智能溫控風(fēng)扇設(shè)計(jì)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 題 目 學(xué)生姓名 專業(yè)班級(jí) 學(xué) 號(hào) 所 在 系 指導(dǎo)教師 完成時(shí)間 智能溫控風(fēng)扇的設(shè)計(jì)摘 要基于室內(nèi)環(huán)境溫度監(jiān)測(cè)和單片機(jī)控制技術(shù)，設(shè)計(jì)了一種智能溫控調(diào)速風(fēng)扇。從智能溫控調(diào)節(jié)風(fēng)扇速度的基本工作原理、模塊化硬件設(shè)計(jì)、軟件實(shí)現(xiàn)的過程。系統(tǒng)原理工作穩(wěn)定，成本低，具有一定的節(jié)能效果。通過單片機(jī)實(shí)現(xiàn)控制智能溫控電風(fēng)扇的主要功能：當(dāng)按下開關(guān)按鍵時(shí)，系統(tǒng)初始化默認(rèn)的設(shè)定溫度為26度，如果外界溫度高于設(shè)定的溫度時(shí)，電風(fēng)扇自動(dòng)啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，如果外界溫度低于設(shè)定溫度則電風(fēng)扇自動(dòng)關(guān)閉，同時(shí)顯示外界的溫度?？梢栽O(shè)置所需的溫度，并同時(shí)顯示所設(shè)定的溫度，同時(shí)可按加減鍵設(shè)定溫度。智能溫

2、控電風(fēng)扇的隨著外界溫度自動(dòng)控制風(fēng)扇啟動(dòng)關(guān)閉，普通電風(fēng)扇無法根據(jù)外界溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，智能溫控電風(fēng)扇讓電風(fēng)扇這一家用電器變的更智能化。也大量節(jié)約電能，因此智能電風(fēng)扇的設(shè)計(jì)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。關(guān)鍵詞：智能控制，主控制器，分控制器，單片機(jī)，定時(shí)控制Esign of intelligent temperature control fanABSTRACTIndoor environment temperature monitoring and control technology based on MCU, designs an intelligent temperature control fan.

3、The basic working principle, the intelligent temperature adjustment in fan speed module hardware design and software implementation. The working principle of system stability, low cost, it has certain effect of saving energy.通過單片機(jī)實(shí)現(xiàn)控制智能溫控電風(fēng)扇的主要功能：當(dāng)按下開關(guān)按鍵時(shí)，系統(tǒng)初始化默認(rèn)的設(shè)定溫度為26度，如果外界溫度高于設(shè)定的溫度時(shí)，電風(fēng)扇自動(dòng)啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，如果

4、外界溫度低于設(shè)定溫度則電風(fēng)扇自動(dòng)關(guān)閉，同時(shí)顯示外界的溫度?？梢栽O(shè)置所需的溫度，并同時(shí)顯示所設(shè)定的溫度，同時(shí)可按加減鍵設(shè)定溫度。Through the MCU control the main function of the intelligent temperature control electric fan: when the switch button is pressed, the system initialize default setting temperature to 26 degrees, if the outside temperature is higher than

5、the set temperature, the electric fan automatic startup and running, if the outside temperature below the set temperature, the electric fan to automatically shut down. At the same time that the outside temperature. You can set the desired temperature, and at the same time that the set temperature, a

6、nd can set the temperature switch.智能溫控電風(fēng)扇的隨著外界溫度自動(dòng)控制風(fēng)扇啟動(dòng)關(guān)閉，普通電風(fēng)扇無法根據(jù)外界溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，智能溫控電風(fēng)扇讓電風(fēng)扇這一家用電器變的更智能化。也大量節(jié)約電能，因此智能電風(fēng)扇的設(shè)計(jì)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。Intelligent temperature control electric fan with the outside temperature automatic control fan startup and shutdown, the ordinary electric fan cannot according to the o

7、utside temperature automatically adjust the speed of, the intelligent temperature control electric fan for electric fan in the household appliances become more intelligent. It saves a large amount of electric energy, therefore it has important practical significance to the design of intelligent elec

8、tric fan.Key Words: Intelligent control，Host controller, Auxiliary controller, Single-chip microcomputer, Timed controlling專心-專注-專業(yè)目 錄1 緒論1.1 引言在生活中，我們常常會(huì)接觸到或者使用到一些跟溫度有關(guān)的設(shè)備。比如空調(diào)，雖然不少城市家庭用上了空調(diào)，可是我國大部分人口屬于農(nóng)村地區(qū)因此電風(fēng)扇還是作為降溫防暑必備電器設(shè)備，春夏（夏秋）交替時(shí)節(jié)，天氣變化太快，氣溫降低時(shí)，電風(fēng)扇還是高速運(yùn)轉(zhuǎn)媽，白天還好尤其到了晚上，氣溫降的比較低，人都已經(jīng)入睡，風(fēng)扇因該逐步減小轉(zhuǎn)速，避

9、免熟睡中的人感冒。雖然常用電風(fēng)扇有調(diào)節(jié)不同檔位的功能，但還是須要人工手動(dòng)更換不同的檔位，一般常用風(fēng)扇都有定時(shí)功能，可是定時(shí)時(shí)間長(zhǎng)短有限制，一般是一兩個(gè)小時(shí)，氣溫在一兩個(gè)小時(shí)后氣溫依舊比較高，而風(fēng)扇就關(guān)閉了，其功能不會(huì)隨天氣氣溫變化改變風(fēng)扇風(fēng)速大小。又比如電腦，電腦中CPU發(fā)熱比較高，需要利用風(fēng)扇引起空氣流動(dòng)，帶走熱量，使電腦不至于發(fā)熱燒壞。要使電腦保持較低的溫度，必須用大功率、高轉(zhuǎn)速、大風(fēng)量的風(fēng)扇，而風(fēng)扇的噪音與其功率成正比。如果要低噪音，則要減小風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，又會(huì)引起電子設(shè)備溫度上升，不能兩全其美。為解決上述問題，我們?cè)O(shè)計(jì)了這款智能溫控自動(dòng)風(fēng)扇系統(tǒng)。本系統(tǒng)采用高精度集成溫度傳感器，用單片機(jī)控制，

10、能顯示實(shí)時(shí)溫度，并根據(jù)使用者設(shè)定的溫度自動(dòng)在相應(yīng)溫度時(shí)作出小風(fēng)、大風(fēng)、停機(jī)相對(duì)的一些操作，精確度高，動(dòng)作準(zhǔn)確。1.2 發(fā)展現(xiàn)狀與應(yīng)用領(lǐng)域當(dāng)今社會(huì)已經(jīng)完全進(jìn)入了電子信息化，溫度控制設(shè)備在各行各業(yè)中已經(jīng)得到了充分的利用。具有對(duì)溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控的功能，以保證工業(yè)儀器，測(cè)量工具，農(nóng)業(yè)種植的正常運(yùn)作，它的最大特點(diǎn)可以實(shí)時(shí)監(jiān)控當(dāng)前環(huán)境溫度的高低，并能同時(shí)控制電機(jī)運(yùn)作。它的廣泛應(yīng)用和普及使得人們?cè)谌粘Ｉ顜砹朔奖悖掖蟠蠊?jié)約電能。環(huán)境溫度監(jiān)測(cè)控制是利用單片機(jī)系統(tǒng)來完成的一個(gè)小型的控制系統(tǒng)?，F(xiàn)階段運(yùn)用與國內(nèi)大部分家庭，系統(tǒng)效率越來越高，成本也越來越低。其發(fā)展趨勢(shì)可以根據(jù)其性質(zhì)進(jìn)行相應(yīng)的改進(jìn)可以運(yùn)用與不同場(chǎng)

11、合的溫度監(jiān)測(cè)控制，并帶來大量的經(jīng)濟(jì)效益。它廣泛應(yīng)用于城市、農(nóng)村、各種工業(yè)生產(chǎn)，在一定情況下亦適用于太陽能、鍋爐，火電廠及對(duì)溫度敏感的產(chǎn)業(yè)的自動(dòng)控制和溫度報(bào)警，是實(shí)現(xiàn)無人值守的理想產(chǎn)品，市場(chǎng)極為廣闊，需求量大。并且使用壽命長(zhǎng)，適用范圍廣，安裝極其容易。2 整體方案的設(shè)計(jì)2.1 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)的整體思路是：利用溫度傳感器DS18B20檢測(cè)環(huán)境溫度并直接輸出數(shù)字溫度信號(hào)給單片機(jī)進(jìn)行處理，在LED數(shù)碼管上顯示當(dāng)前環(huán)境溫度值以及預(yù)設(shè)溫度值。其中預(yù)設(shè)溫度值只能為整數(shù)形式，檢測(cè)到的當(dāng)前環(huán)境溫度可精確到小數(shù)點(diǎn)后一位。同時(shí)也采用PWM脈寬調(diào)制方式來改變直流風(fēng)扇電機(jī)的轉(zhuǎn)速。并通過兩個(gè)按鍵改變預(yù)設(shè)溫度值。系統(tǒng)結(jié)

12、構(gòu)框圖：如圖2-1所示。單片機(jī)LED顯示DS18B20復(fù)位開關(guān)PWM驅(qū)動(dòng)電路直流電動(dòng)機(jī)圖2-1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖2.2 方案論證該設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)風(fēng)扇直流電機(jī)的溫度控制，讓風(fēng)扇的電機(jī)能根據(jù)外部環(huán)境溫度的變化自動(dòng)啟動(dòng)關(guān)閉以及改變電機(jī)轉(zhuǎn)速和換擋停機(jī)控制部件。2.3 溫度傳感器的選擇方案在本設(shè)計(jì)溫度傳感器選擇方案中有以下兩種方案：方案一：采用熱敏電阻作為檢測(cè)溫度的核心元件，并通過運(yùn)算放大器放大，可是由于熱敏電阻會(huì)隨溫度變化而變化，進(jìn)而產(chǎn)生輸出電壓變化的微弱電壓變化信號(hào)，再經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片ADC0809將微弱電壓變化信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，并將取得數(shù)字信號(hào)輸入單片機(jī)顯示。方案二：采用數(shù)字式的集成溫度傳感器DS18B20

13、作為溫度檢測(cè)的核心元件，溫度傳感器DS18B20檢測(cè)后會(huì)直接輸出數(shù)字溫度信號(hào)給單片機(jī)進(jìn)行處理。對(duì)于方案一，采用熱敏電阻作為溫度檢測(cè)元件，價(jià)格便宜，但熱敏電阻對(duì)溫度的細(xì)微變化不太敏感，從而環(huán)境監(jiān)測(cè)時(shí)可能出現(xiàn)問題。在信號(hào)采集、放大以及轉(zhuǎn)換的過程中還會(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，其自身電阻對(duì)溫度的變化存在較大誤差，雖通過一定電路處理可以修正，但電路變得更加復(fù)雜，而且在我們所在的環(huán)境溫度變化過程中難以檢測(cè)溫度細(xì)微的變化。故該方案不適合本系統(tǒng)。對(duì)于方案二，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)化等電路的誤差因數(shù)，溫度誤差變得很小，而且不會(huì)增加電

14、路處理，由于其檢測(cè)溫度的原理與熱敏電阻檢測(cè)的原理有著本質(zhì)的區(qū)別，溫度傳感器DS18B20對(duì)溫度分辨力極高。溫度值在器件內(nèi)部轉(zhuǎn)化成數(shù)字量直接輸出顯示，系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)得到了簡(jiǎn)化，溫度傳感器還采用先進(jìn)的單總線技術(shù)，使得單片機(jī)的接口變得非常更為簡(jiǎn)潔，抗干擾能力強(qiáng)，因此該方案適用于本系統(tǒng)。2.4 控制核心的選擇在本設(shè)計(jì)中控制核心采用AT89C52單片機(jī)，通過軟件編程的方法進(jìn)行溫度檢測(cè)和判斷，并在其I/O口輸出控制信號(hào)。AT89C52單片機(jī)工作電壓低，性能高，片內(nèi)含8k字節(jié)的只讀程序存儲(chǔ)器ROM和256字節(jié)的隨機(jī)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM，它兼容標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令系統(tǒng)，其價(jià)格比較便宜，適合本設(shè)計(jì)系統(tǒng)。方案一：采用

15、電路中電壓比較作為控制部件。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，判斷并且控制風(fēng)扇電機(jī)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)作為核心控制操作。以軟件編程方式對(duì)溫度傳感器獲取的溫度進(jìn)行判斷，并在端口輸出控制信號(hào)。對(duì)于方案一，采用電路電壓比較具有電路簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn)，以及無需編寫軟件程序的特點(diǎn)，但控制方式比較單一，不能自由設(shè)置其上下限溫度設(shè)置，也無法滿足不同用戶以及不同環(huán)境下的不同溫度設(shè)置要求，本系統(tǒng)中不采用。對(duì)于方案二，以單片機(jī)作為控制器，通過編寫軟件程序來控制溫度不但能將傳感器感測(cè)到的溫度通過顯示電路顯示出來，而且用戶能自由設(shè)置不同的溫度值，滿足客

16、戶的需求。通過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。本系統(tǒng)采用方案二。2.3 顯示電路的選擇方案一：采用四位共陽數(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，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四個(gè)LED逐個(gè)點(diǎn)亮，因此會(huì)有閃爍，對(duì)于人眼的視覺暫留時(shí)間比較短，當(dāng)數(shù)碼管掃描周期小于這個(gè)時(shí)間時(shí)人眼將感覺不到燈的閃爍，因此可以通過增大掃描頻率來消除燈管的閃爍問題，適合本系統(tǒng)采用。對(duì)于方案二，LCD液晶體顯示屏顯示字符優(yōu)美，不但能顯示數(shù)字還能顯示

17、字符甚至一些圖形，LED數(shù)碼管無法比的。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，不適合本系統(tǒng)采用。2.4 調(diào)速方式的選擇方案一：采用數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片DAC0832來控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，由單片機(jī)獲取當(dāng)前環(huán)境溫度值輸出相應(yīng)數(shù)字量到DAC0832中，再由DAC0832產(chǎn)生相應(yīng)模擬信號(hào)控制晶閘管的導(dǎo)通角，從而通過無級(jí)調(diào)速電路實(shí)現(xiàn)風(fēng)扇電機(jī)轉(zhuǎn)速的自動(dòng)調(diào)節(jié)。方案二：采用單片機(jī)軟件編程實(shí)現(xiàn)PWM（脈沖寬度調(diào)制）調(diào)速的方法。PWM是英文Pulse Width Modulation的縮寫，它是遵循其規(guī)律改變脈沖序列的脈沖寬度，以調(diào)節(jié)輸出量和波形的一種調(diào)節(jié)方式，在PWM驅(qū)動(dòng)控制的調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，最常用的是矩

18、形波PWM信號(hào)，在控制時(shí)需要調(diào)節(jié)PWM波得占空比。占空比是指高電平持續(xù)時(shí)間在一個(gè)周期時(shí)間內(nèi)的百分比。而控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速時(shí)，占空比越大，轉(zhuǎn)速就越快，若全為高電平，占空比為100%時(shí)，轉(zhuǎn)速達(dá)到最大。用單片機(jī)I/O口輸出PWM信號(hào)時(shí)，有下列三種方法：(1) 利用軟件延時(shí)。當(dāng)高電平延時(shí)時(shí)間到時(shí)，對(duì)I/O口電平取反，使其變成低電平，然后再延時(shí)一定時(shí)間；當(dāng)?shù)碗娖窖訒r(shí)時(shí)間到時(shí)，再對(duì)該I/O口電平取反，如此循環(huán)即可得到PWM信號(hào)。在本設(shè)計(jì)中應(yīng)用了此方法。(2) 利用定時(shí)器?？刂品椒ㄅc(1)相同，只是在該方法中利用單片機(jī)的定時(shí)器來定時(shí)進(jìn)行高低電平的轉(zhuǎn)變，而不是用軟件延時(shí)。應(yīng)用此方法時(shí)編程相對(duì)復(fù)雜。(3) 利用單片

19、機(jī)自帶的PWM控制器。在STC12系列單片機(jī)中自身帶有PWM控制器，但本系統(tǒng)所用到得AT89系列單片機(jī)無此功能。對(duì)于方案一，該方案能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)直流風(fēng)扇電機(jī)的無級(jí)變速，速度變化靈敏，但是D/A轉(zhuǎn)換芯片的價(jià)格較高，與其溫控狀態(tài)下無級(jí)變速功能相比性價(jià)比不高。對(duì)于方案二，相對(duì)于其他用硬件或者軟硬件相結(jié)合的方法實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)進(jìn)行調(diào)速而言，采用PWM 用純軟件的方法來實(shí)現(xiàn)調(diào)速過程，具有更大的靈活性，并可大大降低成本，能夠充分發(fā)揮單片機(jī)的功能，對(duì)于簡(jiǎn)單速度控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)提供了一種有效的途徑。綜合考慮選用方案二。2.5 控制執(zhí)行部件的選擇方案一：采用數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片AD0832控制，由單片機(jī)根據(jù)當(dāng)前環(huán)境溫度值送出相應(yīng)數(shù)

20、字量到AD0832，由AD0832產(chǎn)生模擬信號(hào)控制晶閘管的導(dǎo)通角，從而配合無級(jí)調(diào)速電路實(shí)現(xiàn)溫控時(shí)的無級(jí)變速電機(jī)自動(dòng)調(diào)節(jié)。方案二：采用繼電器，繼電器的接有控制晶閘管導(dǎo)通角的電阻的接入電路與否由單片機(jī)控制，根據(jù)當(dāng)前溫度值在相應(yīng)管腳送出高/低電平，決定某個(gè)繼電器的導(dǎo)通角控制電阻是否接入電路。對(duì)于方案一，該方案能夠?qū)崿F(xiàn)在風(fēng)扇處于溫控狀態(tài)時(shí)也能無級(jí)調(diào)速，但是D/A轉(zhuǎn)換芯片價(jià)格較高，與其溫控狀態(tài)下無級(jí)調(diào)速功能相比性價(jià)比不高。對(duì)于方案二，雖然在溫控狀態(tài)下只能實(shí)現(xiàn)弱/大風(fēng)兩級(jí)調(diào)速，但采用繼電器價(jià)格便宜，控制可靠，且出于在溫控狀態(tài)時(shí)無級(jí)調(diào)速并不是特別需要的功能，綜合考慮采用方案二。3 主要原件的介紹系統(tǒng)主要器件

21、包括DS18B20溫度傳感器、AT89C52單片機(jī)、四位LED共陰數(shù)碼管、風(fēng)扇步進(jìn)電機(jī)。輔助元件包括電阻、電容、晶振、電源、按鍵、開關(guān)等。3.1 溫度傳感器3.1.1 溫度傳感器的種類和選擇 目前市場(chǎng)上常用的溫度傳感器有pt100，溫敏電阻，DS18B20等等。本次設(shè)計(jì)我們采用DS18B20，DS18B20是DALLAS公司生產(chǎn)的一線式數(shù)字溫度傳感器它具有以下特點(diǎn)：（1）獨(dú)立的單線接口，只需一個(gè)接口引腳即可通信；（2）多點(diǎn)能力使分布使分布式溫度檢測(cè)應(yīng)用得以簡(jiǎn)化；（3）不需外部元件；（4）可用數(shù)據(jù)線供電，不需要備用電源；（5）測(cè)量范圍從-55攝氏度到+125攝氏度，增值量為0.5攝氏度；（6）以

22、9位數(shù)字值方式讀出溫度；（7）在1秒（典型值）內(nèi)把溫度變?yōu)閿?shù)字；（8）用戶可定義的，非易失行的溫度警告設(shè)置；（9）告警收索命令識(shí)別和尋址溫度在編訂的極限范圍之外的器件；（10）應(yīng)用范圍包括恒溫控制，工業(yè)系統(tǒng)，消費(fèi)類產(chǎn)品，溫度計(jì)和各種熱敏系統(tǒng)。3.1.2 DS18B20的工作原理及其單片機(jī)的接口電路DS18B20 內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖3-1所示，主要由4 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TH 和TL、配置寄存器。其管腳排列如圖3-2所示，DQ 為數(shù)字信號(hào)端，GND 為電源地，VDD 為電源輸入端。 64位ROM和單線接口存儲(chǔ)器和控制器高速緩存寄存器8位CRC生成器溫度靈敏元件

23、低溫觸發(fā)器TL高溫觸發(fā)器HL配置寄存器電源檢測(cè)圖3-1 DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖圖3-2 DS18B20外形及管腳由于DS18B20只有一根數(shù)據(jù)線。因此它和主機(jī)（單片機(jī)）通信是需要串行通信，而AT89S51有兩個(gè)串行端口，所以可以不用軟件來模擬實(shí)現(xiàn)。經(jīng)過單線接口訪問DS18B20必須遵循如下協(xié)議：初始化、ROM操作命令、存儲(chǔ)器操作命令和控制操作。要使傳感器工作，一切處理均從序列開始。主機(jī)發(fā)送（Tx）-復(fù)位脈沖（最短為480s的低電平信號(hào)）。接著主機(jī)便釋放此線并進(jìn)入接收方式（Rx）。總線經(jīng)過4.7K的上拉電阻被拉至高電平狀態(tài)。在檢測(cè)到I/O引腳上的上升沿之后，DS18B20等待15-60s,并且

24、接著發(fā)送脈沖（60-240s的低電平信號(hào)）。然后以存在復(fù)位脈沖表示DS18B20已經(jīng)準(zhǔn)備好發(fā)送或接收，然后給出正確的ROM命令和存儲(chǔ)操作命令的數(shù)據(jù)。DS18B20通過使用時(shí)間片來讀出和寫入數(shù)據(jù)，時(shí)間片用于處理數(shù)據(jù)位和進(jìn)行何種指定操作的命令。它有寫時(shí)間片和讀時(shí)間片兩種。寫時(shí)間片：當(dāng)主機(jī)把數(shù)據(jù)線從邏輯高電平拉至邏輯低電平時(shí)，產(chǎn)生寫時(shí)間片。有兩種類型的寫時(shí)間片：寫1時(shí)間片和寫0時(shí)間片。所有時(shí)間片必須有60微秒的持續(xù)期，在各寫周期之間必須有最短為1微秒的恢復(fù)時(shí)間。讀時(shí)間片：從DS18B20讀數(shù)據(jù)時(shí)，使用讀時(shí)間片。當(dāng)主機(jī)把數(shù)據(jù)線從邏輯高電平拉至邏輯低電平時(shí)產(chǎn)生讀時(shí)間片。數(shù)據(jù)線在邏輯低電平必須保持至少1微

25、秒；來自DS18B20的輸出數(shù)據(jù)在時(shí)間下降沿之后的15微秒內(nèi)有效。為了讀出從讀時(shí)間片開始算起15微秒的狀態(tài)，主機(jī)必須停止把引腳驅(qū)動(dòng)拉至低電平。在時(shí)間片結(jié)束時(shí)，I/O引腳經(jīng)過外部的上拉電阻拉回高電平，所有讀時(shí)間片的最短持續(xù)期為60微秒，包括兩個(gè)讀周期間至少1s的恢復(fù)時(shí)間。一旦主機(jī)檢測(cè)到DS18B20的存在，它便可以發(fā)送一個(gè)器件ROM操作命令。所有ROM操作命令均為8位長(zhǎng)。圖3-3 DS18B20與單片機(jī)接口電路3.2 單片機(jī)3.2.1 單片機(jī)的種類及選擇當(dāng)今世界上的單片機(jī)種類繁多，廠商琳瑯滿目，產(chǎn)品性能各異。其種類如下：（1）AVR單片機(jī)：ATMEL公司的AVR單片機(jī)，是增強(qiáng)型RISC內(nèi)載Fla

26、sh的單片機(jī)，芯片上的Flash存儲(chǔ)器附在用戶的產(chǎn)品中，可隨時(shí)編程，再編程，使用戶的產(chǎn)品設(shè)計(jì)容易，更新?lián)Q代方便。AVR單片機(jī)采用增強(qiáng)的RISC結(jié)構(gòu)，使其具有高速處理能力，在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)可執(zhí)行復(fù)雜的指令，每MHz可實(shí)現(xiàn)1MIPS的處理能力。AVR單片機(jī)工作電壓為2.76.0V，可以實(shí)現(xiàn)耗電最優(yōu)化。AVR的單片機(jī)廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)外部設(shè)備，工業(yè)實(shí)時(shí)控制，儀器儀表，通訊設(shè)備，家用電器，宇航設(shè)備等各個(gè)領(lǐng)域。 （2）Motorola單片機(jī)：Motorola是世界上最大的單片機(jī)廠商。從M6800開始，開發(fā)了廣泛的品種，4位，8位，16位，32位的單片機(jī)都能生產(chǎn)，其中典型的代表有:8位機(jī)M6805，M68H

27、C05系列，8位增強(qiáng)型M68HC11，M68HC12 ，16位機(jī)M68HC16， 32位機(jī)M683XX。 Motorola單片機(jī)的特點(diǎn)之一是在同樣的速度下所用的時(shí)鐘頻率較Intel類單片機(jī)低得多，因而使得高頻噪聲低，抗干擾能力強(qiáng)，更適合于工控領(lǐng)域及惡劣的環(huán)境。（3）MDT20XX系列單片機(jī)：工業(yè)級(jí)OTP單片機(jī)，Micon公司生產(chǎn)，與PIC單片機(jī)管腳完全一致，海爾集團(tuán)的電冰箱控制器，TCL通信產(chǎn)品，長(zhǎng)安奧拓鈴木小轎車功率分配器就采用這種單片機(jī)。（4）MicroChip單片機(jī)：MicroChip單片機(jī)的主要產(chǎn)品是PIC 16C系列和17C系列8位單片機(jī)，CPU采用RISC結(jié)構(gòu)，分別僅有33，35，

28、58條指令，采用Harvard雙總線結(jié)構(gòu)，運(yùn)行速度快，低工作電壓，低功耗，較大的輸入輸出直接驅(qū)動(dòng)能力，價(jià)格低，一次性編程，小體積。 適用于用量大，檔次低，價(jià)格敏感的產(chǎn)品。在辦公自動(dòng)化設(shè)備，消費(fèi)電子產(chǎn)品，電訊通信，智能儀器儀表，汽車電子，金融電子，工業(yè)控制不同領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用，PIC系列單片機(jī)在世界單片機(jī)市場(chǎng)份額排名中逐年提高，發(fā)展非常迅速。（5）Scenix單片機(jī)：Scenix公司推出的8位RISC結(jié)構(gòu)SX系列單片機(jī)與Intel 的Pentium II等一起被<<Electronic Industry Yearbook 1998>>評(píng)選為1998年世界十大處理器。在技

29、術(shù)上有其獨(dú)到之處：SX系列雙時(shí)鐘設(shè)置，指令運(yùn)行速度可達(dá)50/75/100MIPS(每秒執(zhí)行百萬條指令，XXX M Instruction Per Second) ；具有虛擬外設(shè)功能，柔性化I/O端口，所有的I/O端口都可單獨(dú)編程設(shè)定，公司提供各種I/O的庫函數(shù)，用于實(shí)現(xiàn)各種I/O模塊的功能，如多路UART，多路A/D，PWM，SPI，DTMF，F(xiàn)S，LCD驅(qū)動(dòng)等等。采用EEPROM/FLASH程序存儲(chǔ)器，可以實(shí)現(xiàn)在線系統(tǒng)編程。通過計(jì)算機(jī)RS232C接口，采用專用串行電纜即可對(duì)目標(biāo)系統(tǒng)進(jìn)行在線實(shí)時(shí)仿真。 （6）EPSON單片機(jī)：EPSON單片機(jī)以低電壓，低功耗和內(nèi)置LCD驅(qū)動(dòng)器特點(diǎn)著名于世，尤其

30、是LCD驅(qū)動(dòng)部分做得很好。廣泛用于工業(yè)控制，醫(yī)療設(shè)備，家用電器，儀器儀表，通信設(shè)備和手持式消費(fèi)類產(chǎn)品等領(lǐng)域。目前EPSON已推出四位單片機(jī)SMC62系列，SMC63系列，SMC60系列和八位單片機(jī)SMC88系列。（7）東芝單片機(jī)：東芝單片機(jī)門類齊全，4位機(jī)在家電領(lǐng)域有很大市場(chǎng)，8位機(jī)主要有870系列，90系列，該類單片機(jī)允許使用慢模式，采用32K時(shí)鐘時(shí)功耗降至10UA數(shù)量級(jí)。東芝的32位單片機(jī)采用MIPS 3000A RISC的CPU結(jié)構(gòu)，面向VCD，數(shù)字相機(jī)，圖像處理等市場(chǎng)。 （8）8051單片機(jī)：8051單片機(jī)最早由Intel公司推出，其后，多家公司購買了8051的內(nèi)核，使得以8051為內(nèi)

31、核的MCU系列單片機(jī)在世界上產(chǎn)量最大，應(yīng)用也最廣泛，有人推測(cè)8051可能最終形成事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn)MCU芯片。LG公司生產(chǎn)的GMS90系列單片機(jī)，與Intel MCS-51系列，Atmel 89C51/52，89C2051等單片機(jī)兼容，CMOS技術(shù)，高達(dá)40MHZ的時(shí)鐘頻率，應(yīng)用于: 多功能電話，智能傳感器，電度表，工業(yè)控制，防盜報(bào)警裝置，各種計(jì)費(fèi)器，各種IC卡裝置，DVD，VCD，CD-ROM。 （9）華邦單片機(jī)：華邦公司的W77，W78系列8位單片機(jī)的腳位和指令集與8051兼容， 但每個(gè)指令周期只需要4個(gè)時(shí)鐘周期，速度提高了三倍，工作頻率最高可達(dá) 40MHz。同時(shí)增加了WatchDog Time

32、r，6組外部中斷源，2組UART，2組Data pointer及Wait state control pin。 W741系列的4位單片機(jī)帶液晶驅(qū)動(dòng)，在線燒錄，保密性高，低操作電壓(1.2V1.8V)。3.2.2 AT89C52 單片機(jī)簡(jiǎn)介AT89C52是52系列單片機(jī)的一個(gè)型號(hào)，它是由ATMEL公司生產(chǎn)的一個(gè)低電壓、高性能的8位單片機(jī)，片內(nèi)器件采用ATMEL公司的非易失性、高密度存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，與標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令系統(tǒng)兼容，同時(shí)片內(nèi)置有通用8位中央處理器和8k 字節(jié)的可反復(fù)擦寫的只讀程序存儲(chǔ)器ROM以及256 字節(jié)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM，在許多許多較復(fù)雜的控制系統(tǒng)中AT89C2單片機(jī)得到了廣泛的

33、應(yīng)用。AT89C2有40個(gè)引腳，各引腳介紹如下：VCC：+5V電源線；GND：接地線。P0口：P0.7P0.0，這組引腳共8條，其中P0.7為最高位，P0.0為最低位。這8條引腳共有兩種不同的功能，分別使用于兩種不同的情況。第一種情況是單片機(jī)不帶片外存儲(chǔ)器，P0口可以作為通用I/O口使用，P0.7P0.0用于傳送CPU的輸入/輸出數(shù)據(jù)，此時(shí)它需外接一上拉電阻才能正常工作。第二種情況是單片機(jī)帶片外存儲(chǔ)器，其各引腳在CPU訪問片外存儲(chǔ)器時(shí)先是用于傳送片外存儲(chǔ)器的低8位地址，然后傳送CPU對(duì)片外存儲(chǔ)器的讀寫數(shù)據(jù)。P1口：P1口是一個(gè)內(nèi)部含上拉電阻的8位雙向I/O口。它也可作為通用的I/O口使用，與P

34、0口一樣用于傳送用戶的輸入輸出數(shù)據(jù)，所不同的是它片內(nèi)含上拉電阻而P0口沒有，故P0口在做該用途時(shí)需外接上拉電阻而P1口則無需。在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)，P1口用于輸入片內(nèi)EPROM的低8位地址。 P2口：P2口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的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)器的讀寫數(shù)據(jù)。在一些型號(hào)的單片機(jī)中，P2口還可以配合P1口傳送片內(nèi)EPROM的12位地址中的高4位地址。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口寫入1后，它們被內(nèi)部上拉為高電

35、平。它也可作為通用的I/O口使用，傳送用戶的輸入輸出數(shù)據(jù)，P3口也作為一些特殊功能端口使用，如圖3-4所示：圖3-4 AT89C52單片機(jī)P3.0：RXD（串行數(shù)據(jù)接收口）P3.1：TXD（串行數(shù)據(jù)發(fā)送口）P3.2：（外部中斷0輸入）P3.3：（外部中斷1輸入）P3.4：T0（記數(shù)器0計(jì)數(shù)輸入）P3.5：T1（記時(shí)器1外部輸入）P3.6：（外部RAM寫選通信號(hào)）P3.7：（外部RAM讀選通信號(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)器周期的高電平狀態(tài)。ALE/：地址鎖存允許/編程線，當(dāng)訪問片外存儲(chǔ)器時(shí)，在P0.7P0.0引腳線上輸出片外存儲(chǔ)器低8位地址的同時(shí)還在ALE/線上

36、輸出一個(gè)高電位脈沖，其下降沿用于把這個(gè)片外存儲(chǔ)器低8位地址鎖存到外部專用地址鎖存器，以便空出P0.7 P0.0引腳線去傳送隨后而來的片外存儲(chǔ)器讀寫數(shù)據(jù)。在不訪問片外存儲(chǔ)器時(shí)，單片機(jī)自動(dòng)在ALE/線上輸出頻率為1/6晶振頻率的脈沖序列。：外部程序存儲(chǔ)器ROM的選通信號(hào)。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。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的信號(hào)將不出現(xiàn)。/VPP：允許訪問片外存儲(chǔ)器/編程電源線，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。當(dāng)端保持高電平時(shí)，則允許使用片內(nèi)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）。XT

37、AL1和XTAL2：片內(nèi)振蕩電路輸入線，這兩個(gè)端子用來外接石英晶體和微調(diào)電容，即用來連接單片機(jī)片內(nèi)OSC的定時(shí)反饋回路。3.2.3 AT89C52的性能特點(diǎn)和芯片引腳圖AT89C52單片機(jī)，采用雙列直插封裝（DIP），有40個(gè)引腳。該單片機(jī)采用Atmel公司的高密度非易失性存儲(chǔ)技術(shù)制造，與美國Intel公司生產(chǎn)的MCS51系列單片機(jī)的指令和引腳設(shè)置兼容。其主要特征如下： （1）8位CPU（2）內(nèi)置4K字節(jié)可重復(fù)編程Flash，可重復(fù)擦寫1000次（3）完全定態(tài)操作：0Hz24Hz，可輸出時(shí)鐘信號(hào)（4）128B的片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（5）32根可編程I/O線（6）2個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器（7）中斷系統(tǒng)有

38、6個(gè)中斷源，可編為兩個(gè)優(yōu)先級(jí)（8）一個(gè)全雙工可編程串行通道（9）具有兩種節(jié)能模式：閑置模式和掉電模式值得注意的是，P0、P1、P2、P3口作為普通I/O口使用時(shí)都是準(zhǔn)雙向口結(jié)構(gòu)，其輸入操作和輸出操作本質(zhì)不同，輸入操作是讀引腳狀態(tài)，輸出是對(duì)鎖存器的寫入操作。當(dāng)內(nèi)部總線給口鎖存器置0或1時(shí)，鎖存器中的0、1狀態(tài)立即反映到引腳上。但在輸入操作時(shí)，如果鎖存器狀態(tài)為0引腳被鉗位0狀態(tài)，導(dǎo)致無法讀出引腳的高電平輸入。因此，準(zhǔn)雙向口作為輸入口時(shí)，應(yīng)先使鎖存器置1（稱之為置輸入方式）。然后，再讀引腳，例如：要將P1口的狀態(tài)讀入到累加器A中，應(yīng)執(zhí)行以下兩條指令： MOV P1，#0FFH ；P1口置入方式MOV

39、 A， P1 ；讀P1口引腳狀態(tài)到A另外，I/O口的端口自動(dòng)識(shí)別功能，保證了無論是P1口（低8位地址）P2口（高8位地址）的總線復(fù)用，還是P3口的功能復(fù)用，內(nèi)部資源自動(dòng)選擇而不需要用指令進(jìn)行狀態(tài)選擇。近年來，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，單片機(jī)的功能越來越強(qiáng)大。由于單片機(jī)的壽命長(zhǎng)、速度快、低功耗、低噪聲、可靠性高的特點(diǎn)及16位、32位單片機(jī)的出現(xiàn)，在工業(yè)領(lǐng)域仍具有很大的發(fā)展?jié)摿Α?AT89C52引腳圖如圖3-5所示。圖3-5 AT89C52引腳圖3.3 直流電機(jī)直流電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)原理圖如圖3-6所示。圖3-6 無刷直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)構(gòu)原理圖它主要有電動(dòng)機(jī)本體、位置傳感器和電子開關(guān)線路三部分組成。電動(dòng)機(jī)本體在

40、結(jié)構(gòu)上與永磁同步電動(dòng)機(jī)相似，但沒有籠型繞組和其它啟動(dòng)裝置。其定子繞組一般制成多相（三相、四相、五相不等），在實(shí)際應(yīng)用中多為三相，三相繞組又可分為星形連接和三角形連接。轉(zhuǎn)子由永久磁鋼按一定極對(duì)數(shù)（2P=2,4.）組成。圖中的電動(dòng)機(jī)本體為三相倆極。三相定子繞組分別與電子開關(guān)線路中相應(yīng)的功率開關(guān)器件連接，在圖 中A相、B相、C相繞組分別與功率開關(guān)V1、V2、V3相接。位置傳感器的跟蹤轉(zhuǎn)子與電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸相連接。當(dāng)定子繞組的某一相通電時(shí)，該電流與轉(zhuǎn)子永久磁場(chǎng)的磁極所產(chǎn)生的磁場(chǎng)相互作用而產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，再由位置傳感器將轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)位置變換成電信號(hào)，去控制電子開關(guān)線路，從而使定子各相繞組按一定次序?qū)ǎ?/p>

41、子相電流隨轉(zhuǎn)子位置的變化而按一定的次序換相。由于電子開關(guān)線路的導(dǎo)通次序是與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角同步的，因而起到了機(jī)械換向器的換向作用。因此，所謂直流電動(dòng)機(jī)，就其基本結(jié)構(gòu)而言，可以認(rèn)為是一臺(tái)由電子開關(guān)線路、永磁式同步電動(dòng)機(jī)以及位置傳感器三者組成的“電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)”。其原理框圖,如圖3-7所示。直流電源開關(guān)電路電動(dòng)機(jī)位置傳感器圖3-7 直流電動(dòng)機(jī)原理框圖電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的永久磁鋼與永久有刷直流電動(dòng)機(jī)中所使用的永久磁鋼的作用相似，均是在電動(dòng)機(jī)的氣隙中建立足夠的磁場(chǎng)，其不同之處在于無刷直流電動(dòng)機(jī)中永久磁鋼裝在轉(zhuǎn)子上，而直流有刷電動(dòng)機(jī)的磁鋼裝在定子上。無刷直流電動(dòng)機(jī)電子開關(guān)線路是用來控制電動(dòng)機(jī)定子上各相繞組通電的順序和時(shí)間，

42、主要有功率邏輯開關(guān)單元和位置傳感器信號(hào)處理單元兩個(gè)部分組成。功率邏輯開關(guān)單元是控制電路的核心，其功能是將電源的功率以及一定邏輯關(guān)系分配給無刷直流電動(dòng)機(jī)定子上各相繞組，以便使電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生持續(xù)不斷的轉(zhuǎn)矩。而相繞組導(dǎo)通的順序和時(shí)間主要取決于來自位置傳感器的信號(hào)。但位置傳感器產(chǎn)生的信號(hào)一般不能直接用來控制功率邏輯開關(guān)單元，往往要經(jīng)過一定邏輯處理后才能去控制邏輯開關(guān)單元。綜上所述，組成無刷直流電動(dòng)機(jī)各主要部件的框圖，如圖3-8所示。直流電動(dòng)機(jī)動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)本體電子開關(guān)電路位置傳感器主定子主轉(zhuǎn)子霍爾元件光電碼盤功率邏輯開關(guān)位置信號(hào)處理圖3-8 直流電動(dòng)機(jī)的組成框圖4 硬件設(shè)計(jì)4.1 開關(guān)復(fù)位電路在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)

43、中，除單片機(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。單片機(jī)上的XTAL1和XTAL2用來外接石英晶體和微調(diào)電容，即用來連接單片機(jī)片內(nèi)OSC的定時(shí)反饋回路。本設(shè)計(jì)中開關(guān)復(fù)位與晶振電路如圖4-1所示，當(dāng)按下按鍵開關(guān)S1時(shí)，系統(tǒng)復(fù)位一次。其中電容C1、C2為20pF，C3為10uF，電阻R2、R3為10k。圖4-1 系統(tǒng)復(fù)位電路4.2 數(shù)碼管顯示電路本設(shè)計(jì)制作中選用4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4-2所示。其中前2位數(shù)碼管DS1、DS2用于顯示溫度傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)采集到的溫度，可精確到0.1攝氏度，顯示范圍為09

44、9.9攝氏度；后2位數(shù)碼管DS3、DS4用于顯示系統(tǒng)設(shè)置的初值溫度，只能顯示整數(shù)的溫度值，顯示范圍為099攝氏度。4位數(shù)碼管的段選a、b、c、d、e、f、g、dp線分別與單片機(jī)的P0.0P0.7口連接，其中P0口需接一10K的上拉電阻，以使單片機(jī)的P0口能夠輸出高低電平。5位數(shù)碼管的位選W1W5分別與單片機(jī)的P2.0P2.4口相連接，只要P2.0P2.4中任一位中輸出低電平，則選中與該位相連的數(shù)碼管。圖4-2 數(shù)碼管顯示電路4.3 溫度采集電路DS18B20數(shù)字溫度傳感器通過其內(nèi)部計(jì)數(shù)時(shí)鐘周期來的作用，實(shí)現(xiàn)了特有的溫度測(cè)量功能。低溫系數(shù)振蕩器輸出的時(shí)鐘信號(hào)通過由高溫度系數(shù)振蕩器產(chǎn)生的門周期而被

45、計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)器預(yù)先置有與-55相對(duì)應(yīng)的一個(gè)基權(quán)值。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增加1，然后這個(gè)過程不斷重復(fù)，直到高溫度系數(shù)振蕩周期結(jié)束為止。此時(shí)溫度寄存器中的值即為被測(cè)溫度值，這個(gè)值以16位二進(jìn)制形式存放在存儲(chǔ)器中，通過主機(jī)發(fā)送存儲(chǔ)器讀命令可讀出此溫度值，讀取時(shí)低位在前，高位在后，依次進(jìn)行。由于溫度振蕩器的拋物線特性的影響，其內(nèi)用斜率累加器進(jìn)行補(bǔ)償與單片機(jī)1位I/O線相連，且單片機(jī)的1位I/O線可掛接多個(gè)DS18B20，就可實(shí)現(xiàn)單點(diǎn)或多點(diǎn)溫度檢測(cè)在本設(shè)計(jì)中將DS18B20接在P1.7口實(shí)現(xiàn)溫度的采集。其與單片機(jī)

46、的連接如圖4-3所示。圖4-3 溫度采集電路4.4 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，通過一個(gè)達(dá)林頓反向驅(qū)動(dòng)器ULN2803驅(qū)動(dòng)12V直流無刷風(fēng)扇電機(jī)以及實(shí)現(xiàn)風(fēng)扇電機(jī)速度的調(diào)節(jié)。鍵盤控制設(shè)置溫度，通過軟件向單片機(jī)輸入相應(yīng)控制指令，由單片機(jī)通過P1.7口輸出與轉(zhuǎn)速相應(yīng)的PWM脈沖，經(jīng)過ULN2803驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇直流電機(jī)控制電路，實(shí)現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)速與啟停的自動(dòng)控制。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)。電路如圖4-4所示，風(fēng)扇電機(jī)的

47、一端接12V電源，另一端接ULN2803的OUT7引腳，ULN2803的IN7引腳與單片機(jī)的P3.1引腳相連，通過控制單片機(jī)的P3.1引腳輸出PWM信號(hào)，由此控制風(fēng)扇直流電機(jī)的速度與啟停。圖4-4 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12V直流無刷電機(jī)，單達(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615V時(shí)，輸出的最大電壓為50V，最大電流為500mA，工作溫度范圍為070。本系統(tǒng)中單片機(jī)I/O口輸出的TTL信號(hào)為5V，因此此風(fēng)扇電機(jī)可以用ULN2803來驅(qū)動(dòng)。5 軟件設(shè)計(jì)主程序流程圖如5-1所示：startSystem init是否超過系統(tǒng)設(shè)定溫度風(fēng)扇運(yùn)行是否加

48、減鍵同時(shí)按下進(jìn)入系統(tǒng)設(shè)定加減鍵是否同時(shí)按下退出設(shè)定N加速減速是N是NY圖5-1 主程序流程圖通過單片機(jī)模塊檢測(cè)溫度采集模塊采集到的溫度并作出相應(yīng)處理，當(dāng)溫度高于25時(shí)，風(fēng)扇電路導(dǎo)通，風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)并隨溫度改變轉(zhuǎn)速。當(dāng)溫度低于25時(shí)，風(fēng)扇電路不通電，風(fēng)扇不轉(zhuǎn)。實(shí)現(xiàn)風(fēng)扇自動(dòng)停止并隨溫度變化自動(dòng)調(diào)速，同時(shí)顯示當(dāng)前溫度。程序?qū)崿F(xiàn)的功能是上電復(fù)位時(shí)檢測(cè)溫度傳感器DS18B20是否存在或它工作是否正常,當(dāng)不存在或工作不正常時(shí)從蜂鳴器發(fā)出報(bào)警聲,提示用戶檢查DS18B20,安裝或者更換。這部分功能由DS18B20復(fù)位與檢測(cè)子程序RESET完成。當(dāng)檢測(cè)到傳感器工作正常后，發(fā)出溫度轉(zhuǎn)換命令及讀取溫度值命令，將從DS1

49、8B20讀取的二進(jìn)制溫度值轉(zhuǎn)換為七段碼在LED上顯示出來。顯示功能由溫度顯示子程序DISP1子程序?qū)崿F(xiàn)。功能介紹：?jiǎn)纹瑱C(jī)復(fù)位后，進(jìn)行初始化工作，然后進(jìn)入按鍵功能模塊，最后完成工作。初始化中，將DS18B20，內(nèi)部RAM，包括按鍵，默認(rèn)為控制狀態(tài)，溫度設(shè)定為25。加減按鍵同時(shí)按下進(jìn)入溫度設(shè)定狀態(tài)，然后按加或減按鍵進(jìn)行溫度設(shè)定，然后再次同時(shí)按加減鍵退出。6 系統(tǒng)調(diào)試6.1 系統(tǒng)存在的不足及展望 本系統(tǒng)由于時(shí)間的限制和成本的問題，所以做的比較簡(jiǎn)單。在本次系統(tǒng)中，只有降溫電路而沒有升溫電路，就是說當(dāng)傳感器檢測(cè)到溫度太低時(shí)卻不能對(duì)其進(jìn)行升溫，而且對(duì)本次設(shè)計(jì)沒有對(duì)電機(jī)設(shè)計(jì)調(diào)速系統(tǒng)，從而電機(jī)只能以一種速度進(jìn)

50、行調(diào)節(jié)，不能自己選擇調(diào)節(jié)升降溫的速率。對(duì)于本系統(tǒng)，雖然在某些方面存在著不足，但是對(duì)于一般精度要求的不高的溫度檢測(cè)中的應(yīng)用能夠滿足用戶的需求，并且它的造價(jià)成本低，容易上手，簡(jiǎn)單實(shí)用等特點(diǎn)。根據(jù)不同用戶的需求，不同情況的需要，對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步的擴(kuò)展和改進(jìn)。例如，對(duì)其裝一個(gè)升溫電路或者報(bào)警電路，并設(shè)計(jì)一個(gè)調(diào)速電路，這樣用戶可以根據(jù)自己需要進(jìn)行調(diào)節(jié)溫度，而且有報(bào)警電路可以更加放心的監(jiān)控溫度高低。已成型的溫度控制器廣泛應(yīng)用于城市、農(nóng)村、學(xué)校、工礦企事業(yè)單位及工業(yè)控制，是實(shí)現(xiàn)無人值守的理想產(chǎn)品，市場(chǎng)極為廣闊，需求量大。并且使用壽命長(zhǎng)，適用水質(zhì)范圍廣，安裝極其容易。6.2 調(diào)試過程中遇到的故障及解決方法在軟硬

51、件聯(lián)合調(diào)試過程中，主要遇到了以下幾個(gè)問題：（1）不管怎么樣調(diào)節(jié)電位器，LCD都是暗的。（2）由于驅(qū)動(dòng)電流不夠，電機(jī)不會(huì)轉(zhuǎn)。（3）系統(tǒng)的仿真完全通過，但在把程序?qū)懭階T89C52后，系統(tǒng)卻不能正常運(yùn)行。解決方法依次如下：（1）更換了一個(gè)電位器，調(diào)節(jié)后液晶亮度明顯正常。（2）外接一個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路。（3）把AT89C52上的29腳和31腳接上高電平，就能使單片機(jī)只訪問內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。結(jié)束語 時(shí)光飛逝，學(xué)校生活也即將告別，大學(xué)這幾年學(xué)習(xí)積累知識(shí)點(diǎn)。經(jīng)過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)總結(jié)歸以下幾點(diǎn)：（1）大學(xué)期間主要是學(xué)習(xí)基礎(chǔ)理論知識(shí)，并未真正地去應(yīng)用和實(shí)踐。但是經(jīng)過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我接觸到了更多平時(shí)沒有接觸到的儀器設(shè)備、

52、元器件以及相關(guān)的使用調(diào)試經(jīng)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)了自己很多不足之處。我還體會(huì)到了所學(xué)理論知識(shí)的重要性：知識(shí)掌握得越多，設(shè)計(jì)得就更全面、更順利、更好。（2）畢業(yè)設(shè)計(jì)能夠從理論設(shè)計(jì)和工程實(shí)踐相結(jié)合、鞏固基礎(chǔ)知識(shí)與培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)相結(jié)合、個(gè)人作用和集體協(xié)作相結(jié)合等方面全面的培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)。這些對(duì)我在將來的工作和學(xué)習(xí)當(dāng)中都會(huì)有很大的幫助。（3）學(xué)會(huì)了怎樣查閱資料和利用工具書。一個(gè)人不可能什么都學(xué)過，什么都懂，因此，當(dāng)在設(shè)計(jì)過程中需要用一些不曾學(xué)過的東西時(shí)，就要去有針對(duì)性地查找資料，然后加以吸收利用，以提高自己的應(yīng)用能力，而且還能增長(zhǎng)自己見識(shí)，補(bǔ)充最新的專業(yè)知識(shí)。（4）實(shí)踐能力得到了進(jìn)一步提高，在調(diào)試過程中積累了一些

53、經(jīng)驗(yàn)。（5）畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)以前學(xué)過的理論知識(shí)起到了回顧作用，并對(duì)其加以進(jìn)一步的消化和鞏固。（6）畢業(yè)設(shè)計(jì)培養(yǎng)了嚴(yán)肅認(rèn)真和實(shí)事求是的學(xué)習(xí)態(tài)度。同學(xué)之間的友誼互助也充分的在畢業(yè)設(shè)計(jì)當(dāng)中體現(xiàn)出來了。致謝論文即將完成，我要向我所有曾經(jīng)幫助過我的良師益友表以深深的謝意。首先要感謝我的論文指導(dǎo)老師。非常感謝彭沛夫老師、彭沛夫老師在我大學(xué)的最后學(xué)習(xí)階段畢業(yè)設(shè)計(jì)階段給自己的指導(dǎo)從最初的定題到資料收集到寫作、修改到論文定稿她們給了我耐心的指導(dǎo)和無私的幫助。為了指導(dǎo)我們的畢業(yè)論文她們放棄了自己的休息時(shí)間她們的這種無私奉獻(xiàn)的敬業(yè)精神令人欽佩在此我向她們表示我誠摯的謝意。同時(shí)感謝所有任課老師和所有同學(xué)在這四年來給自己的指

54、導(dǎo)和幫助是他們教會(huì)了我專業(yè)知識(shí)教會(huì)了我如何學(xué)習(xí)教會(huì)了我如何做人。正是由于他們我才能在各方面取得顯著的進(jìn)步在此向他們表示我由衷的謝意并祝所有的老師培養(yǎng)出越來越多的優(yōu)秀人才桃李滿天下最后深深的感謝呵護(hù)我成長(zhǎng)的父母。每當(dāng)我遇到困難的時(shí)候父母總是第一個(gè)給我鼓勵(lì)的人?；仡?0多年來走過的路每一個(gè)腳印都浸滿著他們無私的關(guān)愛和諄諄教誨10年的在外求學(xué)之路寄托著父母對(duì)我的殷切期望。他們?cè)诰裆虾臀镔|(zhì)上的無私支持堅(jiān)定了我追求人生理想的信念。父母的愛是天下最無私的最寬厚的愛。大恩無以言報(bào)惟有以永無止境的奮斗期待將來輝煌的事業(yè)讓父母為之驕傲。我亦相信自己能達(dá)到目標(biāo)。 “長(zhǎng)風(fēng)破浪會(huì)有時(shí)直掛云帆濟(jì)滄?！边@是我最喜歡的詩

55、句。以此作為結(jié)尾與所有要感謝的人共勉相信自己追逐最初的夢(mèng)想永不放棄參考文獻(xiàn)1韓志軍.單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用實(shí)例，機(jī)械工業(yè)出版社，2010,22馮先成.單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)，北京航空大學(xué)出版社，20093李群芳.單片微型計(jì)算機(jī)接口技術(shù)及應(yīng)用，電子工業(yè)出版社，2005,14李鋼,趙彥峰.1-Wire總線數(shù)字溫度傳感器DSI8B20原理及應(yīng)用J.現(xiàn)代電子技術(shù)，2005,25樓俊軍.基于Proteus和Keil的單片機(jī)演奏樂曲的實(shí)現(xiàn)J ,科技信息，20106吳金戍,沈慶陽,郭庭吉.8051單片機(jī)實(shí)踐與應(yīng)用,清華大學(xué)出版社,20027王會(huì)明,侯加林. 智能電風(fēng)扇控制器的研制J, 電子與自動(dòng)化，1998,58張毅剛.MCS-51單片機(jī)原理及應(yīng)用M,哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2004，069蔡朝洋.單片機(jī)控制實(shí)習(xí)與專題制作M,北京航空航天大學(xué)出版社，2006，1110肖蘭.電