四川信息职业技术学院毕业设计说明书
单线（1—wire)技术：
该技术采用单根信号线，既可传输时钟，也能传输数据，而且是双向传输。适用于单主机系统，主机能够控制一个或多个从机设备，通过一个漏极开路或三态端口连至该数据线，以允许设备在不发送数据时能释放该线，而让其他设备使用。单线通常要求外接一个5K的上拉电阻，这样当该线空闲时，其状态为高电平。
主机和从机之间的通讯分成三个步骤：初始化单线器件、识别单线器件和单线数据传输。
单线1—wire协议由复位脉冲、应答脉冲、写0、写1、读0、读1，这几种信号类型实现，这些信号中除了应答脉冲其他都由主机发起，并且所有指令和数据字节都是低位在前。
DS18B20直接将测量温度值转化为数字量提交给单片机，工作时必须严格遵守单总线器件的工作时序。
表3-1 部分温度值与DS18B20输出的数字量对照表
温度值/℃ +125 +85 +25.625 +10.125 +0.5 0 -0.5 -10.125 -25.625 -55 数字输出（二进制） 0000 0111 1101 0000 0000 0101 0101 0000 0000 0001 1001 0001 0000 0000 1010 0010 0000 0000 0000 1000 0000 0000 0000 0000 1111 1111 1111 1000 1111 1111 0110 1110 1111 1111 0110 1111 1111 1100 1001 0000 数字输出（十六进制） 07D0H 0550H 0191H 00A2H 0008H 0000H FFF8H FF5EH FF6FH FC90H 3.3.2 温度传感器和显示电路组成
本模块用更为优秀的DS18B20作为温度传感器，STC89C52单片机作为处理器，
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配以温度显示作为温度控制输出单元。整个系统力求结构简单，功能完善。电路图如图2所示。
系统工作原理如下：
DS18B20数字温度传感器采集现场温度，将测量到的数据送入STC89C52单片机的P2.4口，经过单片机处理后显示当前温度值，并与设定温度值的上下限值作比较，若高于设定上限值或低于设定下限值则控制电机转速进行自动调整。
图3-2 DS18B20温度计原理图
3.4 电机调速电路
电机调速是整个控制装置中的一个相当重要的方面。通过控制改变三极翻出的导通，使输出端电压发生改变，从而使施加在电风扇的输入电压发生改变，以调节风扇的转速，实现各档位风速的无级调速。
3.4.1 电机调速原理
双向可控硅的导通条件如下： (1）阳-阴极间加正向电压；
(2）控制极-阴极间加正向触发电压；
(3）阳极电流IA 大于可控硅的最小维持电流IH。
电风扇的风速从高到低设为5、4、3、2、1档，每档风速都有一个限定值。在额定电压、额定功率下，以最高转速运转时，要求风叶最大圆周上的线速度不大于2150m/min。且线速度可由下列公式求得
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V=πDn×103 （1）
公式（1）中，V为扇叶最大圆周上的线速度(m/min),D为扇中的最大顶端扫出圆的直径(mm)，n为电风扇的最高转速(r/min)。 代入数据求得n5≤1555r/min,取n5=1250 r/min.又因为：
调速比?最低调速档的转速?100%?70%
最高调速档的转速取n1=875r/min。则可得出五个档位的转速值：
n1=875r/min，n2=980r/min，n3=1063r/min，n4=1150 r/min，n5=1250r/min 又由于负载上电压的有效值
???sin2??u0=u1???? （2）
2????公式（2）中，u1为输入交流电压的有效值，α为控制角。解得：
(1) 当α5=0°时，t=0ms； (2) 当α4=23.5°时，t=1.70ms； (3) 当α3=46.5°时，t=2.58ms； (4) 当α2=61.5°时，t=3.43ms； (5) 当α1=76.5°时，t=4.30ms。
上述计算出的是控制角和触发时间，当检测到过零点时，按照所求得的触发时间延时发脉冲，便可实现预期转速。
3.4.2 电机控制模块设计
本模块电路中采用了过零双向可控硅型光耦MOC3041M,集光电隔离、过零检测、过零触发等功能于一身,避免了输入输出通道同时控制双向可控硅触发的缺陷,简化了输出通道隔离2驱动电路的结构。所设计的可控硅触发电路原理图见图3。其中RL即为电机负载，其工作原理是:单片机响应用户的参数设置,在I/O口输出一个高电平, 经反向器反向后, 送出一个低电平,使光电耦合器导通,同时触发双向可控
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硅, 使工作电路导通工作。给定时间内,负载得到的功率为:
P?nUI (3) N公式中:P为负载得到的功率（kW）;n为给定时间内可控硅导通的正弦波个数;N为给定时间内交流正弦波的总个数; U为可控硅在一个电源周期全导通时所对应的电压有效值（V）;I为可控硅在一个电源周期全导通时所对应的电流有效值（A）。由式(3) 可知,当U,I,N为定值时,只要改变n值的大小即可控制功率的输出,从而达到调节电机转速的目的。
图3-3 电机控制原理图
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第4章 软件设计
本系统的运行程序采用C语言编写，采用模块化设计，整体程序由主程序和显示、键盘扫描、红外线接收以及电机控制等子程序模块组成。
4.1 主程序
在主程序进行初始化后，开始反复检测各模块相关部分的缓冲区的标志，如果缓冲区置位，说明相应的数据需要处理，然后主程序调用相应的处理子模块。如图7所示。
图4-1 主程序模块流程图
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