号，然后将电信号直接输出，或者将电信号放大处理成标准数字电平输出，这样就实现了电光电的转换及传输，光是传输的媒介，因而输入端与输出端在电气上是绝缘的，也称为电隔离。是内部含有的四个光电耦合器构成的芯片。每个光电耦合器的结构图如图所示。光电耦合器的作用是免干扰由输出通道传入控制微机，吸收尖峰干扰信号，所以具有很强的抑制噪声干扰能力，作为开关时，耐用，可靠性高和转换速度高，作高压开关，信号隔离转换脉冲系统间的匹配。图光电耦合器结构图数字温度计数字温度计特征全数字温度转换及输出先进的单总线数据通信最高位分辨率，精度可达土摄氏度位分辨率时的最大工作周期为毫秒可选择寄生工作方式检测温度范围为内置，具有限温报警功能位光刻，内置产品序列号，方便多机挂接多样封装形式，适应不同硬件系统。数字温度计引脚排列如图所示。图数字温度计引脚图数字温度计的工作电压为。其内部的高速缓存是个字节的存储器，如表所示。第个字节保留不使用。第个字节是前面个字节的检验码，用来检验数据，保证通信数据的正确性。第个和第个字节，是非易失性温度报警触发器和的易失性拷贝，每次上电复位时被刷新。表高速缓存温度传感器测得的温度值，以位二进制数表示，低位存放于高速缓存的第个字节，高位存放于高速缓存的第个字节。读的数据时，低位在前，高位在后。这位二进制数的最前面位表示温度的正负，若表示测得的温度大于或等于，若表示测得的温度小于。温度为正时，将测得的温度值所表示的二进制数，转换成十进制数，再乘以，就可以得到实际的温度值。温度为负时，将测得的温度值所表示的二进制数，取反加先变成原码，然后转成十进制数，再乘以，就可以得到实际的温度值。如二进制数，除前位符号位外，先转成十进制数得，再乘以得，因为位二进制数的前位是，所以实际温度为度。如二进制数，除前位符号位外，先取反加得，转成十进制数得，再乘以得，因为位二进制数的前位是，所以实际温度为度。表数字温度计温度数据表由于数字温度计是在根线上进行通信，因此有着严格的通信协议，该通信协议定义了几种信号复位脉冲存在脉冲写写读读。所有这些信号，除存在脉冲是由数字温度计从机发出的外，其余都是由单片机主机发出的。数字温度计的复位操作单片机和数字温度计间的任何通信都需要以初始化过程开始。初始化过程就是单片机发出个复位脉冲，跟着如果检测到数字温度计的存在脉冲，表明数字温度计已经准备好发送或接收数据。具体的初始化过程，主机首先发出个的低电平脉冲，然后释放总线变为高电平，并在随后的的时间内对总线进行检测。如果有低电平出现，说明总线上有数字温度计已做出应答。若无低电平出现直都是高电平，说明总线上无数字温度计应答。作为从机的数字温度计在上电后，就直在检测总线上是否有的低电平复位脉冲出现。若有就在总线转为高电平后等待后，将总线电平拉低作为存在脉冲做出响应，告诉主机数字温度计已做好准备。若没有检测到就直在检测等待。图初始化过程复位脉冲和存在脉冲数字温度计的读操作读周期最短为。对于读操作分为读和读操作两个过程。若从机要往总线送出，在主机把总线拉低后，则继续拉低电平最少。若从机要往总线送出，在主机把总线拉低后，就释放总线为高电平，直到读周期结束。而作为主机的单片机，必须在读周期开始的内，对总线进行采样，在采样时间内总线若为高电平则表示读，在采样时间内总线若为低电平则表示读。图的读操作时序数字温度计的写操作写周期最短为，最长不超过。对于写操作也分为写和写操作两个过程。若主机想写，在主机先把总线拉低后，则继续拉低电平最少直至写周期结束，然后释放总线为高电平。若主机想写，在主机先把总线拉低后，就释放总线为高电平，直到写周期结束。而作为从机的数字温度计则在检测到总线被拉低后，在紧接着的开始对总线采样，在采样时间内总线若为高电平则表示写，在采样时间内总线若为低电平则表示写。图的写操作时序单片机主控制模块单片机的个引脚大致可分为类电源时钟控制和引脚。单片机最小系统如图所示。图单片机最小系统供电电压。接地。口口为个位漏级开路双向带背光源，所以需接电源接地，来使显示比较清晰，与单片机的接法如图所示。控制线数据线显示部分图显示电路键盘模块本设计采用式按键。式按键是组相互的按键，它们分别直接与口电路连接，每个按键占用根输入口线。式键盘配置比较灵活，软件结构简单，担当案件较多时，输入口线浪费较大。由于只需要五个按键，为了方便软件编程，故采用式按键。五个按键的功能分别为按键强风按键自然风按键睡眠风按键定时时间选择按键定时开始直流稳压电源在本设计中，需路和四路电源为系统供电。电源是由实验室直流稳压电源经片稳压芯片和片稳压芯片获得。电源为供电，四路电源分别为单片机，数字温度光电耦合器供电。软件程序设计软件设计流程图开始初始化显示当前温度强风键按下吗置占空比自然风键按下吗置占空比睡眠风键按下吗置占空比定时键按下吗当前温度低于临界温度关风扇当前温度高于临界温度开风扇开定时器中断定时键计数器加定时时间加定时计数器定时计数器清定时时间清清标志位占空比强风键自然风键睡眠风键所对应的占空比如图所示图强风键自然风键睡眠风键所对应的占空比在此次设计中，由利用定时器产生占空比可变的波。程序如下单片机晶振为，周期是，根据程序可知，定时器每产生次中断，波的频率为,即。波的频率不能太高，否则会与温度传感器读取温度产生冲突，导致温度显示不稳定。当强风键按下时即产生了的高电平，的低电平，因此占空比为。当自然风键按下时即产生了的高电平，的低电平，因此占空比为。当睡眠风键按下时即产生了的高电平，的低电平，因此占空比为。占空比占空比占空比硬件电路的焊接与调试考虑到本系统所用元器件较少，大部分功能都是通过软件编程来实现，因此本次设计选用是单面的板。板子做好后对照原理图和检查，再用万用表检查是否有虚焊或断路，保证所制作出来的线路与原设计线路的致性。焊接注意的事项注意事项焊接时间不宜过久，但要完全熔着，以免造成冷焊注意不要有虚焊线路上不相连的器件在焊接时不能因为器件相隔距离小，而造成焊点相连焊点的表面要平滑有光泽焊接顺序主要应该注意先焊接小的器件，最后焊接大的在焊接好后应先拿开焊丝再拿开电烙铁硬件电路的调试调试硬件电路时。用万用表测试所有芯片的电源和地是否确实接电源和接地了，测试各个芯片是否处于正常的工作电压，并测试电路是否有短路断路虚焊，有无接错线，同时要特别注意过孔是否连接正确。硬件电路通电时，注意用手背触摸下芯片是否发烫，防止芯片被烧坏掉。调试硬件电路，烧写程序看各项功能是否正常实现，分析未实现原因。调试风扇电路。置输出为，风扇是否能正常转动在调试硬件电路时，注意各部分电路之间的时序配合关系。在调式过程中，应分功能模块调试好了以后再整合成整体调试。在调试整机电路时，在排除故障中，检测不出故障，可就对各个芯片进行检测。数字模拟风扇控制系统，软硬件在实验室能正常工作，且各项均达到设计任务的要求。软件的调试及问题分析首先，先把各部分功能单独完成，包括风扇三档风速的实现的显示功能倒计时功能温度采集功能温度控制功能。再把全部功能结合起来。在这个过程中遇到了许多的问题。的八位数据引脚接上口直无法正确显示。检查电路后，发现排阻焊反了，排阻上有个圆点的那脚应接脚，将它反过来焊上后可以正常使用了。最后经过分析得知排阻装反与没有接上拉电阻显示的结果是样的，因为口本身提供的电流很低，如果没有接上拉电阻，电流始终很低，这就造成了不能正确显示的原因。口作为的些特殊功能口，最好是不要使用口连接电路，会出现不稳定的现象。无法正常采集温度。由于与微处理器间采用串行数据传送方式，因此，在对进行读写编程时，必须严格地保证读写时序，否则，将无法正确读取测温结果。当定时器产生的波频率过高，中断源会与读取温度产生冲突，导致了温度采集的不稳定。故波得频率不能过高，本设计的波频率为。设计总结与感受通过这次的设计，相当于让我再复习了遍四年所学的知识，特别是单片机和语言编程这两方面。在刚开始确定题目时，有种难以下手的感觉，之前虽然有去看些书籍及相关资料，但是所学并不是都能掌握，只是懂些基础的知识，些最基本的知识点，深点的并没有去太多的涉及，特别是语言编程能力，有所欠缺。于是花了个多礼拜的时间去复习语言的相关课本。在后面开始软硬件调试的时候，经常出现些以及些不懂的地方，也请教了在这方面较强的同学。经过段时间的努力，最后把整个设计的基本功能都实现了。虽然整个程序编写并不是很好，但从中我也学到了很多东西。从开始的查阅资料确定方案用画电路图，洗板焊接编程，都让我受益匪浅。也发现了许多不足。例如在画电源电路图时，没有考虑到电源线应该用粗线画，而还是用的细线，这会导致电源供电的不稳定。编程时，对单片机知识的生疏，照成了很多没有必要的时间浪费，归根结底，还是基础掌握不够好。致谢在本次毕业设计过程中，我得到了袁老师的精心指导，让我明白了自己的论文应该怎么写以及重点写些什么。她严谨细致丝不苟的作风直是我工作学习的榜样，循循善诱的教导和不拘格的思路给予我无尽的启迪。在论文完成时，袁老师又很耐心的帮我修改。所以在此我非常感谢袁老师，同时从开始进入课题到论文的顺利完成，那些给予我帮助同学朋友，在这里请接受我诚挚的谢意,参考文献李华系列单片机实用接口技术北京北京航空航天大学出版社,李光飞等单片机课程设计实例指导北京北京航空航天大学出版社谭浩强程序设计第二版北京清华大学出版社叶钢基于温度控制糸统的设计研究与开发北京大地泰河科技发展有限公司的单总线数字温度计赵亮液晶显示模块的应用学习单片机张晓青。直流电动机数字调速系统设计。第版。北京机械工业学报。直流风扇电机转速测量与控制基于单片机的直流电机调速控制附录图主控制电路电源电路泉州师范学院毕业论文设计题目数字电风扇模拟控制系统设计物信学院电子信息科学与技术专业级电信班学生姓名卢晗辉学号指导教师袁放成职称教授完成日期年月教务处制数字电风扇模拟控制系统设计物信学院电子信息科学与技术专业卢晗辉指导老师袁放成教授摘要该数字电风扇模拟控制系统以单片机为主控制核心控制风扇功能，通过单片机控制芯片驱动风扇实现三个档位的转速，温度传感器实现温度的采集，并且具有定时