基于单片机的温度控制电机转速课程设计

1目录1引言...........................................................................................................................22设计要求...................................................................................................................22.1设计目的.......................................................................................................22.2基本要求.......................................................................................................33方案设计...................................................................................................................33.1温度传感器方案论证.....................................................................................33.1.1方案一...................................................................................................33.1.2方案二...................................................................................................33.2总体设计框图.................................................................................................34硬件设计...................................................................................................................44.1单片机系统.....................................................................................................44.2数字温度传感器模块.....................................................................................54.2.1DS18B20性能.........................................................................................64.2.2DS18B20外形及引脚说明.....................................................................64.2.3DS18B20接线原理图.............................................................................64.2.4DS18B20时序图.....................................................................................64.2.5数据处理...............................................................................................84.3L298电机驱动模块..........................................................................................94.4LCD显示电路模块...........................................................................................95应用软件介绍..........................................................................................................105.1Proteus仿软真件的介绍............................................................................105.2Keil软件......................................................................................................116软件设计.................................................................................................................106.1主程序模块...................................................................................................106.2读温度值模块...............................................................................................116.3中断模块.......................................................................................................136.4仿真模块.......................................................................................................147源程序.....................................................................................................................................168总结.........................................................................................................................19参考文献：..................................................................................................................2021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-55～1280C，误差50C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.33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44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：5图2单片机系统原理图4.2数字温度传感器模块4.2.1DS18B20性能独特的单线接口仅需一个端口引脚进行通信简单的多点分布应用无需外部器件可通过数据线供电零待机功耗测温范围-55~+128℃，以1℃递增可编程的分辨率为9~12位，对应的可分辨温度分别为0.5℃、0.25℃、0.125℃和0.0625℃温度数字量转换时间200ms，12位分辨率时最多在750ms内把温度转换为数字应用包括温度控制、工业系统、消费品、温度计和任何热感测系统负压特性：电源极性接反时，传感器不会因发热而烧毁，但不能正常工作64.2.2DS18B20外形及引脚说明图3DS18B20外形及引脚GND：地DQ：单线运用的数据输入/输出引脚VD：可选的电源引脚4.2.3DS18B20接线原理图单总线通常要求接一个约4.7K左右的上拉电阻，这样，当总线空闲时，其状态为高电平。图4DS18B20接线原理图4.2.4DS18B20时序图主机使用时间隙来读写DS18B20的数据位和写命令字的位。1.初始化时序如下图：7图5DS18B20