畢業論文-基于stc89c52單片機數字電風扇模擬控制系統設計(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 其管腳被內部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時， P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內部上拉的緣故。 P2口當用于外部程序存儲器或 16位地址外部數據存儲器進行存取時， P2 口輸出地址的高八位。在給出地址 “1” 時，它利用內部上拉優勢，當對外部八位地址數據存儲器進行讀寫時， P2口輸出其特殊功能 寄存器 的內容。 P2 口在 FLASH編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。 P3口： P3 口管腳是 8個帶內部上拉電阻的雙向 I/O口，可接收輸出 4個 TTL門電流。當 P3 口寫入“1” 后，它們被內部上拉為高電平，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口作為 AT89C52的一些特殊功能口，管腳備選功能 如下： 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（記時器 0外部輸入） ， T1（記時器 1外部輸入） ， /WR（外部數據存儲器寫選通） ， /RD（外部數據存儲器讀選通） 。 11 RST：復位輸入。當 振蕩器 復位器件時，要保持 RST腳兩個機器周期的高電平時間。 ALE/PROG：當訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節。在 FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時， ALE端以不變的頻率周期輸出正 脈沖信號 ，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。然而要注意的是：每當用作外部數據存儲器時，將跳過一個 ALE脈沖。如想禁止 ALE 的輸出可在 SFR8EH地址上置 0。此時， ALE只有在執行 MOVX， MOVC指令是 ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執行狀態 ALE禁止，置位無效。 /PSEN：外部程序存儲器的選通 信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次 /PSEN有效。但在訪問外部數據存儲器時，這兩次有效的 /PSEN 信號將不出現。 /EA / VPP：當 /EA保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（ 0000HFFFFH），不管是否有內部程序存儲器。注意加密方式 1時， /EA將內部鎖定為 RESET；當 /EA端保持高電平時，此間內部程 序存儲器。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入及內部時鐘工作電路的輸入。 XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。 STC系列單片機的下載編程電路非常簡單，只要通過單片機的串口的發送和接收引腳，再經過電平轉換與電腦連接，通過專用軟件下載程序，就可以實現程序的可在線編程，程序下載速度快。由于單片機的電平是 TTL電平，而計算機的電平是屬于 CMOS電平，所以單片機若要與 PC 機進行通信，則必須進行電平轉換，而通常采用的電平轉換芯片是 MAX232，它能實現單片機邏輯電平與電腦的電平之間的相互轉換，從而實現之間的相互通信，其芯片引腳圖如 圖 213所示。 圖 213 MAX 芯片引腳圖 串口下載電路如下圖 214。 圖 214 串口下載電路圖 12 LCD1602 顯示模塊 LCD1602是兩行十六位的顯示器，主要是通過 RS、 R/W、 E與單片機相接， DB0DB7數據傳送接口與單片機的 I/O 口相接，由單片機程序編程來控制顯示內容，該 LCD帶背光源，所以 BLA需接電源、 BLK接地，來使顯示比較清晰， LCD1602與單片機的接法如圖 215 所示 [6]。 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAS c a l e S he e tS i z e F C S M N o. D W G N o . R e v0 o f 0CBLK16BLA15DB714DB613DB512DB411DB310DB29DB18DB07E6R/W5RS4VEE3VDD2Vcc1J8L C D 16 0 212345678 J9l c d da t aV C Cl c d 控制線 l c d 數據線LC D16 0 2L CD 顯示部分P1.0P1.1P1.2R61 00+5 圖 215 LCD顯示電路 鍵盤模塊 本設計采用獨立式按鍵。獨立式按鍵是一組相互獨立的按鍵，它們分別直接 與 I/O 口電路連接，每個按鍵占用一根輸入口線。獨立式鍵盤配置比較靈活，軟件結構簡單，擔當案件較多時，輸入口線浪費較大。由于只需要五個按鍵，為了方便軟件編程，故采用獨立式按鍵。五個按鍵的功能分別為 按鍵 1：強風 按鍵 2：自然風 按鍵 3：睡眠風 按鍵 4： 定時時間選擇 按鍵 5：定時開始 直流穩壓電源 在本設計中， 需一路 +12V和四路 +5V電源為系統供電。 電源是 由實驗室直流穩壓電源 經 一片穩壓芯片 LM7812和 4片穩壓芯片 LM7805獲得。 +12V電源為 L298N供 電 ， 四路 +5V 電源分別 為 單片機， 數字 溫度 、 光電耦合器 供電。 13 3．軟件程序設計 軟件設計流程圖 開始 初始化 顯示當前溫度 Y N N Y N Y Y N N Y 強風鍵按下嗎？ 置占空比 3:4 自然 風鍵按下嗎？ 置占空比 1:4 睡眠風鍵按下嗎？ 置占空比 1:6 定時鍵按下嗎？ 當前溫度低于臨界溫度 關風扇 當前溫度高于臨界溫度 開風扇 開定時器 0 中斷 定時鍵計數器加 1 定時時間加 10S 定時計數器=7？ 定時計數器清 0 定時時間清 0 清標志位 14 占空比 強風鍵、自然風鍵、睡眠風鍵所對應的占空比如圖 31所示 圖 31 強風鍵、自然風鍵、睡眠風鍵所對應的占空比 在此次設計中， 由 STC89C52 利用定時器 1 產生占空比可變的 PWM 波。 程序如下： void t0_int() interrupt 3 { TH1=0xe0。 TL1=0xc0。 if(N11)N=0。 else N++。 if(N==M) PWM=0。 else if(N==0) PWM=1。 } 單片機晶振為 ，周期是 ，根據程序可知，定時器每（ 6553657536） * 產生一次中斷， PWM 波的 頻率為 1/【 12*（ 6553657536） *】 *106hz ,即 。 PWM 波的頻率不能太高，否則會與 DS18B20 溫度傳感器讀取溫度產生沖突，導致溫度顯示不穩定。 當強風鍵按下時， M=9，即產生了 9*（ 6553657536） * 的高電平， 3*（ 6553657536） *的低電平，因此占空比為 3:4。 . 當自然風鍵按下時， M=3，即產生了 3*（ 6553657536） * 的高電平， 9*（ 6553657536） *的低電平，因此占空比為 1:4。 . 當睡眠風鍵按下時， M=2，即產生了 2*（ 6553657536） * 的高電平， 10*（ 6553657536）* 的低電平，因此占空比為 1:6。 占空比 3:4 占空比 1:4 占空比 1:6 15 4. 硬件電路的 焊接與 調試 考慮到本系統所用元器件較少，大部分功能都是通過軟件編程來實現，因此本次設計選用是單面的PCB板。板子做好后對照原理圖和 PCB檢查，再用萬用表檢查是否有虛焊或斷路，保證所制作出來的線路與原設計線路的一致性。 焊接注意的事項： 注意事項 （ 1） 焊接時間不宜過久，但要完全熔著，以免造成冷焊 （ 2）注意不要有虛焊 （ 3）線路上不相連的器件在焊接時不能因為器件相隔距離小，而造成焊點相連 （ 4）焊點的表 面要平滑、有光澤 焊接順序 主要應該注意先焊接小的器件，最后焊接大的；在焊接好后應先拿開焊絲再拿開電烙鐵 硬件電路的調試 （ 1）調試硬件電路時。用萬用表測試所有芯片的電源和地是否確實接電源和接地了，測試各個芯片是否處于正常的工作電壓，并測試電路是否有短路、斷路、虛焊，有無接錯線，同時要特別注意過孔是否連接正確。 （ 2）硬件電路通電時，注意用手背觸摸下芯片是否發燙，防止芯片被燒壞掉。 （ 3）調試硬件電路，燒寫程序看各項功能是否正常實現，分析未實現原因。 （ 4）調試風扇電路。置 PWM 輸出為 1，風扇是否 能正常轉動 （ 5）在調試硬件電路時，注意各部分電路之間的時序配合關系。 （ 6）在調式過程中，應分功能模塊調試好了以后再整合成整體調試。 （ 7）在調試整機電路時，在排除故障中，檢測不出故障，可就對各個芯片進行獨立檢測。 數字模擬風扇控制系統，軟硬件在實驗室能正常工作，且各項均達到設計任務的要求。 5. 軟件的調試 及問題分析 首先，先把各部分功能單獨完成，包括風扇三檔風速的實現、 LCD的顯示功能、倒計時功能、溫度采集功能、溫度控制功能。 再把全部功能結合起來。 在這個過程中遇到了許多的問題。