3、自动调温电风扇控制系统设计
3.1、电源转换部分
转换电路如图3.1.1所示:
图3.1电源转换电路
3.2、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/
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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3.1.2所示:
图3.2单片机内部结构
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3.3、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3.6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3.7口,工作过程同递减按键3.6口。
按键电路如图3.1.3所示:
图3.3按键连接图
3.4、单片机复位部分
复位控制如图3.1.4所示:
图3.4复位连接图
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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。
3.5、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
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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3.5继电器自动控制电路
3.6、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1μs,满量程误差为±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1-1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3.1.5所示:
图3.6 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:
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