【正文】 文件燒錄到單片機(jī)里進(jìn)行仿真。在PROTEUS環(huán)境里仿真時(shí)，以AT89C51型單片機(jī)為數(shù)據(jù)處理核心、以數(shù)字式溫度傳感器DS18B20為溫度數(shù)據(jù)采集單元、以液晶顯示屏LCD1602為溫度數(shù)據(jù)顯示單元；以兩個(gè)開(kāi)關(guān)分別模擬紅外信息采集模塊和光照度信息采集模塊、以直流電動(dòng)機(jī)模擬風(fēng)扇模塊、以電燈模擬照明模塊。在這種大背景下，家用電器的智能化程度不斷加深。在此背景下，在海內(nèi)外智能電風(fēng)扇蓬勃發(fā)展。數(shù)據(jù)處理器分類(lèi)很多，不同種類(lèi)的處理器應(yīng)用領(lǐng)域也不盡相同。智能電風(fēng)扇最起碼使用的傳感器是溫度傳感器，溫度傳感器能使電風(fēng)扇具備根據(jù)溫度實(shí)時(shí)地、自動(dòng)地調(diào)節(jié)風(fēng)扇風(fēng)速檔位的智能。比如美國(guó)，基于DSP和基于FPGA/CPLD處理器的智能電風(fēng)扇應(yīng)用很廣泛。在國(guó)內(nèi)，單片機(jī)技術(shù)已經(jīng)很成熟了，我國(guó)在傳感器應(yīng)用領(lǐng)域也取得不少進(jìn)展。智能電風(fēng)扇在未來(lái)的發(fā)展是向更加人性化發(fā)展。所謂智能開(kāi)關(guān)功能，就是指在電風(fēng)扇初始化之后，能夠根據(jù)周?chē)h(huán)境里有無(wú)人來(lái)決定打開(kāi)或者關(guān)閉電風(fēng)扇系統(tǒng)；所謂智能調(diào)節(jié)風(fēng)速功能，就是指電風(fēng)扇能夠根據(jù)周?chē)h(huán)境溫度實(shí)時(shí)地、自動(dòng)地調(diào)節(jié)風(fēng)扇風(fēng)速檔位；所謂智能照明功能，就是指電風(fēng)扇能夠根據(jù)周?chē)h(huán)境的明暗情況來(lái)實(shí)時(shí)地、自動(dòng)地打開(kāi)或者關(guān)閉照明設(shè)備；所謂智能顯示功能，就是指液晶顯示屏能夠自動(dòng)地更新顯示內(nèi)容。第1章 本設(shè)計(jì)所用芯片的概述1．1數(shù)字式溫度傳感器DS18B20的概述1．1．1數(shù)字式溫度傳感器DS18B20的介紹數(shù)字式溫度傳感器DSl820，顯著的優(yōu)點(diǎn)是：（1）接線簡(jiǎn)潔，DS18B20只有三個(gè)管腳，可以與單片機(jī)直接連接；（2）測(cè)量范圍廣、測(cè)量精度高，測(cè)量區(qū)間從55℃一直到+125℃，℃；（3）響應(yīng)時(shí)間短，從初始化到響應(yīng)可在短時(shí)間內(nèi)完成。單總線協(xié)議流程是：主機(jī)發(fā)送指令初始化DS18B20→主機(jī)發(fā)送DS18B20的ROM操作指令→主機(jī)發(fā)送DS18B20的存儲(chǔ)器操作指令→DS18B20發(fā)出數(shù)據(jù)、主機(jī)接收數(shù)據(jù)。表12 DS18B20操作指令說(shuō)明表ROM操作指令存儲(chǔ)器操作指令READ ROM(讀ROM)33HWRITE SCRATCHPAD（寫(xiě)暫存器）4EHMATCH ROM(匹配ROM)55HREAD SCRATCHPAD（讀暫存器）BEHSKIP ROM(跳過(guò)ROM)CCHCOPY SCRATCHPAD（復(fù)制暫存器）48HSEARCH ROM(搜索ROM)F0HCONVERT TEMPERSTURE（溫度變換）44HALAR SEARCH(告警搜索)ECHREACLL EPROM（重新調(diào)出）B8H存儲(chǔ)器操作指令READ POWER SUPPLY(讀電源)B4H數(shù)字式溫度傳感器DS18B20各個(gè)時(shí)序簡(jiǎn)述：初始化時(shí)序：?jiǎn)纹瑱C(jī)將總線從高電平拉低到低電平并且持續(xù)480—960us；緊接著單片機(jī)將總線從低電平拉高到高電平；單片機(jī)等待15—60us，如果單片機(jī)檢測(cè)到18B20發(fā)出的低電平，那么初始化成功。圖12 數(shù)字式溫度傳感器初始化時(shí)序示意圖寫(xiě)時(shí)序：當(dāng)單片機(jī)機(jī)將總線從高電平拉低到低電平時(shí)，DS18B20就產(chǎn)生寫(xiě)時(shí)間時(shí)序。如果單片機(jī)是發(fā)出低電平，那么意味著給DS18B20寫(xiě)入的是“0”；如果單片機(jī)是發(fā)出高電平，那么意味著給DS18B20寫(xiě)入的是“1”。讀時(shí)序：DS18B20把總線從高電平拉低到低電平，并且持續(xù)發(fā)出低電平15us，緊接著將總線從低電平拉高到高電平，這就告訴單片機(jī)DS18B20將要輸出數(shù)據(jù)。圖13 數(shù)字式溫度傳感器DS18B20寫(xiě)時(shí)序與讀時(shí)序示意圖1．2 ULN2003A的概述1．2．1ULN2003A的介紹ULN2003A 可以接高電壓、可以通過(guò)大電流。 圖14 ULN2003A框圖表13 ULN2003A管腳說(shuō)明表ULN2003芯片引腳介紹　引腳1到引腳7　脈沖信號(hào)輸入端　引腳10到引腳16　脈沖信號(hào)輸出端引腳9 　公共端 ULN2003A的工作過(guò)程圖15 ULN2003A內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如圖所示，以管腳1和管腳16為例，管腳1輸入高電平，管腳16輸出低電平；管腳1輸入低電平，管腳16輸出高電平。簡(jiǎn)而言之，ULN2003A可以作為繼電器使用。本設(shè)計(jì)所使用的LCD1602可以顯示兩行字符，每行最多可以16個(gè)字符。需要注意的是P0口，使用時(shí)必須接上拉電阻，否則輸不出高電平。 AT89C51管腳介紹 表17 AT89C51管腳說(shuō)明表AT89C51引腳VCC電源正端輸入，接+5VVSS電源地端XTAL1振蕩器輸入端 XTAL2振蕩器輸出端 RST復(fù)位輸入端口P0P3可編程通用I/O 腳 圖19 AT89C51單片機(jī)框圖第二章 硬件系統(tǒng)模擬 智能紅外遙控電風(fēng)扇系統(tǒng)模塊框圖 智能紅外遙控電風(fēng)扇系統(tǒng)模塊分為輸入模塊和輸出模塊。紅外信息采集模塊光照度信息采集模塊溫度信息采集模塊單片機(jī)風(fēng)扇模塊照明模塊溫度顯示模塊圖21 智能紅外遙控電風(fēng)扇系統(tǒng)模塊框圖 硬件模塊的模擬表21 硬件各模塊替代器件說(shuō)明表硬件模塊的模擬在PROTEU仿真環(huán)境里用DS18B20模擬溫度采集模塊LCD1602溫度顯示模塊直流電動(dòng)機(jī)風(fēng)扇模塊電燈照明模塊開(kāi)關(guān)紅外信息采集模塊開(kāi)關(guān)光照度信息采集模塊 數(shù)字式溫度傳感器模擬溫度采集模塊 圖22 DS18B20與AT89C51連接示意圖 液晶顯示屏模擬顯示模塊 圖23 LCD1602與AT89C51連接示意圖 直流電動(dòng)機(jī)模擬風(fēng)扇模塊 圖24 直流電動(dòng)機(jī)和ULN2003A與AT89C51連接示意圖 電燈模擬照明模塊 圖25 電燈和ULN2003A與AT89C51連接示意圖 開(kāi)關(guān)模擬紅外信號(hào)采集模塊 如果紅外信息采集模塊采集到紅外信號(hào)，那么紅外信息采集模塊就向單片機(jī)發(fā)出低電平，反之就發(fā)出高電平。因此，可以用開(kāi)關(guān)來(lái)模擬紅外信息采集模塊。有紅外，那么發(fā)送低電平紅外信息采集模塊單片機(jī)無(wú)紅外，那么發(fā)送高電平圖26 紅外信號(hào)采集模塊與AT89C51通信示意圖 表22 開(kāi)關(guān)模擬紅外信息采集模塊說(shuō)明表開(kāi)關(guān)模擬紅外信號(hào)采集模塊有無(wú)紅外電平高低等價(jià)于開(kāi)關(guān)狀態(tài)電平高低有低電平閉合低電平無(wú)高電平打開(kāi)高電平 開(kāi)關(guān)模擬光照度信息采集模塊如果周?chē)h(huán)境光照度低于預(yù)先設(shè)定的門(mén)限值，那么光照度信息采集模塊就向單片機(jī)發(fā)出低電平，反之發(fā)出高電平。因此，可以用開(kāi)關(guān)來(lái)模擬光照度信息采集模塊。光照度充足，發(fā)送低電平光照度信息采集模塊單片機(jī)光照度不充足，發(fā)送高電平圖27 光照度信息采集模塊與AT89C51通信示意圖 表23 開(kāi)關(guān)模擬光照度信息采集采集模塊說(shuō)明表開(kāi)關(guān)模擬光照度信息采集模塊光是否充足電平高低等價(jià)于開(kāi)關(guān)狀態(tài)電平高低充足高電平打開(kāi)高電平不足低電平電平閉合低電平圖28 開(kāi)關(guān)模擬紅外信號(hào)采集模塊和光照度信息采集模塊示意圖 在PROTEUS仿真時(shí)硬件系統(tǒng)電路圖圖29 在PROTEUS仿真時(shí)硬件系統(tǒng)電路圖第三章 軟件流程圖軟件流程圖可以清楚的說(shuō)明系統(tǒng)工作方式方法，可以說(shuō)明軟件代碼編寫(xiě)者的編程思路。軟件流程圖分為主程序流程圖和子程序流程圖。因此子程序流程圖比較簡(jiǎn)單，在此就沒(méi)有羅列。紅外信號(hào)使系統(tǒng)具備了智能開(kāi)關(guān)功能，光照度信息使系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了智能照明功能?！坝?jì)數(shù)器對(duì)X取余數(shù)等于0”，能使溫度采集溫度顯示不太頻繁，使液晶顯示的溫度值能夠使人看清楚，也能改變系統(tǒng)對(duì)溫度變化的靈敏度。這主要是因?yàn)殡娮赢a(chǎn)品設(shè)計(jì)可以在虛擬軟件環(huán)境下仿真。程序代碼可以只由C語(yǔ)言編寫(xiě)；程序代碼也可以只由匯編語(yǔ)言編寫(xiě)；程序代碼也可以由C語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言共同編寫(xiě)。在做本設(shè)計(jì)時(shí)，我使用的版本是KEIL UVISION4。如果代碼沒(méi)有錯(cuò)誤，那就可以生成目標(biāo)文件；如果代碼有錯(cuò)誤，那么KEILC會(huì)在BUILD OUT PUT窗口給出提示信息。需要注意的是，在創(chuàng)建工程時(shí)一定要選擇硬件電路里所用的單片機(jī)，否則在仿真時(shí)調(diào)不出想要的結(jié)果。這款仿真軟件易學(xué)易用，入門(mén)很容易，是電子行業(yè)人士的得力助手。在PROTEUS里，可以自己建庫(kù)、自己建立元器件。如果連線復(fù)雜，可以用“總線”加“標(biāo)號(hào)”的接線方式來(lái)簡(jiǎn)化。 各個(gè)模塊仿真 液晶顯示模塊仿真圖41 液晶顯示模塊仿真 溫度采集溫度顯示模塊仿真圖42 溫度采集溫度顯示模塊仿真 風(fēng)扇模塊照明模塊仿真圖43 風(fēng)扇模塊照明模塊仿真 智能紅外遙控電風(fēng)扇系統(tǒng)仿真 由于從圖片里分辨不出電動(dòng)機(jī)是處于轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)還是處于靜止的狀態(tài)，但是從圖片里可以分辨出電燈有沒(méi)有發(fā)亮。 如果電燈發(fā)亮就表示電動(dòng)機(jī)處于轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)；如果電燈沒(méi)有發(fā)亮，就表示電動(dòng)機(jī)處于靜止?fàn)顟B(tài)。仿真結(jié)果如下圖所示，可以看出仿真結(jié)果與預(yù)期結(jié)果相吻合。仿真結(jié)果如下圖所示，可以看出仿真結(jié)果與預(yù)期結(jié)果相吻合。仿真結(jié)果如下圖所示，可以看出仿真結(jié)果與預(yù)期結(jié)果相吻合。仿真結(jié)果如下圖所示，可以看出仿真結(jié)果與預(yù)期結(jié)果相吻合。仿真結(jié)果如下圖所示，可以看出仿真結(jié)果與預(yù)期結(jié)果相吻合。仿真結(jié)果如下圖所示，可以看出仿真結(jié)果與預(yù)期結(jié)果相吻合。仿真結(jié)果如下圖所示，可以看出仿真結(jié)果與預(yù)期結(jié)果相吻合。仿真結(jié)果如下圖所示，可以看出仿真結(jié)果與預(yù)期結(jié)果相吻合。仿真結(jié)果如下圖所示，可以看出仿真結(jié)果與預(yù)期結(jié)果相吻合。問(wèn)題實(shí)質(zhì)是:DS18B20和LCD1602對(duì)時(shí)序要求高。在王紅霞老師的輔導(dǎo)下，才仿真出預(yù)期結(jié)果。圖415 LCD顯示模糊示意圖問(wèn)題的實(shí)質(zhì)是：溫度采集十分頻繁，導(dǎo)致溫度值更新太快。xianshiwenduzhi()。 ：電燈發(fā)亮?xí)r一閃一閃的。一開(kāi)始指令順序是：“P1=0x00。 xianshiwenduzhi( )。 xianshiwenduzhi( ) 。” 。：溫度為零下27攝氏度時(shí)，風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)。我在判斷溫度大小的條件里添加了“wenduzhengfubiaozhi==0”。amp。amp。amp。amp。amp。：風(fēng)扇不轉(zhuǎn)動(dòng)。xianshiwenduzhi()。amp。diandongji2=1。} else if(wenduzhi3600 amp。wenduzhengfubiaozhi==0) { diandongji1=0。 iandongji3=1。amp。 diandongji2=0。} p1=0x00。即使風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)，那么風(fēng)扇也不過(guò)是轉(zhuǎn)動(dòng)幾微秒，人眼根本分辨不出來(lái)。總 結(jié)我首先熟悉硬件智能紅外遙控電風(fēng)扇的硬件系統(tǒng)。我開(kāi)始查閱相關(guān)資料，搞清楚硬件系統(tǒng)的基本工作原理，弄明白各個(gè)模塊與單片機(jī)之間的通信。然后分析系統(tǒng)所要實(shí)現(xiàn)的功能。智能開(kāi)關(guān)功能就是指如果紅外信息采集模塊采集到紅外信號(hào)后，系統(tǒng)馬上進(jìn)入工作狀態(tài)；反之