2. 2 单片机的控制系统的设计

2. 2. 1 单片机的选用

单片机选用 ATMEL 89C51。ATMEL 89C51 单片机是美国 ATMEL 公司生产的低电压，高性能CMOS 8 位单片机，片内含 8K bytes 的可反复擦写的Flash 只读程序存储器和 256bytes 的随机数据存储器( RAM) ，器件采用 ATMEL 公司的高密度，非易失性存储技术生产，与标准 MCS －51 指令系统及 8052产品引脚兼容。功能强大的 ATMEL 89C51 单片机适合于许多较为复杂控制应用场合。

2. 2. 2 DS18B20 的选用与电路设计

为了全面实时地反应整个冷却水温度的变化情况，特采用 2 个 DS18B20 温度传感器进行温度测量，一个放置在发动机出水口上，另一个放置在水箱上，用于测量发动机缸体水温和水箱内部的温度。2 个DS18B20 的信号输出端分别接在单片机的 P3. 3 和P3. 4 口上，用于把温度数据送入单片机。

DS1820 的测量温度范围为 － 55 ～ 125 ℃ 。现场温度直接以“一线总线”的数字方式传输，大大提高了系统的抗干扰性，适合于恶劣环境的现场温度测量。DS18B20 的管脚排列如下: DQ 为数字信号输入 /输出端; GND 为电源端; VDD 为外接供电电源输入端( 在寄生电源接线方式时接地) 。冷却水温度的采集与转换，通过单片机的内部编程完成。

2. 2. 3 1602 型 LCD 液晶显示器的选用与电路设计

主要用于显示两个 DS18B20 的温度数值，第一行显示发动机缸体出水口温度，第二行显示水箱出水口温度。1602 型 LCD 液晶显示器具有画质高且不会闪烁、和单片机系统的接口简单可靠、操作更加方便、体积小、重量轻、功耗低等优点。其主要技术参数为: 显示容量: 16 ×2 个字符; 芯片工作电压: 4. 5～ 5. 5 V; 工作电流: 2. 0 mA( 5. 0 V) ; 模块最佳工作电压: 5. 0 V; 字符尺寸: 2. 95 ×4. 35( W × H) mm。第1 ～ 6 脚分别为: 地电源、5 V 正电源、液晶显示器对比度调整端、寄存器选择、R/W 为读写信号线、使能端、第 7 ～ 14 脚: D0 ～ D7 为 8 位双向数据线。1602型 LCD 液晶模块的读写操作、屏幕和光标的操作都是单片机通过指令编程来实现的。

2. 2. 4 继电器的电路设计

单片机引脚 P1. 0 与三极管基极相连，经三极管电流放大后，直接驱动继电器，继电器的开和关完全由三极管的基极电平进行控制。当单片机 P1. 0 口输出高电平，继电器 1 断开; 反之为低电平时，则继电器 1 得电吸合，此时 12 V 电源经过继电器和风扇电阻控制电动风扇以低速运转。同样道理，当继电器 2 吸合时，电动风扇以高速运转。

2. 2. 5 蜂鸣器的电路设计

单片机引脚 P1. 2 与三极管基极相连。当温度超过警报温度时，单片机 P1. 2 口输出低电平，蜂鸣器响。

2. 2. 6 发光二极管电路设计

单片机引脚与 P1. 7 发光二极管负极相连。当冷却水温度超过警报温度时，单片机 P1. 7 口间隔输出高、低电平，从而使发光二极管闪亮。

3 软件设计

主要是对 ATMEL 89C51 内部编程，软件采用“Keil uVision2”软件［3］，使用 C 语言进行编程，还有对 DS18B20 的读写、温度转换控制程序，对 1602 型LCD 的显示控制程序以及对继电器、蜂鸣器、继电器的控制程序。其程序流程图如图 3 所示。

3. 1 DS18B20 的读写、转换控制程序

3. 1. 1 DS18B20 初始化程序［2］

初始化程序包括总线主机发出一个复位脉冲，接着由从属器件送出存在脉冲。存在脉冲让总线控制器知道 DS1820 在总线上且已准备好操作。

上一页  [1] [2] [3]  下一页