温控直流电机调速硬件解决方案.docx

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1、温控直流电机调速硬件解决方案根据不断的在网上搜集资料和本小组认真讨论,现在决定使用如下的硬件解决方案:1、信号模块简述:信号模块采用STC89C52RC单片机以及其附属的电路作为信号处理的核心模块。具体的设计方案是:用户自己在按键电路上输出需要设定的门限温度送单片机保存,采用DS18B20数字温度传感器,采集外部温度转换为数字信号,送入单片机P3.3输入,通过单片机内部程序算法将温度转化成现实的温度在LCD1602上显示。通过内部程序的控制,将相应的设定温度下占空比变量赋于不同的值。通过这些不同的占空比值

2、来控制内部定时器产生相应长度的高低电平的PWM波,在P1.0输出。具体的电路设计如下:①单片机晶振电路:单片机系统里都有晶振,如图所示(图为内部振荡方式)。在单片机系统里晶振作用非常大,全称叫晶体振荡器,它结合单片机内部电路产生单片机所需的时钟频率,单片机晶振提供的时钟频率越高,那么单片机运行速度就越快,单片接的一切指令的执行都是建立在单片机晶振提供的时钟频率。晶振电路单片机晶振的作用是为系统提供基本的时钟信号。通常一个系统共用一个晶振,便于各部分保持同步。有些通讯系统的基频和射频使用不同的晶振,而通过电

3、子调整频率的方法保持同步。当采用内部时钟时,片外连接石英晶体(或陶瓷振荡器)和微调电容C1、C2接在放大器的反馈回路中构成并联振荡电路。对外接电容C1、C2起稳定振荡频率、快速起振的作用。虽然没有十分严格的要求但电容容量的大小会轻微影响振荡频率的高低、振荡工作的稳定性、起振的难易程度及温度稳定性,如果使用石英晶体,推荐使用30pf±10pf,而如使用陶瓷振荡器最好选择40pf±10pf,产生原始的振荡脉冲信号。本设计选用12M的晶振,外接电容C4,C520pf。②单片机复位电路单片机启动时或工作到一定状态

4、时人为的需要复位,复位的实质是单片机进行初始化工作STC89C52RC单片机9脚是单片机复位端口,出现2个机器周期以上的高电平时,单片机就执行复位操作。如果RST持续为高电平,单片机就处于循环复位状态。所以复位电路如图所示,当信号模块上电时,5V瞬间接通,从0V变到5V这是相当于交流电,电容相当于导线,则RST呈现高电平,单片机实现上电复位,内部进行初始化程序的运行,当C3充好电时,对直流短路,RST通过电阻接地,这时RST为低电平,复位结束,单片机正常结束。当人为的需要复位时,按下按键S4,RST直接与

5、Vcc相连,另外电容通过开关回路放电,所以RST为高电平。当按键松开时,重复上电复位的过程。③信号模块供电系统电路本设计信号模块采用7V供电,并与驱动模块共用7V。输入电流3A左右。7V外接电压通过稳压电路,变为5V电压,共单片机和其它功能电路使用。稳压电路如图所示,采用典型的电容结合LM7805稳压芯片的结构实现稳压5V输出。④显示部分本设计的显示部分,采用LCD1602显示。为了考虑成本问题,本LCD1602并不支持背光功能。下面是其各个管脚的功能表:引脚功能表引脚符号功能说明1VSS一般接地2VDD

6、接电源(+5V)3V0液晶显示器对比度调整端,接正电源时对比度最弱,接地电源时对比度最高,采用电位器进行调整。4RSRS为寄存器选择,高电平1时选择数据寄存器0、低电平0时选择指令寄存器。5R/WR/W为读写信号线,高电平(1)时进行读操作,低电平(0)时进行写操作。6EE(或EN)端为使能(enable)端,下降沿使能。7DB0底4位三态、双向数据总线0位(最低位)8DB1底4位三态、双向数据总线1位9DB2底4位三态、双向数据总线2位10DB3底4位三态、双向数据总线3位11DB4高4位三态、双向数据

7、总线4位12DB5高4位三态、双向数据总线5位13DB6高4位三态、双向数据总线6位14DB7高4位三态、双向数据总线7位(最高位)(也是busyflang)显示部分电路连接:1脚普通接地,2脚接Vcc,三脚接一个10K的电位器对比度可调,4叫为寄存器选择接单片机的P2.0,5脚为读写信号线,接单片机P2.1,6脚为使能控制端,接单片机的P2.2。7-14脚是1602的双向数据总线(读/写),分别接单片机P0.0~P0.7。注意由于52单片机的P0口为漏极开路,和1602连接时要注意加入上拉排阻。液晶显示

8、功能的实现全部靠软件的方法实现。⑤温度传感模块对外部的温度采集采用DS18B20数字温度传感器实现,通过此内部温度传感器将温度的变化转换为对频率的影响,通过内置的计数器将采集到的信号转换为用16位符号扩展的二进制补码读数形式提供,以0.0625℃/LSB形式表达,其中S为符号位。图DS18B20的RAM这是12位转化后得到的12位数据,存储在DS18B20的两个8比特的RAM中如图7所示,二进制中的前面5位是符号位,如果测得的

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