基于单片机的温度控制直流电动机转速系统设计 - 图文(4)

基于单片机的温度控制直流电动机转速系统设计

（1）DS18B20 芯片存储器操作指令表：

Write Scratchpad （向 RAM中写数据）[4EH]

这是向 RAM 中写入数据的指令，随后写入的两个字节的数据将会被存到地址 2 （报警RAM 之 TH）和地址 3（报警 RAM 之 TL）。写入过程中可以用复位信号中止写入。

Read Scratchpad（从RAM 中读数据）[BEH]

此指令将从RAM中读数据，读地址从地址0开始，一直可以读到地址9，完成整个RAM 数据的读出。芯片允许在读过程中用复位信号中止读取，即可以不读后面不需要的字节以减少读取时间。

Copy Scratchpad（将 RAM 数据复制到 EEPROM中）[48H]

此指令将RAM中的数据存入EEPROM中，以使数据掉电不丢失。此后由于芯片忙于 EEPROM储存处理，当控制器发一个读时间隙时，总线上输出“0”，当储存工作完成时，总线将输出“1”。在寄生工作方式时必须在发出此指令后立刻超用强上拉并至少保持 10MS，来维持芯片工作。

Convert T（温度转换）[44H]

收到此指令后芯片将进行一次温度转换，将转换的温度值放入 RAM 的第 1、2 地址。此后由于芯片忙于温度转换处理，当控制器发一个读时间隙时，总线上输出“0”，当储存工作完成时，总线将输出“1”。在寄生工作方式时必须在发出此指令后立刻超用强上拉并至少保持500MS，来维持芯片工作。

Recall EEPROM（将 EEPROM中的报警值复制到 RAM）[B8H]

此指令将 EEPROM中的报警值复制到RAM中的第 3、4个字节里。由于芯片忙于复制处理，当控制器发一个读时间隙时，总线上输出“0”，当储存工作完成时，总线将输出“1”。另外，此指令将在芯片上电复位时将被自动执行。这样 RAM 中的两个报警字节位将始终为 EEPROM中数据的镜像。

Read Power Supply（工作方式切换）[B4H]

此指令发出后发出读时间隙，芯片会返回它的电源状态字，“0”为寄生电源状态，“1”为外部电源状态。 b.DS18B20 芯片 ROM 指令表：

Read ROM（读 ROM）[33H]（方括号中的为16进制的命令字）

这个命令允许总线控制器读到DS18B20的64位ROM。只有当总线上只存在一个

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DS18B20的时候才可以使用此指令，如果挂接不只一个，当通信时将会发生数据冲突。 Match ROM（指定匹配芯片）[55H]

这个指令后面紧跟着由控制器发出了 64 位序列号，当总线上有多只 DS18B20 时，只有与控制发出的序列号相同的芯片才可以做出反应，其它芯片将等待下一次复位。这条指令适应单芯片和多芯片挂接。

Skip ROM（跳跃 ROM 指令）[CCH]

这条指令使芯片不对 ROM 编码做出反应，在单总线的情况之下，为了节省时间则可以选用此指令。如果在多芯片挂接时使用此指令将会出现数据冲突，导致错误出现。

Search ROM（搜索芯片）[F0H]

在芯片初始化后，搜索指令允许总线上挂接多芯片时用排除法识别所有器件的 64位 ROM。

Alarm Search（报警芯片搜索）[ECH]

在多芯片挂接的情况下，报警芯片搜索指令只对附合温度高于 TH 或小于 TL报警条件的芯片做出反应。只要芯片不掉电，报警状态将被保持，直到再一次测得温度什达不到报警条件为止。

（2）DS18B20 芯片存储器操作指令表：

Write Scratchpad（向 RAM中写数据）[4EH]

这是向 RAM 中写入数据的指令，随后写入的两个字节的数据将会被存到地址 2 （报警RAM之TH）和地址3（报警 RAM之TL）。写入过程中可以用复位信号中止写入。

Read Scratchpad（从RAM 中读数据）[BEH]

此指令将从RAM中读数据，读地址从地址0开始，一直可以读到地址9，完成整个RAM 数据的读出。芯片允许在读过程中用复位信号中止读取，即可以不读后面不需要的字节以减少读取时间。

Copy Scratchpad（将 RAM 数据复制到 EEPROM中）[48H]

此指令将 RAM 中的数据存入 EEPROM中，以使数据掉电不丢失。此后由于芯片忙于 EEPROM储存处理，当控制器发一个读时间隙时，总线上输出“0”，当储存工作完成时，总线将输出“1”。在寄生工作方式时必须在发出此指令后立刻超用强上拉并至少保持 10MS，来维持芯片工作。

Convert T（温度转换）[44H]

收到此指令后芯片将进行一次温度转换，将转换的温度值放入RAM的第 1、2 地址。

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基于单片机的温度控制直流电动机转速系统设计

此后由于芯片忙于温度转换处理，当控制器发一个读时间隙时，总线上输出“0”，当储存工作完成时，总线将输出“1”。在寄生工作方式时必须在发出此指令后立刻超用强上拉并至少保持 500MS，来维持芯片工作。

Recall EEPROM（将 EEPROM中的报警值复制到 RAM）[B8H]

此指令将 EEPROM中的报警值复制到RAM中的第3、4个字节里。由于芯片忙于复制处理，当控制器发一个读时间隙时，总线上输出“0”，当储存工作完成时，总线将输出“1”。另外，此指令将在芯片上电复位时将被自动执行。这样 RAM 中的两个报警字节位将始终为 EEPROM中数据的镜像。

Read Power Supply（工作方式切换）[B4H]

此指令发出后发出读时间隙，芯片会返回它的电源状态字，“0”为寄生电源状态，“1”为外部电源状态。

3.2.5 温度采集模块的电路连接

DS18B20 有三个管脚：GND 为电源地，DQ 为数字信号输入/输出端，VCC 为外接供电电源接入端（用寄生电源方式时接地）。在硬件上，DS18B20与单片机的连接有两种方法，一种是VCC接外部电源，GND接地，I/O与单片机的I/O线相连；另一种是用寄生电源供电，此时VCC、GND接地，I/O接单片机I/O。无论是内部寄生电源还是外部供电，I/O口线要接5KΩ左右的上拉电阻。本系统中DS18B20的DQ口与单片机的 P3.3口连接，GND 接地。Protues软件仿真图如图10所示。

图10 DS18B20的Protues仿真图

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3.3转速控制模块设计

3.3.1直流电机转速调节原理

直流电动机的转速n和其他参量的关系可表示为：

n?Ua?IaRa (公式1)

CE?式中 Ua——电枢供电电压（V）； Ia ——电枢电流（A）； Ф——励磁磁通（Wb）； Ra——电枢回路总电阻（Ω）； CE——电势系数，CE?可知调速方法：

(1)改变电枢回路总电阻Ra； (2)改变电枢供电电压Ua； (3)改变励磁Ф。

由第二种方法知道，直流电机转速与加在电机两端电压有关，故可选用单片机产生PWM方波，经驱动电路放大后驱动电机旋转。 3.3.2电机调速控制方案论证

方案一：采用电阻网络或数字电位器调整电动机的分压，从而达到调速的目的。但是电阻网络只能实现有级调速，而数字电阻的元器件价格比较昂贵。更主要的问题在于一般电动机的电阻很小，但电流很大；分压不仅会降低效率，而且实现很困难。

方案二：采用继电器对电动机的开或关进行控制，通过开关的切换对电机的速度进行调整。这个方案的优点是电路较为简单，缺点是继电器的响应时间慢、机械结构易损坏、寿命较短、可靠性不高。

方案三：采用专用芯片L298的PWM控制。用单片机控制PWM信号的输出给L298驱动芯片使之工作在占空比可调的开关状态，精确调整电动机转速。这种电路效率非常高； …… 此处隐藏：2217字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……