基于at89c51单片机的电风扇自动调温系统设计(编辑修改稿)

基于at89c51单片机的电风扇自动调温系统设计(编辑修改稿)内容摘要：

的译码输入端最高为C端（ 9 脚）接地。 参考电路如图 所示。 图中 555 定 时 器 组 成 多 谐 振 荡 器 产 生 脉 冲 ， 其 输 出 频 率f (R1 +RP +2Rc )C，调节电位器 RP 可改变巡回显示的时间长短。 为了使温度值显示稳定，输出脉冲周期应不小于 4s。 CC4013 组成一个二位二进制计数器，一方面计数器的输出作为 8选 1数据选择器的 地址线 输入，另一方面经译码、显示给出显示的是第几路。 当按下开关 S 时，计数器脉冲被封锁，计数器状态不变，可实现定点显示。 如图 所示： 14 abcdefg74 LS 47D CPSdRd00D CPSdRd00CC 4103CC 4103F 1 F 2第一路温度电压信号第四路温度电压信号X 1X 2X 3X 4A 0A 2 A 1XCO MCC 4051至 I CL 7107Q 0 Q 112345678V CC+ 5 VNE 555SR10 k+47 uF0 . 1 uFR 1 47 kR 2 39 kABCD 图 、 A/D转换器与数字显示电路原理 采用 ICL7107A/D 转换器。 ICL7107A/D 转换器的性能与管脚参见前面 A/D 转换器实验内容。 图 所示电路可作为温度显示电路。 ICL7107 显示的满量程与基准电压的关系位 VM=2 VREF。 若将 VREF 选择为 100mv，则可组成满量程为 200mv 的电压测量电路。 只要把小数点定在十位即可直接读出测量结果。 由于 ICL7107 没有专门的小数点驱动电路，使用时将其阳极数码管的公共阳极接 +5V，小数 点接 GND 时点亮，接 5V或悬空时熄灭。 如图 所示 图 A/D转换与显示电路 120ICL7107LED 显示器VCCOSC 1OSC 2OSC 3TE STV REF +V REF +V REF V REF COMIN +IN C AZBUTV SSIN TC 1C 2C 3C 4C 50 . 22 uF0 . 47 uF0 . 1 uF0 . 1 uF100 pFR 1R 2 R 3R 4R 5 47 k1 M24 k1 k120 kR 6R 71 M9 M量程扩展电阻分压网络来自于 CC 4051 输出端的信号21 5 V+ 5 V+15 在图 中 R1 、 C1 为振荡电阻和振荡电容。 R2 和 R3 构成基准电压分压器，调整 R2 可改变基准电压，使 VREF ＝ 100mv， R2 采用精密电位器。 R4 、 C3 为模拟信号输入端高频滤波电路。 C2 、 C4 分别为基准电容和自动调零电容。 R5 、 C5 为积分电阻和积分电容。 为了提高测量温度的精度，电路输入为满量程 2V 的电压信号，因此，输入另加一分压网络扩大量程。 、 直 流稳压器电路原理 此电路采用的三端稳压集成电路 LM317。 LM317 的输出电流是 ，输出电压可在 之间连续可调。 输出电压由控制脚决定，最高输出电压由电源电压决定。 它的 1脚是控制端。 2脚是输出端。 3 脚是电源端。 引脚非常少易于控制，并且输出电压稳定带负载能力强。 它配合前级的推动电路从而实现电压的数控调节。 LM317 在工作时流过的电流是非常大的，所以一定要加足够大的散热片。 以便较快的散去工作时的热量避免因高温而损坏 LM317 稳压集成电路。 此设计的LM317 是不能用一般的三端稳压器代替的。 因 为一般的三端稳压器是不带控制脚他只有接地脚。 三端稳压器如图 所示： 图 三端稳压元件图 16 自动调温电风扇控制系统设计 、电源转换部分 转换电路如图 所示 ： 图 、 AT89C51 部分 复位 在振荡器工作时将 RST脚保持至少两个机器周期高电平 12 时钟模式为24 个振荡器周期 6，时钟模式为 12 振荡器周期可实现复位为了保证上电复位的可靠， RST 保持高电平的时间至少为振荡器启动时间（通常为几个毫秒）再加上两个机器周期。 复位后，振荡器以 12 时钟模式运行当已通过并行编程器设置为6 时钟模式时除外。 振荡器特性 XTAL1 和 XTAL2 为输入和输出，可分别作为一个反相放大器的输入和输出。 此管脚可配置为使用内部振荡器。 要使用外部时钟源驱动器件时， XTAL2 可以不连接而由 XTAL1 驱动。 外部时钟信号无占空比的要求，因为时钟通过触发器二分频输入到内部时钟电路。 定时器 0 和 1 的操作 定时和计数功能由特殊功能寄存器 TMOD 的控制位进行选择。 这两个定时 /17 计数器有 4 种操作模式，通过 TMOD 的 M1 和 M0 选择。 两个定时 /计数器的模式 0、 1 和 2 都相同模式 3 不同。 中断 本器件提供 6 个中断源。 外部中断 INT0 和 INT1 可根据寄存器 TCON 中的 IT0 和 IT1 位状态分别设置为电平或者边沿触发。 实际产生的中断标志是 TCON 中的位 IE0 和 IE1。 当产生外部中断时，如果是边沿触发，进入中断服务程序后由硬件清除中断标志位。 如果中断是电平触发，由外部请求源而不是由片内硬件控制请求标志。 定时器 0 和定时器 1 中断由 TF0 和 TF1 （分别由各自的定时 /计数寄存器控制，定时器 0 工作在模式 3时除外）产生。 当产生定时器中断时，进入中断服务程序后 由片内硬件清除标志位 内部结构如图 所示： 图 18 、按键部分 按键电路采用的是单片机 89C51 的 15， 16， 17脚作为按键的输入端子。 它们分别是 SW1开关按键、 SW2 递减按键、 SW3 递增按键。 当按下开关按键时会给单片机一低电平，从而单片机检测到这个脚电平的变化，会做出下一步的处理，经内部分析运算后输出相应的控制数据。 开关按键的是单片机内部的 T1 记数功能，当此脚电平变化一次，内部就会记一次数。 递减按键用的是单片机的 口。 当此按键按下一次就会使 P1 口所有的输出端口就会变化。 递增按键用的是 口，工作过程同递减按键 口。 按键电路如图 所示 : 图 、单片机复位部分 复位控制如图 所示： 图 19 上电后 5V 电压通过 C向 R电阻充电，这时在 89C51 的复位端就会形成一个负的电压脉冲。 这时单片机就认为给它一低的电平信号告诉它要复位了。 当振荡器复位器件时，要保持 RST 脚两个机器周期的高电平时间。 ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。 在 FLASH 编程期间， 此引脚用于输入编程脉冲。 在平时， ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的 1/6。 因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。 然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个 ALE 脉冲。 如想禁止 ALE 的输出可在 SFR8EH 地址上置 0。 此时， ALE 只有在执行 MOVX， MOVC指令是 ALE 才起作用。 另外，该引脚被略微拉高。 如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。 本电路采用的是上电自动复位，不需要手动按动按钮去人工复位。 在复位有效期间， ACE、 PSEN 也输出高电平， REST 输入端返 回低电平以后单片机从 0地址开始执行程序。 、继电器控制电路部分 继电器有线圈 ,常开触点 ,常闭触点。 常开触点在线圈不通电的情况下是断开的 ,当线圈中有电流经过时 ,常开触点闭合。 常闭触点在线圈不通电的情况下是闭合的 ,当线圈中有电流经过时断开。 本设计用到的是继电器的常开触点 ,即在继电器线圈没有电流经过时是断开的状态 ,当继电器线圈中有电流经过时闭合导通。 从而实现弱电控制强电 ,单片机是弱电器件 ,一般情况下它的工作电压为 5 V ,电风扇工作所需电压为 220 V , 属于强电 ,强电不能和弱电有任何电器接触 ,防止强电进入到单片机内 ,继电器起到隔离作用。 由于单片机是一个弱电器件 ,它的工作电压是 5 V ,驱动电流在 mA 级以下 ,而现在要把它用于一些大功率场合 ,控制电风扇 ,显然是不行的。 所以 ,就要有一个环节来衔接 ,这个环节就是所谓的“功率驱动” ,继电器驱动就是一个典型的、简单的功率驱动环节。 继电器驱动就是单片机与其他大功率负载接口 ,起到控制作用 ,三极管起到放大作用。 这里继电器由相应的三极管来驱动 ,当温度高于 20 ℃时 ,给单片机一个命令 , set b P2. 7 ,单片机 P2. 7 引脚输出高电平 ,三极管导通 ,继电器线圈得电有 电流经过 ,常开触点闭合 ,电风扇电路接通 ,电风扇开始转动。 温度低于 20 ℃时 ,执行 CLR P2. 7 ,单片机 P2. 7 引脚输出低电平 ,三极管截至 ,继电器线圈中没有电流经过 ,常开触20 点保持原断开状态 ,电风扇电路断路 ,电风扇不能转动。 继电器线圈两端反相并联的二极管起到吸收反向电动势的功能 ,保护相应的驱动三极管。 断电器自动控制电路图如图 2 所示。 实现自动控制时先把开关 S1 闭合。 图 、数模转换部分 DAC0832 是双列直插式 8 位 D/A 转换器。 能完成数字量输入到模拟量 (电流 )输出的 转换。 其主要参数如下：分辨率为 8 位，转换时间为 1μ s，满量程误差为177。 1LSB，参考电压为 (+10～ 10)V，供电电源为 (+5～ +15)V，逻辑电平输入与TTL兼容。 从图 11 中可见，在 DAC0832 中有两级锁存器，第一级锁存器称为输入寄存器，它的允许锁存信号为 ILE，第二级锁存器称为 DAC 寄存器，它的锁存信号也称为通道控制信号 /XFER。 如图 所示： 图 DAC0832引脚图 该 D/A 转换器为 20引脚双列直插式封装，各引脚含义如下： 21 (1)D7～ D0—— 转换数据输入。 (2)CS—— 片 选信号（输入），低电平有效。 (3)ILE—— 数据锁存允许信号（输入），高电平有效。 (4)WR1—— 第一信号（输。