成都学院学士学位论文(设计)
风扇的快慢进行调节,电机风扇的转速原理是通过调节电机的PWM的占空比来进行调速,PWM占空比的实际是我们平常所见的方波的占空比,通过调节占空比来调节电机的转速的原理是调节电机的平均电压的大小。高端单片机自带PWM功能,但是51单片机并不自带其功能成,我们在本次论文中采用软件模拟PWM,其中利用单片机中的定时器功能,利用定时器功能可以准确的定位PWM的周期和PWM的占空比,这回使温度调节系统响应时间快切温度调节准。
在这次的软件模拟中,关于频率和占空比的确定,对于12M晶振,假定PWM输出频率为1KHZ,这样定时中断次数设定为C=10,即0.01MS中断一次,则TH0=FF,TL0=F6;由于设定中断时间为0.01ms,这样可以设定占空比可从1-100变化。即0.01ms*100=1ms。TH0和TL0是计数器0的高8位和低8位计数器,工作模式选择,0X01表示选用模式1,它有16位计数器,最大计数脉冲为65536,最长时。
4.5 本章小结
系统软件的设计是本系统设计的重中之重,控制软件完美的将软件程序与硬件设备结合,完成了对电机风扇的控制。软件编程的编程模型采用单元化和层次化,这样可以加大程序的可重用度和程序的可调试,当出现错误或程序需要功能需要更改时,我们只需要简单更改程序即可避免了大规模重写程序。
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第五章 系统调试与运行
5.1 系统调试过程
系统调试的目的是验证系统能否完成设计要求的功能,并且在实际情况下能否持续良好的运转。
系统调试的主要步骤大致分为以下几步:
一、设备检测。在进行调试之前需要进行整体设备的检测,确保电路各个部分接触完好,不要出现短路和断路现象,以免在测试的工程中出现了电路连电现象,使整个电路系统烧毁,在检测时应该注意共地问题,以免在测试工程中数据出现不正确。
二、按键和LED显示检测。按键是关键的输入部分,LED是显示部分的核心,分别担任输入和输出的功能,这两部分应该进行仔细的调试,避免出现输入或显示不正确现象。
三、红外温度传感器测试。在整个温度调试系统中,红外温度传感器是温度采集的核心部分,只用温度数据采集正确才能进行之后的数据处理和温度调试。
四、电机调试。电机调试是关键部分,又由于PWM模块使用软件模拟,我们应该用示波器测试出PWM波形,之后在进行电机风扇的驱动,不要直接却动电机,避免波形不对烧毁电机。 5.2 系统调试结果
系统总体原理图如图5-1所示检测结果及错误如下:
1、设备检测:在设备检测时,一开始电路无反应,经测试后没有任何芯片烧毁,后用万用表测得为器件没有焊好。
2、按键和LED显示检测:按键输入有错误,经网上查找程序后发现,按键程序没有去抖,后在程序中加入延时去抖功能,LED按循环扫描显示正常,没有出现闪烁现象。
3、红外温度传感器测试:开始时红外传感器采集数字没有任何反应,检查硬件连接一切正常,最后请教同学和用示波器观测,发现时钟序列不对,后调试改正后正常一切。
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4、电机调试:在进行电机调试之前,先将之前调试完毕,并且吸收经验,用示波器
图5-1 系统总体原理图
观测引脚输出波形,在检测成功之后连接电机后发现一切正常。
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第六章 结 论
温度测试与温度调节是当今世界的一个永不改变的问题,本次论文的设计实现对这一个问题进行了输入的探讨,本次的设计目的是通过这次的设计对电路设计问题的一个全面的深入思考,电路设计以及程序编写这些问题并非简简单单的直接做的,在进行电路设计的时候,我们需要进行大量的相关信息搜索,阅读相关多的文献,制定多种方案,再结合实际的需求,综合各种因素,找到我们所需功能实现的最佳方案,软件部分同样重要,它可以说是整个硬件的灵魂,它可以弥补很多硬件上的缺陷,比如这次论文设计中,我们用的单片机经济实惠,但却缺少SPI和PWM功能,但我们通过软件功能实现了此部分,从而既达到了我们的系统需求,又避免了因硬件控制器的更改导致的硬件电路更改,同时也避免了大量的时间和金钱的浪费。
在本次的实验系统中,我们设计了温度采集系统,同时也设计了温度控制系统,这个系统相当于一个反馈系统,进过多次调节可以有效的控制温度,此系统只是一个简单的温控系统的实现部分,但其温控系统的应用背景是十分广泛的,比如我们现在比较普及的电脑,电脑系统中的温控系统是电脑厂家一直关心和热衷于探索的一个方向,电脑的温控系统直接关系到电脑各部分器件的使用寿命,但无论怎么探索,其基本原理是不变的在短时间内,我们的温控系统就是对各种应用背后的基本原理的一个基本探索,将来在实际的工程中我们可以继续往深入的方向探索,但本质不变。
通过本次的温控系统的设计实现,我们可以对温控系统有一个比较深的认识,无论从硬件还是从软件部分我们都可以学习到一种系统设计的概念,同时对工程实际有了较深的了解,但学无止境,我们还可以继续往这方面深入研究。
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致 谢
在这毕业论文的完成中,首先,我非常感谢我的指导老师,正是由于喻老师的细心指导,我的毕业论文才能顺利的完成。开始时,我对我的毕业论文一无所知,在论文的完成中经常偏离重点,是老师每次的及时发现才制止了我滑向错误的深渊。在做课题的过程中,老师不仅仅给了我专业方面的支持,更给了我一种认真求学的态度,同时在我面对困难无力之时给了我关键的勇气。没有喻老师关注,就没有论文的完成。
此外,我还要感谢同在一个实验室的学姐,感谢她随我论文过程中知识点的帮助,在每项新接触的知识点的过程中,我都会像个无头苍蝇一样到处乱撞,每当在这时都是细心的学姐给我最大的指导和帮助,在实践的过程之中是学姐给了我的帮助,才使我有了实践的机会,甚至在仪器使用冲突时都是先挤着我用,再此向学姐表达衷心的感谢。
最后,我必须向我的家人表示感谢,无论今天是成功还是失败,在这风风雨雨的泥泞路上,是家人给了我最大的关心和鼓励,他们的默默关心是我前进的主要动力源之一,没有家人的关心,就没有今天的我,家是我灵魂的归处。