基于51单片机的智能温控电扇设计要点

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毕业论文(设计) 题目基于51单片机的智能温控电扇设计

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目录

1 引言 (1)

2 方案设计 (2)

2.1 系统整体设计 (2)

2.2 方案论证 (2)

2.2.1 温度传感器的选择 (2)

2.2.2 红外探测的选择 (3)

2.2.3 控制核心的选择 (3)

2.2.4 显示器件的选择 (3)

2.2.5 调速方式的选择 (4)

2.2.6 驱动方式选择 (4)

3 硬件设计 (4)

3.1系统各器件简介 (5)

3.1.1 单线程数字温度传感器DS18B20 (5)

3.1.2 AT89S51单片机简介 (5)

3.1.3 桥式驱动电路L298N简介 (6)

3.1.4 LCD1602简介 (7)

3.1.5对射式光电开关简介 (7)

3.2 各部分电路设计 (8)

3.2.1 开关复位与晶振电路 (8)

3.2.2 独立控制键盘电路 (8)

3.2.3 LCD显示电路 (9)

3.2.4 红外探测电路 (9)

3.2.5 温度采集电路 (10)

3.2.6 风扇驱动电路 (10)

4 软件设计 (11)

4.1 主程序流程图 (11)

4.2 液晶显示子程序 (13)

4.3 DS18B20温度传感器子程序 (14)

4.3.1 温度读取程序 (14)

4.3.2 温度处理程序 (17)

4.4 键盘扫描子程序 (18)

4.5 温度比较处理子程序 (19)

4.6 电机控制程序(包含红外探测) (21)

4.7 软件设计中的问题与分析 (23)

4.7.1 LCD显示程序的问题 (23)

4.7.2 DS18B20的显示程序问题 (23)

5 硬件调试 (23)

5.1 按键电路的调试 (24)

5.2 温度传感器电路的调试 (24)

5.3 电机电路的调试 (24)

5.4 红外感应电路的调试 (24)

5.5 硬件调试遇到的问题 (24)

6 结论 (24)

参考文献: (26)

基于51单片机的智能温控电扇设计

摘要:风扇是人们日常生活中必不可缺的工具,尤其是在夏天,作为一种使用频率很高的电器,备受人们喜爱。本文将以AT89S51为主控芯片,辅以DS18B20温度传感器,结合红外探测装置,来实现一种智能温控电扇的设计。此风扇通过液晶显示器来显示温度和风速,配备2个温度设定按键,由DS18B20读取外界温度,红外探头探测是否有人,通过设定的温度配合程序来调节风速,最后通过L298N来驱动电机。经过调试,风扇可以按照温度智能变速,无人自动关闭,实现了智能温控的目标。

关键词:DS18B20;AT89S51;红外探头;液晶显示器1602;L298N

1 引言

电扇是人们日常生活中常用的降温工具,从开始的吊扇到现在的USB风扇,无处不见电扇的踪迹。虽然如今空调已经走进千家万户,但是电扇的低位还是无可取代,作为一种节能环保,并且廉价简单的降温工具,电扇还在很多人家发挥着自己独特的作用。顺应时代潮流,各种多功能的风扇逐渐在取代传统风扇。单片机作为一种智能化程度高,控制精度高,操作简单,廉价易得,抗干扰能力强等特点,越来越多的应用于智能化产品之中。

市场上智能风扇产品相继问世,制作方法也多种多样,功能也逐渐完善,普遍都具有了手动变速和定时关闭等功能,相对而言,具备人性化,智能化的风扇还是很少,使用也并不广泛,而且在电子工艺高度发展的今天,智能化的步伐也越来越快,尤其是中国这个高速发展的国家,电扇的智能化也该向前迈进一个步伐。在中国市场上风扇还是有一定的市场份额的,几乎每个家庭都有风扇,具备价格便宜,摆放轻便,体积灵巧等特点,使得风扇在中小城市以及乡村将来一段时间内仍然会占有市场的大部分份额,为提高风扇的市场竞争力,使之在技术含量上有所提高,满足智能化的要求,智能风扇很具竞争力。大学四年即将结束,为了检验自己的学习情况,我决定使用之前所学习到的硬件只是结合相关的软件基础来制作一个基于单片机的智能温控风扇。

基于对人性化与智能化相结合的考虑,同时基于对价格的考虑,本设计决定制作一个基于51单片机的智能温控风扇,该风扇具有随温度自动调节风速的功能,并且在无人时可以自动关闭,而且可以根据每个人的不同情况来设定基准温度,从而实现了人性化与智能化的双重目标。

2 方案设计

2.1 系统整体设计

本设计的整体思路是:利用温度传感器DS18B20来检测环境温度,并直接输出数字温度给51单片机进行处理,并将实时温度、设置温度、风速显示在液晶1602上。设置温度辅以2个可调按键,一个提高设置温度,一个降低设置温度,设置温度只能是整数型式,检测到的环境温度可以精确到小数点后一位。本系统还配备一个红外探头,探测出风范围内是否有人,若无人则自动关闭风扇。同时采用单片机模拟PWM 脉宽调制方式来改变直流电扇电机的转速。系统整体结构框图1所示:

图1 整体系统结构图

2.2 方案论证

本设计要求实现在温度变化的情况下风扇直流电机转速随之改变,并且能够在无人的情况和温度低于设定温度的时候自行停止,需要比较高的温度分辨率和稳定的探测工具以及可靠的电机控制部件。

2.2.1 温度传感器的选择

在本设计中,温度传感器的方案有以下两种:

方案一:采用热敏电阻。热敏电阻的特性就是阻值可以随温度的变化而变化,采用热敏电阻作为检测温度的核心部件,然后通过放大电路放大信号,经过AD0809数模转换讲放大的微弱电压变化信号转化了数字信号输入单片机处理。

方案二:单总线数字温度计DS18B20。作为一款优秀的数字集成温度传感器,DS18B20可以直接检测并输出数字信号给单片机进行处理。

对于方案一,如若采用热敏电阻作为温度检测元件,则价格方面比较便宜,元件易得,但是热敏电阻的缺点显而易见,对于温度细微变化反应不敏感,而且在后续的放大和转换电路中还会造成失真和误差,

并且热敏电阻的变化曲线非线性,每个热敏电阻都不同,还需要单独测试描绘出曲线,虽然可以通过软件来实现误差的修正,但是这会使得电路的复杂性增加,并且在人体所在实际环境中难以检测到小的温度变化。所以这个方案在本设计中难以胜任。

对于方案二,DS18B20测量范围从-55℃到+125℃,增量值为0.5℃,人体所处的环境温度包括其中,分辨率较高,所获取的温度误差小,并且对温度变化反应灵敏。DS18B20最具优势的是其温度值在器件内部直接转化成数字信号输出,简化了系统设计,又由于该温度传感器采用了单总线技术,使得其接口与单片机接口变得非常简洁,抗干扰能力也得到了提高,所以本系统采用这个方案。

2.2.2 红外探测的选择

方案一:热释电红外探测模块。作为一款应用很广的红外探测模块,具有灵敏度高,可靠性高,低电压工作模式等特点,被广泛的应用与各种场合中。但是与本设计却有一个冲突,该模块使用环境应尽量避免流动的风,流动的风也会对感应器造成干扰。所以方案一不适用。

方案二:对射式光电开关。对射式光电开关是一款有红外线发射管跟红外线接收管配对使用的光电开关。对射式光电开关在电路中起到了通过光来传播电路,当有物体阻挡着红外线发射管跟接受管时,电路会停止工作。使用这个特性,我们就能判断是否有人,外界干扰就没有了,非常适合这个系统,所以就采用这种方案。

2.2.3 控制核心的选择

本设计采用AT89S51单片机作为控制核心,通过软件编程的方法进行温度的实时检测与判断,并在I/O 口上输出控制信号,控制电机工作。AT89S51具有较大的存储空间,工作电压低,性能高,片内含4K字节的只读程序存储器ROM和128字节的随即数据存储器RAM,兼容标准MCS-51指令系统,价格便宜,与本系统的设计相符合。

2.2.4 显示器件的选择

方案一:LED共阴极数码显示管。

方案二:LCD液晶显示屏1602。

对于方案一,成本相对低廉,功耗也低,在黑暗空间也可以看的清楚,可视距离较远,同时显示温度的程序也相对而言简单,所以这种显示方式也得到了广泛应用。但是它采用的显示方式是动态扫描,各个LED逐个点亮,会产生闪烁,在这个温度实时变化的环境中闪烁可能太快,数据可能不能很好的展示出来,故此方案不采用。

对于方案二,液晶显示屏显示字符清晰,自带背光,还能显示符号,并且不会不断闪烁,显示性能一流,并且考虑到此设计不只是要显示温度,还要显示电机和红外的状态,所以从设计完善的角度来考虑,选择此方案更有优势。

2.2.5 调速方式的选择

方案一:采用数模转化芯片DAC0832来控制,有单片机根据当前环境温度输出数值到DAC0832中,再由DAC0832产生相应的模拟信号控制晶闸管的导通脚,从而采用无级调速电路实现电扇电机转速的调节。

方案二:采用单片机软件模拟PWM调速的方法。PWM是一种按照一定的规律改变脉冲序列的脉冲宽度,以调节输出量和波形的一种调节方式,在PWM驱动控制的调节系统中,最常用的是矩形波PWM信号,在控制时调节PWM波的占空比。占空比是指高电平在一个周期时间内的百分比。在控制电机的转速时,占空比越大,转速就越快,若全为高电平时占空比为100%,此时转速达到最大。用单片机的I/O口输出PWM信号时,有如下三种方法:

(1)利用软件延时。当高电平延时时间到时,对I/O口电平取反,使其变成低电平,再延时一定时间,反之在低电平延时到时,对I/O口电平取反,如此循环即可得到PWM信号。本设计就是采用了这种方法。

(2)利用定时器。控制方法与(1)相同,只是在该方法中利用单片机的定时器来进行高低电平的转变,而不是利用软件的延时。应用此方法时编程相对复杂,故不予以采用。

(3)利用单片机自带的PWM控制器。STC系列单片机自带PWM控制器,但本系统使用的AT89系列单片机没有此功能,所以不能使用。

对于方案一,该方案能实现对直流电机的无级调速,速度变化灵敏,但是D/A转换芯片价格较高,性价比不高,不采用。

对于方案二,相对于其他方案来说,采用软件模拟PWM实现调速的过程,具有个高的性价比与灵活性,充分的发挥了单片机自身的性能,对本系统的实现又提供了一条有效的途径。所以综合考虑还是选择方案二的第一种。

2.2.6 驱动方式选择

方案一:达林顿反向驱动器ULN2803。

方案二:电桥驱动电路L298N。

对于方案一,作为一款反向驱动器,ULN2803应用广泛,驱动效果也很好,与TTL信号兼容性很好,但是在后续的硬件电路中表现不佳,风扇转速改变不明显,而且在最高档出现断档的情况,风扇不转,在修改硬件电路,修改程序后依旧效果不佳,驱动力明显不足,故方案一中途停用。

对于方案二,由于之前已经有使用过,对L298N这个桥式驱动模块的应用上手快速,驱动能力也比ULN2803好很多,驱动风扇5档变速的实际效果明显,故采用方案二。

3 硬件设计

系统主要器件包括温度传感器DS18B20、AT89S51单片机、液晶显示屏LCD1602、桥式驱动模块L298N、

对射式光电开关开关和风扇。辅助元件包括电容电阻、晶振、电源、按键、变压器等。

3.1系统各器件简介

3.1.1 单线程数字温度传感器DS18B20

此温度传感器是美国DALLAS半导体公司继DS1820之后推出的一种改进型智能温度传感器DS18B20。作为新一带数字检测元件,DS1820是世界上第一片支持 "一线总线"接口的温度传感器,在其内部使用了在板(ON-BOARD)专利技术。全部传感元件及转换电路集成在形如一只三极管的集成电路内。一线总线独特而且经济的特点,使用户可轻松地组建传感器网络,为测量系统的构建引入全新概念。现在,新一代的DS18B20体积更小、更经济、更灵活。使你可以充分发挥“一线总线”的优点。DS18B20可以程序设定9~12位的分辨率,精度为±0.5°C。可选更小的封装方式,更宽的电压适用范围。分辨率设定,及用户设定的报警温度存储在EEPROM中,掉电后依然保存。测温范围为-55~125℃,最大分辨率可达0.0625℃。DS18B20减少了外部的硬件电路,直接输出数字信号,具有低成本和易使用的特点。

图2 温度传感器DS18B20

3.1.2 AT89S51单片机简介

AT89S51是一个低功耗,高性能COMS 8位单片机,片内含4Kbytes ISP的反复可读写1000次的Flash 只读程序储存器,器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造,兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构,芯片内集成了8位中央处理器和IPS Flash存储单元,AT89S51在众多嵌入式系统中得到了广泛的应用。

AT89S51具有完整的输入输出和控制端口、以及内部程序存储空间。与我们通常意义上的微机原理类似,可以通过外接A/D,D/A转换电路及运放芯片实现对传感器传送信息的采集,且能够提供以点阵或LCD 液晶及外接按键实现人机交互,能对内部众多I/O端口连接步进电机对外围设备进行精确操控,具有强大的工控能力。

AT89S51系列单片机编写程序简单。其语法结构与我们常用的计算机C语言基本相同,不同之处在于增加了控制具体引脚工作的语句和命令,相对于计算机C语言,单片机C语言更简练和明确,可以控制每个引脚的输入输出状态。其主要语句集中在例如:“ifelse”、“while”、“for”等循环与判断语句上,相比计算机C语言更简单。

使用AT89S51系列单片机编程,可以在没有实物单片机的情况下在普通电脑上进行程序编写甚至是调

试工作。一般工作中使用Keil公司开发的51单片机编程软件进行编程,它采用目前流行的开发环境,集编辑,编译和仿真于一体。在该软件上用户可以编写汇编语言或C语言源程序,并利用该软件生成单片机能运行的程序。AT89S51价格便宜,适合对大批量的计量仪器进行规模化改造,其单片售价不超过5元。

图3 AT89S51引脚图 DIP封装

3.1.3 桥式驱动电路L298N简介

本系统要用单片机控制风扇直流电机,需要加驱动电路,为直流电机提供足够大的驱动电流,并能在模拟PWM波的情况下实现风扇转速的改变。在本系统驱动电路中,选用桥式驱动电路L298N来驱动风扇直流电机。L298N在使用时接口简单,操作方便,可为电机提供稳定的驱动电流,可以同时驱动两台直流电机,可以在模拟PWM波的情况下很好的输出信号,实现风扇转速的平滑改变。

L298N是专用驱动集成电路,属于H桥集成电路,与L293D的差别是其输出电流增大,功率增强。其输出电流为2A,最高电流4A,最高工作电压50V,可以驱动感性负载,如大功率直流电机,(二相、三相、四相)步进电机,伺服电机,电磁阀等,特别是其输入端可以与单片机直接相联,从而很方便地受单片机控制。当驱动直流电机时,可以直接控制两路电机,并可以实现电机正转与反转,实现此功能只需改变输入端的逻辑电平。

模块接口说明:

+5V:芯片电压+5V。

VCC:电机电压,最大可接50V。

GND:共地接法。

EN1、EN2:高电平有效,EN1、EN2分别为 IN1和IN2、IN3和IN4的使能端。

IN1~IN4:输入端,输入端电平和输出端电平是对应的。

图4 L298N模块

3.1.4 LCD1602简介

字符型液晶显示模块是一种专门用于显示字母、数字、符号等点阵式LCD,目前常用16*1,16*2,20*2和40*2行等的模块。一般1602字符型液晶显示器实物如图:

图5 LCD1602

LCD1602主要技术参数:

显示容量:16×2个字符

芯片工作电压:4.5—5.5V

工作电流:2.0mA(5.0V)

模块最佳工作电压:5.0V

字符尺寸:2.95×4.35(W×H)mm

第1脚:VSS为地电源。

第2脚:VDD接5V正电源。

第3脚:VL为液晶显示器对比度调整端,接正电源时对比度最弱,接地时对比度最高,对比度过高时会产生“鬼影”,使用时可以通过一个10K的电位器调整对比度。

第4脚:RS为寄存器选择,高电平时选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存器。

第5脚:R/W为读写信号线,高电平时进行读操作,低电平时进行写操作。当RS和R/W共同为低电平时可以写入指令或者显示地址,当RS为低电平R/W为高电平时可以读忙信号,当RS为高电平R/W为低电平时可以写入数据。

第6脚:E端为使能端,当E端由高电平跳变成低电平时,液晶模块执行命令。

第7~14脚:D0~D7为8位双向数据线。

第15脚:背光源正极。

第16脚:背光源负极。

3.1.5对射式光电开关简介

图6 对射式光电开关

光电开关E18的技术参数:

1、输出电流 DC/SCR/继电器 Control output:100mA/5V供电

2、消耗电流DC<25mA

3、响应时间 <2ms

4、指向角:≤15°,有效距离3-50CM可调

5、检测物体:透明或不透明体

6、工作环境温度:-25℃~+55℃

7、标准检测物体:太阳光10000LX以下白炽灯3000LX以下

8、外壳材料:塑料

电气特性:

U:5VDC

I:100mA

Sn:3-50CM

3.2 各部分电路设计

3.2.1 开关复位与晶振电路

单片机系统中,有两个非常重要的电路,一个是开关复位电路,用来对单片机本身和其外部扩展I/O 接口电路进行复位,还有一个是晶振电路,用于产生谐振,使单片机得以工作。电路图如图7所示:

图7 晶振电路与复位电路

单片机的XTAL1和XTAL2用来外界石英晶体和微调电容,连接单片机内OSC的定时反馈电路。如图所示,当按下按键开关是,系统复位一次。其中电容C1、C2为20pF,C3为10uF,电阻R1为10k,晶振为12MHz。

3.2.2 独立控制键盘电路

本设计还有两个独立按键,分别连接单片机的P3.2口和P3.3口,如图8所示:

图8 按键电路

独立按键S1和S2一端与单片机相连,另一端接地,当按下时,P3口读取低电平有效。系统上电进入工作后,扫描按键子程序,此时可以设定温度。其中S1为加按键,S2为减按键,每按下一次后,都会使对应的预设值加一或者减一。

3.2.3 LCD显示电路

本设计采用的是LCD1602A作为显示模块,它与单片机的连接如图9所示。其中第一行显示温度与红

外探测结果,温度显示到小数点后2位。第二行显示设定温度与风扇的风力等级。

图9 LCD连接电路

3.2.4 红外探测电路

红外光电开关一共有三个接口,一个接+5V,一个接地,还有一端与单片机相连,输出高电平或者低

电平信号,在电路中直接用按键开关代替了,就是按键电路中的开关S3。

3.2.5 温度采集电路

DS18B20数字温度传感器通过其内部计数时钟周期来的作用,实现了特有的温度测量功能。低温系数振荡器输出的时钟信号通过由高温度系数振荡器产生的门周期而被计数,计数器预先置有与-55℃相对应的一个基权值。如果计数器计数到0时,高温度系数振荡周期还未结束,则表示测量的温度值高于-55℃,被预置在-55℃的温度寄存器中的值就增加1℃,然后这个过程不断重复,直到高温度系数振荡周期结束为止。此时温度寄存器中的值即为被测温度值,这个值以16位二进制形式存放在存储器中,通过主机发送存储器读命令可读出此温度值,读取时低位在前,高位在后,依次进行。由于温度振荡器的抛物线特性的影响,其内用斜率累加器进行补偿。DS18B20由于直接可以输出数字信号,所以可以直接输出给单片机,但是需要在输出口上接一个上拉电阻来确保工作,连接图如图10所示:

图10 DS18B20连接电路

3.2.6 风扇驱动电路

本设计采用单片机模拟PWM波的方式通过I/O口输出TTL信号,再通过一个电机驱动模块L298N来驱动12V直流无刷电机工作,从而实现电扇转速的调节。

红外探测控制电机开关,键盘改变设置的温度,然后和预设的温度进行比较,通过软件判断后由单片机的P3.4口输出脉冲信号,经由L298N驱动风扇直流电机电路,实现电机的启动和转速的改变。当环境温度改变时,电机的转速会按照设定的程序相对进行改变,温度升高转速变快,温度降低,转速变慢,温度过低时自动停止,无人状态下也会自动停止。当有人出现后,并且温度高于预设温度,电机重新开始工作。如图12所示:

图11 L298N驱动电路

图12 直流电机连接电路

4 软件设计

软件编写有C语言和汇编语言两种,这两种语言我都有所了解,两种语言各有特点。

C语言具有编写简单,容易上手的特点,而且看起来条理清晰,便于修改,能够快速准确的找到错误并进行改正。相对于汇编语言,作为一种低级的机器语言,读程序相对繁琐,但程序写好后意思明了,效率也要高于C语言编写的程序,具有很好的开发功能。

结合自身实际,我还是选择了C语言,容易上手,可以更好的调试与编译程序。

4.1 主程序流程图

图13 主程序流程图

主程序如下:

void main(void)

{ //初始化

uint ltemp; //初始化温度

dianji=0; //初始化电机

int1=0;

int2=0;

init(); //初始化液晶显示屏

read_temp(); //读取测温子程序,读取温度数值delay(1000); //延时

while(1) //循环开始

{

delay(2);

ltemp=read_temp(); //温度赋值

write_com(0x80+2); //将温度显示到液晶屏

write_data(0x30+ltemp%10000/1000);

write_data(0x30+ltemp%1000/100);

write_data(0x2e);

write_data(0x30+ltemp%100/10);

write_data(0x30+ltemp%10);

write_data(0xdf);

keyscan(); //读取键盘子程序

delay(2);

write_com(0x80+0x40+4); //将设定温度显示到液晶屏

write_data(0x30+set%100/10);

write_data(0x30+set%10);

write_data(0xdf);

deal(ltemp/100); //运行温度判断子程序

dianjik(); //运行电机控制子程序

write_com(0x80+0x40+15); //将风扇转速显示到液晶屏

write_data(0x30+h);

write_com(0x80+15); //将红外探测结果显示到液晶屏 write_data(0x30+r);

}

4.2 液晶显示子程序

液晶LCD1602的子程序要按照说明上的时序图来完成。要想让LCD显示的话,首先要对LCD进行初始化。

在完成LCD的初始化后,还需要定义字符的位置,并且定义写数据的函数。其第一行的地址是40H~4FH,第二行的地址是从80H~8FH,然后才能根据要显示字符的ASCⅡ码对该字符进行显示。

其流程图14所示:

图14 液晶显示程序流程图

子程序如下:

//*******初始化函数***************

void init(void)

{ uint i;

E=0;

RW=0;

RS=0;

delay(10); //延时10ms

write_com(0x01); //清屏

delay(5);

write_com(0x38); //设显示模式

delay(5);

write_com(0x0c); //开显示不显光标光标不闪

delay(5);

write_com(0x06); //地址自动加一光标自动加一

delay(5);

write_com(0x80);

for(i=0;i<16;i++)

write_data(table2[i]);

write_com(0x80+0x40);

for(i=0;i<16;i++)

write_data(table1[i]);

//********写指令函数************

void write_com(uchar command)

{

RS=0; //指令

RW=0; //写入

P0=command;

delay(5);

E=1; //允许

delay(10);

E=0;

}

//********写数据函数*************

void write_data(uchar dat)

{

RS=1; //数据

P0=dat;

delay(5);

E=1; //允许

delay(10);

E=0;

}

4.3 DS18B20温度传感器子程序

4.3.1 温度读取程序

DS18B20温度读取程序负责把DS18B20测得的外界数据经过AD转化为数字,然后将数据存入寄存器中,供温度处理程序进行下一步操作。

其流程图15所示:

图15 DS18B20程序流程图

子程序如下:

//**********延时函数**************

void delayus(uint z)

{

uchar i;

for(i=0;i

}

//**********将DS18B20传感器初始化,读取应答信号*************

uchar clean_ds18b20()

{

uchar k; //储存DS18B20是否存在的标志,k=0,表示存在;k=1,表示不存在

dq=1; //先将数据线拉高

delayus(5); //延时

dq=0; //再将数据线从高拉低,要求保持480~960us

delayus(30); //略微延时,以向DS18B20发出一持续480~960us的低电平复位脉冲

dq=1; //释放数据线(将数据线拉高)

delayus(3); //延时(释放总线后需等待15~60us让DS18B20输出存在脉冲)

k=dq; //让单片机检测是否输出了存在脉冲(dq=0表示存在)

delayus(25); //延时足够长时间,等待存在脉冲输出完毕

return k; //返回检测成功标志

}

//**********从DS18B20读取一个字节数据*************

uchar read_ds18b20_date()

{

uchar value,i; //储存读出的一个字节数据

for(i=0;i<8;i++) //读8位

{

dq=1; //先将数据线拉高

_nop_(); //等待一个机器周期

dq=0; //单片机从DS18B20读书据时,将数据线从高拉低即启动读时序

value>>=1;

dq=1; //将数据线"人为"拉高,为单片机检测DS18B20的输出电平作准备

if(dq) //如果读到的数据是1,则将1存入value

value|=0x80;

delayus(6);

if(!dq) //如果读到的数据是0,则将0存入value

value|=0x00;

delayus(6);

}

return value; //返回读出的十进制数据

}

//***********向DS18B20写入一个字节数据*************

void write_ds18b20_date(uchar date)

{

uchar num;

for(num=0;num<8;num++)

{

dq=1; //先将数据线拉高

基于-89C51单片机的秒表课程设计汇本

《单片机技术》 课程设计报告 题目:基于MCU-51单片机的秒表设计班级: 学号: 姓名: 同组人员: 指导教师:王瑞瑛、汪淳 2014年6月17日

目录 1课程设计的目的 (3) 2 课程设计题目描述和要求 (3) 2.1实验题目 (4) 2.2设计指标 (4) 2.3设计要求 (4) 2.4增加功能 (4) 2.5课程设计的难点 (4) 2.6课程设计容提要 (4) 3 课程设计报告容 (5) 3.1设计思路 (5) 3.2设计过程 (6) 3.3 程序流程及实验效果 (7) 3.4 实验效果 (16) 4 心得体会 (17)

基于MCS-51单片机的秒表设计 摘要:单片机控制秒表是集于单片机技术、模拟电子技术、数字技术为一体的机电一体化高科技产品,具有功耗低,安全性高,使用方便等优点。本次设计容为以8051 单片机为核心的秒表,它采用键盘输入,单片机技术控制。设计容以硬件电路设计,软件设计和PCB 板制作三部分来设计。利用单片机的定时器/计数器定时和计数的原理,用集成电路芯片、LED 数码管以及按键来设计计时器。将软、硬件有机地结合起来,使他拥有正确的计时、暂停、清零、并同时可以用数码管显示,在现实生中应用广泛。 关键词:秒表;8051;定时器;计数器 1 课程设计的目的 《单片机应用基础》课程设计是学好本门课程的又一重要实践性教学环节,课程设计的目的就是配合本课程的教学和平时实验,以达到巩固消化课程的容,进一步加强综合应用能力及单片机应用系统开发和设计能力的训练,启发创新思维,使之具有独立单片机产品和科研的基本技能,是以培养学生综合运用所学知识的过程,是知识转化为能力和能力转化为工程素质的重要阶段。 2 课程设计题目描述和要求

基于51单片机的智能密码锁

单片机的电子密码锁 目录 第一章绪论......................................................... . (2) 1.1电子密码锁简介......................................................... .. (2) 1.2电子密码锁设计的背景及意 义............................................................................. . (3) 第2章总体设计............................................................................. . (3) 2.1设计分析............................................................................. (3) 2.2系统结构............................................................................. (4) 第3章硬件电路设计............................................................................. (5) 3.1单片机最小系统设计............................................................................. . (5) 3.1.1时钟电路............................................................................. (5) 3.1.2 复位电 路 ............................................................................ . (6) 3.1.3 最小系 统 ............................................................................

80c51单片机交通灯课程设计报告1.pdf

80C51单片机交通灯课程设计报告 目录 第一章引言 (3) 第二章单片机概述 (4) 第三章芯片介绍 (6) 3.1AT89S51单片机介绍 (6) 3.1.1简介 (6) 3.1.2主要管脚介绍 (6) 3.274LS164介绍 (8) 3.3共阳数码管介绍 (8) 3.3.1分类简介 (8) 图3.3LED数码管引脚定义 (9) 3.3.2驱动方式 (9) 3.3.3主要参数 (10) 3.3.4应用范围 (10) 第四章系统硬件设计 (11) 4.1硬件设计要求 (11) 4.2硬件设计所用元器件 (11) 4.3硬件设计图 (11) 4.4设计流程图 (12) 第五章系统软件设计 (13) 5.1流程图 (13)

5.2程序设计 (14) 第六章结论 (16) 参考文献 (18)

第一章引言 在今天,红绿灯安装在各个道口上,已经成为疏导交通车辆最常见和最有效的手段。但这一技术在19世纪就已出现了。 1858年,在英国伦敦主要街头安装了以燃煤气为光源的红,蓝两色的机械扳手式信号灯,用以指挥马车通行。这是世界上最早的交通信号灯。1868年,英国机械工程师纳伊特在伦敦威斯敏斯特区的议会大厦前的广场上,安装了世界上最早的煤气红绿灯。它由红绿两以旋转式方形玻璃提灯组成,红色表示“停止”,绿色表示“注意”。1869年1月2日,煤气灯爆炸,使警察受伤,遂被取消。 1914年,电气启动的红绿灯出现在美国。这种红绿灯由红绿黄三色圆形的投光器组成,安装在纽约市5号大街的一座高塔上。红灯亮表示“停止”,绿灯亮表示“通行”。 智能的交通信号灯指挥着人和各种车辆的安全运行,实现红、黄、绿灯的自动指挥是城乡交通管理现代化的重要课题.在城乡街道的十字交叉路口,为了保证交通秩序和行人安全,一般在每条道路上各有一组红、黄、绿交通信号灯,其中红灯亮,表示该条道路禁止通行;黄灯亮,表示该条道路上未过停车线的车辆停止通行,已过停车线的车辆继续通行;绿灯亮,表示该条道路允许通行.交通灯控制电路自动控制十字路口两组红、黄、绿交通灯的状态转换,指挥各种车辆和行人安全通行,实现十字路口城乡交通管理自动化。 本文为了实现交通道路的管理,力求交通管理先进性、科学化.分析应用了单片机实现智能交通灯管制的控制系统,以及该系统软、硬件设计方法,实验证明该系统实现简单、经济,能够有效地疏导交通,提高交通路口的通行能力。

单片机课程设计智能温控调速风扇

摘要 本课程设计基于温度传感器和51单片机控制技术,设计了一种智能温控调速风扇。本设计的温控风扇利用温度传感器DS18B20来检测外界环境的温度,利用数码管显示境温度和风度档位,既可以通过控制按键人工调节开启温度以及风速,也可实现风速的自动控制。并可以将定时时间存入AT24C02芯片,实现数据的掉电保护。风扇共有十个档位,根据PWM来控制调节风扇速度。本论文阐述了智能温控调速风扇的工作原理、硬件设计、软件实现的过程。 电风扇的自动控制,可以更加便于人们对风扇的使用。克服了普通电风扇无法根据外界温度自动调节转速的困难。因此,智能电风扇的设计具有重要的现实意义。 关键词单片机;温度传感器;直流电机;pwm

设计任务及要求 设计内容 硬件设计 硬件设计包括:STC89C52RC单片机整体电路设计、数码管显示电路设计、温度传感器电路、独立按键电路、基于AT24C02掉电保护电路设计。软件设计 本次课程设计全部程序均为C语言编写。实现风扇风速的温度自动控制、人工按键控制、定时功能、数码管数据显示和掉电保护功能的智能风扇控制程序。 设计要求 (1)利用温度传感器DS18B20检测环境温度,通过数码管显示出来。(2)根据温度的高低,输出不同占空比的PWM控制风扇风速。 (3)可以选择人工控制还是温度自动控制。 (4)可以进行风扇开启时间的定时。 (5)为防止突然停电而使数据丢失,需要设计由单片机将数据送到 AT24C02模块中储存的模块,使其具有掉电保护功能。 (6)可以实现风扇最低开启温度的设定。 1 引言 1.1 研究背景 风扇是我们在日常生活中经常使用的设备,但传统风扇通常是由人为设定风扇的档速,季节交替时节,白天温度很高,电风扇应高转速;到了

单片机课程设计题目

《单片机原理与应用》课程设计题目 1.基于单片机的电子秒表 本设计以MCS-51系列单片机为核心,采用常用电子器件设计,一个电源开关,两个按键,三位数码管显示,打开电源开关后显示8,每秒循环左移一位,即□□8—>□8□—>8□□—>□□8—>…,按A键开始计时,实时显示所经历的时间,按B键停止计时并显示从开始到当前时刻的时间,要求精确到0.1秒,量程为0~99.9秒。 要求按键输入采用中断方式,按键A接INT0,按键B接INT1。 2.智能电动百叶窗 本设计以MCS-51系列单片机为核心,采用常用电子器件设计,一个电源开关,用一台直流电机控制百叶窗叶片的旋转(正转/反转),用一个光敏电阻传感器测量室内光强度,并用两位数码管显示测量结果,设置三个按键:手动/自动切换、手动正转和手动反转,用一个发光二极管显示手动/自动状态,自动状态时二极管亮。 设置两个极限位置保护行程开关,用于保护百叶窗叶片:当正转到极限位置压下行程开关时,电机停止正转,但还可以反转;当反转到极限位置压下行程开关时,电机停止反转,但还可以正转。 按键输入采用中断方式,按键中断请求信号接INT0. 单片机根据设定光强S1和S2(S2 > S1)和实测光强P控制电机M的动作:当P<=S1时,控制M正转以增加进光量; 当P>S2时,控制M反转以减少进光量; 当S1S+1时,控制R断开电加热回路; 当S-1

基于51单片机的智能家居控制系统方案

基于51单片机的智能家居控制系统 目录

作品简介 (3) 智能家居服务背景 (4) 技术与工艺创新 (4) 可行性分析 (5) 行业背景 (8) 竞争优势 (9) 市场前景 (10) 投资分析 (12) 参考文献 (14) 基于51单片机的智能家居控制系统

作品简介 21世纪是信息化的世纪,各种电信运营商和互联网新技术推动了社会文明的巨大进步。本文介绍的智能化家居控制系统的出现使得人们可以通过手机在任何时候、任意地点对家中的任意电器(空调、电视等)进行远程控制;也可以在下班途中,预先将家中的空调打开调节室温度,这一切的实现都仅仅是发一条简单的短信。此外,该系统还可使家庭具有多途径报警、远程监控等多种功能,如果不幸出现某种险情,您和110可以在第一时间获得通知以便进一步采取行动。舒适、时尚的家居生活是社会进步的标志,智能家居控制系统能够在不改变家中任何家电的情况下,对家里的电器、灯光、电源、家庭环境进行方便地控制,使人们尽享高科技带来的简便而时尚的现代生活。 实现智能化离不开运算和控制单元,本系统采用STC89C52RC作为主控器件,单片机应用系统由硬件和软件组成。硬件由单片机扩展的输入/出设备以及各种实现单片机系统控制要求的接口电路和有关的外围电路芯片或部件组成;而且外置红外控制遥控,可以不改变家居摆设情况下随意控制带红外控制功能的家电,如(空调、电视等)。软件由单片机应用系统实现其特定控制功能的各种工作程序和管理程序组成。本设计的STC89C52RC与各个芯片和模块的接口、各项标准都严格遵循国家有关标准,为以后的产品化提供了良好的基础。 本系统的远程控制是基于全球移动通信系统(GSM)通信方式,程控交换信令作为系统控制命令,采用Siemens TC35 GSM模块实现,单片机通过Siemens TC35 GSM模块识别接收来自手机的控制信号,用户可以根据设定的指令远程控制;各种传感器的检测是利用数据采集系统将多路被测量值转换成数字量,再经过单片机进行数据处理,实现实时测控;短消息发送部分采用基于SIEMENS TC35 GSM模块和TI公司的电平转换芯片MAX3238等器件构成的移动终端的硬件电路可以完成短消息收发等功能。 一、智能家居的服务背景

基于51单片机的智能窗帘控制系统设计与实现

项目编号___201111 ___ 江南大学物联网工程学院 大学生创新训练计划结题报告 项目名称基于51单片机的智能窗帘控制系统设计与实现项目负责人晶 所学专业电气工程及其自动化 所在学院物联网工程学院 (手机) 电子信箱diamond-heartqq. 项目起止年月2011/11-2012/05 第一指导教师肖永松 专业技术职务工程师 (手机) 电子信箱https://www.360docs.net/doc/5a14932635.html, 结题日期2012年5月

江南大学物联网工程学院创新训练计划项目结题验收表学院名称:物联网工程学院填写日期:2012 年5 月

大学生创新训练计划 《基于AT89C51单片机的智能窗帘控制系统》成果精粹 江南大学 二○一二年五月

简介 随着物联网概念的发展,智能家居的理念也渐渐渗透到我们的生活中,受此启发,我们想尝试着做一个智能窗帘的控制系统,希望可以通过光强和时间来控制窗帘的开合。恰好我们都进行了电路、模电数电的学习,也曾初步接触了单片机,我们想通过设计这个控制系统来加深我们对所学容的理解和掌握,更加熟悉使用protel等专业软件。 计划设计一个系统可以实现以下功能: 在自动模式下,在设定的时间,如早成6点至晚上8点,晚上8点至早晨6点,时间控制,可以避免室开灯造成窗帘自动拉开。通过光强控制,在设定光照强度围,窗帘拉开,超过设定强度,如夏日中午,为避免房间被光直射造成温度过高,窗帘关闭。在手动模式下,通过按键来调整窗帘的开合状态。 最终设计使用STC89C51单片机,STC89C51有512字节的数据存储空间,是AT89C51的两倍,并且带有4K字节的EEPROM存储空间,可以断电后保存资料,可以直接使用串口下载,而AT89C51需要专用下载器。 控制系统可以实现对光信号的采集、转换、传输,并根据单片机接收到的信号,结合时钟电路的信号,对步进电机进行控制,通过控制步进电机转向及转动圈数,来实现对窗帘的打开及拉合控制。 设计时对硬件进行了模块化分析,以STC89C51作为主控芯片,光信号采集使用光敏模块,数模转换主要使用PCF8591芯片,显示模块采用1602液晶显示器,时钟电路采用DS1302芯片,电机驱动器主要使用ULN2003。

基于51单片机课程设计报告

单片机课程设计 课题:基于51单片机的交通灯设计 专业:机械设计制造及其自动化 学号: 指导教师:邵添 设计日期:2017/12/18 成绩: 大学城市科技学院电气学院 基于51单片机数字温度计设计报告

一、设计目的作用 本设计是一款简单实用的小型数字温度计,所采用的主要元件有传感器DS18B20,单片机AT89C52,,四位共阴极数码管一个,电容电阻若干。DS18B20支持“一线总线”接口,测量温度围-55°C~+125°C。在-10~+85°C围,精度为±0.5°C。18B20的精度较差,为±2°C 。现场温度直接以“一线总线”的数字方式传输,大大提高了系统的抗干扰性。适合于恶劣环境的现场温度测量,如:环境控制、设备或过程控制、测温类消费电子产品等。 本次数字温度计的设计共分为五部分,主控制器,LED显示部分,传感器部分,复位部分,按键设置部分,时钟电路。主控制器即单片机部分,用于存储程序和控制电路;LED显示部分是指四位共阴极数码管,用来显示温度;传感器部分,即温度传感器,用来采集温度,进行温度转换;复位部分,即复位电路,按键部分用来设置上下限报警温度。测量的总过程是,传感器采集到外部环境的温度,并进行转换后传到单片机,经过单片机处理判断后将温度传递到数码管显示。 二、设计要求 (1).利用DS18B20传感器实时检测温度并显示。 (2).利用数码管实时显示温度。 (3).当温度超过或者低于设定值时蜂鸣器报警,LED闪烁指示。 (4).能够手动设置上限和下限报警温度。 三、设计的具体实现 1、系统概述 方案一:由于本设计是测温电路,可以使用热敏电阻之类的器件利用其感温效应,在将随被测温度变化的电压或电流采集过来,进行A/D转换后,就可以用单片机进行数据的处理,在显示电路上,就可以将被测温度显示出来,这种设计需要用到A/D转换电路,感温电路比较麻烦。 方案设计框图如下:

基于单片机智能家居系统设计

目录 内容摘要 (1) 关键词 (1) Abstract (1) Key words (1) 1引言 (1) 2 系统的总体方案 (3) 2.1系统框图 (3) 2.2系统的组成 (6) 3 硬件设计 (16) 3.1远端模块设计 (16) 3.2本地模拟分机部分的设计 (17) 3.3智能显示和温度部分的电路设计 (18) 4 软件设计 (21) 4.1 软件说明 (21) 4.2 软件流程图 (22) 5 系统调试 (25) 5.1 硬件调试 (25) 5.2 软件调试 (27) 5.3 软硬件联调 (28) 结束语 (30) 附录一 .................................................................错误!未定义书签。参考文献: .. (31) 致谢 (33)

内容摘要:设计了一个模拟智能家居系统,该系统以STC单片机作为控制核心,利用双音多频信号作为远距离的通信信号,利用串口进行模块内部的通信。文章详细介绍了系统的组成、工作原理及其软硬件设计。 关键词: 智能家居;DTMF;STC89C52RC;模拟电话 Abstract: The paper designs a system which simulates the intelligent home system. The system takes STC MCU as the control core, uses the DTMF signals as the long-distance communication signals, and serial communication as the communication method between the internal modules. This paper introduces the composition, working principle and the design of hardware and software. Key words: Intelligent home system, DTMF, STC89C52RC, Analogue telephone

基于51单片机的智能交通灯课程设计

简易智能交通灯设计 1、设计背景 自从1886两个德国人发明了第一辆汽车交通灯改变了交通路况,交通问题也渐渐被人们所重视。从英国伦敦街头的第一个以燃煤气为光源的红,蓝两色的机械扳手式信号灯,到现在以电为光源的红黄绿三色交通灯,不知不觉中交通信号灯在人们日常生活中占据了重要地位。随着人们社会活动日益增加,经济发展,汽车数量急剧增加,城市道路日渐拥挤,交通灯更加显示出了它的功能,使得交通得到有效管制,对于交通疏导,提高道路导通能力,减少交通事故有显著的效果。 近年来,随着科技的飞速发展,电子器件也随之广泛应用,其中单片机也不断深入人民的生活当中。本次课程设计以模拟交通灯系统利用单片机AT89C51作为核心元件,实现了通过信号灯对路面状况的智能控制。在一定程度上解决了交通路口堵塞、车辆停车,特殊情况的交通灯等待时间不合理、急车强通等问题。在该次的设计系统具有结构简单、可靠性高、成本低、实时性好、安装维护方便等优点,有广泛的应用前景。 本模拟系统由单片机软件系统,两位8段数码管和LED灯显示系统。和复位电路控制电路等组成,较好的模拟了对交通路面的控制。 1.1 设计思路 (1)分析目前交通路口的基本控制技术以及各种通行方案,并以此为基础提出自己的交通控制的初步方案。 (2)确定系统交通控制的总体设计,包括,十字路口具体的通行禁行方案设计以及系统应拥有的各项功能,在这里,本设计除了有信号灯状态控制能实现基本的交通功能,还增加了倒计时显示提示,并基于实际情况,又增加了紧急状况处理和通行时间可调这两项特特殊功能。 (3)进行倒计时显示电路,灯状态电路,特殊情况按键电路的设计和对各器件的选择及连接,大体分配各个器件及模块的基本功能要求。 (4)进行软件系统的设计和仿真中,程序在KEIL软件中用单片机c语言编写,电路的搭建和仿真实现是在proteus软件中实现的。在本次课程设计中通过对单片机内部结构和工作情况做了一定的研究,充分了解定时器,中断以及延时原理,为本次智能交通灯的设计提供了理论基础。

基于51单片机的温控智能电风扇

浙江理工大学 《单片机系统设计及应用实验》 设计报告 题目:基于51单片机的温控智能电风扇专业:机械电子工程 班级:机电11(1)班 姓名:叶惠芳 学号:2011330300302 指导教师:袁嫣红 机械与自动控制学院 2014 年7 月3 日

目录 摘要 (4) 第一章课程设计的目标及主要内容 (5) 1.1课程设计的目标及意义 (5) 1.2温控智能电风扇的主要内容和技术关键 (5) 1.2.1课程设计的主要内容 (5) 1.2.2技术关键 (5) 第二章温控智能电风扇控制系统硬件设计 (6) 2.1课程设计总体硬件设计 (6) 2.2芯片及主要器件选择 (6) 2.2.1控制核心的选择 (6) 2.2.2温度传感器的选用 (7) 2.2.3显示电路 (7) 2.3芯片及器件介绍 (7) 2.3.1 AT89C51单片机 (7) 2.3.2 L298芯片介绍 (8) 2.3.3 DS18B20温度传感器 (9) 2.3.4LED数码管简介 (11) 2.4主要硬件电路 (12) 2.4.1温度检测电路设计 (12) 2.4.2 电机调速电路设计 (12) 2.4.3 PWM调速原理 (13) 2.4.4 LED数码管显示电路及按键电路 (13) 第三章温控智能电风扇控制系统软件设计与实现 (14) 3.1 主程序 (14) 3.2 数字温度传感器模块 (14) 3.3电机调速与控制子模块 (16) 第四章调试结果与总结 (16) 4.1 调试结果 (16)

4.2 课程设计总结 (20) 参考文献 (21) 附录一 (23) 附录二 (24) 附录三 (25)

51单片机课程设计源程序

TIME0_DOWN EQU F0 ;将F0设置为定时器0定时到标志 FINISH_ID EQU 30H ;学号发送标志 KEY_FLAG BIT 00H ;有键按下标志 KEY_LONG BIT 01H ;键长按 KEY_D EQU 31H ;键值存放地址 ADC0809_AD EQU 8000H ;设置ADC0809地址 DAC0832_AD EQU 0000H ;设置DAC0832地址 ADC_FLAG BIT 02H ;设置ADC0809读数据标志 ADC_DATE EQU 32H ;设置ADC0809数据地址 ADC_0 EQU 33H ;ADC0809转化为BCD码后个位存放地址 ADC_1 EQU 34H ;十分位存放地址 ADC_2 EQU 35H ;百分位存放地址 ADC_3 EQU 36H ;千分位存放地址 ORG 0000H ;程序开始,跳转至主程序 0000 020030 LJMP MAIN ORG 0003H ;外部中断0入口0003 020141 LJMP INT0_IN ORG 000BH ;设置定时器0中断入口地址 000B 020132 LJMP TIME0 ORG 0013H ;外部中断1入口0013 020151 LJMP INT1_IN ORG 0030H ;主程序开始地址 0030 758169 MAIN: MOV SP,#69H ;初始化堆栈指针 0033 C292 CLR P1.2 ;显示器清零 0035 D292 SETB P1.2 0037 753000 MOV FINISH_ID,#0 ;将标志位清零 003A C2D5 C LR TIME0_DOWN 003C C200 CLR KEY_FLAG 003E C201 CLR KEY_LONG 0040 753100 MOV KEY_D,#0 0043 C202 CLR ADC_FLAG 0045 753200 MOV ADC_DATE,#0 0048 753300 MOV ADC_0,#0 004B 753400 MOV ADC_1,#0 004E 753500 MOV ADC_2,#0 0051 753600 MOV ADC_3,#0 0054 C291 CLR P1.1 ;初始化键盘,行线置零,有键按下触发中断 0056 C293 CLR P1.3

(完整版)基于单片机的智能家居控制系统

基于单片机的智能家居控制系统 智能家居作为家庭信息化的实现方式,已经成为社会信息化发展的重要组成部分,物联网因其巨大的应用前景,将是智能家居产业发展过程中一个比较现实的突破口,对智能家居的产业发展具有重大意义。本文基于容易实现,方便操作,贴近使用的设计理念,采用STC89C52单片机为控制核心,为控制终端,并采用包括红外遥控、按键、Web界面等在内的多个控制源来控制家用电器。本文的二至四章描述了整个设计的软、硬件部分的具体实现,第五章是根据设计好的功能搭建了一个具体的环境实例。 智能家居控制系统功能分析 智能家庭控制系统的主要功能包括家庭设备自动控制、家庭安全防范二个方面。其中家庭设备自动监控包括电器设备的集中、遥控、远距离异地(通过电话或Internet)的监视、控制及数据采集。 (1)家用电器的监视和控制,按照预先所设定程序的要求对热水器、微波炉、视像音响等家用电器进行监视和控制。 (2) 热能表、燃气表、水表、电度表的数据采集、计量和传送根据小区物业管理的要求所设置数据采集程序,通过传感器对热能表、燃气表、水表、电度表的用量进行自动数据采集、计量,并将采集结果远程传送给小区物业管理系统。 (3)空调机的监视、调节和控制,按照预先所设定的程序,根据时间、温度、湿度等参数对空调机进行监视、调节和控制。 (4)照明设备的监视、调节和控制按照预先设定的时间程序,分别对各个房间照明设备的开、关进行控制,并可自动调节各个房间的照度。 (5)窗帘的控制,按照预先设定的时间程序,对窗帘的开启/关闭进行控制。 总体设计

2.1 整体介绍 本次设计以STC89C52芯片为控制核心,温度,湿度等传感器为环境信息采集源,以Web 控制为辅助,来制作一个物联网空调监控系统。在原有的机械式按键开关的基础上,采用无线遥控器与Web 网页远程控制,来控制空调机组(如风机,加湿器,风阀等),实现了远距离,多角度对空调机组进行实时控制。此外在本次设计中,采用多种传感器想结合,智能根据各传感器采集的数值进行自动化控制,如自动开关风机,智能调节冷冻水量,自动调节风阀开度等。并能够实现故障诊断,提供报警,数据实时数据与历史数据查询并Excel 表输出。 2.2系统设计方案 根据设计要求,系统提供了包括了核心控制模块,Web 服务器,Web HTML 模块,数据采集模块,继电器模块,按键模块,报警模块,等等。系统的整体框图如图1所示。 系统整体框图 网页 服务器(串口核心控制设备(以 STC8052为数据库设备状态传感器 (温度,LCD 显示 模式,温 度,湿度 继电风 水阀开 新风开 加湿 回风开用户输入 用户控制 环境信按

基于51单片机智能控制仪表简单设计

智能控制仪表简单设计 龙岩学院电子信息工程 学号:200402208 姓名:邓晶晶指导老师:吴春富 【摘要】:随着传感器技术、微电子技术、单片机技术的不断发展,为智能控制仪表测控功能的完善、 测控精度的提高和抗干扰能力的增强等提供了条件。本设计介绍了一种用变送器现场采集的温、湿度等信号再经A/D 转换送单片机进行处理,最后通过数码显示器,键盘等硬件设计实现了工作过程的自动化。一般的单片机系统在工业现场等恶劣的环境下容易死机,所以在本文中外加监视电路对系统起保护作 用。 关键词】:AT89C52 单片机;HD7279A; 看门狗;

第1章引言 仪器仪表是人类认识世界的工具,人们借助于各种仪器仪表对各种物理量进行度量,反映其大小与变化规律.随着人类认识能力的提高与科学技术不断进步,仪器仪表技术得到了飞速发展.50年代以前, 仪器仪表多为指针式,其理论基础是机电学?从50年代起,电子技术特别是数字技术的发展,给仪表行业带来了生机,各种数字式仪表相继问世,许多传统的指针式仪表相继被淘汰,数字仪表使仪表外观耳目 一新,数据表达能力与总体性能都大幅提高? 70年代中期,随着微处理器的出现以及单片机的兴起与应 用,设计者将计算机特有的许多优点引入仪表设计,随之产生了一代崭新的智能仪表,使仪表逐渐由数字型向智能化发展,其功能也由单一显示功能转变为具有信息处理、传输、存贮、显示、控制等功能,使仪 表性能产生了质的飞跃.,品种繁多?目前,我国仪器仪表有13大类,1 300多个产品.其中自动化仪表及控制系统是和国民经济各产业部门关系最为密切的一类产品,其传感变送单元与主控装置及I/O接口 均正朝智能化方向发展?在本设计中采用以单片机作为仪表核心控制器件,可以利用A/D转换芯片对标 准信号进行采集、转换,将输入的模拟量转换成单片机能够检测的数字量进行分析和监测控制,同时可 以利用键盘显示电路将相关数据进行显示。与此同时通过所查阅的资料我还了解到随着测量技术的发展 和微处理器的广泛应用,单片机系统的电路越来越复杂,而系统的可靠性问题也越来越突出,一般的单 片机系统在工业现场等恶劣的环境下容易死机,因此系统在这些场合要保证能够稳定的工作就必须外加 监视电路,在设计中采用了美国集把关定时器、电压监控和串行EEPRO三项功能于一体的专用集成芯 片X5045。该芯片的应用将有利于简化单片机系统的结构,增强功能、降低系统的成本,尤其是大大的增加了系统的可靠性。X5045中的看门狗对系统提供了保护功能。当系统发生故障而超过设置时间时,电路中的看门狗将通过RESET言号向CPU作出反应。X5045提供了三个时间值供用户选择使用。它所具 有的电压临控功能还可以保护系统免受低电压的影响,当电源电压降到允许范围以下时,系统将复位,直到电源电压返回到稳定值为止。本次毕业设计旨在掌握智能控制仪表的设计方法,同时掌握在开发系 统下实现部分软件的仿真方法。 第2章控制系统的硬件设计 硬件组成智能仪表的硬件方框图如图 2.1 图2.1 智能控制仪表的原理框图 2

(完整word版)51单片机课程设计实验报告

51单片机课程设计报告 学院: 专业班级: 姓名: 指导教师: 设计时间:

51单片机课程设计 一、设计任务与要求 1.任务:制作并调试51单片机学习板 2.要求: (1)了解并能识别学习板上的各种元器件,会读元器件标示; (2)会看电路原理图; (3)制作51单片机学习板; (4)学会使用Keil C软件下载调试程序; 用调试程序将51单片机学习板调试成功。 二、总原理图及元器件清单 1.总原理图 2.元件清单 三、模块电路分析 1. 最小系统: 单片机最小系统电路分为振荡电路和复位电路, 振荡电路选用12MHz 高精度晶振, 振荡电容选用22p和30p 独石电容;

图 1 图 2 复位电路使用RC 电路,使用普通的电解电容与金属膜电阻即可; 图 3 当单片机上电瞬间由于电容电压不能突变会使电容两边的电位相同,此时RST 为高电平,之后随着时间推移电源负极通过电阻对电容放电,放完电时RST 为低电平。正常工作为低电平,高电平复位。 2. 显示模块: 分析发光二极管显示电路: 图 4 发光二极管显示电路分析:它是半导体二极管的一种,可以把电能转化成光能,常简写为

LED。发光二极管与普通二极管一样是由一个PN结组成,也具有单向导电性。当给发光二极管加上正向电压后,产生自发辐射的荧光。图中一共有五个发光二极管其中一个为电源指示灯,当学习板通电时会发光以指示状态。其余四个为功能状态指示灯,实际作用与学习板有关 分析数码管显示电路 图 5 数码管显示电路分析:数码管按段数分为七段数码管和八段数码管,图中所用为八段数码管(比七段管多了一个小数点显示位),按发光二极管单元连接方式分为共阳极数码管和共阴极数码管。共阳数码管是指将所有发光二极管的阳极接到一起形成公共阳极(COM)的数码管.共阴数码管是指将所有发光二极管的阴极接到一起形成公共阴极(COM)的数码管。数码管主要用来显示经电路板处理后的程序的运行结果。图中使用了八个八段数码管,可以显示八个0-15的数字。使用数码管可以直观的得到程序运行所显示的结果.也可以显示预置在学习板上的程序,主要通过16个开关来控制。 四、硬件调试 1、是否短路 用万用表检查P2两端是短路。电阻为0,则短路,电阻为一适值,电路正常。 2、焊接顺序 焊接的顺序很重要,按功能划分的器件进行焊接,顺序是功能部件的焊接--调试--另一功能部件的焊接,这样容易找到问题的所在。 3、器件功能 1)检查原理图连接是否正确 2)检查原理图与PCB图是否一致 3)检查原理图与器件的DATASHEET上引脚是否一致 4)用万用表检查是否有虚焊,引脚短路现象 5)查询器件的DATASHEET,分析一下时序是否一致,同时分析一下命令字是否正确 6)通过示波器对芯片各个引脚进行检查,检查地址线是否有信号的 7)飞线。用别的的口线进行控制,看看能不能对其进行正常操作,多试验,才能找到问题出现在什么地方。 1、详细描述硬件安装过程中出现的故障现象,并作故障分析,及解决方法。 六、软件调试

智能温控风扇开题报告

XXX本科毕业论文(设计)开题报告书 学生姓名学号 二级学院专业级班毕业论文 (设计)题目基于51单片机智能温控风扇 指导教师 职称 毕业论文(设计)工作期限2015年月日起至2015年月日止 毕业论文(设计)进行地点 一、选题的背景与意义: 生活中,我们经常会使用一些与温度有关的设备。尽管空调作为日常生活家电已经步入千万普通家庭中,但空调普遍耗能太多,而且在占中国大部分人口的农村地区依旧使用电风扇用作降温防暑设备。近些来,空调价格水平不断下降,越来越多的人开始使用空调,对电风扇行业是个不小的冲击,但是空调的强大的功能下是以高耗能、封闭空间为代价的。相比之下,电风扇通风较好且功耗低仍是很大的一个优势,还是具有广阔的市场空间的,电风扇需要新型的技术功能,来满足不同的人群需求。为了提高电风扇的市场竞争力,使之在技术含量上有所提高,且更加安全可靠,智能电风扇随之被提出。 传统电风扇具有以下缺点:风扇不能随着环境温度的变化自动调节风速,这对那些昼夜温差大的地区是致命的缺点,尤其是人们在熟睡时,不但浪费资源,还很容易使人感冒生病;传统电风扇机械的定时方式常常会伴随着机械运动的声音,特别是夜间影响人们的睡眠,而且定时范围有限,不能满足人们的需求。鉴于这些缺点,我们需要设计一款智能的电风扇温度控制系统来解决。 温控风扇系统,是根据当时温度情况去自动开通和关闭电风扇,能很好的节约电能,同时也方便用户们的使用更具人性化。而且温控风扇系统在工业生产、日常生活中都有广泛的应用,如在工业生产中大型机械设备的散热系统,或限制笔记本电脑上的智能CPU风扇等基于单片机的温控风扇都能够根据环境温度的高低自动启动或停止转动,并能够根据温度的变化实现转速的自动调节,在现实生活中具非常广泛的用途,因此它的设计具有一定的价值意义。 二、研究内容、拟解决的主要问题:

89C51单片机课程设计之秒表设计实验报告.

这里可以加学校LOGAL 单片机课程设计报告 院系:12级物信系 班别:光信息科学与技术7班 课程名称:秒表设计 姓名:龚俊才欧一景 学号:1210407033 1210407041 指导老师:张涛 2011.12.23

目录 1课程设计的目的和任务 1.1 单片机秒表课程设计的概述 1.2课程设计思路及描述 1.3 课程设计任务和要求 2硬件与软件的设计流程 2.1系统硬件方案设计 2.2软件方案设计 3 程序编写流程及课程设计效果3.1源程序及注释 3.2原理图分析 3.3课程设计效果 4 心得体会 5 相关查阅资料

1. 课程设计的目的和任务 1.1单片机秒表课程设计的概述 一、课程设计题目 秒表系统设计——用STC89C52RC设计一个4位LED数码显示“秒表”,显示时间为 00.00~99.99秒,每10毫秒自动加一,每1000毫秒自动加一秒。 二、增加功能 增加一个“复位”按键(即清零),一个“暂停”和“开始”按键。 三、课程设计的难点 单片机电子秒表需要解决三个主要问题,一是有关单片机定时器的使用;二是如何实现LED 的动态扫描显示;三是如何对键盘输入进行编程。 四、课程设计内容提要 本课程利用单片机的定时器/计数器定时和记数的原理,结合集成电路芯片8051、LED数码管以及课程箱上的按键来设计计时器。将软、硬件有机地结合起来,使得系统能够正确地进行计时,数码管能够正确地显示时间。其中本课程设计有两个开关按键:其中key1按键按下去时开始计时,即秒表开始键(同时也用作暂停键),key2按键按下去时数码管清零,复位为“00.00”. 五、课程设计的意义 1)通过本次课程设计加深对单片机课程的全面认识复习和掌握,对单片机课程的应用进一步 的了解。 2)掌握定时器、外部中断的设置和编程原理。 3)通过此次课程设计能够将单片机软硬件结合起来,对程序进行编辑,校验。 4)该课程通过单片机的定时器/计数器定时和计数原理,设计简单的计时器系统,拥有正确的 计时、暂停、清零,并同时可以用数码管显示,在现实生活中应用广泛,具有现实意义 六、课程设计仪器 a) 集成电路芯片8051,七段数码管,89C51单片机开发板 b) MCS-51系列单片机微机仿真课程系统中的软件(Keil uvision2)。

基于51单片机的温控风扇设计

基于51单片机的温控风扇设计 摘要 在炎热的夏天人们用电风扇来降温;在工业生产中,大型机械用电风扇来散热等。随着温度控制的技术不断发展,应运而生的温控电风扇也逐渐走进了人们的生活中。温控电风扇可以根据环境温度自动调节电风扇启停与转速,在实际生活的使用中,温控风扇不仅可节省宝贵的电资源,也大大方便了人们的生活和生产。 本设计为一种温控风扇系统,具有灵敏的温度感测和显示功能,系统采用STC89C51 单片机作为控制平台对风扇转速进行控制。利用DS18B20数字温度传感器采集实时温度,经单片机处理后通过三极管驱动直流风扇的电机。根据采集的实时温度,实现了风扇的自起自停。可由用户设置高、低温度值,测得温度值在高低温度之间时打开风扇弱风档,当温度升高超过所设定的温度时自动切换到大风档,当温度小于所设定的温度时自动关闭风扇,控制状态随外界温度而定。 关键词:温控风扇,单片机,DS18B20,自动控制

Temperature control fan design based on 51 single chip microcomputer ABSTRACT In the hot summer, people use cooling fan; in the industrial production, is used toheat the electric fan large machinery. With the continuous development of thetechnology of temperature control, temperature controlled electric fan emerge as the times require gradually into people's lives. Temperature controlled electric fan can be adjusted automatically stop and start the fan speed according to the environment temperature, the use of real life, temperature controlled fan not only can save power resources valuable, but also greatly facilitate the people's life and production. The design of a temperature controlled fan system, sensitive temperate- easuing and display, the system uses STC89C51 microcontroller as the control platform to control the speed of the fan. The real-time temperature using DS18B20 digital temperature sensor, SCM processing through the transistor DCfan motor drive. According to the real-time temperature acquisition, the fan selfstop. High, low temperature value set by the user, the measured temperaturevalues in the high and low temperature between open fan weak wind profile,when the temperature exceeds the set temperature automatically switch to thefile, automatically turn off the fan when the temperature is lower than the set temperature, the control state varies with the outside temperature. KEY WORDS:Temperature control fan, MCU, DS18B20,automatic control

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