山东科技大学学士学位论文 各个单元模块的硬件设计
分别是8路驱动器的输入端，输入信号可直接是TTL或CMOS信号；引脚11～18分别是8路驱动器的输出端；引脚9为接地线，引脚10为电源输入。当输入TTL信号为5V或CMOS信号为6～15V时，输出的最大电压为50V，最大电流为500mA，工作温度范围为0～70℃。本系统选用的电机为12V直流无刷电机，可用ULN2803来驱动，下图3.4为ULN2803的结构图。
图3.4 ULN2803的结构图
3.1.5 LED数码管简介
本系统选用五个LED数码管来进行温度显示。LED又称为数码管，它主要是由8段发光二极管组成的不同组合，其中 a～g为数字和字符显示段， dp为小数点的显示，通过a～g这7个发光二极管点亮的不同组合，可以显示0～9和A～F共16个数字和字母[8]。LED数码管可以分为共阴极和共阳极两种结构，如下图3.5(a)和图3.5(b) 所示。共阴极结构把8个发光二极管阴极连在一起，共阳极结构把8个发光二极管阳极连在一起。通过单片机引脚输出高低电平，可使数码管显示相应的数字或字母，这种使数码管显示字形的数据称字形码，又称为段选码。数码管的显示图如下图3.5
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所示。
gfgndabRx8Rx8abcdefgdp
abcdefgdp数码管引脚分配图 显示字符 共阴极段码 共阳极段码 显示字符 共阴极段码 共阳极段码 0 1 2 3 4 5 6 7 一个共阴极数码管接至单片机的电路，要想显示数字“7”须a、b、c这3个显示段发光 （即这3个字段为高电平）只要在P0口输入00000111（07H）即可。这里07H即为数字7的段选码。字形与段选码的关系见表3.1所示。
3.1.6 74373芯片简介
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dpedgndc
a.共阴极 b.共阳极 图3.5 7段LED数码管显示图
表3.1 7段LED的段选码表
3fH 06H 5bH 4fH 66H 6dH 7dH 07H C0H F9H A4H B0H 99H 92H 82H F8H 8 9 A B C D E F 7fH 6fH 77H 7fH 39H 3fH 79H 71H 80H 90H 88H 83H C6H A1H 86H 8EH 山东科技大学学士学位论文 各个单元模块的硬件设计
74373是一种三态输出的八 D 透明锁存器，74373的输出端 O0~O7 可直接与总线相连。
当三态允许控制端 OE 为低电平时，O0~O7 为正常逻辑状态，可用来驱动负载或总线。当 OE 为高电平时，O0~O7 呈高阻态，即不驱动总线，也不为总线的负载，但锁存器内部的逻辑操作不受影响。当锁存允许端 LE 为高电平时，输出端数据随输入端 D 而变。当 LE 为低电平时，输出端O 被锁存在已建立的数据电平[9]。当 LE 端施密特触发器的输入滞后作用，使交流和直流噪声抗扰度改善 400mV。
引出端符号： D0～D7 数据输入端
OE 三态允许控制端（低电平有效） LE 锁存允许端 O0~O7 输出端 74373引脚如图3.6所示。
图3.6 74373引脚图
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3.2 主要部分电路设计
3.2.1 DS18B20传感器连接电路
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，通过主机发送给存储器发送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[10]。由于温度振荡器的抛物线特性的影响，内部用斜率累加器进行补偿。
DS18B20在使用时，一般都采用单片机来实现数据采集。只须将DS18B20信号线与单片机1位I/O线相连，且单片机的1位I/O线可挂接多个DS18B20，就可实现单点或多点温度检测。在本设计中将DS18B20接在P3.7口实现温度的采集。DS18B20与单片机的连接如图3.7。
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图3.7温度传感器连接电路
3.2.2数码管显示电路
本设计制作中选用8位共阴极数码管作为显示模块，它和单片机硬件的接口如图3.8所示。其中前3位数码管DS1、DS2、DS3用于显示温度传感器实时检测采集到的温度，可精确到0.1摄氏度，显示范围为0~99.9摄氏度；第4位数码管DS4显示的是摄氏度的单位符号。第5位和第6位数码管DS5、DS6用于显示系统设置的开启温度，只能显示整数的温度值，显示范围为20~40摄氏度。第7位数码管DS7显示的是设定的温度差，温度差的设定范围为1~4摄氏度，最后一位数码管DS8显示的是目前风扇所处的档位，共分为1~5五个档位。8位数码管的段选a、b、c、d、e、f、g、dp线分别与单片机的P0.0~P0.7口连接，其中P0口需接一个10K的上拉电阻，以使单片机的P0口能够输出高低电平。8位数码管的位选W1~W8分
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