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stc單片機(jī)范文第1篇

關(guān)鍵詞：stc89C54；投珠機(jī)；語音播報(bào)

中圖分類號(hào)：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2014）32-7758-03

1 概述

隨著各種電子設(shè)備的發(fā)展，游戲機(jī)在娛樂行業(yè)得到了很大程度的發(fā)展，現(xiàn)已開發(fā)出針對(duì)各種年齡階段人群的游戲機(jī)。該文重點(diǎn)闡述了一款基于STC8954RD單片機(jī)平臺(tái)的投珠機(jī)的設(shè)計(jì)。該投珠機(jī)現(xiàn)已在各大超市或娛樂場(chǎng)所穩(wěn)定運(yùn)行，該投珠機(jī)通過投幣器投入硬幣，對(duì)應(yīng)出來相應(yīng)數(shù)量的珠子，在固定的投珠孔投入珠子即可開始游戲。該設(shè)備具備斷電保護(hù)功能和相關(guān)數(shù)據(jù)的累計(jì)功能，可以在輸入密碼情況下隨時(shí)查詢當(dāng)前累計(jì)的錢數(shù)，并帶有語音播報(bào)功能。

2 概述

投珠機(jī)電路板右下角有 3個(gè)黑色的小按鈕，分別是機(jī)器的“設(shè)置”鍵、“+”、“-”，可查看并播報(bào)投幣金額，及修改各項(xiàng)游戲參數(shù)。只有在無人游戲狀態(tài)下，打開機(jī)器才可以修改相關(guān)設(shè)置。 如單獨(dú)按“+”鍵、“-”鍵可設(shè)置音樂聲音大小。每按一次設(shè)置鍵，均有相應(yīng)語音提示，此時(shí)按“-”鍵、“+”鍵可更改參數(shù)，并且2秒鐘后會(huì)自動(dòng)保存并退出設(shè)置狀態(tài)。可設(shè)置游戲模式，模式分為2種：普通模式與智能模式。普通模式是只要向機(jī)器投珠，即有反應(yīng)；而智能模式是只有先投幣后，投珠才有反應(yīng)；并且中獎(jiǎng)后機(jī)器出珠的數(shù)量，是機(jī)器接受珠子的數(shù)量，超出機(jī)器出珠數(shù)量，投珠將沒有反應(yīng)。這樣可有效避免市場(chǎng)上其他珠子放入機(jī)器游戲。此時(shí)按“+”“-”鍵可更改參數(shù)。（0代表普通模式，1代表智能模式）。當(dāng)機(jī)器出現(xiàn)故障不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，機(jī)器會(huì)發(fā)出報(bào)警，并會(huì)給出語音提示，只要按照語音提示操作即可排除故障。

3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

5.2 顯示燈程序設(shè)計(jì)

投珠機(jī)顯示小燈共16個(gè)，都是共陽極接法，通過單片機(jī)驅(qū)動(dòng)LN2003驅(qū)動(dòng)，按鍵檢測(cè)在檢測(cè)到玩家投珠后，進(jìn)入游戲狀態(tài)，采用的是單個(gè)小燈循環(huán)跑的形式，每個(gè)小燈對(duì)應(yīng)不同的中獎(jiǎng)率，分別為5倍，4倍，3倍，2倍，1倍和0倍，按下中間的停止按鍵，小燈立即停止，如果落在3倍上，那么就是中獎(jiǎng)三倍，投入珠子的數(shù)量乘以3即為玩家獲得的珠子。通過調(diào)節(jié)不同小燈的延時(shí)時(shí)間來確定中獎(jiǎng)率，也就是把0倍的時(shí)間稍微調(diào)的長(zhǎng)一點(diǎn)，而倍數(shù)時(shí)間比較短，這樣中獎(jiǎng)的幾率就是可控的，因?yàn)殚g隔的時(shí)間較短，玩家一般看不出來。如果玩家長(zhǎng)時(shí)間沒有按停止按鍵，那么在小燈轉(zhuǎn)了一定的時(shí)間自動(dòng)停止，停止的時(shí)間是要求三圈以上加上一個(gè)隨機(jī)時(shí)間。顯示燈在空閑模式還有小燈整體循環(huán)跑的程序和整體閃爍的功能。同時(shí)要求在小燈控制的同時(shí)配套音樂播放。

5.3 數(shù)碼管顯示程序

數(shù)碼管顯示部分由單片機(jī)控制三片74HC595D來控制三個(gè)數(shù)碼管數(shù)碼管之間輸入輸出串聯(lián)起來，各個(gè)數(shù)碼管之間有進(jìn)位，實(shí)際上只使用兩個(gè)還有一個(gè)數(shù)碼管預(yù)留，利用單片機(jī)控制74HC595D的第11、 12腳接口來傳遞數(shù)據(jù)。在數(shù)碼管顯示子程序里面要做好提取數(shù)據(jù)的千位、百位、十位、個(gè)位，如果要顯示一個(gè)4位數(shù)，或者三位數(shù)，那么由兩個(gè)數(shù)碼管分兩次顯示交替實(shí)現(xiàn)，先顯示千位和百位，再顯示十位和個(gè)位，中間閃爍間隔，來回顯示三次。

5.4 EEPROM存儲(chǔ)

在游戲過程中有可能會(huì)發(fā)生斷電的情況，那么要求玩家斷電前投幣的狀態(tài)和投珠的狀態(tài)藥能夠保持，本系統(tǒng)采用了將玩家投幣數(shù)和投珠數(shù)以及中獎(jiǎng)數(shù)以及已出珠數(shù)四個(gè)變量在發(fā)生改變時(shí)存儲(chǔ)在EEPROM中，防止掉電丟失。在主程序開始之前初始化階段都要求讀取這四個(gè)變量。

游戲機(jī)機(jī)主可能要查詢機(jī)器的中獎(jiǎng)率或者總的投幣數(shù)，在開機(jī)狀態(tài)下，連擊六下停止鍵，進(jìn)入查詢程序，然后輸入相應(yīng)的項(xiàng)目可以通過讀取EEPROM來獲得這兩個(gè)數(shù)值，同樣在這兩個(gè)變量發(fā)生改變的時(shí)候，也需要及時(shí)的寫入EEPROM中。

5.5 中斷服務(wù)程序

本系統(tǒng)要求游戲機(jī)不管處于什么模式，一旦有投幣或者投珠的情況，要立即切換到游戲模式中，所以在投幣與投珠的兩個(gè)檢測(cè)上采用的外中斷的形式，投幣采用的外中斷0，投珠采用的是外中斷2實(shí)現(xiàn)的，觸發(fā)中斷之后除了立即響應(yīng)外，還需要修改EEPROM內(nèi)部的數(shù)據(jù)。由于系統(tǒng)軟件涉及到時(shí)間要求，本系統(tǒng)采用了定時(shí)器0來及時(shí)計(jì)時(shí)。

6 結(jié)束語

本投珠機(jī)在單片機(jī)控制的基礎(chǔ)上，采用了微動(dòng)開關(guān)檢測(cè)投珠與落珠，利用中斷進(jìn)入游戲程序，并在開始游戲程序之前設(shè)置了設(shè)定模式。在調(diào)試的過程中，發(fā)現(xiàn)喇叭有雜音，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)功放部分PCB走線從芯片底下直接穿過的，有電磁干擾，改進(jìn)PCB解決問題；在批量生產(chǎn)之前廠商提出部分貼片元件0603封裝的，操作工人在量產(chǎn)的過程中有難度，加長(zhǎng)了工時(shí)，換用0805的封裝解決問題；第一批生產(chǎn)了一百臺(tái)機(jī)器，發(fā)現(xiàn)有部分機(jī)器吐珠不正確的情況，經(jīng)過檢查發(fā)現(xiàn)時(shí)程序不夠優(yōu)化響應(yīng)不夠及時(shí)導(dǎo)致的，經(jīng)修改解決問題。

該游戲機(jī)的設(shè)計(jì)成本較低，具有較高的實(shí)用價(jià)值。現(xiàn)已量產(chǎn)運(yùn)行穩(wěn)定，但智能程度可能不夠。

參考文獻(xiàn)：

[1] 丁向榮.STC系列增強(qiáng)型8051單片機(jī)原理與應(yīng)用[M].北京：電子工業(yè)出版社，2011.

stc單片機(jī)范文第2篇

關(guān)鍵詞：STC89C52單片機(jī)；溫度控制；溫度檢測(cè)

中圖分類號(hào)：TP273文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009-3044(2011)04-0902-02

A Temperature Control System Based on STC89C52 MCU

WU Jian, HOU Wen, ZHENG Bin

(National Key Laboratory for Electronic Measurement Technology, North University of China, Taiyuan 030051, China)

Abstract: This paper discusses a STC89C52 MCU to increase the technical indexes of accused of temperature control system，Presented the design of the MCU circuitry of system, temperature control output circuit, temperature detecting amplifier circuit and so on. Realized of furnace temperature automatic control and improve the precision temperature control. Be provided with important engineering use value.

Key words: STC89C52 MCU; temperature control; temperature test

隨著工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展，利用溫度控制表，溫度接觸器的控制方式已不能滿足高精度、高速度的控制要求，其主要缺點(diǎn)是溫度波動(dòng)范圍大，受儀表本身誤差和交流接觸器壽命的限制，通斷頻率很低。本文設(shè)計(jì)了一種基于STC89C52單片機(jī)控制的溫度控制系統(tǒng)。它使用了較少的器件和較為簡(jiǎn)單的電路設(shè)計(jì)，因此具有成本低、控制方便，實(shí)用性強(qiáng)等特點(diǎn)。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)是對(duì)電爐爐溫進(jìn)行控制的微機(jī)控制系統(tǒng)。控制方式是單閉環(huán)控制形式。溫度控制系統(tǒng)是以STC89C52單片機(jī)為控制核心，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。

鍵盤將溫度設(shè)定值和溫度反饋值送入單片機(jī)，然后經(jīng)過運(yùn)算得到輸出控制量，輸出控制量控制控溫輸出電路得到控制電壓，施加到驅(qū)動(dòng)器上，從而控制電加熱爐內(nèi)溫度。

2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

硬件系統(tǒng)由單片機(jī)電路，溫度檢測(cè)放大電路，A/D、D/A轉(zhuǎn)換電路，控溫輸出電路等組成。下面分別給予介紹。

2.1 單片機(jī)電路

STC89C52是一個(gè)低功耗，高性能的51內(nèi)核的CMOS 8位單片機(jī)， 具有在線編程功能，不再需要啟動(dòng)像STC89C51那樣的12V的VPP編程高壓[1]。 使用簡(jiǎn)單且價(jià)格非常低廉。故本文使用STC89C52為系統(tǒng)的主控制器。單片機(jī)發(fā)送溫度設(shè)定值和采集溫度反饋值，并據(jù)此調(diào)節(jié)I/O的輸出來控制溫度的值。

2.2 溫度檢測(cè)放大電路

溫度檢測(cè)電路承擔(dān)著檢測(cè)電阻爐溫度并將溫度數(shù)據(jù)傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)的任務(wù)。鉑電阻最常應(yīng)用于中低溫區(qū)，精度高，穩(wěn)定性好，具有一定的非線性，溫度越高電阻變化率越小，測(cè)量范圍一般為-200～850℃。目前應(yīng)用最廣泛的是Pt100。Pt100鉑熱電阻與溫度的關(guān)系如下：

(1)

其中：Rt――溫度為t℃時(shí)鉑電阻的電阻值（Ω）；R0――溫度為0℃時(shí)鉑電阻的電阻值（Ω）；A，B，C――常數(shù)，3.96847×10-3 （℃-1）；-5.847×10-7 （℃-2）；-4.22×10-12（℃-3）。

信號(hào)放大電路采用OP07E放大器，溫度信號(hào)輸入采用差動(dòng)放大模式，輸入電壓范圍為+/-14V，輸出電壓范圍為+/-12V。設(shè)計(jì)電路如圖2所示。

U1放大器放大倍數(shù)為：

(2)

2.3 A/D轉(zhuǎn)換電路

溫度檢測(cè)電路采集到的溫度值為模擬信號(hào)，需要轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)才能被單片機(jī)處理。溫度控制系統(tǒng)的A/D轉(zhuǎn)換模塊采用ADC0804型8位全MOS A/D轉(zhuǎn)換器。轉(zhuǎn)換時(shí)間約為100μs，轉(zhuǎn)換時(shí)鐘信號(hào)可以由內(nèi)部施密特電路和外接RC電路構(gòu)成的震蕩器產(chǎn)生，當(dāng)/CS與/WR同時(shí)有效時(shí)便啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換，經(jīng)DATA口送入單片機(jī)，再采集第二個(gè)模擬量進(jìn)行轉(zhuǎn)換。

2.4 D/A轉(zhuǎn)換電路

溫度控制系統(tǒng)的D/A轉(zhuǎn)換芯片采用DAC0832。D/A轉(zhuǎn)換器由8位輸入鎖存器、8位DAC寄存器、8位D/A轉(zhuǎn)換電路及轉(zhuǎn)換控制電路構(gòu)成[2]。DAC0832的主要特性參數(shù)：分辨率為8位；電流穩(wěn)定時(shí)間1us；可單緩沖、雙緩沖或直接數(shù)字輸入；只需在滿量程下調(diào)整其線性度；單一電源供電，電壓范圍為+5V～+15V；低功耗，功耗為200mW。

2.5 可控硅調(diào)功控溫電路

溫度控制電路采用可控硅調(diào)功率方式。雙向可控硅串在50Hz交流電源和加熱絲電路中，在給定周期里改變可控硅開關(guān)的接通時(shí)間改變加熱功率，從而實(shí)現(xiàn)溫度調(diào)節(jié)[3]。如圖3所示。

可控硅驅(qū)動(dòng)器MOC3041集光電隔離、過零檢測(cè)功能于一身，具有體積小、功耗低、抗干擾能力強(qiáng)，無噪聲等優(yōu)點(diǎn)[4]，RS、CS為吸收電路，起保護(hù)作用。經(jīng)驗(yàn)公式如下：

Cs=（2～4）IT×10-3(uF)(3)

Rs=10～50Ω(4)

R17是觸發(fā)器輸出限流電阻，取51Ω。R16是驅(qū)動(dòng)器的門極電阻，一般取值300-500Ω。

3 PID溫度控制算法

溫度控制技術(shù)大致可分為定值開關(guān)控溫法，PID線性控溫法。定值開關(guān)控溫法通過硬件電路或軟件計(jì)算判別，系統(tǒng)溫度上升至設(shè)定點(diǎn)時(shí)關(guān)斷電源，當(dāng)系統(tǒng)溫度下降至設(shè)定點(diǎn)時(shí)開通電源，因而無法克服溫度變化過程的滯后性，致使被控溫度波動(dòng)較大，精度低。當(dāng)我們不完全了解被控對(duì)象，或不能通過有效的測(cè)量手段來獲得系統(tǒng)的參數(shù)時(shí)，最適合用PID控制技術(shù)。PID線性控溫法主要取決于比例值、積分值、微分值[5]。只要三參數(shù)選取的正確，其控制精度是比較令人滿意的。當(dāng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)需要的不是控制量的絕對(duì)值，而是控制量的增量時(shí)，需要用PID的“增量算法”。增量式PID控制算法可以通過（式5）推導(dǎo)出。

(5)

Uk――控制器的輸出值；ek――控制器輸入與設(shè)定值之間的誤差；Kp――比例系數(shù)；

Ti――積分時(shí)間常數(shù)；Td――微分時(shí)間常數(shù)；T――調(diào)節(jié)時(shí)間。由（式5）可以得到控制器的第k－1個(gè)采樣時(shí)刻的輸出值為：

(6)

將（式5）與（式6）相減并整理，就可以得到增量式PID控制算法公式：

(7)

其中：

由（式7）可以看出，如果計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)采用恒定的采樣周期T，一旦確定A、B、C，只要使用前后三次測(cè)量的偏差值，就可以由（式7）求出控制量。物理模型如圖4所示。

4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

為了便于程序的調(diào)試與維護(hù)，系統(tǒng)全部程序采用模塊化結(jié)構(gòu)。由一個(gè)主程序和若干子程序組成。子程序主要包括A/D轉(zhuǎn)換子程序、D/A轉(zhuǎn)換子程序、LED顯示子程序、增量式PID控制子程序、鍵盤控制子程序等，各子程序均能很快返回主程序，不會(huì)發(fā)生子程序時(shí)間過長(zhǎng)等問題，子程序?qū)ο嚓P(guān)事件的處理依靠標(biāo)志位和判斷標(biāo)志位來完成。主程序通過調(diào)用各個(gè)子程序來完成所有的溫度控制器功能。主程序的流程圖如圖5所示。

5 設(shè)計(jì)結(jié)果

設(shè)計(jì)的溫度控制系統(tǒng)基于STC89C52單片機(jī)，采用了信號(hào)放大，可控硅控制等簡(jiǎn)單的電路，經(jīng)過焊接、 組裝、 調(diào)試后，可以很好實(shí)現(xiàn)控制功能，具有很強(qiáng)的實(shí)用性，尤其是具有體積小、 易移動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)。 該方案也可以在功能上加以擴(kuò)展，如加上LED電路，當(dāng)?shù)竭_(dá)我們想要的溫度時(shí)綠燈亮，當(dāng)超過我們想要的溫度一定量程時(shí)紅燈亮。

參考文獻(xiàn)：

[1] 張俊謨.單片機(jī)中級(jí)教程[M].北京:北京航空航天大學(xué)出版社,1999:75-86.

[2] 小島郁太郎.實(shí)現(xiàn)數(shù)字電路與模擬電路及軟件的協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)[J].電子設(shè)計(jì)應(yīng)用,2009(6):15-20.

[3] 王海寧.基于單片機(jī)的溫度控制系統(tǒng)的研究[D].合肥:合肥工業(yè)大學(xué),2008.

stc單片機(jī)范文第3篇

Abstract： In order to reduce the damage caused by the elevator protection measures which cannot respond positively to the elevator， a verification method of the anti-falling hydraulic system is designed. The method utilizes the infrared distance sensor module and the acceleration sensor module monitoring the status of the elevator and STC12C5A60S2-351 microcontroller as the control core， collecting distance and acceleration while controlling the L9110S motor module to achieve the negative and the positive rotation of the DC motor. The motor control hydraulic system achieves the elevator monitoring and braking.

關(guān)鍵詞：電梯；防墜系統(tǒng)；STC12C5A60S2-351單片機(jī)；紅外測(cè)距傳感器；加速度傳感器

Key words： elevator；system of anti-falling；STC12C5A60S2-351 single-chip；infrared ranging sensor；acceleration sensor

中圖分類號(hào)：TP202 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2017）16-0097-03

0 引言

現(xiàn)代化進(jìn)程加快，越來越多的改成建筑拔地而起，電梯成了人們主要的上樓代步工具，電梯安全就尤為重要，我們應(yīng)該重視電梯安全來有效保障我們的生命財(cái)產(chǎn)安全。目前我們的電梯上配備的保護(hù)裝置有限速系統(tǒng)、行程極限系統(tǒng)、緩沖器系統(tǒng)、制動(dòng)器系統(tǒng)[1]。中北大學(xué)利用安全氣囊作為電梯的保護(hù)裝置，防止肉體直接與轎廂碰撞[2]。利用紅外溫度傳感器監(jiān)測(cè)電梯運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)了快速、準(zhǔn)確、方便、無接觸的測(cè)量[3]。嘉興市特種設(shè)備檢測(cè)院提出一種利用光電編碼器測(cè)量電梯的速度，利用電磁伸縮桿制成限速器[4]，機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，動(dòng)作速度穩(wěn)定。上海交通大學(xué)提出了電梯被動(dòng)安全系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法[5]，利用有限元方法得到了電梯和成員的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。錦州市特種設(shè)備監(jiān)督檢測(cè)所提出了新型防墜落裝置，通過緩沖器的能量轉(zhuǎn)換變?yōu)殡娞葜苿?dòng)的能量[6]，具有節(jié)能環(huán)保的特點(diǎn)。這些裝置在現(xiàn)有的電梯裝置中都進(jìn)行了技術(shù)革新，能更好地在電梯發(fā)生故障時(shí)檢測(cè)并及時(shí)做出制動(dòng)反應(yīng)。但是，以上方法的檢測(cè)技術(shù)是單一的，冗余量不足，容易造成災(zāi)難性后果。文章是通過加速度傳感器和紅外測(cè)距傳感器，計(jì)算和測(cè)量出電梯的加速度和速度，通過兩個(gè)指標(biāo)監(jiān)測(cè)電梯的運(yùn)行狀態(tài)，在發(fā)生故障時(shí)通過電機(jī)控制液壓系統(tǒng)使電梯制動(dòng)，有效保障乘客的生命財(cái)產(chǎn)安全。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)的總體框圖如圖1所示，系統(tǒng)以STC12C5A60S2-351

單片機(jī)作為控制器，紅外測(cè)距傳感器和加速傳感器將測(cè)得數(shù)據(jù)發(fā)送到單片機(jī)中，紅外測(cè)距傳感器測(cè)量電梯的速度，通過單片機(jī)進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換后，根據(jù)時(shí)間差算出電梯此時(shí)的速度，加速度傳感器可以測(cè)量電梯此時(shí)的重力加速度，單片機(jī)判斷轎廂加速度和速度是否超過預(yù)設(shè)值，假設(shè)超過預(yù)設(shè)值，單片機(jī)會(huì)通過L9110電機(jī)模塊來控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，從而控制液壓系統(tǒng)轉(zhuǎn)達(dá)到制動(dòng)效果。

1.1 STC12C5A60S2-351單片機(jī)

STC12C5A60S2是STC生產(chǎn)的單時(shí)鐘/機(jī)器周期（1T）的單片機(jī)，是高速、低功耗、超強(qiáng)抗干擾的新一代8051單片機(jī)，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051，但速度快8-12倍。內(nèi)部集成8路高速10位A/D轉(zhuǎn)換，針對(duì)電機(jī)控制，強(qiáng)干擾場(chǎng)合。其工作電壓為工作電壓5.5-3.5V，STC12C5A60S2系列帶A/D轉(zhuǎn)換的單片機(jī)的A/D轉(zhuǎn)換口在P1口，有8路10位高速A/D轉(zhuǎn)換器，速度可達(dá)到250kHz（25萬次/秒）。8路電壓輸入型A/D，上電復(fù)位后P1口為弱上拉型I/O口，用戶可以通過軟件設(shè)置將8路中的任何一路設(shè)置為A/D轉(zhuǎn)換，不須作為A/D使用的口可繼續(xù)作為IO口使用。因?yàn)槠鋬?nèi)部具有AD轉(zhuǎn)換可以滿足系統(tǒng)的需求，直接代替AD轉(zhuǎn)換元件，紅外測(cè)距傳感器可直接連入單片機(jī)，在單片機(jī)上進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換。

1.2 加速度傳感器

MPU-6050集成了3軸MEMS陀螺儀，3軸MEMS加速度計(jì)以及一個(gè)可擴(kuò)展的數(shù)字運(yùn)動(dòng)處理器DMP。MPU-60X0對(duì)陀螺儀和加速度計(jì)分別用了三個(gè)16位的ADC，將其測(cè)量的模擬量轉(zhuǎn)化為可輸出的數(shù)字量。為了精確跟蹤快速和慢速的運(yùn)動(dòng)，傳感器的測(cè)量范圍都是用戶可控的，陀螺儀可測(cè)范圍為±250，±500，±1000，±2000°/秒（dps），加速度計(jì)可測(cè)范圍為±2，±4，±8，±16g。MPU-6050可支持的電源為3.3V±5%。加速度傳感器測(cè)量轎廂的垂直加速度，如圖2所示，加速度鞲釁MPU-6050的SCL和SDA分別與單片機(jī)STC12C5A60S2的P2.0和P2.1口相連，分別為IIC串行時(shí)鐘和IIC串行數(shù)據(jù)。IIC總線可靠的雙向二線制串行數(shù)據(jù)傳輸結(jié)構(gòu)總線，該總線使各電路分割成各種功能的模塊，并進(jìn)行軟件化設(shè)計(jì)，各個(gè)功能模塊電路內(nèi)都有集成一個(gè)IIC總線接口電路，因此都可以掛接在總線上，很好地解決了眾多功能IC與CPU之間的輸入輸出接口，使其連接方式變得十分簡(jiǎn)單。

1.3 紅外測(cè)距傳感器

夏普GP2Y0A21型距離測(cè)量傳感器是基于PSD的微距傳感器，其有效的測(cè)量距離在10-80cm，輸出的信號(hào)為模擬電壓，反應(yīng)時(shí)間約為5ms，并且對(duì)背景光及溫度的適應(yīng)性強(qiáng)。工作電壓在4.5-5.5V。將紅外測(cè)距傳感器置于轎廂下部，通過測(cè)量轎廂底部到地面的距離。如圖3所示，輸出信號(hào)端與單片機(jī)P1.0相連，因?yàn)檩敵龅氖悄M電壓，所以需要通過單片機(jī)的AD轉(zhuǎn)換，得到此時(shí)轎廂距離地面的距離，記錄兩次位置的距離，用他們的差值除以兩次的反應(yīng)時(shí)間，可以將轎廂的實(shí)時(shí)速度測(cè)算出來。

1.4 電機(jī)模塊

如圖4所示，L9110直流步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)板，模塊供電電壓：2.5-12V，電機(jī)工作電壓2.5-12V之間，最大工作電流0.8A。電機(jī)模塊與單片機(jī)相連，當(dāng)發(fā)生故障時(shí)，電機(jī)開始正轉(zhuǎn)制動(dòng)轎廂，當(dāng)故障排除后，按下按鈕，電機(jī)反轉(zhuǎn)，液壓系統(tǒng)動(dòng)作，釋放轎廂。

1.5 軟件設(shè)計(jì)

控制面板由單片機(jī)、LCD顯示器、加速度傳感器模塊、紅外測(cè)距傳感器模塊等構(gòu)成。如圖5所示，電梯正常運(yùn)行時(shí)，加速度傳感器和t外測(cè)距傳感器通過兩個(gè)模塊給單片機(jī)傳輸數(shù)據(jù)，單片機(jī)首先對(duì)紅外測(cè)距儀傳感器傳來的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，首先進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換，然后根據(jù)v=（x2-x1）/t就可以算出電梯的瞬時(shí)速度，單片機(jī)將加速度和速度的值傳送至LCD顯示屏，便于掌握電梯隨時(shí)的運(yùn)行情況。同時(shí)，故障預(yù)設(shè)值的已經(jīng)輸入單片機(jī)中，加速度a1和速度v1，當(dāng)a>a1或v>v1時(shí)，判斷電梯故障，然后將信號(hào)傳入電機(jī)模塊中，電機(jī)反應(yīng)，液壓系統(tǒng)制動(dòng)電梯。電梯的制動(dòng)是通過增加摩擦力的一個(gè)循序漸進(jìn)的過程，a=（mg-f）/m，v=v0+at在摩擦力的作用下加速度減小的同時(shí)，轎廂的速度也會(huì)降低直至停止。

2 驗(yàn)證

該防墜梯液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法通過STC12C5A60S2-351單片機(jī)為控制主體，有LCD顯示、加速度傳感器、紅外測(cè)距傳感器等模塊，能夠順利地完成電梯制動(dòng)工作。如圖6所示，被測(cè)電梯的速度和加速度經(jīng)過單片機(jī)處理后，在LCD1602液晶屏上顯示，當(dāng)被測(cè)電梯的速度和加速度超過設(shè)定范圍后，電機(jī)開始轉(zhuǎn)動(dòng)。

3 結(jié)論

本文提供的防墜梯液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)的驗(yàn)證方法可以有效地在電梯出現(xiàn)故障時(shí)及時(shí)將電梯制動(dòng)，同時(shí)本系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法具有簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，沒有繁瑣的內(nèi)部構(gòu)造，更好地保證了系統(tǒng)的安全性，損壞率也會(huì)大大降低，易于維護(hù)保養(yǎng)。

本系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法利用紅外測(cè)距傳感器測(cè)量距離為10-80cm精度較高，響應(yīng)時(shí)間5ms反應(yīng)較快，外形設(shè)計(jì)緊湊易于安裝，便于操作等特點(diǎn)準(zhǔn)確測(cè)出轎廂距電梯底部的距離。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法利用加速度傳感器具有動(dòng)態(tài)范圍大±16g、堅(jiān)固耐用、受外界干擾小等特點(diǎn)精確測(cè)出轎廂的實(shí)時(shí)加速度。通過監(jiān)測(cè)轎廂的速度和加速度，兩個(gè)指標(biāo)同時(shí)監(jiān)測(cè)電梯的運(yùn)行狀態(tài)，確保電梯處于正常工作狀態(tài)。

本系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法獨(dú)立于整個(gè)電梯，由專門的蓄電池供電，不會(huì)因?yàn)殡娞莨收隙鴮?dǎo)致系統(tǒng)無法工作，液壓系統(tǒng)是一個(gè)循序漸進(jìn)的減速，避免了在發(fā)生事故時(shí)電梯急停給乘客帶來的二次傷害。

參考文獻(xiàn)：

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stc單片機(jī)范文第4篇

關(guān)鍵詞：計(jì)時(shí)計(jì)分器；STC89C51；籃球比賽；LED顯示

在傳統(tǒng)的籃球比賽中，經(jīng)常需要人工翻牌記錄賽程分?jǐn)?shù)，這種方式效率低，且無法給運(yùn)動(dòng)員及觀眾隨時(shí)提供賽程信息。本文提出一種基于STC89C52單片機(jī)為核心控制的計(jì)時(shí)計(jì)分器系統(tǒng)，可代替球場(chǎng)上的人工計(jì)時(shí)計(jì)分，實(shí)現(xiàn)帶電子顯示，且比賽結(jié)束報(bào)警等功能的精確計(jì)時(shí)計(jì)分功能。器件價(jià)格便宜，使用方便，使籃球比賽的過程記錄更加及時(shí)和有效。

籃球計(jì)時(shí)計(jì)分要求如下：（1）記錄并修改比賽時(shí)間；（2）能隨時(shí)刷兩隊(duì)的比分顯示；（3）中場(chǎng)交換場(chǎng)地時(shí)，能交換兩隊(duì)比分位置；（4）能隨時(shí)接受暫停請(qǐng)求；（5）比賽結(jié)束時(shí)發(fā)出報(bào)警提示。

1 總體方案設(shè)計(jì)

系統(tǒng)主要包括單片機(jī)、LED顯示電路、定時(shí)報(bào)警、按鍵控制電路、時(shí)鐘電路及復(fù)位電路等組成，系統(tǒng)總體框圖如圖1所示。

2 硬件設(shè)計(jì)

2.1 單片機(jī)最小系統(tǒng)

設(shè)計(jì)采用STC89C51單片機(jī)作為主控制器。STC89C51是STC公司生產(chǎn)的低功耗、高性能CMOS 8位微控制器，具有4KB的在系統(tǒng)可編程Flash ROM。STC89C51單片機(jī)外接加上時(shí)鐘電路和復(fù)位電路，即可構(gòu)成單片機(jī)的最小系統(tǒng)。

2.2 按鍵模塊設(shè)計(jì)

按鍵接至P1口和P3口，按鍵按下時(shí)輸入是低電平。P1口從P1.0開始，鍵的設(shè)置如下：add1、add2鍵是加1分、加2分鍵，reduce鍵為減1分，turn是切換雙方加減分鍵，exchange是位置交換鍵，stopbeep是關(guān)蜂鳴器鍵，start是啟動(dòng)鍵，stop是暫停鍵。此外，還有兩個(gè)按鍵， P3.2 引腳的add_min是加1分鐘鍵， P3.3引腳的add_1s為加1秒鐘鍵，用于比賽時(shí)間設(shè)定。

2.3 LED顯示模塊設(shè)計(jì)

顯示分為計(jì)時(shí)和計(jì)分顯示兩個(gè)部分，均采用共陰極LED數(shù)碼管動(dòng)態(tài)掃描顯示，由一個(gè)四位一體和二個(gè)兩位一體的共陰極數(shù)碼管構(gòu)成。數(shù)碼管的7個(gè)段控端輸出經(jīng)過74HC573驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行電流放大驅(qū)動(dòng)接至P0口，8個(gè)位控端經(jīng)過74HC04反相放大驅(qū)動(dòng)后接至P2口。采用動(dòng)態(tài)掃描方式，在足夠短的周期內(nèi)，使各位數(shù)碼管逐個(gè)輪流受控顯示。

此外，還有定時(shí)報(bào)警模塊，報(bào)警信號(hào)輸出接P1.7，由蜂鳴器及其驅(qū)動(dòng)電路組成。定時(shí)時(shí)間到，揚(yáng)聲器報(bào)警，比賽結(jié)束，按stopbeep鍵可停止報(bào)警。

2.4 系統(tǒng)原理圖及仿真圖

根據(jù)系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)，得到系統(tǒng)的原理圖及仿真圖如圖2所示。

3 軟件設(shè)計(jì)

軟件設(shè)計(jì)采用C語言模塊設(shè)計(jì)方法，程序由主程序、T0中斷程序、顯示程序、外部中斷0程序、按鍵程序及報(bào)警程序等組成，其中主程序及T0中斷子程序流程如圖3、圖4所示。

4 系統(tǒng)仿真與系統(tǒng)調(diào)試

設(shè)計(jì)采用C語言編程，在Keil C51軟件編譯環(huán)境中，經(jīng)過編譯和連接，生成十六進(jìn)制的目標(biāo)代碼文件.hex。在硬件上，用Proteus軟件繪制出原理圖，經(jīng)過純電路調(diào)試無誤后，將生成的目標(biāo)代碼文件加載到Proteus界面的AT89C51中（Proteus中無STC89C51模型，可用AT89C51替代）。接著再進(jìn)行軟硬件聯(lián)合調(diào)試，反復(fù)調(diào)試，直至所有顯示及按鍵功能實(shí)現(xiàn)，得到圖2所示的仿真結(jié)果圖。仿真成功后，根據(jù)仿真原理圖，繪制PCB布線圖，并進(jìn)行實(shí)物調(diào)試，如圖5所示，調(diào)試結(jié)果證明了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的正確性。

5 結(jié)論

本設(shè)計(jì)以STC89C51單片機(jī)為控制核心，開發(fā)出具有具有錄籃球比賽賽程信息的控制系統(tǒng)，經(jīng)過Proteus硬件仿真及Keil C51的軟件仿真調(diào)試成功后，進(jìn)行實(shí)物調(diào)試也證明系統(tǒng)設(shè)計(jì)的正確性和可行性。系統(tǒng)電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔、可靠性高、成本低且操作簡(jiǎn)便。采用單片機(jī)作為主控制器，功能易于擴(kuò)展，且修改相關(guān)功能即可實(shí)現(xiàn)其他比賽控制器的設(shè)計(jì)，因此本系統(tǒng)具有良好的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值和借鑒意義。

參考文獻(xiàn)

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stc單片機(jī)范文第5篇

關(guān)鍵詞 單片機(jī) 溫度傳感器 智能控制 自動(dòng)調(diào)速

中圖分類號(hào)：TP368.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Temperature Intelligent Control Speed of Fan Based on STC12-MCU

WU Wangsheng

（School of physics and Optoelectronic Engineering， Yangtze University， Jingzhou， Hubei 434023）

Abstract Temperature intelligent control speed of fan， based on Micro Control Unit（MCU） detection and control technology， using MCU and sensor device design fan， according to the test temperature automatic adjustment appropriate speed of fan.

Key words Single-chip microcomputer； temperature sensor； intelligent control； automatic speed regulation

0 引言

風(fēng)扇是散熱降溫的常用電器，如家用的電風(fēng)扇和電子器件中的散熱風(fēng)扇等。大多數(shù)家用風(fēng)扇只能手動(dòng)調(diào)速和機(jī)械定時(shí)，各檔風(fēng)速跨度較大，高檔風(fēng)冷噪音大，低檔又不解暑；定時(shí)設(shè)計(jì)機(jī)械，入夜熟睡后若氣溫驟變，風(fēng)速不變則容易著涼。散熱風(fēng)扇通過空氣對(duì)流控制器件的溫度，轉(zhuǎn)速越高散熱效果越好，但同時(shí)噪音和震動(dòng)也越大。如何在風(fēng)扇的散熱功效和靜音效果之間找到平衡點(diǎn)，隨器件工作溫度的變化合理調(diào)節(jié)風(fēng)速，使之在較低噪音下正常工作顯得十分必要。為解決上述問題，我們?cè)O(shè)計(jì)了智能溫控調(diào)速風(fēng)扇，基于單片機(jī)檢測(cè)和控制技術(shù)，將單片機(jī)、傳感器等智能器件用于風(fēng)扇設(shè)計(jì)，可依據(jù)檢測(cè)溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)適宜的風(fēng)速。

1 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)

系統(tǒng)主要由主控電路模塊、穩(wěn)壓電源模塊、溫度采集模塊、功能按鍵模塊、溫度顯示模塊、驅(qū)動(dòng)電路模塊和風(fēng)扇（直流電機(jī)）等七個(gè)功能模塊組成。

圖1 系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)框圖

系統(tǒng)總體框架如圖1所示，采用STC12C5A60S2單片機(jī)作為主要控制芯片，使用溫度傳感器DS18B20進(jìn)行溫度采集，并直接輸出數(shù)字溫度信號(hào)給單片機(jī)進(jìn)行判斷，根據(jù)判斷結(jié)果控制相應(yīng)引腳輸出高電平或低電平，控制風(fēng)扇啟動(dòng)或關(guān)閉；在啟動(dòng)狀態(tài)下，模擬PWM波輸出調(diào)節(jié)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速。

1.1 主控電路模塊

主控電路模塊是整體系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心，控制溫度的采集與顯示，通過按鍵輸入和軟件編程進(jìn)行溫度限值設(shè)定與判斷，并在其I/O口輸出控制信號(hào)，對(duì)風(fēng)扇進(jìn)行開關(guān)或調(diào)速。

本設(shè)計(jì)選用STC12C5A60S2單片機(jī)作為控制器件，采用增強(qiáng)型8051CPU，單時(shí)鐘機(jī)器周期1T，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051；內(nèi)部集成MAX810專用復(fù)位電路，2路PWM，8路高速10位A/D轉(zhuǎn)換（250K/S，25萬次/秒）。支持串口程序燒寫，配合PC端的控制程序即可將程序代碼下載進(jìn)單片機(jī)，無需編程器和仿真器，對(duì)開發(fā)設(shè)備要求低，節(jié)省開發(fā)時(shí)間。

1.2 溫度采集模塊

溫度采集模塊選用數(shù)字傳感器DS18B20作為核心元件，測(cè)溫范圍[-55，+125]℃。該傳感器高度集成化，與傳統(tǒng)的熱敏電阻等測(cè)溫元件相比，溫度值在器件內(nèi)部轉(zhuǎn)化成數(shù)字量直接輸出，測(cè)量精度高，測(cè)溫分辨率高達(dá)0.0625℃；被測(cè)溫度用符號(hào)擴(kuò)展的16位補(bǔ)碼形式以“一線總線”串行傳送給單片機(jī)，實(shí)際操作中只須將信號(hào)線與單片機(jī)I/O口相連，抗干擾性強(qiáng)。

1.3 液晶顯示模塊

液晶顯示模塊選用LCD1602字符型顯示器，用于顯示溫度、風(fēng)扇檔位和工作模式。LCD1602是一種專門用來顯示字母、數(shù)字、符號(hào)等的點(diǎn)陣型液晶模塊，由若干個(gè)5X7點(diǎn)陣字符位組成，每個(gè)點(diǎn)陣字符位都可以顯示一個(gè)字符，可顯示ASCII碼表中的所有可視字符。

1.4 功能按鍵模塊

功能按鍵模塊采用獨(dú)立按鍵式，每個(gè)按鍵單獨(dú)占用一根I/O線，每個(gè)按鍵的工作不會(huì)影響其它I/O線的狀態(tài)。本設(shè)計(jì)包括4個(gè)獨(dú)立式按鍵：（1）模式切換：按下該鍵循環(huán)切換自動(dòng)、睡眠、手動(dòng)三種工作模式。（2）溫度設(shè)定：自動(dòng)和睡眠模式下，設(shè)置自動(dòng)開（關(guān)）機(jī)溫度。環(huán)境溫度高于設(shè)定溫度自動(dòng)開機(jī)，否則不啟動(dòng)或關(guān)機(jī)。（3）手動(dòng)調(diào)速：手動(dòng)模式下，按下該鍵循環(huán)切換三檔風(fēng)速。（4）停止模式，關(guān)閉風(fēng)扇。

1.5 驅(qū)動(dòng)電路模塊

由于STC12系列單片機(jī)自帶PWM控制器，因此本設(shè)計(jì)選用橋式驅(qū)動(dòng)電路L298N來驅(qū)動(dòng)5V直流電機(jī)風(fēng)扇，并通過單片機(jī)I/O口輸出PWM脈沖調(diào)節(jié)風(fēng)速。L298N模塊屬于H橋式專用驅(qū)動(dòng)集成電路，其輸入端可與單片機(jī)直接連接。采用軟件編程實(shí)現(xiàn)PWM（脈沖寬度調(diào)制）調(diào)速，通過控制矩形波PWM信號(hào)的占空比來調(diào)控電機(jī)轉(zhuǎn)速。電機(jī)轉(zhuǎn)速與占空比成正比，占空比越大，轉(zhuǎn)速越快，若輸出全為高電平則占空比為100%，轉(zhuǎn)速最大。相比于其他如硬件或軟硬件結(jié)合的調(diào)速方式，通過軟件編程實(shí)現(xiàn)PWM調(diào)速，在降低成本的同時(shí)，充分發(fā)揮了單片機(jī)的編譯功能。

2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

本設(shè)計(jì)主程序流程圖如圖2所示，單片機(jī)向DS18B20傳感器發(fā)送溫度轉(zhuǎn)換命令，讀取已轉(zhuǎn)換的溫度值，通過按鍵輸入和軟件編程進(jìn)行溫度限值設(shè)定與判斷，并在其I/O口輸出控制信號(hào)，對(duì)風(fēng)扇進(jìn)行開關(guān)或調(diào)速。

圖2 主程序流程圖

溫度采集程序?qū)S18B20采集的溫度存入寄存器指定數(shù)組，將二進(jìn)制轉(zhuǎn)化為十進(jìn)制，交給顯示程序顯示。液晶顯示程序用于溫度和檔位的實(shí)時(shí)顯示。按鍵掃描程序設(shè)定開機(jī)溫度、運(yùn)行模式等。溫度判斷程序根據(jù)設(shè)定溫度和當(dāng)前環(huán)境溫度差值設(shè)定多個(gè)風(fēng)速檔位。電機(jī)驅(qū)動(dòng)程序模擬PWM波輸出，一次輸出多個(gè)電平，風(fēng)速檔位與高電平的占空比成正比，根據(jù)溫度的高低來調(diào)節(jié)不同檔位的風(fēng)速。

3 結(jié)束語

本設(shè)計(jì)的特色：可設(shè)置自動(dòng)、手動(dòng)、睡眠等多種工作模式；啟動(dòng)自動(dòng)和睡眠模式后，可設(shè)置自動(dòng)開（關(guān)）機(jī)溫度。若檢測(cè)溫度高于設(shè)定溫度，則風(fēng)扇自動(dòng)開啟，并能根據(jù)實(shí)時(shí)溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)速；當(dāng)?shù)陀谠O(shè)定溫度時(shí)，風(fēng)扇不工作；啟動(dòng)睡眠模式后，在溫度變化范圍不大時(shí)，將自動(dòng)循環(huán)調(diào)節(jié)風(fēng)速大小，以模擬自然風(fēng)效果。

溫控調(diào)速風(fēng)扇擁有智能溫控、自動(dòng)調(diào)速、工作穩(wěn)定、成本低廉、節(jié)能降耗等特點(diǎn)，經(jīng)過適當(dāng)改造可應(yīng)用于家用電器、廠礦風(fēng)冷設(shè)備以及電子器件的散熱器等。本設(shè)計(jì)能夠在保證散熱效果的同時(shí)，降低風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的噪音并節(jié)約能源，符合人性化設(shè)計(jì)和綠色節(jié)能要求，具有一定的市場(chǎng)前景。

參考文獻(xiàn)

[1] 胡漢才.單片機(jī)原理及其接口技術(shù)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2004.