基于单片机的智能温控风扇的设计与实现.docx

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1、毕业设计（论文） 题 目 基于单片机的智能温控风扇的设计与实现 学 院 电子信息学院 专 业 电子信息工程 学生姓名 郭 盛 学号 159120602 指导教师 秦安碧 职称 副教授 徐栋梁 职称 助教 2019 年 4 月 20 日 学生毕业设计（论文）原创性声明 本人以信誉声明：所呈交的毕业设计（论文）是在导师的指导下进行的设计（研究）工作及取得的成果，设计（论文）中引用他（她）人的文献、数据、图件、资料均已明确标注出，论文中的结论和结果为本人独立完成，不包含他人成果及为获得重庆工程学院或其它教育机构的学位或证书而使用其材料。与我一同工作的同志对本设计（研究）所做的任何贡献均已在论文中作了

2、明确的说明并表示了谢意。毕业设计（论文）作者（签字）： 年 月 日重庆工程学院本科生毕业设计 摘 要摘 要我们经常在生活中使用电风扇。例如，在炎热的夏天，人们使用电风扇来降低温度。工业生产，大型计算机使用电风扇来计算热量。然而，如果环境温度发生变化，则难以在及时调节电风扇的速度，并且难以有效利用有价值的电力资源。随着温度控制技术的不断发展，温控技术完全可以满足现代日常生活和生产的需要，温控电风扇开始渐渐走进了人们日常生活中。温控电风扇可以自动控制速度，以及可节省宝贵的电力资源，使人的生活和生产可以更方便。温控系统是一种智能系统，利用温度变化来关闭风扇运行。现代社会广泛应用于生产和人力的日常生活

3、中。例如，在大型工业机器，笔记本电脑，系统风扇广泛使用的加热风扇，如智能CPU风扇。本文专门设计了基于51单片机的温控系统电风扇系统。作为控制器，温度传感器DS18B20被设计温度采集元件，其根据收集的温度弯曲和反转。根据测量的温度，系统温度可以改变自动执行和电风扇的停止温度可以自动改变电风扇的速度并检查和设置检测的温度。在升高或降低预温度之前，系统前面的预设的温度由两个独立的温度按钮设定。 关键词: 单片机 DS18B20 温度控制 自动限制I重庆工程学院本科生毕业设计 ABSTRACTABSTRACTWe often use electric fans in our lives. For

4、example, on a hot summer day, people use electric fans to lower the temperature. Industrial production, large computers use electric fans to calculate heat. However, if the ambient temperature changes, it is difficult to adjust the speed of the electric fan in time, and it is difficult to effectivel

5、y utilize valuable power resources. With the continuous development of temperature control technology, temperature control technology can fully meet the needs of modern daily life and production, and temperature-controlled electric fans have gradually entered peoples lives. The temperature-controlle

6、d electric fan automatically adjusts the speed and saves valuable power resources, making life and production more convenient.The warm system is an intelligent system that uses temperature changes to turn off fan operation. Modern society is widely used in the daily life of production and manpower.

7、For example, in large industrial machines, laptops, system fans are widely used for heating fans, such as smart CPU fans. This paper specifically designed a single-board temperature control system electric fan system. As a controller based on a single board, the temperature sensor DS18B20 is designe

8、d with a temperature acquisition element that bends and reverses according to the collected temperature. Depending on the measured temperature, the system temperature can be changed automatically and the fans stop temperature can automatically change the speed of the fan and check and set the detect

9、ed temperature. The preset temperature in front of the system is set by two independent temperature buttons before raising or lowering the pre-temperature.Keywords: Single chip microcomputer; DS18B20; temperature control fan; automatic control重庆工程学院本科生毕业设计 目 录目 录摘 要IABSTRACTII1 绪 论11.1 研究目的及意义11.2 国

10、内外发展现状12 硬件设计32.1 硬件整体设计32.2 按键键盘模块32.3 风扇驱动模块42.4 LCD1602液晶显示模块52.4.1 1602液晶显示屏52.4.2 1602液晶显示屏管脚功能52.5 DS18B20温度采集电路模块62.5.1 DS18B20 的特点及内部构造62.5.2 DS 18B20的工作原理72.5.3 DS18B20的工作时序82.6人体感应模块92.6.1 热释电传感器102.6.2 BISS0001芯片简介102.6.3 信号采集处理模块102.7 红外遥控模块112.7.1 红外通信基本原理122.7.2 红外线遥控原理123 系统软件设计143.1系

11、统方案设计143.2 DS18B20子程序流程图143.3 数码管显示子程序流程图153.4 按键子程序流程图163.5 用Keil C51 编写程序173.6 用Proteus进行仿真183.6.1 Proteus简介183.6.2 本设计基于Proteus的仿真184 系统调试224.1 软件调试224.1.1 按键显示部分的调试224.1.2 传感器DS18B20温度采集部分调试224.1.3 电动机调速电路部分调试224.2 硬件调试234.2.1 按键显示部分的调试234.2.2 传感器DS18B20温度采集部分调试234.2.3 电动机调速电路部分调试234.3 系统功能234.3

12、.1 系统实现的功能244.3.2 系统功能分析245 结 论25参考文献26致 谢27附 录28附录1 程序清单28重庆工程学院本科生毕业设计 1 绪 论1 绪 论1.1 研究目的及意义在日常生活中，我们总是使用温度相关设备。例如，现在在很多城市使用空调，但在占中国大部分人口的农村依然在使用电风扇。季节交替时节，白天的温度很高，电风扇需要高的旋转速度、风量，让人觉得凉爽，感觉清爽，夜间气温下降，人睡觉后，逐渐降低速度。你有一个电风扇，但你需要更换机身，并能够调整其他位置。感冒是无法避免的。虽然电风扇有调整各自的等级的功能，但是因为必须手动移动，所以在睡觉的时候都没有办法。一方面，定时会有时间

13、限制，一两个小时，另一方面，一两个小时，温度仍未下降，电风扇就关闭了。人不得不起来再打开电风扇，增加计时器的时间，很麻烦，而且在几回定时后最后一次的定时过长，温度下降后，电风扇仍继续吹风，让人感冒。其温度控制领域还可以达到人工智能化，通过设立人体热释电感应模块以及红外遥控模块可以使人们使用起来更加的智能。并且有些地区经济有限，空调不能成为家家的常备工具，所以我认为拥有一台价格不高，经济实用的新型智能风扇也是许多人的不二选择。另外，例如，对于大功率的电子产品的散热，现在采用了压倒性多数的风冷系统。不过常年的大功率的制冷环境所带来的污染和消费也是很大的一个难题，另外就是如果用恒定一档的超大风扇来降

14、温，可能有所不妥，所以为了解决上述问题，我认为可以设计一个将两者有点都有所综合的设计，就是智能温控风扇，上面也说到其具功能相对稳定，可以控制温度，也不会让机械处于较冷状态也不会让机器处于过热状态。也同时可以利用到工厂机械生产，服务器的降温中。1.2 国内外发展现状随着新信息时代的到来，随着工业自动化，信息技术和计算机技术理论的加速发展，温度控制器已迅速发展成为精密和小型化的趋势。如果说到其发展史，那么1830年詹姆斯.拜伦（美国）在一次偶然间将发条上在扇叶里于是便产生了世界第一台风扇。1872年约瑟夫（法国）在拜伦的启发上使用当时最新技术用上了发条的齿轮来驱动风扇。1880年舒乐（美国）所在的

15、年代是第二次工业革命时期，那时的电动机几乎可以带动任何你想不到的东西，于是他将电动机装在了叶片上，这样世界产生了第一台电风扇。发展史中没有中国其也绝不是偶然，因为中国在这方面的领域也的确落后于国际上的发展。温度传感器在国外已经达到精准度高，功能强大，可靠性很高，安全系数高，虚拟传感器和传感器服务，提高了温度对单晶片温度测量程序快速改进的准确性。9至12位的A / d转换器、分辨率通常高达0.5-0.0625C D S1624是由美国的高分辨率智能温度传感器DALLAS Semiconductor开发的，13位二进制数据、高分辨率0.0125C、温度测量精度是或2D S124也包括存储器功能、客

16、户内部芯片E2PROM存储器的短消息等1。功能十分强大，高性能E-0型A/D转换器通过采样噪声生成，并通过数字过滤技术提高了许多分辨率。它拥有完全强大的安全保护系统。然而在国内似乎还没有这方面的研究成果，其主要方向还是在智能空调上，智能温控其主要运用在大型机械散热或者服务器，交换机上，不过国内技术基本靠引进国外技术，花在智能温度控制领域方面的精力技术目前还没有得到可靠消息。27重庆工程学院本科生毕业设计 2 系统硬件设计2 硬件设计2.1 硬件整体设计这个设计的思路是先让温度传感器收集到周围温度并且转化为数字信号交给单片机系统处理完毕来控制电机模块输出的过程。并自动将气流评级根据环境温度和价值

17、是可能实现高温、大风、低温和弱风性能通过激活的红外线发射、接收和按钮,启动各种功能，开启远程控制功能，如果温度和温度较低，风机自动关闭。设计的结构框图如下：键盘输入温度显示单片机系统电机控制模块数字温度传感模块图2.1 系统结构框图2.2 按键键盘模块单片机的按键键盘有常见的两种类型:独立键盘和矩阵键盘。独立键盘只有一个按钮连接到每个I/O端口。钥匙的另一端是电源或接地。这样的连接程序比较简单，系统也比较稳定。矩阵键盘连接程序比较复杂，但是占用的I/O比较少。单机键盘的实现方法是利用单片机I/O端口的读取端口级别来判断按键是否被按下。将普通按键一端与地面连接，另一端与I/O端口连接，编程开始时

18、将I/O端口设置为高电平，当按下按键时将I/O端口保护为高电平。当按键被按下时，I/O端口和地面之间的短路会迫使I/O端口处于低电平。按下并释放按钮后，单片机内的上拉电阻将保持I/O端口处于高位。我们需要做的是检查程序中这个I/O端口的级别，然后知道是否有任何按钮按下活动。当使用单片机处理键盘时，与一个重要的过程相联系的是，它会震动键盘。在这里，抖动是机械抖动，是一种水平不稳定现象，发生在没有按下按键的临界区域，所以这种抖动在按下按键时不能够及时处理，因为在你按键盘是是机械计算的，而不是软件来计算，其大概按一次键盘在10-90毫秒之间，其如果每次在按下去时都抖动会产生机械误差。因此，我在这里选

19、择了s oft抖动。该方法首先检查密钥，并在出现低电平时延迟10到200毫秒，以避免抖动。(经典值为20 ms)在延迟之后再次读取I/O端口值。如果该值是1，那么低电平的时间小于10到200 ms，被认为是干扰信号。当值为0时，表示按键被按下，相应的处理程序启动。2.3 风扇驱动模块风扇驱动采用两个三极管，三管放大信号，将该模块电路发送到风扇下方的图中： 、图2.2 风扇驱动模块三极管其实就是一个电流的放大器，可以分成NPN和PNP两种类型。其中他们两类都有发射极E，集电极C以及基极B。(1)电流扩大将以下分析应用于NPN硅三极管:根据拓扑中,电流极性极电流Ib E是发射基地B和集电极电流Ic

20、 C是在发射杆杆大肠杆电流在这两个方向，扩大的方向函数的发射器,三极电流的控制的大型钢管临时电源可以提供足够的电流收集器，下面的小电流的变化和集电极电流的变化电流I是一个因子，是一个叫做三极管的膨胀因子2。当一个小改变信号之间插入杆和脚杆，杆电流IB变化,和IB如果集电极电流的变化Ic流电阻R,电阻上的电压是通过计算提取的电压方程U = R *她收到了我和放大的电压信号。(2)闭置电路非线性三极管(单膜片)的基本电流必须始终处于一定的水平(硅管始终为0.7)，正电流为0.7，偶极子电压被认为小于0.7 V。然而，实际放大信号远小于0.7 V。如果没有这种偏置，这些小信号就不能引起尖峰电流的变化

21、。当适当的电流添加到极性的阳极上时，上电阻RB可以提供这种电流，称为阳极电阻的电阻。当前和信号互相重叠时,一个小信号导致当前的变化,另一个原因是,信号可以在舒服的大范围的输出信号,偏转电极时,减少信号增加,当前收集电极减少电流作为输入电流减少,和集电极电流下降作为输入电流增加。增加信号，减少信号。(3)开闭动作集电极电流可以继续增大，但不能受上电阻Rc (Rc固定值，最大电流为U / Rc, U，电源电压)的限制而增大，当电极电流不连续增大时，三极管满足饱和状态。在三电极饱和板Ib * beta Ic的基础上，我们可以看到饱和时电极与极电极之间的开关是闭合的。因此，可以使用三极管开关。阴极电流

22、被三极管阴极电流称为零。三极管的主要任务是终止管和饱和状态，三极管集电极通常称为开关管。2.4 LCD1602液晶显示模块2.4.1 1602液晶显示屏1602显示屏就是由非常多的等点阵字符位相融合，所以他也可以说成是字符型显示屏，1602显示屏是专门拿来显示字母，符号或者数字之内的点阵模块。每个单独的点阵字符位都可以表现一个字符，每个字符或者每行之间都有间隙，就想我们平时所说的行距和字间距一样，它也有自己的字符表现形式和排列方式，正因为这样他不能很好的现实图形效果只能显示一些数字字母之内的简单成像的字符。160 2LC D是指显示的内容为16 X 2,即可以显示两行，每行16个字符液晶模块（

23、显示字符和数字）。2.4.2 1602液晶显示屏管脚功能1602液晶显示屏有16个国际化的引脚，其中：第1个引脚：GND为电源地。第2引脚：VCC接5V电源正极。第3引脚：V0为液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地电源时对比度最高（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引脚：RS为寄存器选择，高电平1时选择数据寄存器、低电平0时选择指令寄存器，第5引脚：RW为读写信号线，高电平时进行读操作，低电平(0)时进行写操作4。第6引脚：E(或EN)端为使能(enable)端,高电平时读取信息，负跳变时执行指令。第714引脚：D0D7为8位双向数据

24、端。第1516脚：空脚或背灯电源。第15引脚背光正极，第16引脚背光负极。 图2.3 1602液晶显示原理图2.5 DS18B20温度采集电路模块DS18B20温度传感器在我国的各个关于温控的产品中涉及的都比较多，使用的非常普遍在我国市场上，它是以数字信号输出，具有抵抗干扰能力非常强，生产成本很低，体积很小，精确度偏高的优点。DS1 8B20数字温度传感器安装简单，出工厂后包装可以用作多个公共场合，如磁铁形式，管道的形式，螺丝螺纹的形式，市场千变万化但是其原理不变其中其温度传感器主要应用不同领域其形状或大或小，形状不一。封装后的DS18B20流入市场，常见的可以在恒温大棚检测室内气温，在很小的

25、间隙的空间设备可以安装，或者国家的军火弹药库也必须涉及到温度的检测，还有医学上的化学产品实现室。所以其开发的前景非常广阔。2.5.1 DS18B20 的特点及内部构造特点:(1)测量结果直接输出数字温度信号，同时传输短串口串行传输控制器和CRC测试代码，干扰误差较大。(2)支持多种网络功能，允许多种DS18B20s在线执行三种类型的测量。(3)自适应电压范围为3.0 55v，不能提供电源和可用数据线，-55 125测量范围为0.5，-10 85。(4)通过编程和0.5、0.25、0.125、0.0625的高精度测温，可以将数字读数系统与9 12进行区分。(5)负压特性。如果电源极性颠倒，芯片不

26、会烧坏，但不能正常工作。图2.4 DS18B20内部结构框图2.5.2 DS 18B20的工作原理在64位的ROM结构中，产品类型排在第8位，每个设备的背面排在第48位等。最后的第8名是DS1820能够与第56名的CRC检验代码进行通信的原因，TH和TL程序可以用来报告用户，可以发生上下行数据5。DS18 B20温度传感器内部存储器采用高速临时存储器RAM和非易失性电擦除EEPROM。RAM结构的高速暂存9字节内存，短切刀通过单侧接口读取数据库，数据量高后，数据格式为0.0625C / LSB。该表使用与某些温度值对应的二进制温度作为数据。表2.1 DS18B20温度与表示值对应表温度/二进制

27、十六进制+1250000 0111 1101 000007D0H+850000 0101 0101 00000550H+25.0000 0001 1001 00010191H+10.0000 0000 1010 001000A2H+0.50000 0000 0000 10000008H00000 0000 0000 00000000H-0.51111 1111 1111 1000FFF8H-10.1111 1111 0101 1110FF5EH-25.1111 1110 0110 1111FF6FH-551111 1100 1001 0000FC90H当温度转换完成后，DS18B20将测量到的

28、温度值与RAM中第TH和TL字节的内容进行比对，如果T TH或T 因此，可以使用多个DS18B20同时进行温度测量和报警搜索。循环冗余校验码(CRC)的最重要的字节存储在64位ROM。主机计算CRC值上56位的ROM和比较它与CRC值存储在DS18B20来确定罗主机收到的数据是正确的。2.5.3 DS18B20的工作时序初始化定时是主机将一个总线p30从逻辑的高位拉到逻辑的低位，即激活时隙。在这个期间必须在很短大约60-120微秒中挖成，每到一个周期都会需要1微秒的恢复时间，图中显示了一个写0和1的时间槽。在写入0时隙时，微控制器在整个时隙中将总线拉低，而在写入一个时隙时，微控制器将总线拉低，

29、并在时隙启动后搭乘15 us release总线。具体程序如下：(1)将数据线设置为high level 1。(2)延迟(请尽量缩短时间)。(3)将数据线拉至低电平0。(4)延迟750us(范围480 - 960us)。(5)将数据线绘制到高位1。(6)增加等待时间。初始化成功后，DS18B20返回的低级别0将在15到60 ms期间生成，这将识别它的存在。但是在这个期间不可以一直等待，不然的话程序将会进入死循环，所以一旦确定了超时，一旦CPU读取了数据线的低电平0，就需要延迟，延迟时间从高电平计算(第五步的时间)：这是至少480s。(7)再次拔出数据线至高电平1完成。1. 数据时间如果主机逻辑

30、上拉出一个总线p30，逻辑上是高的和低的，即一个时隙被激活，这样的话，所有的时间间隙都应该在60-120微秒内完成，每过一个时间周期应该要得到1微秒的恢复时间。图中显示了一个写0和1的时间槽。在写入0时隙时，微控制器在整个时隙中将总线拉低，而在写入一个时隙时，微控制器将总线拉低，并在时隙启动后搭乘15 us release总线。具体程序如下：(1)先把数据线设置低电平0。(2)延迟15us再确定时间。按从小到大的顺序发送数据(每次只发送一位)。(3)延迟时间设为45us。(4)将数据线 提升至高电平1。(5)重复(1)-(5)的操作，发送完整的字节后便可停止。(6)最后，把数据线提升至1。2.

31、 读取数据时间主机在读取时隙时必须释放总线。在时隙开始后15 S内采样总线状态。DS18B20设备只有在向主机发送读取的时区时才能向主机发送数据，因此，如果主机要读取数据时，它必须创建一个读取时间槽，以允许DS18B20传输数据。每次主机开始读取gap时，DS18B20设备将发送整个上传0或1,当DS18B20传输1，总线线将一个0发送给低总线并将一个0发送给DS18B20。当总线之间的间隙结束时，它释放普通线路并通过电阻将普通线路返回到高状态。所以主机认为有效时间是15us，所以主机在读取间隙时必须释放行，当时间开始时，它在样本行15us之内。具体程序如下：(1)把数据线拉至1。(2)延迟时

32、间设置为2s。(3)把数据线拉到0。(4)延迟为6s。(5)把数据线拉到1。(6)延迟时间为4 s。(7)数据线读取初始状态位，进行数据处理。(8)延迟时间6s。(9)重复(1)至(7)操作，读取一个数据时停止。2.6人体感应模块2.6.1 热释电传感器在80年代初热释电传感器在当时作为一种智能的新型的并且灵敏度也非常高的检测原件被人们发现了并且批量的生产了出来，他的全名叫热释电红外传感器。人体在没有接触的时发出的红外能量变化是可以检测出来，然后转换成电压信号并输出。通过放大该电压信号，可以驱动电源开关控制、防盗报警、自动观察等多种控制电路。我们知道发出的红外辐射中心波长为9 10 um，在传

33、感器的末端有一个过滤器窗口，而且测量元件的波长灵敏度基本稳定在0.2 20 um范围内。该滤波器的波长范围为7 10 um，可以用于人体红外辐射的检测。通过滤光片吸收其他波长的红外线，它已被专业地用作人体发出的红外传感器。该传感器可以感知人体的红外线。如图2.6.1所示。 图2.5 热释电传感器模型2.6.2 BISS0001芯片简介只要BISS 0001把传感器接收信号传输到BISS 0001，他的静态电流比较小，工作电压为5 v之间的工作电压3 v和5 v，输出电流是10毫安，热红外传感器和小轮廓元素可用于广泛的应用,如安全、控制等。它其实是一个通过16个引脚组成的整体块。图2.6 菲涅耳

34、透镜2.6.3 信号采集处理模块该电路将人体发出的红外辐射转换成电信号。红外辐射传感器2输入前置放大器OP 1并将其与运算放大器OP 2耦合。设置双向镜头处理后通过电压比较警察1和警察2,有效的定时信号激活定时检查输出信号的时间如果时间推迟,输出可以通过调整R12, Vs随时间跳跃的时候,签证官可以继续通过Vs跳周期时间,但在电路,可以更好的控制。下一步可以在单片机中通过P10执行。根据距离，调整R13。你可以调整到7米左右。如果图中BISS 0001中的一条腿被跳线连接到高电平，并且人体在扩展时间内在传感器范围内处于活动状态，则其输出始终保持高位，人不在。该电路设计是一个从高电平到低电平的触

35、发方案。图2.7 信号处理模块图2.8 人体感应模块实物图2.7 红外遥控模块本次设计需要涉及到红外遥控模块的领域，所以必须要研究市场上已经量产的技术较为成熟的红外遥控基本原理还有其执行标准相关的领域。 红外线在我们日常生活中是非常常见的一种光，小时候玩玩具枪也有红外线，是一种非常强的长射线，对准人眼具有灼伤效果，那红外线是怎么产生的呢。首先红外线或者任何光都有它的波长，红外的波长在0.01um-1000um之间。其在这个范围内可以分为可见光或者不可见光。如果波长在0.8um以下就是可见光了，他就是我们常见的七彩色，有七种颜色，波长为0.76um1000um的光波为红外光(线)。红外光按波长范

36、围分为近红外、中红外、远红外、极红外4类。红外线遥控是利用近红外光传送遥控指令的，波长为0.76um1.5um9。用近红外作为遥控光源，是因为目前红外发射器件(红外发光管)与红外接收器件(光敏二极管、三极管及光电池)的发光与受光峰值波长一般为0.8um0.94um，他们两者在近红外光波内其光谱正好重合在一起，非常的和谐比较容易匹配，可以获得很高的传输效率和特性。 2.7.1 红外通信基本原理使用红外技术可以实现两个点之间有效距离内的信息传输。其红外技术细分为红外发射技术和红外接收技术，他们都是整个系统的重要组成部分。红外线是一.种电磁波，高于微波，低于可见光，波长是750mm到1mm，人眼不可

37、见红外通信通常采用红外辐射波长和波长在0.75和25之间红外数据，红外通信协议采用了红外波通信波.长范围850 900nm,并获得最好的制造商红外产品的传播效果6。传输光.学器件和红外探测器，建立红外通信系统。红外通信的基本原理是将底层二进制信号转换成一系列脉冲序列(载波信号)，通过红外传输线传.输红外信号。脉冲调制(PPM)修改实现信号脉冲之间的时间间隔通过脉冲时间调整通过脉冲调制(PWM)、脉冲时间调制(PPM)和脉冲调制(PPM)研究所的电气和电子工程师协会(IEEE)协会(IDA)的国际委员会电子和电气工程师协会(IEEE)设计采用脉冲控制，二进制消息代表两个脉冲列车传输数据的时间间隔

38、，RS 232通信是不相等的，同时创建头产生8个数据7。载波信号的频率=38kHz，载波周期T=26.32us，本设计使用单片机软件产生载波，取T=26us，脉冲宽度t1=10T=260us，二进制数0脉冲串周期t2=500us，二进制数1的脉冲串周期t3=1000us。正常的红外遥控器采用框架结构的一个命令,一个数据帧包含一个同步代码,一个地址代码,命令代码,命令代码长度为8到16个,多,本设计采用框架结构相似的异步串行通信通过选择字节的帧结构方向。在每个帧(二进制0)、8数据中开始的位置，上述两个暂停(二进制1)如图所示。数据传输帧、帧、字节的帧间隔为2毫秒，帧结构不包含地址信息，解决了这

39、一问题。2.7.2 红外线遥控原理被控制的是需要接受红外感应的装置，遥控器里有一个芯片如果我要执行某一个动作，列如我想调整风扇温度上限的时间，那么当我按下按键时就会发出一个指令码，这个指令码就通过程序放在芯片中，此时我们按了之后芯片就会读出这个指令码，然后通过红外二极管发射一段特殊也是特定频率的红外射线，我们设计上有一个红外接收器。它可以在有效范围内接受这个红外信号，然后过滤掉干扰信号，产生指令码，然后把这个指令码传递给我们的单片机，单片机通过处理将信号传递给按键电路那么就会作用到我们的1602液晶屏的模块上，就会显示出我们所想操作的红外遥控功能了。重庆工程学院本科生毕业设计 3 系统软件设计

40、3 系统软件设计3.1系统方案设计程序设计部分主要计温度传感器的初始功能转换功能、温度读取功能、键扫描功能、数码管显示处理功能、温度控制功能、风扇电机控制功能。初始化温度转换完成功能:18b20良好的环境温度采集、温度读取功能、读取数据和主机温度传感器数据转换完成了重要的搜索功能和初始化(如有必要在小地方完成)，过程温度帮助改变了车速。一种情况是，根据风机电机控制功能的控制，温度是值得停止的。开始程序初始化调用DS18B20初始化函数调用DS18B20温度转换函数调用温度读取函数调用按键扫描函数调用数码管显示函数调用温度处理函数调用风扇电机控制函数结束图3.1 系统软件设计方案3.2 DS18

41、B20子程序流程图首先，可以初始化DS18B20，可以执行ROM操作命令，可以执行内存操作和数据。DS18B20的操作必须符合严格的操作程序和通信协议。根据DS18B20的通信协议，主机控制DS18B20需要3个步骤。如果在读取DS18B20之前初始化它，可以发送ROM命令并初始化DS18B20。 图3.2 DS18B20子程序流程图3.3 数码管显示子程序流程图该程序实现的功能是将从DS18B20读取的二进制温度值转换为代码信息，并显示在LED上。显示方法采用动态扫描方法。首先为比特选择一个信号，然后给出一个阶段选择信号和延迟。具体流程如图所示： 图3.3 数码管显示子程序流程图3.4 按键

42、子程序流程图硬件通过密钥扫描子程序KEY SC AN通过三个密钥子程序提供软件支持。按设置键k1一次，进入高温极限设置。此时，按“+”键k2进行加法，按“-”键k3进行减法。再次按下设置键k2进入温度下限设置状态。此时，按“+”键k2到+，然后按“-”键k3减1。下极限工作温度值TL和上极限工作温度值的设定范围为10 100度。按下设置键k3结束上/下温度设置状态。 图3.4 按键子程序流程图3.5 用Keil C51 编写程序Ke i lC51是一个51系列单片机C语言兼容的软件开发系统由Keil Soft war e公司在美国,和C语言比不仅是更简单、更灵活的单片机汇编语言,但也创造了功能

43、模块的可移植性也强,所以在单片机不断发展的今天，keil的使用率大大的增加，对其软件的普及掌握程度也从以前的少数掌握到现在的绝大部分学生都必须掌握的一门软件。Keil C51软件不仅提供了丰富的库函数，而且其强大的集成开发调试工具为程序编辑调试带来了方便。在开发大型软件时，充分体现了高级语言的优势。要快速使用它，可以创建一个项目、添加文件、创建一个程序、编辑和调试它。3.6 用Proteus进行仿真3.6.1 Proteus简介Proteus软件已经有十几年的历史了。它也是一款热门软件，在各个地方的使用率也非常高，小到学校组织的培训学习，大到研发开发也是必备的相关专业知识的一款软件。其软件中可

44、以进行大胆猜想和仿真可以验证现象验证设计的正确性和准确性，并且可以立即改变程序代码和原理图的连接。元素属性等。还可以根据系统配置显示和输出示波器、逻辑分析仪等虚拟仪器9。Proteus有四个功能模块。智能原理图设计，完善的电路仿真功能，独特的单片机协同仿真功能，实用的PCB设计平台。其内部元素库包含丰富的元素，支持总线结构和智能连接功能，支持主CPU (ARM, 8051/52, AVR)和通用外部模型的实时仿真等，开发了单片机，给应用带来了极大的方便。下图显示了软件使用界面。 图3.5 Proteus界面3.6.2 本设计基于Proteus的仿真首先，启动Proteus软件创建一个项目，根据原理图获取相应的部件，根据请求修改每个元素的属性，根据原理图连接各个元素。与原理图连接后，将编译好的程序装入AT89C52单片机。最后，根据系统实现的功能分布进行仿真。温度传感器DS18B20的温度设置为27.6，调节按钮S2的温度设置。系统通过点击start按钮启动仿真，经过一定时间后，观察到此时风机直流电机转速为+14.3 r / s，如图所示。 图3.6 仿真效果图一温度传感器DS18B20的温度设置为30.5。并调整按钮s2设定的温度。通过点击启动按钮，系统开始仿真，经过一定时间后，我们观察到风扇直流电机转速为+23.4 r / s，如图所示。