51單片機(jī)溫度控制調(diào)速風(fēng)扇仿真設(shè)計(jì)

原理圖：Altium Designer

仿真版本：proteus 7.8

程序編譯器：keil 4 / keil 5

編程語(yǔ)言：C語(yǔ)言

設(shè)計(jì)編號(hào)：S0010

功能說(shuō)明：

1.本設(shè)計(jì)基于STC89C51/52（與AT89S51/52、AT89C51/52通用，可任選）單片機(jī)

2.采用DS18B20溫度傳感器測(cè)溫，74HC573驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管顯示溫度和風(fēng)扇的檔位。

3.共3個(gè)按鍵：設(shè)置、加、減。按一下設(shè)置可以設(shè)置上限，再按下設(shè)置下限，均可以按鍵加減調(diào)整。

4.利用PWM調(diào)速，當(dāng)溫度低于下限時(shí)，風(fēng)扇不轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)溫度處于上、下限之間時(shí)1檔轉(zhuǎn)動(dòng)（50%的轉(zhuǎn)速），當(dāng)溫度超過(guò)上限時(shí)，全速轉(zhuǎn)動(dòng)。

仿真電路

單片機(jī)最小系統(tǒng)介紹

單片機(jī)（Microcontrollers）是一種集成電路芯片，是采用超大規(guī)模集成電路技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器CPU、隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM、只讀存儲(chǔ)器ROM、多種I/O口和中斷系統(tǒng)、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器等功能（可能還包括顯示驅(qū)動(dòng)電路、脈寬調(diào)制電路、模擬多路轉(zhuǎn)換器、A/D轉(zhuǎn)換器等電路）集成到一塊硅片上構(gòu)成的一個(gè)小而完善的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，在工業(yè)控制領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。從上世紀(jì)80年代，由當(dāng)時(shí)的4位、8位單片機(jī)，發(fā)展到現(xiàn)在的300M的高速單片機(jī)。本文的單片機(jī)特指51單片機(jī)，具體芯片型號(hào)是 。需注意STC89C51, STC89C52，AT89C51, AT89C52都是51單片機(jī)的一種具體芯片型號(hào)。

最小系統(tǒng)組成：

51單片機(jī)最小系統(tǒng)：?jiǎn)纹瑱C(jī)、復(fù)位電路、晶振（時(shí)鐘）電路、電源

最小系統(tǒng)用到的引腳

1、主電源引腳（2根）

VCC：電源輸入，接＋5V電源

GND：接地線

2、外接晶振引腳（2根）

XTAL1：片內(nèi)振蕩電路的輸入端

XTAL2：片內(nèi)振蕩電路的輸出端

3、控制引腳（4根）

RST/VPP：復(fù)位引腳，引腳上

復(fù)位電路

一般來(lái)說(shuō)，在電路圖中，電容的的大小是10uf，電阻的大小是10k。（不特指本電路，具體參數(shù)看仿真圖）

在5V正常工作的51單片機(jī)中小于1.5V的電壓信號(hào)為低電平信號(hào)，而大于1.5V的電壓信號(hào)為高電平信號(hào)。可以算出電容充電到電源電壓的0.7倍，即電容兩端電壓為3.5V、電阻兩端電壓為1.5V時(shí)，需要的時(shí)間約為T(mén)=RC=10K*10UF=0.1S。

也就是說(shuō)在單片機(jī)上電啟動(dòng)的0.1S內(nèi)，電容兩端的電壓從0-3.5V不斷增加，這個(gè)時(shí)候10K電阻兩端的電壓為從5-1.5V不斷減少（串聯(lián)電路各處電壓之和為總電壓），所以RST引腳所接收到的電壓是5V-1.5V的過(guò)程，也就是高電平到低電平的過(guò)程。

單片機(jī)RST引腳是高電平有效，即復(fù)位；低電平無(wú)效，即單片機(jī)正常工作。所以在開(kāi)機(jī)0.1S內(nèi)，單片機(jī)系統(tǒng)RST引腳接收到了時(shí)間為0.1S左右的高電平信號(hào)，所以實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)復(fù)位。

在單片機(jī)啟動(dòng)0.1S后，電容C兩端的電壓持續(xù)充電為5V，這是時(shí)候10K電阻兩端的電壓接近于0V，RST處于低電平所以系統(tǒng)正常工作。當(dāng)按鍵按下的時(shí)候，開(kāi)關(guān)導(dǎo)通，這個(gè)時(shí)候電容兩端形成了一個(gè)回路，電容被短路，所以在按鍵按下的這個(gè)過(guò)程中，電容開(kāi)始釋放之前充的電量。隨著時(shí)間的推移，電容的電壓在0.1S內(nèi)，從5V釋放到變?yōu)榱?.5V，甚至更小。根據(jù)串聯(lián)電路電壓為各處之和，這個(gè)時(shí)候10K電阻兩端的電壓為3.5V，甚至更大，所以RST引腳又接收到高電平。單片機(jī)系統(tǒng)自動(dòng)復(fù)位。

晶振電路

晶振基本概念 晶振全名叫晶體振蕩器，每個(gè)單片機(jī)系統(tǒng)里都有晶振，晶振是由石英晶體經(jīng)過(guò)加工并鍍上電極而做成的，主要的特性就是通電后會(huì)產(chǎn)生機(jī)械震蕩，可以給單片機(jī)提供穩(wěn)定的時(shí)鐘源，晶振提供時(shí)鐘頻率越高，單片機(jī)的運(yùn)行速度也就越快。 晶振用一種能把電能和機(jī)械能相互轉(zhuǎn)化的晶體在共振的狀態(tài)下工作，以提供穩(wěn)定，精確的單頻振蕩。

晶振起振后， 產(chǎn)生的振動(dòng)信號(hào)會(huì)通過(guò)XTAL1引腳， 依次經(jīng)過(guò)振蕩器和時(shí)鐘發(fā)生器的處理，得到機(jī)器周期信號(hào)，作為指令操作的依據(jù)。51單片機(jī)常用的晶振是12M和11.0592M

原理圖

源程序

主函數(shù)

void main()		  //主函數(shù)
{
	uchar j;
	dj=0;		  //電機(jī)開(kāi)
	shang=30;
	xia=20;		  //初始上下限值
	for(j=0;j<80;j++)	  //先讀取溫度值，防止開(kāi)機(jī)顯示85
	ReadTemperature();
	while(1)			  //進(jìn)入while循環(huán)
	{	
		ReadTemperature();	//讀取溫度值
		for(j=0;j<100;j++)zi_dong();//自動(dòng)溫控模式
	}
}

DS18B20驅(qū)動(dòng)代碼

/***********ds18b20延遲子函數(shù)（晶振12MHz ）*******/ 
void delay_18B20(uint i)
{
	while(i--);
}
/**********ds18b20初始化函數(shù)**********************/
void Init_DS18B20() 
{
	 uchar x=0;
	 DQ=1;          //DQ復(fù)位
	 delay_18B20(8);  //稍做延時(shí)
	 DQ=0;          //單片機(jī)將DQ拉低
	 delay_18B20(80); //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 ReadOneChar()
{
	uchar i=0;
	uchar dat=0;
	for (i=8;i>0;i--)
	 {
		  DQ=0; // 給脈沖信號(hào)
		  dat>>=1;
		  DQ=1; // 給脈沖信號(hào)
		  if(DQ)
		  dat|=0x80;
		  delay_18B20(4);
	 }
 	return(dat);
}
/*************ds18b20寫(xiě)一個(gè)字節(jié)****************/  
void WriteOneChar(uchar dat)
{
 	uchar i=0;
 	for (i=8;i>0;i--)
 	{
  		DQ=0;
 		DQ=dat&0x01;
    	delay_18B20(5);
 		DQ=1;
    	dat>>=1;
	}
}
/**************讀取ds18b20當(dāng)前溫度************/
void ReadTemperature()
{
	uchar a=0;
	uchar b=0;
	uchar t=0;
	Init_DS18B20();
	WriteOneChar(0xCC);    	// 跳過(guò)讀序號(hào)列號(hào)的操作
	WriteOneChar(0x44); 	// 啟動(dòng)溫度轉(zhuǎn)換
	delay_18B20(100);       // this message is wery important
	Init_DS18B20();
	WriteOneChar(0xCC); 	//跳過(guò)讀序號(hào)列號(hào)的操作
	WriteOneChar(0xBE); 	//讀取溫度寄存器等（共可讀9個(gè)寄存器） 前兩個(gè)就是溫度
	delay_18B20(100);
	a=ReadOneChar();    	//讀取溫度值低位
	b=ReadOneChar();   		//讀取溫度值高位
	wen_du=((b*256+a)>>4);    //當(dāng)前采集溫度值除16得實(shí)際溫度值
}

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