2 - 2201998 - 基于单片机的智能晾衣架控制系统的设计 - 图文(6)

北京化工大学北方学院毕业设计（论文）

图3.11 H桥驱动电机逆时针转动

3.4.2使能控制和方向逻辑

驱动电机时，保证H桥上两个同侧的三极管不会同时导通非常重要。如果三极管Q1和Q2同时导通，那么电流就会从正极穿过两个三极管直接回到负极。此时，电路中除了三极管外没有其他任何负载，因此电路上的电流就可能达到最大值（该电流仅受电源性能限制），甚至烧坏三极管。基于上述原因，在实际驱动电路中通常要用硬件电路方便地控制三极管的开关。

图3.9 所示就是基于这种考虑的改进电路，它在基本H桥电路的基础上增加了4个与门和2个非门。4个与门同一个“使能”导通信号相接，这样，用这一个信号就能控制整个电路的开关。而2个非门通过提供一种方向输人，可以保证任何时候在H桥的同侧腿上都只有一个三极管能导通。（与本节前面的示意图一样，图3.9所示也不是一个完整的电路图，特别是图中与门和三极管直接连接是不能正常工作的。）

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图3.12 具有使能控制和方向逻辑的H桥电路

采用以上方法，电机的运转就只需要用三个信号控制：两个方向信号和一个使能信号。如果DIR－L信号为0，DIR－R信号为1，并且使能信号是1，那么三极管Q1和Q4导通，电流从左至右流经电机（如图3.10所示）；如果DIR－L信号变为1，而DIR－R信号变为0，那么Q2和Q3将导通，电流则反向流过电机。

图3.13 使能信号与方向信号的使用

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附：分立元件的H桥驱动电路如图3.11所示：

图3.14 分立元件的H桥驱动电路

由于单片机IO口的输出电流较小，不足以驱动直流电机，所以我们在单片机IO口与驱动器之间加了74LS07作为驱动以增大单片机的负载能力。电路如图3.12所示：

图3.15 7407驱动电路

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第4章 控制系统软件设计

第4.1节 程序流程图

系统软件设计采用结构化和模块化设计方法，便于程序的编译、调试。根据设计的要求，和前面描述的控制系统硬件设计的具体情况，单片机控制系统软件程序流程图如图4.1所示：

图4.1 程序流程图

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第4.2节 程序设计

C 语言是一种计算机程序设计语言。它既有高级语言的特点，又具有汇编语言的特点。它可以作为系统设计语言，编写工作系统应用程序，也可以作为应用程序设计语言，编写不依赖计算机硬件的应用程序。C语言对操作系统和系统使用程序以及需要对硬件进行操作的场合，用C语言明显优于其它解释型高级语言.C语言具有绘图能力强，可移植性，并具备很强的数据处理能力，因此适于编写系统软件，而且它是数值计算的高级语言。所以本次设计采用C语言编程。

第4.3节 系统初始化

软件系统设计设置包括声明库函数如：#include，#include 等，温湿度检测采用DHT11温湿度传感器，由于DHT11的单总线方式，数据的读写都占用同一根线，所以每一种操作都必须严格按照时序进行。图4.2为测温湿度子程序流程图。单片机首先发送复位脉冲，该脉冲使信号线上所有的DHT11芯片都被复位，接着发送ROM操作命令，使得序列号编码匹配的DHT11被激活。被激活后的DHT11进入接收内存访问命令状态，内存访问命令完成温湿度转换、读取等工作（单总线在ROM命令发送之前存储命令和控制命令不起作用）。接口定义系统应用如下： sbit DQ=P1^7；//数据传输线接单片机的相应管脚 sbit key1=P1^3；//温湿度切换

sbit key2=P2^4；//电机正转使衣架打开 sbit key3=P3^5；//电机反转使衣架收回

系统初始化还要定系统中的数据变量如：bit FLAG； extern unsigned char LcdBuf[5]； INT8U LcdBuf[5]={0}；

unsigned char tempL=0；//设全局变量 unsigned char tempH=1；

float temperature；//w温湿度值保存在temperature里

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