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基于单片机的温度控制电机转速课程设计.doc
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基于单片机的温度控制电机转速课程设计.doc
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目 录
1 引言...........................................................................................................................2
2 设计要求...................................................................................................................2
2.1 设计目的.......................................................................................................2
2.2 基本要求.......................................................................................................3
3 方案设计...................................................................................................................3
3.1 温度传感器方案论证.....................................................................................3
3.1.1 方案一...................................................................................................3
3.1.2 方案二...................................................................................................3
3.2 总体设计框图.................................................................................................3
4 硬件设计...................................................................................................................4
4.1 单片机系统.....................................................................................................4
4.2 数字温度传感器模块.....................................................................................5
4.2.1 DS18B20 性能 ........................................................................................6
4.2.2 DS18B20 外形及引脚说明 ....................................................................6
4.2.3 DS18B20 接线原理图 ............................................................................6
4.2.4 DS18B20 时序图 ....................................................................................7
4.2.5 数据处理...............................................................................................8
4.3 L298 电机驱动模块 .........................................................................................9
4.4 LCD 显示电路模块...........................................................................................9
5 应用软件介绍..........................................................................................................10
5.1 Proteus 仿软真件的介绍 ...........................................................................10
5.2 Keil 软件.....................................................................................................10
6 软件设计.................................................................................................................10
6.1 主程序模块...................................................................................................10
6.2 读温度值模块...............................................................................................11
6.3 中断模块.......................................................................................................13
6.4 仿真模块.......................................................................................................14
7 源程序......................................................................................................................................16
8 总结.........................................................................................................................19
参考文献:.................................................................................................................20
2
1 引言
随着人们生活水平的不断提高,单片机控制无疑是人们追求的目标之一,
它所给人带来的方便是不可否定的,各种数字系统的应用也使人们的生活更加舒
适。数字化控制、智能控制为现代人的工作、生活、科研等方面带来方便。其中
温度控制电机转速就是利用单片机实现的典型实例。
测量温度时使用数字温度计,其与传统的温度计相比,具有读数方便、测温
范围广、测温精确、功能多样话等优点。其主要用于对测温要求准确度比较高的
场所,或科研实验室使用,该设计使用 STC89C51 单片机作控制器,数字温度传
感器 DS18B20 测量温度,单片机接受传感器输出,经处理用 LCD 实现温度值显
示。 电机由 L298 电机驱动芯片控制,实现电机的正反转和加速减速.
2 设计要求
2.1 设计目的
设计一个基于温度的电动机转速控制电路,在相应的软件控制下可以完成要
求的功能,即外部温度大于 65C 时,直流电动机在 L298 驱动下加速正转,温度
大于 75C 全速正转,当外部温度小于 0C 时电动机加速反转,温度小于-10C 时电
动机全速反转。温度回到 0C-65C 时电动机逐渐停止转动。在液晶显示屏 1602LCD
上显示当前的温度值。
2.2 基本要求
控制电机正反转即加速减速,实现实时温度显示,测温范围-55~128
0
C,误差
5
0
C 以内。画出基于温度的电动机转速控制电路的原理图,通过仿真软件来检测所
写程序实现功能的正确与否.
3
3 方案设计
3.1 温度传感器方案论证
3.1.1 方案一
由于本设计是测温电路,可以使用热敏电阻之类的器件,将随被测温度变化
的电压或电流采样,进行 A/D 转换后就可以用单片机进行数据处理,实现温度显
示。这种设计需要用到 A/D 转换电路,增大了电路的复杂性,而且要做到高精度
也比较困难。
3.1.2 方案二
考虑到在单片机属于数字系统,容易想到数字温度传感器,可选用 DS18B20
数字温度传感器,此传感器为单总线数字温度传感器,起体积小、构成的系统结
构简单,它可直接将温度转化成串行数字信号给单片机处理,即可实现温度显示。
另外 DS18B20 具有 3 引脚的小体积封装,测温范围为-55~+125 摄氏度,测温分
辨率可达 0.0625 摄氏度,其测量范围与精度都能符合设计要求。
以上两种方案相比较,第二种方案的电路、软件设计更简单,此方案设计的
系统在功耗、测量精度、范围等方面都能很好地达到要求,故本设计采用方案二。
3.2 总体设计框图
本方案设计的系统由单片机系统、DS18B20 数字温度传感器、LCD 温度显示
模块、L298 电机驱动模块、电机组成,其总体架构如下图 1。
图 1 系统总体方框图
单
片
机
测温电路
时钟、复位电路
L298 电机驱动
LULU 路电路
电机转动电路
LCD 温度显示电路
4
4 硬件设计
4.1 单片机系统
1. 本设计采用 STC89C52 单片机作为控制器,完成所有功能的控制,包括:
DS18B20 数字温度传感器的初始化和读取温度值
LCD 显示驱动与控制
L298 电机驱动芯片驱动电机
温度值的存储和读取
2. 单片机系统电路原理图:
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