溫度顯示處理并送入LCD的指定區(qū)域這些函數(shù)的使用可以使得顯示內(nèi)容時(shí)，非常合適的處理好了頁(yè)切換和列切換，只要通過(guò)查表送至12864液晶顯示屏RAM中便可顯示自如。讀DS18B20程序流程圖如圖44。2） 讀溫度子程序的主要功能是讀出DS18B20的RAM中的9個(gè)字節(jié)[8]。在讀出時(shí)須進(jìn)行CRC校驗(yàn)，校驗(yàn)有錯(cuò)時(shí)不進(jìn)行溫度數(shù)據(jù)的改寫(xiě)。3） 溫度轉(zhuǎn)換命令子程序主要是發(fā)送溫度轉(zhuǎn)換開(kāi)始命令。在本程序中，采用2s顯示程序延時(shí)法等待轉(zhuǎn)換完成。4） 計(jì)算溫度子程序?qū)AM中讀取值進(jìn)行BCD碼的轉(zhuǎn)換運(yùn)算，并進(jìn)行溫度值正負(fù)的判定。DS18B20的轉(zhuǎn)換精度為9~12位可選，為了提高精度采用12位。擴(kuò)大十倍，℃。在編寫(xiě)程序過(guò)程中，如果直接對(duì)代表溫度值的變量yskey的值在20~20操作對(duì)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換將很復(fù)雜和麻煩。程序的詳細(xì)設(shè)計(jì)流程圖如下圖45：圖 4 5預(yù)置溫度調(diào)節(jié)程序流程圖yskey返回給主函數(shù)中的ys后，要得到真實(shí)的溫度值，只需要判斷ys是大于等于20，還是小于20的。將其值送入指定的溫度顯示區(qū)域，我們便能夠適時(shí)的看到調(diào)節(jié)的預(yù)置溫度了。而對(duì)壓縮機(jī)的控制則是通過(guò)控制繼電器的通斷決定是否給壓縮機(jī)通電工作來(lái)實(shí)現(xiàn)的。若當(dāng)壓縮機(jī)的工作電壓不正常時(shí)，壓縮機(jī)將有被燒壞的危險(xiǎn)，程序自