家用风扇课程设计单片机.docx
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家用风扇课程设计单片机
中南大学
单片机课程设计报告
题目:
家用风扇控制器
班级:
姓名:
学号:
1.3.2DAC0832介绍.......................................6
2.1硬件原理图.........................................8
1、方案论证
1.1设计任务
设计内容:
1.设计并制作一个家用风扇控制器。
控制器面板为:
按钮三个,分别为风速、类型和停止,LED指示灯六个,指示风速强、中、弱,类型为睡眠、自然和正常。
2.电扇处于停转状态时,所有指示灯不亮,只有按下“风速”键时,才会响应,进入起始工作状态;电扇在任何状态,只要按停止键,则进入停转状态。
3.处于工作状态时,有:
(1)初始状态为:
风速-“弱”,类型-“正常”;
(2)按“风速”键,其状态由“弱”“中”“强”“弱”……往复循环改变,每按一下按键改变一次;
(3)按“类型”键,其状态由“正常”“睡眠”“自然”“正常”……往复循环改变;
4.风速的弱、中、强对应于电扇的转动由慢到快。
5.类型的不同选择,分别为:
(1)正常电扇连续运转;
(2)自然电扇模拟自然风,即转4s,停8s;
(3)睡眠电扇慢转,产生轻柔的微风,运转8s,停转8s;
6.按照风速与类型的设置输出相应的控制信号。
设计要求:
设计出电路原理图,说明工作原理,编写程序及程序流程图。
1.2功能框图设计
主程序流程图:
1.3元器件介绍
1.3.1AT89S51单片机简介
AT89S51单片机是美国ATMEL公司生产的低功耗,高性能CMOS8位单片机。
片内含4kBytesISP(In-systemprogrammable)的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器。
器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造,兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构,芯片内集成了通用8位中央处理器和ISPFlash存储单元,既可在线编程(ISP),也可用传统方法进行编程。
功能强大的微型计算机的AT89S51可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案及应用场合,可灵活应用于各种控制领域。
此外,AT89S51设计和配置了振荡频率可为0Hz,并可通过软件设置省电模式。
空闲模式下,CPU暂停工作,而RAM定时计数器、串行口、外中断系统可继续工作,掉电模式冻结振荡器而保存RAM的数据,停止芯片其它功能直至外中断激活或硬件复位。
(1)AT89S51引脚功能介绍
图1.4AT89S51的引脚功能图
①VCC:
电源端,接+5V;GND:
接地端。
②XTAL1:
系统时钟的反相放大器输入端。
XTAL2:
系统时钟的反相放大器输出端,一般只要在XTAL1和XTAL2上接一只石英晶体振荡器就可以工作了,此外还可在两引脚与地之间加一个20PF的小电容,这样系统更稳定,可避免噪声干扰。
③RESET:
重置引脚,高电平动作。
当要对芯片重置时,只要对此引脚电平提升至高电平并保持两个机器周期以上的时间,AT89S51便能完成系统重置的各项动作,使得内部特殊功能寄存器之内容均被设成已知状态,并且至地址0000H处开始读入程序代码而执行程序。
④EA:
EA为英文"ExternalAccess"的缩写,表示存取外部程序代码之意,低电平动作。
即当此引脚接低电平后,系统会取用外部的程序代码(存于外部EPROM中)来执行程序。
⑤ALE:
ALE是英文"AddressLatchEnable"的缩写,表示地址锁存器启用信号。
AT89S51可利用该引脚来触发外部的8位锁存器,将端口0的地址总线(A0~A7)锁进锁存器中,因为AT89S51是以多工的方式送出地址及数据。
在程序执行时ALE引脚的输出频率约是系统工作频率的1/6,因此可用来驱动其他周边芯片的时基输入。
⑥PSEN:
PSEN为英文"ProgramStoreEnable"的缩写,其意为程序储存启用。
AT89S51可利用PSEN及RD引脚分别启用存在外部的RAM与EPROM,使得数据存储器与程序存储器可以合并在一起而共用64K的定址范围。
⑦P0(P0.0~P0.7):
端口0是一个8位宽的开路基极双向I/O端口,共有8个位,P0.0表示位0,P0.1表示位1,依此类推。
其他三个I/O端口(P1、P2、P3)则不具有此电路组态,而是内部有一提升电路。
P0在作I/O用时可以推动8个LS的TTL负载;当EA引脚为低电平时(即取用外部程序代码或数据存储器),P0就以多工方式提供地址总线(A0~A7)及数据总线(D0~D7)。
设计者必须外加一个锁存器将P0送出的地址栓锁住成为A0~A7,再配合P2所送出的A8~A15合成完整的16位地址总线,从而定址到64K的外部存储器空间。
⑧P1(P1.0~P1.7):
端口1是具有内部提升电路的双向I/O端口,其输出缓冲器可以推动4个LS的TTL负载。
若将端口1的输出设为高电平,则是由此端口来输入数据。
⑨P2(P2.0~P2.7):
端口2也是具有内部提升电路的双向I/O端口,每一个引脚可以推动4个LS的TTL负载。
同样若将端口2的输出设为高电平,此端口便作输入端口使用。
若是在AT89S51扩充外接程序存储器或数据存储器时,也提供地址总线的高字节A8~A15,这时P2便不能作I/O来使用了。
⑩P3(P3.0~P3.7):
端口3也具有内部提升电路的双向I/O端口,其输出缓冲器可以推动4个TTL负载。
同时还有其他的额外特殊功能,包括串行通信、外部中断控制、计时计数控制及外部数据存储器内容的读取或写入控制等。
其引脚分配如表1.1所示。
表1.1P3口引脚功能表
P3.0/RXD
串行通信输入
P3.1/TXD
串行通信输出
P3.2/INT0
外部中断0输入
P3.3/INT1
外部中断1输入
P3.4/T0
计时计数器0输入
P3.5/T1
计时计数器1输入
P3.6/WR
外部数据存储器的写入信号
P3.7/RD
外部数据存储器的读取信号
(2)AT89S51的主要功能特性
表1.2AT89S51的主要功能特性
主要功能特性
兼容MCS-51指令系统
4k可反复擦写(>1000次)ISPFlashROM
32个双向I/O口
4.5-5.5V工作电压
2个16位可编程定时/计数器
时钟频率0-33MHz
全双工UART串行中断口线
128x8bit内部RAM
2个外部中断源
低功耗空闲和省电模式
中断唤醒省电模式
3级加密位
看门狗(WDT)电路
软件设置空闲和省电功能
灵活的ISP字节和分页编程
双数据寄存器指针
1.3.2DAC0832介绍
DAC0832是8分辨率的D/A转换集成芯片。
与微处理器完全兼容。
这个DA芯片以其价格低廉、接口简单、转换控制容易等优点,在单片机应用系统中得到广泛的应用。
D/A转换器由8位输入锁存器、8位DAC寄存器、8位D/A转换电路及转换控制电路构成。
ADC0832引脚功能介绍:
D0~D7:
8位数据输入线,TTL电平,有效时间应大于90ns(否则锁存器的数据会出错);
ILE:
数据锁存允许控制信号输入线,高电平有效;
CS:
片选信号输入线(选通数据锁存器),低电平有效;
WR1:
数据锁存器写选通输入线,负脉冲(脉宽应大于500ns)有效。
由ILE、CS、WR1的逻辑组合产生LE1,当LE1为高电平时,数据锁存器状态随输入数据线变换,LE1的负跳变时将输入数据锁存;
XFER:
数据传输控制信号输入线,低电平有效,负脉冲(脉宽应大于500ns)有效;
WR2:
DAC寄存器选通输入线,负脉冲(脉宽应大于500ns)有效。
由WR2、XFER的逻辑组合产生LE2,当LE2为高电平时,DAC寄存器的输出随寄存器的输入而变化,LE2的负跳变时将数据锁存器的内容打入DAC寄存器并开始D/A转换。
IOUT1:
电流输出端1,其值随DAC寄存器的内容线性变化;
IOUT2:
电流输出端2,其值与IOUT1值之和为一常数;
Rfb:
反馈信号输入线,改变Rfb端外接电阻值可调整转换满量程精度;
Vcc:
电源输入端,Vcc的范围为+5V~+15V;
VREF:
基准电压输入线,VREF的范围为-10V~+10V;
AGND:
模拟信号地
DGND:
数字信号地
2、系统硬件设计
由于本实验利用直流电机模拟家用风扇控制器,所以实验依照小直流电机调速实验做了一些修改。
除利用了PC机本身资源外,还利用平台上D\A0832,LED指示灯电路。
2.1硬件原理图
3、系统软件设计
本方案按照功能的不同可将系统软件分成四大模块:
主程序,风速控制模块,类型控制模块,停止模块。
(一)、主程序
主程序流程图:
主程序:
ORG0000H
BE0:
MOVR0,#00H;初始化
MOVR1,#00H
MOVP1,#00H
MOVP3,#0FFH
MOVDPTR,#8000H
MOVA,#80H
MOVX@DPTR,A
JBP3.2,BE0
JBP3.0,BE1
LJMPBE0
BE1:
MOVA,R1;判断状态
JBP3.1,A0
CLP0:
JBACC.1,CP0
JBACC.0,TABS
LJMPBE2
CP0:
JBACC.0,TAB00
LJMPTABZ
TAB00:
MOVR1,#00H
MOVA,R1
AJMPCLP0
A0:
MOVA,R1
ADDA,#01H
MOVR1,A
AJMPCLP0
BE2:
MOVA,R0;判断风速
JBP3.0,A1
JBACC.2,CLP1
CLP2:
JBACC.1,CP1
JBACC.0,TAB1
LJMPBE2
CP1:
JBACC.0,TAB3
AJMPTAB2
CLP1:
MOVR0,#01H
MOVA,R0
AJMPCLP2
A1:
ADDA,#01H
MOVR0,A
AJMPCLP2
TAB1:
MOVP1,#0CH;正常弱风
MOVDPTR,#8000H
MOVA,#0D0H
MOVX@DPTR,A
LCALLDELAY
JBP3.2,STOP0
JBP3.1,BRET
LJMPBE1
TAB2:
MOVP1,#0AH;正常中风
MOVDPTR,#8000H
MOVA,#0E8H
MOVX@DPTR,A
LCALLDELAY
JBP3.2,STOP0
JBP3.1,BRET
LJMPBE1
TAB3:
MOVP1,#9H;正常强风
MOVDPTR,#8000H
MOVA,#0FFH
MOVX@DPTR,A
LCALLDELAY
JBP3.2,STOP0
JBP3.1,BRET
LJMPBE1
BRET:
LJMPBE1
STOP0:
LJMPSTOP
TABS:
MOVP1,#10H;睡眠转8s停8s
MOVR3,#08H
TS01:
MOVDPTR,#8000H
MOVA,#0E0H
MOVX@DPTR,A
LCALLDELAY1
JBP3.2,STOP
JBP3.1,SRET1
MOVA,R3
DECA
MOVR3,A
JNZTS01
MOVR3,#08H
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