【正文】 據(jù)。它也可作為通用的 I/O 口使用，與 P0 口一樣用于傳送用戶(hù)的輸入輸出數(shù)據(jù)，所不同的是它片內(nèi)含上拉電阻而 P0 口沒(méi)有，故 P0 口在做該用途時(shí)需外接上拉電阻而 P1 口則不需要。 P2 口： P2 口為一個(gè)內(nèi)部含有上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口，它可以作 為通用I/O 口使用，傳送用戶(hù)的輸入 /輸出數(shù)據(jù)，同時(shí)可與 P0 口的第二功能配合，用于輸出片外存儲(chǔ)器的高 8 位地址，共同選中片外存儲(chǔ)單元，但此時(shí)不能傳送存儲(chǔ)器的讀寫(xiě)數(shù)據(jù)。 P3 口： P3 口引腳是 8 個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口，當(dāng) P3 口寫(xiě)入 1 后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，它也可以作為普通的 I/O 口使用，傳送用戶(hù)的輸入輸出數(shù)據(jù)， P3 口也作為一些特殊功能端口使用，如圖 31 所示。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持 RST 腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平狀態(tài)。在不訪(fǎng)問(wèn)片外存儲(chǔ)器時(shí)，單片機(jī)自動(dòng)在 ALE/線(xiàn)上輸出頻率為 1/6 晶振頻率的脈沖序列。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次有效。 /VPP：允許訪(fǎng)問(wèn)片外存儲(chǔ)器 /編程電源線(xiàn)，當(dāng)保持低電平時(shí)，則在此期間允許使用片外程序存儲(chǔ)器，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）。 LED 數(shù)碼管簡(jiǎn)介 本系統(tǒng)選用五個(gè) LED 數(shù)碼管來(lái)進(jìn)行溫度顯示。 LED 數(shù)碼管可以分為共陰極和共陽(yáng)極兩種結(jié)構(gòu)，如圖 32（ a）和圖 32（ b）所示。通過(guò)單片機(jī)引腳輸出高低電平，可使數(shù)碼管顯示相應(yīng)的數(shù)字或字母，這種使數(shù)碼管顯示字形的數(shù)據(jù)稱(chēng)字形碼，又稱(chēng)段選碼。這里 07H 即為數(shù)字 7 的段選碼。 電路設(shè)計(jì) 開(kāi)關(guān)復(fù)位與晶振電路 在 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，出單片機(jī)本身需要復(fù)位以外，外部擴(kuò)展 I/O 接口電路也需要復(fù)位，因此需要一個(gè)包括上電和按鈕復(fù)位在內(nèi)的系統(tǒng)同步復(fù)位電路。笨設(shè)計(jì)中開(kāi)關(guān)復(fù)位與晶振電路如圖 33 所示，當(dāng)按下按鍵開(kāi)關(guān)S1 時(shí)，系統(tǒng)復(fù)位一次。 圖 33 系統(tǒng)復(fù)位與晶振電路 獨(dú)立按鍵連接電路 按鍵包括兩個(gè)獨(dú)立按鍵 S2 和 S3，一端與單片，另一端接地 ，當(dāng)按下任一鍵時(shí)， P1 口讀取低電平有效。其中按鍵 S2 為加按鍵，每按一次，系統(tǒng)對(duì)最初設(shè)定值加一，按鍵 S3 為減按鍵，每按下一次，系統(tǒng)對(duì)初定值進(jìn)行減一計(jì)算。 圖 34 獨(dú)立按鍵連接電路 數(shù)碼管顯示電路 本設(shè)計(jì)制作中選用 5 位共陰極數(shù)碼管作為顯示模塊，它和單片機(jī)硬件的接口如圖 35 所示。 5 位數(shù)碼管的段選 a、 b、 c、 d、 e、 f、 g、 dp 線(xiàn)分別與單片機(jī)的 ～ 口連接，其中 P0 口需要接一 10K 的上拉電阻，以使單片機(jī)的 P0口能夠輸出高低電平。 圖 35 數(shù)碼管顯示電路 溫度采集電路 DS18B20 數(shù)字溫度傳感器通過(guò)其內(nèi)部計(jì)數(shù)時(shí)鐘周期的作用，實(shí)現(xiàn)了特 有的溫度測(cè)量功能。如果計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)到 0 時(shí)，高溫度系數(shù)振蕩周期還未結(jié)束，則表示測(cè)量的溫度值高于 55℃，被預(yù)置在 55℃的溫度寄存器中的值就加 1℃，然后這個(gè)過(guò)程不斷反復(fù)，知道高溫系數(shù)振蕩周期結(jié)束為止。由于溫度振蕩器的拋物線(xiàn)特性的影響，其內(nèi)用的斜率 累加器進(jìn)行補(bǔ)償。只須將 DS18B20 信號(hào)線(xiàn)與單片機(jī) 1 位 I/O 線(xiàn)相連，且單片機(jī)的 1 位 I/O 線(xiàn)可掛多個(gè) DS18B20，就可實(shí)現(xiàn)單點(diǎn)或多點(diǎn)溫度檢測(cè)。 圖 36 溫度采集電路 風(fēng)扇電機(jī)驅(qū)動(dòng)與調(diào)速電路 本設(shè)計(jì)中由單片機(jī)的 I/O 口輸出 PWM 脈沖，通過(guò)一個(gè)達(dá)林頓反向驅(qū)動(dòng)器ULN2803 驅(qū)動(dòng) 12V 的直流無(wú)刷電機(jī)以及實(shí)現(xiàn)風(fēng)扇電機(jī)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)。當(dāng)環(huán)境溫度升高時(shí)，直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速會(huì)相應(yīng)按照設(shè)定的等級(jí)有所提高；當(dāng)環(huán)境溫度下降時(shí)，電機(jī)的轉(zhuǎn)速會(huì)相應(yīng)的下降；當(dāng)環(huán)境溫度低于設(shè)置溫度時(shí)，電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，而環(huán)境溫度又高于預(yù)設(shè)溫度時(shí)，電機(jī)重新啟動(dòng)。 圖 37 風(fēng)扇電機(jī)驅(qū)動(dòng)與調(diào)速電路 系統(tǒng)選用的風(fēng)扇電機(jī)為 12 直流無(wú)刷電機(jī)，達(dá)林頓反向驅(qū)動(dòng)器 ULN2803 輸入TTL 信號(hào)為 5V 或 CMOS 信號(hào)為 6～ 15V 時(shí)，輸出的最大電壓為 50V，最大電流為500mA，工作溫度范圍為 0～ 70℃。 電路總圖 電路總圖主要包括系統(tǒng)復(fù)位與晶振電路、獨(dú)立按鍵連接電路、數(shù)碼管顯示電路、溫度采集電路、風(fēng)扇電機(jī)驅(qū)動(dòng)與調(diào)速電路等，如圖 38 所示。 DS18B20 初始化函數(shù)完成對(duì) DS18B20 的初始化； DS18B20 溫度轉(zhuǎn)換函數(shù)完成對(duì)環(huán)境溫度的實(shí)時(shí)采集；溫度讀取函數(shù)完成主機(jī)對(duì)溫度傳感器數(shù)據(jù)的讀取及數(shù)據(jù)換算，按鍵掃描函數(shù)則根據(jù)需要完成初值的加減設(shè)定；溫度處理函數(shù)對(duì)采集到的溫度進(jìn)行分析處理，為電機(jī)轉(zhuǎn)速的變化提供條件；風(fēng)扇電機(jī)控制函數(shù)則根據(jù)溫度的數(shù)值完成對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速及啟停 的控制。 圖 41 主程序圖 主要程序代碼 按鍵掃描程序 void keyscan void if key1 0 dmsec 5 。 if sheding 100 sheding 20。 else if key2 0 dmsec 5 。 if sheding 0 sheding 20。 溫度處理程序 void deal uint tmp //溫度處理 if tmp sheding gaonum 0。 else if tmp sheding amp。 tmp sheding+5 gaonum 1。 else if tmp sheding+5 amp。 tmp sheding+10 gaonum 2。 else if tmp sheding+10 amp。 tmp sheding+15 gaonum 3。 else gaonum 4。 用 Keil C51 編寫(xiě)程序 Keil C51 是美國(guó) Keil Software 公司開(kāi)發(fā)的 51 系列兼容單片機(jī) C 語(yǔ)言的軟件開(kāi)發(fā)系統(tǒng)，與單片機(jī)匯編語(yǔ)言相比， C 語(yǔ)言不僅語(yǔ)句簡(jiǎn)單靈活，而且編寫(xiě)的函數(shù)模塊可移植性強(qiáng)，因而易學(xué)易用，效率高。 Keil C51 軟件不僅提供了豐富的庫(kù)函數(shù)，而且它強(qiáng)大的集成開(kāi)發(fā)調(diào)試工具為程序編輯調(diào)試帶來(lái)便利，在開(kāi)發(fā)大型軟件時(shí)更能體現(xiàn)高級(jí)語(yǔ)言的優(yōu)勢(shì)。 Keil C51 的使用界面如圖 32 所示。 Proteus 軟件有十多年的歷史，在全球廣泛使用，它不僅和其他 EDA 工具一樣有原理布圖、 PCB 自動(dòng)或人工布線(xiàn)及電路仿真的功能，而且更重要的功能是，它的電路仿真是互動(dòng)的，可以根據(jù)仿真實(shí)時(shí)觀察到現(xiàn)象驗(yàn)證設(shè)計(jì)的正確性及準(zhǔn)確性并及時(shí)改變程序代碼、原理圖連接以及元件屬性等。 Proteus 有 4 個(gè)功能模塊：智能原理圖設(shè)計(jì)、完善的電路仿真功能、獨(dú)特的單片機(jī)協(xié)同仿真功能以及實(shí)用的 PCB 設(shè)計(jì)平臺(tái)。軟件的使用主界面如圖 43 所示。在原理圖繪制連接好后再把編譯好的程序加載到 AT89C52 單片機(jī)中。 把溫度傳感器 DS18B20 溫度設(shè)置為 攝氏度，用按鍵 S2 調(diào)節(jié)預(yù)設(shè)的溫度為 23 攝氏度。 圖 44 仿真效果圖一 把溫度傳感器 DS18B20 溫度設(shè)置為 攝氏度，用按鍵 S2 調(diào)節(jié)預(yù)設(shè)的溫度為 23 攝氏度。 圖 45 仿真效果圖二 把溫度傳感器 DS18B20 溫度設(shè)置為 攝氏度，用按鍵 S2 調(diào)節(jié)預(yù)設(shè)的溫度為 23 攝氏度。 圖 46 仿真效果圖三 在上一步仿真的基礎(chǔ)上（溫度傳感器 DS18B20 溫度設(shè)置為 攝氏度，系統(tǒng)預(yù)設(shè)的溫度為 23 攝氏度），用按鍵 S2 調(diào)節(jié)系統(tǒng)預(yù)設(shè)溫度至 31 攝氏度，此時(shí)可知預(yù)設(shè)溫度大于溫度傳感器檢測(cè)到的溫度，觀察到直流風(fēng)扇電機(jī)的轉(zhuǎn)速逐漸變慢，最 后轉(zhuǎn)速變?yōu)?0，符合系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)的功能，如圖 47 所示。當(dāng)環(huán)境溫度低于系統(tǒng)預(yù)設(shè)的溫度時(shí)，風(fēng)扇自動(dòng)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)所設(shè)計(jì)的功能。 第五章 系統(tǒng)調(diào)試 軟件調(diào)試 按鍵 顯示部分的調(diào)試 起初根據(jù)設(shè)計(jì)編寫(xiě)的系統(tǒng)程序：程序的按鍵接口采用 P1 口，數(shù)碼管現(xiàn)實(shí)采用 P0 控制 LED 的段碼， P2 口控制 LED 的位碼，從而實(shí)現(xiàn)按鍵功能以及數(shù)碼管的顯示。 經(jīng)過(guò)查找分析，發(fā)現(xiàn)按鍵掃描程序沒(méi)有按鍵消抖部分，按鍵在按下與松手時(shí)，都會(huì)有一定程序的抖動(dòng)，從而可能使單片機(jī)做出錯(cuò)誤的判斷，導(dǎo)致按鍵條件預(yù)設(shè)溫度時(shí)失靈，甚至根本不工作。 數(shù)碼管不能正確的顯示，主要是因?yàn)樗袛?shù)碼管的段碼都由 P0 口傳送，而數(shù)碼管顯示又采用了動(dòng)態(tài)掃描的方式，但在程序中卻沒(méi)有設(shè)置顯示段碼的暫存器，導(dǎo)致當(dāng) P0 口傳送段碼時(shí)發(fā)生混亂，不能正確識(shí)別段碼。 在按鍵加入了消抖程序，數(shù)碼管顯示程序中加入了段碼的存儲(chǔ)空間后，數(shù)碼管能夠正常的顯示，按鍵也能正常的工作，達(dá)到了較好的效果。軟件設(shè)計(jì)采用了 口為數(shù)字溫度輸入口，但是需要對(duì)輸入的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理后才能顯示，從而多了溫度轉(zhuǎn)換程序。 在溫度轉(zhuǎn)換程序中，為了能夠正確的檢測(cè)到并顯示溫控的小數(shù)位，程序中把檢測(cè)到的溫度與 10 相乘后，再按一個(gè)三位的整數(shù)來(lái)處理。 電動(dòng)機(jī)調(diào)速電路部分調(diào)試 本設(shè)計(jì) 中，采用了達(dá)林頓反向驅(qū)動(dòng)器 ULN2803 驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)，其可驅(qū)動(dòng)八個(gè)直流電機(jī)，本系統(tǒng)僅驅(qū)動(dòng)一個(gè)。程序?qū)崿F(xiàn)了 口的 PWM 波形輸出，當(dāng)外界溫度低于設(shè)置溫度時(shí)，電機(jī)不轉(zhuǎn)動(dòng)或停止轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)外界溫度高于設(shè)置溫度時(shí)，電機(jī)的轉(zhuǎn)速升高或是自動(dòng)開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，且外界溫度與設(shè)置溫度的差值越大，電機(jī)轉(zhuǎn)速就越高，即占空比增加。通過(guò)溫度傳感器檢測(cè)到的溫度與系統(tǒng)預(yù)設(shè)的溫度值的比較，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速變換。 硬件調(diào)試 按鍵顯示部分的調(diào)試 系統(tǒng)按鍵部分實(shí)現(xiàn)了以下功能：按下 口鍵， LED 的后兩位顯示溫宿值增一；按下 口鍵， LED 的后兩位顯示溫度值減一。 系統(tǒng)顯示部分實(shí)現(xiàn)了以下功能： LED 顯示的前三位實(shí)現(xiàn)了環(huán)境溫度整數(shù)部分與小數(shù)部分的連續(xù)顯示， LED 的后兩位能根據(jù)按鍵的調(diào)整顯示所需的設(shè)計(jì)溫度。 傳感器 DS18B20 溫度采集部分調(diào)試 將 DS18B20 芯片接在系統(tǒng)板對(duì)應(yīng)的 口，通過(guò)插針在對(duì)應(yīng)系統(tǒng)板的右下側(cè)三口即為對(duì)應(yīng)的 VCC、 和 GND，可將芯片直接插在該插件上，因此極為方便。由于 DS18B20 為 3 個(gè)引腳，因此在調(diào)試過(guò)程中因注意各個(gè)引腳的對(duì)應(yīng)位置，以免其接反而使芯片不能正常工作甚至燒毀芯片。系統(tǒng)軟件設(shè)置在 口輸出是電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的 PWM 占空比，當(dāng)環(huán)境溫度高于設(shè)置溫度時(shí)，電機(jī)開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，若此時(shí)用高于環(huán)境溫度的熱源靠近芯片 DS18B20 時(shí)，發(fā)現(xiàn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速在升高，并越來(lái)越快，當(dāng)達(dá)到一定值時(shí)，發(fā)現(xiàn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速不再升高；將熱 源遠(yuǎn)離芯片 DS18B20 時(shí)，發(fā)現(xiàn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速開(kāi)始下降，轉(zhuǎn)速達(dá)到一定值時(shí)，若將環(huán)境溫度升高到環(huán)境溫度以上，發(fā)現(xiàn)電機(jī)又停止了轉(zhuǎn)動(dòng)。 系統(tǒng)功能 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能 本系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)單片機(jī)系統(tǒng)檢測(cè)環(huán)境溫度的變化，然后根據(jù)環(huán)境溫度變化來(lái)控制風(fēng)扇直流電機(jī)輸入占空比的變化，從而產(chǎn)生不同的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，也可根據(jù)按鍵調(diào)節(jié)不同設(shè)置溫度，再由環(huán)境溫度與設(shè)置溫度的