基于單片機(jī)溫控風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的設(shè)計(jì)(畢業(yè)論文)

1、080902學(xué)科分類號(hào)（二級(jí)學(xué)科） Ningxia Normal University 本科學(xué)生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 題 目 基于單片機(jī)的溫控風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的設(shè)計(jì) 姓 名顏亮亮 學(xué) 號(hào) 201005230129 論文編號(hào)En14141029 院（系）物理與信息技術(shù)學(xué)院 專 業(yè)電子科學(xué)與技術(shù) 指導(dǎo)教師黃曉青 職稱（學(xué)歷）助教（研究生） 完成時(shí)間2014 年5月15日 寧夏師范學(xué)院教務(wù)處制 寧夏師范學(xué)院2014屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 摘要 本設(shè)計(jì)為一種基于單片機(jī)的溫控風(fēng)扇轉(zhuǎn)速系統(tǒng)，具有靈敏的溫度感測(cè)、顯示功能和電 機(jī)穩(wěn)定換擋停機(jī)功能；系統(tǒng)采用51系列單片機(jī)AT89C51作為控制平臺(tái)對(duì)風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速進(jìn)行控 制，利

2、用DS18B20數(shù)字溫度傳感器采集實(shí)時(shí)溫度，經(jīng)單片機(jī)處理后通過(guò)兩個(gè)三極管驅(qū)動(dòng)直 流風(fēng)扇的電機(jī)。另外可由用戶設(shè)置高、低溫度值，所設(shè)高低溫值保存在溫度傳感器 DS18B20 內(nèi)部E2ROM中，掉電后仍然能保存上次設(shè)定值。風(fēng)扇檔位控制狀態(tài)隨外界溫度而定， 當(dāng)溫 度升高超過(guò)所設(shè)定的溫度時(shí)自動(dòng)切換到全速運(yùn)轉(zhuǎn)檔位；當(dāng)溫度小于所設(shè)定的溫度時(shí)自動(dòng)關(guān) 閉風(fēng)扇，當(dāng)測(cè)得溫度值在高低溫度之間時(shí)打開風(fēng)扇的相應(yīng)風(fēng)檔。 關(guān)鍵詞：自動(dòng)控制；單片機(jī)AT89C51;溫控；風(fēng)扇；溫度感測(cè) I Abstract This desig n for a fan speed con trol system based on sin gle

3、 chip microcomputer, a smart temperature sensors, display and motor steady shift stop function; System USES 51 series microcontroller AT89C51 as the control platform to control the speed of the fan, using DS18B20 digital temperature sensor to collect real-time temperature and treated with single chi

4、p microcomputer through two triode drive n dc fan motor. Ano ther high and low temperature can be set by the user, set high and low temperature values stored in internal temperature sensor DS18B20 E2ROM, still can keep the power lost when the last value. Fan gear control state varies with temperatur

5、e and decide, when the temperature exceeds the set temperature automatically switch to the running gear at full speed; When the temperature is less than the set temperature automatically shut dow n the fan, whe n measured temperature betwee n high and low temperature ope n the corresp onding wind pr

6、ofile of the fan. Keywords : automatic con trol; AT89C51 MCU; temperature con trol; fan temperature sen sor. 寧夏師范學(xué)院2014屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 目錄 摘要 I Abstract II 0緒論 1 0.1 本課題的研究實(shí)踐意義 1 0.2 研究本課題的主要內(nèi)容 1 1基于單片機(jī)的溫控風(fēng)扇轉(zhuǎn)速系統(tǒng)部分模塊的方案選用及論證 2 1.1 溫度采集模塊的選用 2 1.2 控制核心模塊的方案選擇 2 1.3 顯示模塊選用方案 3 1.4 調(diào)速方式及設(shè)計(jì)方案 3 2基于AT89C51單片機(jī)的

7、溫控風(fēng)扇轉(zhuǎn)速系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 4 2.1 系統(tǒng)簡(jiǎn)述 4 2.2 本系統(tǒng)各器件簡(jiǎn)介 4 2.2.1 DS18B20 單線數(shù)字溫度傳感器簡(jiǎn)介 4 2.2.2 AT89C51 單片機(jī)簡(jiǎn)介 5 2.2.3 八段LED數(shù)碼管簡(jiǎn)介 7 2.3 本系統(tǒng)部分模塊的硬件設(shè)計(jì) 7 2.3.1 溫度采集和溫度設(shè)定上下限模塊電路 7 2.3.2 控制核心模塊電路 8 2.3.3 顯示模塊電路 9 2.3.4 驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇模塊電路 10 3基于AT89C51單片機(jī)的溫控風(fēng)扇轉(zhuǎn)速系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 11 4結(jié)束語(yǔ) 14 謝辭 15 參考文獻(xiàn) 15 附錄 16 附錄1:本系統(tǒng)總電路圖： 16 附錄2:基于AT89C51單片機(jī)溫控電機(jī)

8、轉(zhuǎn)速系統(tǒng)實(shí)物圖 16 附錄3:源程序 17 寧夏師范學(xué)院2014屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 0緒論 0.1本課題的研究實(shí)踐意義 隨著電子技術(shù)的發(fā)展，用計(jì)算機(jī)控制的方面也涉及到各個(gè)領(lǐng)域，其中用單片機(jī)控制溫 度、是應(yīng)用于實(shí)踐的重要方面之一。溫度是一個(gè)很重要的物理量，對(duì)它的測(cè)量與控制有十 分重要的意義。 本課題將基于單片機(jī)的溫度控制風(fēng)扇系統(tǒng)設(shè)計(jì)，該系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)溫度檢測(cè)，并根據(jù)當(dāng)前 溫度的狀態(tài)對(duì)風(fēng)扇進(jìn)行控制。系統(tǒng)主要由電源、溫度采集、單片機(jī)控制、顯示、鍵盤、輸 出控制、顯示幾個(gè)單元組成。溫度采集系統(tǒng)是整個(gè)系統(tǒng)的重點(diǎn)，采用溫度傳感來(lái)對(duì)溫度進(jìn) 行采集，溫度數(shù)據(jù)在傳感器內(nèi)部轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)并傳送給單片機(jī)；單片機(jī)對(duì)傳

9、感器采集來(lái) 的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理；當(dāng)溫度超出系統(tǒng)設(shè)定的范圍時(shí)，系統(tǒng)改變輸出控制的狀態(tài)，對(duì)風(fēng)扇進(jìn)行 自動(dòng)的調(diào)整。 在冶金工業(yè)、化工生產(chǎn)、電力工程、造紙行業(yè)、機(jī)械制造和食品加工等諸多領(lǐng)域中， 人們都需要對(duì)各類加熱爐、熱處理爐、反應(yīng)爐和鍋爐中的溫度進(jìn)行檢測(cè)。采用單片機(jī)來(lái)對(duì) 溫度進(jìn)行控制，不僅具有控制方便、組態(tài)簡(jiǎn)單和靈活性大等優(yōu)點(diǎn)，而且可以大幅度提高被 控溫度的技術(shù)指標(biāo)，從而能夠大大提高產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量。因此單片機(jī)對(duì)溫度的控制問(wèn)題 是一個(gè)工業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)常會(huì)遇到的問(wèn)題。本設(shè)計(jì)采用MCS-51系列單片機(jī)與各種外圍電路構(gòu) 成單片機(jī)溫度采集和控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的實(shí)時(shí)采集和控制。通過(guò)本次設(shè)計(jì)掌握溫度檢 測(cè)控制系統(tǒng)的硬

10、件設(shè)計(jì)方法和軟件編寫方法。熟悉Protues軟件的使用方法。通過(guò)課題的 研究進(jìn)一步鞏固所學(xué)的知識(shí)，同時(shí)學(xué)習(xí)課程以外的相關(guān)知識(shí)，培養(yǎng)綜合應(yīng)用知識(shí)的能力。 鍛煉動(dòng)手能力與實(shí)際工作能力，將所學(xué)的理論與實(shí)踐結(jié)合起來(lái)。 0.2研究本課題的主要內(nèi)容 利用單片機(jī)作為系統(tǒng)的核心，把溫度傳感器所測(cè)的溫度和被風(fēng)扇作用后的溫度與設(shè)置 溫度進(jìn)行比較，從而確定輸出端風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速，來(lái)形成一個(gè)溫控風(fēng)扇的降溫系統(tǒng)。 在系統(tǒng)中，由于要調(diào)整風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速來(lái)控制空氣溫度從而到本達(dá)到降溫效果，由單片機(jī) 控制處理來(lái)自于傳感器所測(cè)得數(shù)據(jù)，然而去控制風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速。所以在系統(tǒng)中單片機(jī)來(lái)實(shí)時(shí) 控制風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速是有難度的。 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可分為以下模塊：電源模

11、塊、顯示模塊、控制模塊、溫度采集模塊、震蕩復(fù) 位模塊、風(fēng)扇降溫模塊、按鍵輸入模塊。在該系統(tǒng)中，溫度采集模塊需要準(zhǔn)確的測(cè)量然后 把數(shù)據(jù)傳給單片機(jī)來(lái)處理，單片機(jī)處理后數(shù)據(jù)，輸出到風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)電路來(lái)控制風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速， 從而達(dá)到降溫的效果。 1基于單片機(jī)的溫控風(fēng)扇轉(zhuǎn)速系統(tǒng)部分模塊的方案選用及論證 本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)溫度控制風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速，需要有較高的溫度變化分辨率和穩(wěn)定可靠的換檔停 機(jī)控制部件。 1.1溫度采集模塊的選用 溫度傳感器可由以下幾種方案可供選擇： 方案一：選用熱敏電阻作為感測(cè)溫度的核心元件，通過(guò)運(yùn)算放大器放大由于溫度變化 引起熱敏電阻電阻的變化、進(jìn)而導(dǎo)至的輸出電壓變化的微弱電壓變化信號(hào)，再用AD轉(zhuǎn)換 芯片A

12、DC0809將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)輸入單片機(jī)處理。 方案二：采用熱電偶作為感測(cè)溫度的核心元件，配合橋式電路，運(yùn)算放大電路和AD 轉(zhuǎn)換電路，將溫度變化信號(hào)送入單片機(jī)處理。 方案三：采用數(shù)字式集成溫度傳感器 DS18B20作為感測(cè)溫度的核心元件，直接輸出數(shù) 字溫度信號(hào)供單片機(jī)處理。 對(duì)于方案一，采用熱敏電阻有價(jià)格便宜、元件易購(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，但熱敏電阻對(duì)溫度的細(xì)微 變化不敏感，在信號(hào)采集、放大、轉(zhuǎn)換過(guò)程中還會(huì)產(chǎn)生失真和誤差，并且由于熱敏電阻的 R-T關(guān)系的非線性，其本身電阻對(duì)溫度的變化存在較大誤差，雖然可以通過(guò)一定電路予以 糾正，但不僅將使電路復(fù)雜穩(wěn)定性降低，而且在人體所處溫度環(huán)境溫度變化中難以檢測(cè)到

13、小的溫度變化。故該方案不適合本系統(tǒng)。 對(duì)于方案二，采用熱電偶和橋式測(cè)量電路相對(duì)于熱敏電阻其對(duì)溫度的敏感性和器件的 非線性誤差都有較大提高，其測(cè)溫范圍也非常寬，從-50攝氏度到1600攝氏度均可測(cè)量。 但是依然存在電路復(fù)雜，對(duì)溫度敏感性達(dá)不到本系統(tǒng)要求的標(biāo)準(zhǔn)，故不采用該方案。 對(duì)于方案三，由于數(shù)字式集成溫度傳感器 DS18B20的高度集成化，大大降低了外接放 大轉(zhuǎn)換等電路的誤差因素，溫度誤差很小，并且由于其感測(cè)溫度的原理與上述兩種方案的 原理有著本質(zhì)的不同，使得其溫度分辨力極高。溫度值在器件內(nèi)部轉(zhuǎn)換成數(shù)字量直接輸出， 簡(jiǎn)化了系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)，又由于該傳感器采用先進(jìn)的單總線技術(shù)（1-WRIE），與單片

14、機(jī)的接 口變的非常簡(jiǎn)潔，抗干擾能力強(qiáng)。 1.2控制核心模塊的方案選擇 方案一：采用電壓比較電路作為控制部件。溫度傳感器采用熱敏電阻或熱電偶等，溫 度信號(hào)轉(zhuǎn)為電信號(hào)并放大，由集成運(yùn)放組成的比較電路判決控制風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，當(dāng)高于或低于 某值時(shí)將風(fēng)扇切換到相應(yīng)檔位。 方案二：采用單片機(jī)作為控制核心。以軟件編程的方法進(jìn)行溫度判斷，并在端口輸出 控制信號(hào)。 對(duì)于方案一，采用電壓比較電路具有電路簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn)，以及無(wú)需編寫軟件程序的 特點(diǎn)，但控制方式過(guò)于單一，不能自由設(shè)置上下限動(dòng)作溫度，無(wú)法滿足不同用戶以及不同 環(huán)境下的多種動(dòng)作溫度要求。 對(duì)于方案二，以單片機(jī)作為控制器，通過(guò)編寫程序不但能將傳感器感測(cè)到的溫度通

15、過(guò) 顯示電路顯示出來(lái)，而且用戶能通過(guò)鍵盤接口，自由設(shè)置上下限動(dòng)作溫度值，滿足全方位 的需求。并且通過(guò)程序判斷溫度具有極高的精準(zhǔn)度，能精確把握環(huán)境溫度的微小變化。故 本系統(tǒng)米用方案二。 1.3顯示模塊選用方案 方案一：采用LED數(shù)碼管顯示溫度，動(dòng)態(tài)掃描顯示方式。 方案二：采用液晶顯示屏LCD顯示溫度 對(duì)于方案一，該方案成本低廉，顯示溫度明確醒目，在夜間也能看見，功耗極低，顯 示驅(qū)動(dòng)程序的編寫也相對(duì)簡(jiǎn)單，這種顯示方式得到廣泛應(yīng)用。不足的地方是掃描顯示方式 是使數(shù)碼管逐個(gè)點(diǎn)亮，因此會(huì)有閃爍，但是人眼的視覺暫留時(shí)間為20MS，當(dāng)數(shù)碼管掃描 周期小于這個(gè)時(shí)間時(shí)人眼將感覺不到閃爍，因此可以通過(guò)增大掃描頻率

16、來(lái)消除閃爍感。 對(duì)于方案二，液晶體顯示屏具有顯示字符優(yōu)美，不但能顯示數(shù)字還能顯示字符甚至圖 形的優(yōu)點(diǎn)，這是LED數(shù)碼管無(wú)法比擬的。但是液晶顯示模塊價(jià)格昂貴，驅(qū)動(dòng)程序復(fù)雜， 從 簡(jiǎn)單實(shí)用的原則考慮，本系統(tǒng)采用方案一。 1.4調(diào)速方式及設(shè)計(jì)方案 方案一：采用變壓器調(diào)節(jié)方式，運(yùn)用電磁感應(yīng)原理將220V電壓通過(guò)線圈降壓到不同 的電壓，控制風(fēng)扇電機(jī)接到不同電壓值的線圈上可控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而控制風(fēng)扇風(fēng)力大 小。 方案二：采用三極管驅(qū)動(dòng) PWM進(jìn)行控制。 對(duì)于方案一，由于采用變壓器改變電壓調(diào)節(jié)，有風(fēng)速級(jí)別限制，不能適應(yīng)人性化要求。 且在變壓過(guò)程中會(huì)有損耗發(fā)熱，效率不高，發(fā)熱有不安全因素。 對(duì)于方案二，PW

17、M （脈沖寬度調(diào)制電路）的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是從處理器到被控系統(tǒng)信號(hào)都 是數(shù)字形式的，無(wú)需進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換。讓信號(hào)保持為數(shù)字形式可將噪聲影響降到最小。噪聲 只有在強(qiáng)到足以將邏輯1改變?yōu)檫壿?或?qū)⑦壿?改變?yōu)檫壿?時(shí)，也才能對(duì)數(shù)字信號(hào)產(chǎn)生影 響。對(duì)噪聲抵抗能力的增強(qiáng)是 PWM相對(duì)于模擬控制的另外一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，而且這也是在某些 時(shí)候?qū)WM用于通信的主要原因。從模擬信號(hào)轉(zhuǎn)向 PWM可以極大地延長(zhǎng)通信距離。故 本系統(tǒng)米用方案二。 7 2基于AT89C51單片機(jī)的溫控風(fēng)扇轉(zhuǎn)速系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 2.1系統(tǒng)簡(jiǎn)述 該系統(tǒng)主要部件包括DS18B20溫度傳感器、AT89C51單片機(jī)、LED數(shù)碼管和風(fēng)扇。輔 助元件包括電阻、晶振、電

18、源、按鍵等。本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可分為以下模塊：電源模塊、顯示模 塊、控制模塊、溫度采集模塊、震蕩復(fù)位電路模塊、風(fēng)扇降溫模塊和按鍵輸入模塊。系統(tǒng) 的框圖2-1結(jié)構(gòu)如下： 震蕩和復(fù)位 電路模塊 數(shù)碼管顯示模塊 溫度采集模 塊 AT89C51 單片機(jī) 控制模塊 4 風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)電 路 風(fēng)扇 按鍵輸入電 路 圖2-1基于單片機(jī)的溫控風(fēng)扇轉(zhuǎn)速系統(tǒng)的硬件電路原理框圖 在本系統(tǒng)中，采用溫度傳感來(lái)對(duì)溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，溫度數(shù)據(jù)在傳感器內(nèi)部轉(zhuǎn)化為數(shù) 字信號(hào)并傳送給AT89C51單片機(jī)，單片機(jī)對(duì)傳感器采集來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，當(dāng)溫度超出系統(tǒng) 設(shè)定的范圍時(shí)，系統(tǒng)通過(guò)風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)電路改變輸出控制的狀態(tài)，對(duì)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速進(jìn)行自動(dòng)的調(diào)整。 2.2本

19、系統(tǒng)各器件簡(jiǎn)介 2.2.1DS18B20單線數(shù)字溫度傳感器簡(jiǎn)介 DS18B20單線數(shù)字溫度傳感器是Dallas半導(dǎo)體公司開發(fā)的世界上第一片支持一線總 線”接口的溫度傳感器。它具有3弓I腳TO - 92小體積封裝形式。溫度測(cè)量范圍為 -55r+125C，可編程為9位12位A/D轉(zhuǎn)換精度，測(cè)溫分辨率可達(dá)0.0625C。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。工作電壓支持3V5.5V的電壓范圍，既 可在遠(yuǎn)端引入，也可采用寄生電源方式產(chǎn)生。DS18B20還支持“一線總線”接口，多個(gè) DS18B20可以并聯(lián)到3根或2根線上，CPU只需一根端口線就能與諸多DS18B20通信， 占用微處理器的端口較

20、少，可節(jié)省大量的引線和邏輯電路。它還有存儲(chǔ)用戶定義報(bào)警溫度 等功能。DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)如下圖2-2所示。 其內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要由四部分組成： 64位ROM、溫度傳感器、非揮發(fā)的溫度報(bào)警觸發(fā)器 圖2-2DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu) TH和TL、配置寄存器。DS18B20單線數(shù)字溫度傳感器管腳排列如下圖2-3所示，DQ為數(shù)字 信號(hào)端，GND為電源地，VDD為電源輸入端。 c5 BOTTOM VIEW ALLAS DS 1820 GND匚 1 6 DQC 5 Vdd匚 4 DS16E20P TSGC ZHJC 二 ZINC nc Qn 1 8 nc pn 2 7 Vdd DD 3 g DQ | 1 4 5

21、| DS10B2O TO-92 PACKAGE NG NC NG GN DS18B20Z 8-PiWSOIC (150-MIL) 圖2-3 DS18B20外形及管腳 引腳功能如下: GND:空引腳，懸空不使用； VDD:可選電源腳，電源電壓范圍35.5V。工作于寄生電源時(shí),此引腳應(yīng)接地; DQ：數(shù)據(jù)輸入/輸出腳，漏極開路，常態(tài)下高電平。 2.2.2 AT89C51單片機(jī)簡(jiǎn)介 AT89C51是一種帶4K字節(jié)閃存可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器（FPEROM） 256B片內(nèi)RAM 的低電壓，高性能CMOS8位微處理器。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù) 制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令集和輸出

22、管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲(chǔ) 器組合在單個(gè)芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器，為很多嵌入式控制系統(tǒng)提 供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。AT89C51單片機(jī)管腳如圖2-4所示。 P1,0 Z 1 40 VCC P1 1 Z 2 3D PO O (ADO) =1.2 二 3 30 P0.1 (AD1) P1 3 二 4 37 P11.2 (啟辺 P1,4 - 5 36 P0.3 (AD3) P1 5 Z 呂 35 PO.4 (AD4) P1.S 二 7 34 PO.S (ADS) P1.7 二 呂 3c PO.6 (AD6) AST - 9 32 PO-7 (AD7

23、) (KXD) P3.0 二 10 31 EA/VPP (1X0) R3.1 _ 11 3U J ALE/PROT CINTO P3.2 匚 12 29 EN (iNTT) P3,3 匚 13 28 JP2.7(A1S (TO) P3,4 Z 14 27 P2.6(A14) (T1) P3.5 二 15 26 P2.5(A13) (WR) P3.6 - 13 2E P2. (A12 fAD) P3 T _ 17 24 H P?.3 (All) XTAL2 匚 18 蘭 P2.2(AW) XTAL1 二 13 22 rg.r 20 21 J py.o 阿 圖2-4 AT89C51單片機(jī)的管腳圖

24、各管腳功能： VCC :供電電壓。 GND :接地。 P0口： P0 口為一個(gè)8位漏級(jí)開路雙向I/O 口，在FIASH編程時(shí)，P0口作為原碼輸入口， 當(dāng)FIASH進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，P0輸出原碼，此時(shí)P0外部必須被拉高。 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 口管腳寫入1后，被內(nèi)部上 拉為高，可用作輸入，P1 口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)， P1 口作為第八位地接收。 P2口： P2口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O 口，P2口緩沖器可接收，輸出4個(gè)TTL 門電流，當(dāng)P2口被寫“1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸

25、 入時(shí)，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。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。在給出地址 “ 1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(shí)，P2 口輸出其 特殊功能寄存器的內(nèi)容。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)。 P3口： P3口管腳是8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O 口，可接收輸出4個(gè)TTL門電流。當(dāng)P3 口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低 電平，P3 口將輸出電流（ILL ）這是由于上拉的緣故。P3 口也可作為AT89C

26、51的一些特 殊功能口。P3.5： T1 （記時(shí)器1外部輸入）；P3.6: /WR （外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通）；P3.7： /RD （外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通）。P3口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。 RST:復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持 RST腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。 /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（0000H-FFFFH），不管是否 有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。注意加密方式1時(shí)，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng)/EA端保持高電平時(shí)， 此間內(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）。 XTAL1 :反向振蕩放大器的輸

27、入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。 XTAL2 :來(lái)自反向振蕩器的輸出。 2.2.3八段LED數(shù)碼管簡(jiǎn)介 本系統(tǒng)采用共陰極四位數(shù)碼管顯示數(shù)據(jù)，單片機(jī) P0 口加上拉電阻驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管的段碼， 數(shù)碼管位選端可直接單片機(jī)，即可驅(qū)動(dòng)點(diǎn)亮數(shù)碼管。 LED數(shù)碼管實(shí)際上是由七個(gè)發(fā)光管組 成8字形構(gòu)成的，加上小數(shù)點(diǎn)就是 8個(gè)。這些段分別由字母a,b,c,d,e,f,g,dp來(lái)表示。如圖 2-5所示。 昌 f Giro a b 109 8 7 a 6 f g b d c Ap 1 2 G !丄 i 5 d G：ID c 加 圖2-5 LED數(shù)碼管引腳定義 當(dāng)數(shù)碼管特定的段加上電壓后。這些特定的段就會(huì)發(fā)亮發(fā)光二極管的陽(yáng)極

28、連接到一起 連接到電源正極的稱為共陽(yáng)數(shù)碼管，發(fā)光二極管的陰極連接到一起連接到電源負(fù)極的稱為 共陰數(shù)碼管。LED數(shù)碼管引腳定義：每一筆劃都是對(duì)應(yīng)一個(gè)字母表示，DP是小數(shù)點(diǎn)。LED 數(shù)碼管要正常顯示，就要用驅(qū)動(dòng)電路來(lái)驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管的各個(gè)段碼，從而顯示出我們要的數(shù)位， 因此根據(jù)LED數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)方式的不同，可以分為靜態(tài)式和動(dòng)態(tài)式兩種。 2.3本系統(tǒng)部分模塊的硬件設(shè)計(jì) 2.3.1溫度采集和溫度設(shè)定上下限模塊電路 溫度采集電路其主要是由DS18B20構(gòu)成，它可以把采集的溫度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成二進(jìn)制數(shù)， 數(shù)字信號(hào)通過(guò)DS18B20的DQ端口與單片機(jī)的I/O 口 P1.6的連接導(dǎo)線輸入單片機(jī)中處理 后輸出送數(shù)碼管顯示。

29、如圖2-6所示 圖2-6溫度采集電路 溫度設(shè)定上下限電路（如圖 2-7所示），主要是通過(guò)按鍵K1、K2|、K3來(lái)設(shè)定的。 按鍵K1、K2、K3分別接入單片機(jī)的P3.5、P3.6、P3.7腳。K1是設(shè)定鍵，用于對(duì)風(fēng)速調(diào) 節(jié)的上限和下限值TH、TL的設(shè)置。按下一次設(shè)置鍵K1，進(jìn)入溫度上限設(shè)置，此時(shí)按下 加” 鍵K2，加一，按下減”鍵K3，減一。再按一次設(shè)置鍵 K2，進(jìn)入溫度下限設(shè)置狀態(tài)，此時(shí) 按下加”鍵K2，加一，按下減”鍵K3，減一。下限動(dòng)作溫度值TL和上限動(dòng)作溫度值的設(shè) 置范圍為10-100攝氏度，滿足一般使用要求。再按一次設(shè)置鍵K3退出上下限溫度設(shè)置狀 態(tài)，恢復(fù)到當(dāng)前溫度顯示狀態(tài)。如圖2-7

30、所示。 PitWRXD P3JTO P3.W1 P3.4/T0 P3.5fT1 P玷甌 P陽(yáng)麗 10 11 I-1 12 V 14 A- 15 16 M | 圖2-7溫度設(shè)定上下限電路 2.3.2控制核心模塊電路 本系統(tǒng)以單片機(jī)作為控制器，通過(guò)編寫程序不但能將傳感器感測(cè)到的溫度通過(guò)顯示電 路顯示出來(lái)，而且用戶能通過(guò)鍵盤接口P3.4-P3.7,自由設(shè)置上下限動(dòng)作溫度值，滿足全方 位的需求。并且通過(guò)程序判斷溫度具有極高的精準(zhǔn)度，能精確采集環(huán)境溫度的微小變化。 如圖2-8所示。 寧夏師范學(xué)院2014屆本科畢業(yè)論文(設(shè)計(jì)) C1 C2 X1 12M 19 18 R1 idk C3 29 OuF 30

31、R3 H? 1 X1AL1 XTAL2 RST PS=N ALE EA 2 7 4 29 37 35 34 33 32 刃 22 4 25 23 27 2/電機(jī)控制端接口 sbit DQ=PM6;溫度傳感器接口 /按鍵接口 / sbit key仁卩3八5;設(shè)置溫度 sbit key2=P3A6;/溫度加 sbit key3=P3A7;/溫度減 / sbit w1= P2A4; sbit w2=P2A5; sbit w3=P2A6; sbit w4=P2A7; / 共陰數(shù)碼管段選 / uchar table22= 0 x3F,0 x06,0 x5B,0 x4F,0 x66, 0 x6D,0 x7

32、D,0 x07,0 x7F,0 x6F, 0 x77,0 x7C,0 x39,0 x5E,0 x79,0 x71, 0 x40,0 x38,0 x76,0 x00,0 xff,0 x37;/-,L,H,滅,全亮，n 16-21 uint wen _du; uchar gao,di;/pwm uint sha ng,xia; /對(duì)比溫度暫存變量 uchar dang;/ 檔位顯示 uchar flag; 寧夏師范學(xué)院2014屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） uchar zz;計(jì)算溫度差 uchar d1,d2,d3;顯示數(shù)據(jù)暫存變量 void delay( uint ms) uchar x; for(ms

33、;ms0;ms-) for(x=10;x0;x-); void display()/顯示溫度 w仁 0;P0=tabled1;delay(10); /第 1位 P0=0 x00;w1=1;delay(1); w2=0;P0=table16;delay(10);/第 2位 P0=0 x00;w2=1;delay(1); w3=0;P0=tabled2; delay(10);/第 3位 P0=0 x00;w3=1;delay(1); w4=0;P0=tabled3;delay(10);/第4位 P0=0 x00;w4=1;delay(1); /*ds18b20 延遲子函數(shù)(晶振 12MHz)*/

34、void delay_18B20(uint i) while(i-); /* *ds18b20 初始化函數(shù) # void In it_DS18B20() uchar x=0; DQ=1; /DQ 復(fù)位 delay_18B20(1); / 稍做延時(shí) DQ=0;/單片機(jī)將DQ4低 delay_18B20(35); / 精確延時(shí)大于 480us DQ=1;/拉高總線 delay_18B20(14); x=DQ; /稍做延時(shí)后如果x=0則初始化成功x=1則初始化失敗 delay_18B20(20); /* *ds18b20 讀一個(gè)字節(jié) * */ uchar Read On eChar() uchar

35、i=0; uchar dat=0; 寧夏師范學(xué)院2014屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） for (i=8;i0;i-) DQ=0； / 給脈沖信號(hào) dat=1; DQ=1; / if(DQ) 給脈沖信號(hào) dat|=0 x80; delay_18B20; return(dat); *ds18b20 寫一個(gè)字節(jié) void Write On eChar(uchar dat) uchar i=0; for (i=8;i0;i-) DQ=0; DQ=dat delay_18B20(5); DQ=1; dat=1; 讀取ds18b20當(dāng)前溫度 */ void ReadTemperature() uchar a=0

36、; uchar b=0; uchar t=0; In it_DS18B20(); WriteO neChar(0 xCC); WriteOneChar(0 x44); / display。;/ 顯示溫度 In it_DS18B20(); WriteO neChar(0 xCC); / WriteO neChar(0 xBE); / display();/顯示溫度 a=ReadO neChar(); / b=Read On eChar(); wen_du=(b*256+a)4); _ void zi_keysca n() /跳過(guò)讀序號(hào)列號(hào)的操作 啟動(dòng)溫度轉(zhuǎn)換 / this message is very importa nt 跳過(guò)讀序號(hào)列號(hào)的操作 讀取溫度寄存器等（共可讀9個(gè)寄存器） 讀取溫度值低位 /讀取溫度值高位 /當(dāng)前采集溫度（得出實(shí)際的溫度值） 自動(dòng)模式按鍵掃描函數(shù) 前兩個(gè)