基于单片机的空调温度控制器设计设计

合集下载

基于单片机的空调压缩机控制器设计

基于单片机的空调压缩机控制器设计

本科毕业论文题基于单片机的空调压缩机控制器设计目作者:专业:电气工程及其自动化指导教师:完成日期:原创性声明本人声明:所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究成果。

除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已发表或撰写过的研究成果。

参与同一工作的其他同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。

签名:日期:本论文使用授权说明本人完全了解南通大学有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权保留论文及送交论文复印件,允许论文被查阅和借阅;学校可以公布论文的全部或部分内容。

(保密的论文在解密后应遵守此规定)学生签名:指导教师签名:日期:南通大学毕业设计(论文)立题卡南通大学毕业设计(论文)任务书题目基于单片机的空调压缩机控制器设计学生姓名学院专业电气工程及其自动化班级学号起讫日期指导教师职称发任务书日期2010 年月日南通大学本科生毕业设计(论文)开题报告南通大学电气工程学院2011年06摘要随着我国社会经济的不断增长和人民生活水平的不断提高,家用空调已经走入千家万户,产量也与日俱增[15]。

现代的智能空调,不仅利用了数字电路技术和模拟电路技术,而且采用了单片机技术,实现软硬件的结合。

它完善了空调的功能,简化了空调的控制与操作,同时满足了不同用户对环境的不同要求。

本文主要介绍了基于AT89C51单片机的空调压缩机控制器的设计,详细描述了利用数字温度传感器DS18B20开发测温系统的过程,特别是数字温度传感器DS18B20的数据采集过程。

对其他部分电路如显示电路、键盘输入电路和报警电路也都一一进行了介绍。

该系统可以方便地实现温度的采集和显示,并可根据具体情况用步进电机的正转、反转与停止来模拟空调压缩机工作,从而模拟实现了空调设备的制冷、制热和停止,且也设计了给定温度的上下限报警装置。

整个系统使用起来相当方便,具有功能简练、操作简单、性能可靠、体积小、功耗低等优点。

系统中的温度测量部分也可以当作温度处理模块嵌入到其它系统中,作为其他主系统的辅助扩展。

基于单片机的室内温度控制系统设计与实现

基于单片机的室内温度控制系统设计与实现

基于单片机的室内温度控制系统设计与实现1. 本文概述随着科技的发展和人们生活水平的提高,室内环境的舒适度已成为现代生活中不可或缺的一部分。

作为室内环境的重要组成部分,室内温度的调控至关重要。

设计并实现一种高效、稳定且经济的室内温度控制系统成为了当前研究的热点。

本文旨在探讨基于单片机的室内温度控制系统的设计与实现,以满足现代家居和办公环境的温度控制需求。

本文将首先介绍室内温度控制系统的研究背景和意义,阐述其在实际应用中的重要性和必要性。

随后,将详细介绍基于单片机的室内温度控制系统的设计原理,包括硬件设计、软件编程和温度控制算法等方面。

硬件设计部分将重点介绍单片机的选型、传感器的选取、执行机构的搭配等关键环节软件编程部分将介绍系统的程序框架、主要功能模块以及温度数据的采集、处理和控制逻辑温度控制算法部分将探讨如何选择合适的控制算法以实现精准的温度调控。

在实现过程中,本文将注重理论与实践相结合,通过实际案例的分析和实验数据的验证,展示基于单片机的室内温度控制系统的实际应用效果。

同时,还将对系统的性能进行评估,包括稳定性、准确性、经济性等方面,以便为后续的改进和优化提供参考。

本文将对基于单片机的室内温度控制系统的设计与实现进行总结,分析其优缺点和适用范围,并对未来的研究方向进行展望。

本文旨在为读者提供一种简单、实用的室内温度控制系统设计方案,为相关领域的研究和实践提供有益的参考。

2. 单片机概述单片机,也被称为微控制器或微电脑,是一种集成电路芯片,它采用超大规模集成电路技术,将具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种IO口和中断系统、定时器计数器等功能(可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、AD转换器等电路)集成到一块硅片上,构成一个小而完善的微型计算机系统。

单片机以其体积小、功能齐全、成本低廉、可靠性高、控制灵活、易于扩展等优点,广泛应用于各种控制系统和智能仪器中。

毕业论文-基于AT89C51单片机的空调控制系统设计 精品

毕业论文-基于AT89C51单片机的空调控制系统设计 精品

毕业论文-基于AT89C51单片机的空调控制系统设计精品1总体方案设计随着人们生活水平的提高,人们对空调的舒适性和空气品质的要求越来越高,分体式空调已不能满足人们的要求,户式中央空调得到了迅猛的发展。

就室内居住环境而言,恒温环境并非是卫生和舒适的。

因为除了温度外,还有湿度、空气流速、空气洁净度等诸多因素影响到舒适的程度。

而传统的中央空调靠设置机械温控开关来实现房间的恒温控制。

这种控制方法,一方面操作不方便;另一方面温度波动范围大,不但影响人的舒适感,而且会造成一定的能量损耗。

采用单片机温度控制系统控制的户式中央空调系统,可以根据室内的环境因素,调节风机的转速,为人们创造一个舒适的室内环境,同时又节省电。

随着电子技术的发展,特别是随着大规模集成电路的产生,给人们的生活带来了根本性的变化,如果说微型计算机的出现使现代的科学研究得到了质的飞跃,那么单片机技术的出现则是给现代工业控制测控领域带来了一次新的革命。

目前,单片机在工业控制系统诸多领域得到了极为广泛的应用。

特别是其中的C51系列的单片机[3]的出现,具有更好的稳定性,更快和更准确的运算精度,推动了工业生产,影响着人们的工作和学习。

而本次设计就是要通过以C51系列单片机为控制核心,实现空调机温度控制系统的设计。

1.1方案一选用AT89C51单片机为中央处理器,通过温度传感器DS18B20对空气进行温度采集,将采集到的温度信号传输给单片机,由单片机控制显示器,并比较采集温度与设定温度是否一致,然后驱动空调机的加热或降温系统对空气进行处理,从而模拟实现空调温度控制单元的工作情况。

在整个设计中,涉及到温度检测电路、驱动控制电路、显示电路、键盘电路以及电源的设计等电路。

其中单片机的控制程序是起到各个电路之间的相互协调,控制各个电路正常工作的至关重要的作用。

其方框图如下:图1-1 方案一设计图框该图控制简单,思路清晰,各单元模块的相互衔接较简单,同时成本低廉,用的各种器件都是常用器件,更具有使用性。

基于单片机的户式中央空调器温度测控系统设计

基于单片机的户式中央空调器温度测控系统设计

9
4.1 硬件总体设计方案 .............................................
9
4.2 功能模块电路设计 ............................................
9
பைடு நூலகம்
4.2.1 振荡电路设计 ...........................................
第二章 设计目的及要求
2.1 设计目的和意义
随着人们生活水平的提高,人们对空调的舒适性和空气品质的要求越来越 高,分体式空调已不能满足人们的要求, 户式中央空调得到了迅猛的发展。 就室 内居住环境而言,恒温环境并非是卫生和舒适的。因为除了温度外,还有湿度、 空气流速、 空气洁净度等诸多因素影响到舒适的程度。 而传统的中央空调靠设置 机械温控开关来实现房间的恒温控制。 这种控制方法, 一方面操作不方便; 另一 方面温度波动范围大, 不但影响人的舒适感, 而且会造成一定的能量损耗。 采用 单片机温度控制系统控制的户式中央空调系统, 可以根据室内的环境因素, 调节 风机的转速,为人们创造一个舒适的室内环境,同时又节省电。
温度控制器是一种温度控制装置,它根据用户所需温度与设定温度之差值来 控制中央空调末端之水阀(风阀)及风机,从而达到改变用户所需温度的目的。 实现以上目的的方法理论上有很多, 但目前业界主要有机械式温度控制器及智能 电子式两大系列。
第一代空调温控器主要是电气式产品,空调温控器的温度传感器采用双金属 片或气动温包,通过“给定温度盘”调整预紧力来设定温度,风机三速开关和季 节转换开关为泼档式机械开关。 这类空调温控器产品普遍存在 “温度设定分度值 过粗”、“时间常数太大”、“机械开关易损坏”等问题。

基于单片机的空调温度控制系统设计

基于单片机的空调温度控制系统设计

基于单片机的空调温度控制系统设计作者姓名:杨耀武专业名称:信息工程指导教师:黄宇讲师摘要在自动控制领域中,温度检测与控制占有很重要地位。

温度测控系统在工农业生产、科学研究和在人们的生活领域,也得到了广泛应用。

因此,温度传感器的应用数量居各种传感器之首。

目前,温度传感器正从模拟式向数字集成式方向飞速发展。

本论文概述了温控器的发展及基本原理,介绍了温度传感器的原理及特性。

分析了DS18B20温度传感器的优劣。

在此基础上描述了系统研制的理论基础,温度采集等部分的电路设计,并对测温系统的一些主要参数进行了讨论。

同时在介绍温度控制系统功能的基础上,提出了系统的总体构成。

针对测温系统温度采集、接收、处理、显示部分的总体设计方案进行了论证,进一步介绍了单片机在系统中的应用,分析了系统各部分的硬件及软件实现。

利用Proteus7.6进行了可行性的仿真,利用单片机开发板验证在实际电路中能起到的效果。

试验证明,这套温度控制器具有较强的可操作性,很好的可拓展性,控制简单方便。

课题初步计划是在普通环境下的测温,系统的设计及器件的选择也正是在这个基础上进行的。

关键词:DS18B20 单片机温度控制 1602液晶显示AbstractIn the automatic control area,temperature monitoring and controling have a very important position. The temperature monitoring system has a wildly applying in industry, agriculture, science reasearching and daily life of people. Therefore, the number of applying of the temperature monitoring comes first of all kinds of sensor. At present, the temperature monitoring is transformed from analog type to digital integrated type with a very fast speed.This paper introduces the developing and fundamental of the temperature monitoring, including the character of this kind of sensor. It also analyses the advantage and disadvantage of the temperature monitoring which named DS18B20. On that basis, the paper also has a further analysis of the theoretical basis of the system developing and the circuit design of temperature monitoring. Besides, some discussions about the important parameters also took on desk. At the same time, the auther of this paper also puts forward the composition of totality about this system, which including the different function of the thermometer system. Then a detailed analysis which is about the applying of Microcontrollers and the applying of different parts made by different hardwares and softwares in the system. In order to check the maneuverability and the expansibility of the Microcontrollers system, the auther used Proteus 7.6 to do the testing and got a pretty good result.This system puts the temperature measured in normal situation as a confirm condition. All design and selection of页脚内容component is also based on this suppose.keywords: DS18B20, Microcontrollers, Temeperature Controling, 1602 Liquid Crystal Display页脚内容目录摘要 (I)Abstract (II)目录 (IV)前言 (1)1 系统总体设计方案及功能 (2)1.1 温度传感器产品分类与选择 (2)1.1.1 常用的测温方法 (2)1.1.2 温度传感器产品分类 (2)1.1.3 温度传感器的选择 (4)1.2 总体方案的确定 (6)1.3 系统实现框图 (7)2 系统单元电路设计 (7)2.1 系统工作原理 (7)2.2 系统相关硬件及模块介绍 (8)页脚内容2.2.1 温度采集电路 (8)2.2.2 信号处理与控制电路 (9)2.2.3 温度显示电路 (10)2.2.4 按键功能设置电路 (11)2.2.5 继电器控制电路 (12)2.2.6 存储数据电路 (13)2.2.7 报警、音乐电路 (13)2.2.8 电动机电路 (14)3 仿真软件介绍 (15)3.1 Keil uVision2软件 (15)3.2 Proteus软件 (16)4 系统硬件设计 (18)5 系统软件设计 (20)5.1 DS18B20数据通信概述 (20)5.2 LCD1602液晶数据显示概述 (23)5.2.1 接口信号说明 (23)5.2.2 控制器接口说明 (24)页脚内容5.2.3 控制接口时序说明 (26)5.3 存储器24C02数据存储概述 (26)5.3.1 I2C 总线的定义 (26)5.3.2 I2C 总线的时序 (27)5.3.3 数据传送 (28)5.4 软件程序设计 (28)6 仿真及实验结果 (31)6.1 程序调试过程中遇到的问题及解决办法 (31)6.2 调试结果 (31)总结 (34)致谢 (35)参考文献 (36)附件1 系统硬件电路图 (37)附件2 系统软件程序 (38)页脚内容前言现代信息技术的三大基础是信息采集控制(即温度控制器技术)、信息传输(通信技术)和信息处理(计算机技术)。

(完整版)基于单片机的PID温度控制毕业设计论文

(完整版)基于单片机的PID温度控制毕业设计论文

前言温度是表征物体冷热程度的物理量。

在很多生产过程中,特别是在冶金、化工、建材、食品、机械、石油等工业中,温度的测量和控制都直接和安全生产、提高生产效率、保证产品质量、节约能源等重大技术经济指标相联系。

因此,温度的测量与控制在国民经济各个领域中均受到了相当程度的重视。

单片机系统的开发应用给现代工业测控领域带来了一次新的技术革命,自动化、智能化均离不开单片机的应用。

将单片机控制方法运用到温度控制系统中,可以克服温度控制系统中存在的严重滞后现象,同时在提高采样频率的基础上可以很大程度的提高控制效果和控制精度。

现代自动控制越来越朝着智能化发展,在很多自动控制系统中都用到了工控机,小型机、甚至是巨型机处理机等,当然这些处理机有一个很大的特点,那就是很高的运行速度,很大的内存,大量的数据存储器。

但随之而来的是巨额的成本。

在很多的小型系统中,处理机的成本占了系统成本的比例高达20%,而对于这些小型的系统来说,配置一个如此高速的处理机没有任何必要,因为这些小系统追求经济效益,而不是最在乎系统的快速性,所以用成本低廉的单片机控制小型的,而又不是很复杂,不需要大量复杂运算的系统中是非常适合的。

随着电子技术以及应用需求的发展,单片机技术得到了迅速的发展,在高集成度,高速度,低功耗以及高性能方面取得了很大的进展。

现在完全可以运用单片机和电子温度传感器对某处进行温度检测,而且可以很容易地做到多点的温度检测,如果对此原理图稍加改进,还可以进行不同地点的实时温度检测和控制。

1绪论1.1研究的目的和意义温度是工业生产中主要被控参数之一,温度控制自然是生产的重要控制过程。

工业生产中温度很难控制,对于要求严格的的场合,温度过高或过低将严重影响工业生产的产质量及生产效率,降低生产效益。

这就需要设计一个良好温度控制器,随时向用户显示温度,而且能够较好控制。

单片机具有和普通计算机类似的强大数据处理能力,结合PID,程序控制可大大提高控制效力,提高生产效益[9]。

基于pic单片机的汽车空调控制器设计

基于pic单片机的汽车空调控制器设计
机电设计研究
<机电技术》2009年第2期
基于P I C单片机的汽车空调控制州350005) 摘要:本文介绍了一款基于PICl6F917的汽车空调控制器的软件和硬件设计。该控制器具有操作简单,显示界面 良好,抗干扰性强等特点。 关键词:PIC单片机汽车空调抗干扰
2.刘克 汽车空调系统中温度和气流调节的控制[期刊论文]-机电技术 2007(2)
相似文献(2条)
1.期刊论文 陈建国.赵国华.袁海兵.CHEN Jian-guo.ZHAO Guo-hua.YUAN Hai-bing 基于PIC芯片的载重车空调控制
器设计 -机电工程技术2006,35(1)
本文针对大多数载重车空调手动控制的情况,开发了一款空调控制器.介绍了控制器的功能、硬件设计原理和软件编制规则.同时简要介绍了控制系统 的抗干扰措施.该控制器经过实验验证,运行良好,极大改善了乘坐的舒适性.
、田^^矍茎誊三三兰竺登电蓁挚娄望龚壁:。鎏妻芝 妻李鋈;竺霎蓊篓萎辜,帚雩窑盖耋釜羹霍篓;
凳妻金翼过譬竺翌蓑誊.琶霉量堡,鼍型翌墨戛堡:亲磊某显亲薹磊岽磊;磊券晶湍。““““ 妻竺竺要曼望考苎冀圣:目至人篓翌竺皇苎量薹耋
譬差肇堂要登当凳霎当娄苎二苎琶三黎耋塑篓掣
舒适性差,且因为控制过于简单,降低了汽车的
B3-1压缩机继电器
图6压缩机继电器控制 2.9新风风门执行器的控制
新风风门一般有内循环、20%新鲜空气、外 循环三个位置,每个位置对应有一个位置开关。 由于本系统中新风风门电机都在一个方向上转 动,没有正反转的要求,因此控制比较简单。系 统选用BSP452作为电子开关来驱动新风风门执 行器,其该控制电路如图7所示。当电机转动到
系统选用BSP452驱动压缩机继电器,该芯片 具有过流、过压、过热、电源反极性、静电放电 (ESD)等诸多保护,对感性负载产生的反向电压 具有箝位功能。该芯片的额定驱动电流为700mA, 可以满足继电器工作的需要。为了防止压缩机继 电器断电时产生的瞬间反向电压串入电路对单片 机造成干扰,在BSP452的输出端反向并联一个续 流二极管来吸收反向电压,以抑制在负载切断时 所产生的电压毛刺。该控制电路如图6所示。

基于单片机的空调遥控器设计 (1)

基于单片机的空调遥控器设计 (1)

本科毕业设计基于单片机的空调遥控器摘要随着社会的发展,科技的进步以及人们生活水平的逐步提高,各种方便于生活的遥控系统开始进入了人们的生活。

电器在家庭中已经十分普及,与此同时,和电器相伴的空调遥控器的品种和产量不断提高。

传统的遥控器采用专用的遥控编码及解码集成电路,这种方式虽然制作简单容易,但由于功能键数及功能受到特定的限制,只实用于某一专用电器产品的应用,应用范围受到限制。

而采用单片机进行遥控系统的应用设计,具有编程灵活多样,操作码个数可随便设定等优点。

论文首先对遥控器的几个方案进行了论证,最终确定了一可行性方案,并对此方案进行了可行性分析之后提出了电器遥控器的硬件和软件设计方案。

在硬件设计方案中,首先详细论述了遥控器的基本原理并用实例进行了说明。

然后,对电器遥控器常用硬件设备原理和使用进行了讨论,并对设计中使用的单片机做了必要说明。

在软件设计方案中,论文对软件流程做了详细的解释并阐述了单片机软件设计的一般方法。

最后,论文对电器遥控器设计的硬、软件调试做了简单介绍。

关键字:遥控器电器遥控单片机Air Conditioner Remote Controller Based On Single Chip MicrocomputerFan Geqiang(College of Science, South China Agricultural University, Guangzhou 510642, China) Abstract:With the development of society, the progress of science and technology and the improvement of people's living standards, remote control systems to facilitate life begin to enter people's life. Electrical appliances have become very popular, in the family at the same time, and the air conditioning remote control electric appliance with variety and yield improvement.The traditional remote controller adopt special remote control coding and decoding integrated circuit, while this preparation is simple and easy, but because the function keys and function subject to certain limitations, application is applicable only to a special electrical products, limited application range. Design and application of single-chip control system with programmable, flexible operation, code can be arbitrarily set number etc.Firstly, several schemes for the remote control has been demonstrated, ultimately determine a feasible scheme, and this scheme for the feasibility of proposed electric appliance remote controller hardware and software design scheme. In hardware design, this paper firstly discusses the basic principle of the remote control and illustrates it with examples. Then, on a remote control electric appliance equipment commonly used hardware principle and application are discussed, and the design used in single-chip to do the necessary notes. In software design, the software process to do a detailed explanation and expounds the general method of MCU software design. Finally, the article on the remote controller design hardware, software debugging is introduced briefly.Keyword: remote control electric remote control single-chip目录1 引言 (1)2 方案比较 (1)2.1 方案一:多功能红外遥控器 (1)2.2 方案二:红外线电器遥控器 (2)2.3 方案三:空调遥控器 (2)2.4 方案比较 (3)3 空调遥控器硬件设计 (4)3.1 单片机选型 (4)3.2 红外发射电路设计 (4)3.2.1 红外遥控基本原理 (4)3.2.2 红外发射电路 (8)3.3 LCD驱动电路设计 (9)3.3.1 LCD基本原理 (9)3.3.2 LCD驱动电路(串列传输) (10)3.4 键盘、摇杆扫描电路设计 (11)3.4.1 键盘、摇杆基本原理 (11)3.4.2 键盘、摇杆扫描电路 (13)3.5 空调遥控器硬件电路图 (13)4 调试 (14)4.1 硬件调试 (14)4.2 软件调试 (15)4.3 故障诊断及排除 (15)5 总结 (15)致谢............................................................................................................... 错误!未定义书签。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

基于单片机的空调温度控制器设计设计接口技术课程设计报告基于单片机的空调温度控制器设计摘要设计了基于AT89C52的高精度家用空调温度控制系统,系统硬件主要由电源电路、温度采集电路(DS18B20)、键盘、显示电路、输出控制电路及其他辅助电路组成;软件采用8051C语言编程;该系统可以完成温度的显示、温度的设定、空调的控制等多项功能。

关键词:单片机;DS18B20;温度检测;显示目录1 设计目的及要求 (1)1.1 设计目的和意义 (1)1.2 设计任务与要求 (1)2 硬件电路设计 (2)2.1 总体方案设计 (2)2.2 功能模块电路设计 (3)2.2.1 单片机的选型 (3)2.2.2 振荡电路设计 (5)2.2.3 复位电路设计 (5)2.2.4 键盘接口电路设计 (6)2.2.5 温度测量电路设计 (6)2.2.6 系统显示电路设计 (7)2.2.7 输出控制电路设计 (8)2.3 总电路设计 (8)2.4 系统所用元器件 (9)3 软件系统设计 (10)3.1 软件系统总体方案设计 (10)3.2 软件流程图设计 (10)4 系统调试 (12)5 总结 (13)5.1 本系统存在的问题及改进措施 (13)参考文献 (14)附录1:系统的源程序清单 (15)附录2:系统的PCB图 (39)1 设计目的及要求1.1 设计目的和意义21世纪的人们生活质量不断提高,同时也对高科技电子产业提出了更高的要求,为了使人们生活更人性化、智能化。

我设计了这一基于单片机的空调温度控制系统,人们只有生活在一定的温度环境内才能长期感觉舒服,才能保证不中暑不受冻,所以对室内温度要求要高。

对于不同地区空调要求不同,有的需要升温,有的需要降温。

一般都要维持在21~26°C。

目前,虽然我国大量生产空调制冷产品,但由于我国人口众多,需求量过盛,在我国的北方地区,还有好多家庭还没有安装有效地室内温控系统。

温度不能很好的控制在一定的范围内,夏天室内温度过高,冬天温度过低,这些均对人们正常生活带来不利的影响,温度、湿度均达不到人们的要求。

以前温度控制主要利用机械通风设备进行室内、外空气的交换来达到降低室内温度,实现室内温度适宜人们生活。

以前通风设备的开启和关停,均是由人手动控制的,即由人们定时查看室内外的温度、湿度情况,按要求开关通风设备,这样人们的劳动强度大,可靠性差,而且消耗人们体力,劳累成本过高。

为此,需要有一种符合机械温控要求的低成本的控制器,在温差和湿度超过用户设定值范围时,启动制冷通风设备,否则自动关闭制冷通风设备。

鉴于目前大多数制冷设备现在状况,我设计了一款基于MCS51单片机的空调温度控制系统。

1.2 设计任务与要求系统要求利用单片机设计一空调温度控制器,能够实时检测并显示室温,能够利用键盘设定温度,并且和室温进行比较,当室温低于设定温度时,系统能够驱动加热系统工作,当室温高于设定温度时,系统能够驱动制冷系统工作,当两者温度相等时,不做动作。

2 硬件电路设计2.1 总体方案设计空调温度控制系统,主要要完成对温度的采集、显示以及设定等工作,从而实现对空调的控制。

传统采用铂电阻充当测温器件的方案,虽然其中段测量线性度好,精度较高,但是测量电路的设计难度高,且测量电路系统庞大,难于调试,而且成本相对较高。

鉴于上述原因,本系统采用DS18B20充当测温器件。

外部温度信号经DS18B20将输入的模拟信号转换成8位的数字信号,通过并口传送到单片机系统( AT89C52) 。

单片机系统将接收的数字信号译码处理,通过LCD1602将温度显示出来,同时单片机系统还将完成键盘扫描、按键温度设定、超温报警等程序的处理,将处理的温度信号与系统设定温度值比较,形成可以控制空调制冷、制热与停止工作三种工作状态,从而实现空调的智能化。

另外,键盘输入方面,采用了软件来修正误操作输入,即输入的温度范围必须在系统硬件所确定的范围内,直接降低由于误操作带来的风险,提高了系统的可靠性,体现了人性化的系统设计原则。

系统的整体框图如图1所示:图1 系统整体框图2.2 功能模块电路设计2.2.1 单片机的选型由于本系统只需要单片机完成矩阵键盘检测以及处理DS18B20送来的温度数据并送LCD1602进行显示对于I/O资源以及处理速度无特殊要求,故选择ATMEL公司生产的AT89C52单片机,AT89C52增加了在线调试功能,即程序可以通过JTAG接口下载,调试和固化,因而该芯片的开发不再需要昂贵的硬件仿真器,可实现实时仿真,所有的资源都可以为用户所使用,可以在线编程或在系统编程,更进一步地说,在线编程或在系统编程是开发的系统具有了通过网络进行升级、维护的潜在功能。

AT89C52的性能及特点[1]:●与MCS-51系列单片机兼容。

●片内有8K可在线重复编程的快速内存可擦写存储器(Flash Memory)。

●存储器可循环写入/擦写10000次以上。

●存储器数据保存时间为10年以上。

●宽工作电压范围:Vcc可为2.7V-6.5V。

●全静态工作:可从0Hz-24MHz。

●程序存储器具有三级加密保护。

●256字节的内部RAM。

●32条可编程I/O口线。

●三个16位定时器/计数器。

●中断结构具有5级(6级)中断源和两个优下级。

●可编程全双工串行通讯。

●空闲维持低功耗和掉电状态保护存储数据。

AT89C52引脚图如图2所示。

图2 AT89C52引脚图VCC: +5V电源输入GND:接地P0口是一个双向8位三态I/O口,每个口可独立控制。

使用时需外接上拉电阻。

P1口是一个准双向8位I/O口,它的功能是单一的,只能用作数据的输入或者输出。

P2口是一个准双向8位I/O口,输出时,从P2.x端口可输出CPU写到锁存器上的信号。

当该接口用做数据输入接口是,应先向该位写1,然后,读该位即可读入输入数据。

P3口是具有第二功能的准双向8位I/O口。

ALE/PROG:地址所存/编程信号线。

当P0口工作在第二功能时从该端口可复用工作,某时刻该端口可以送出地址信号A0~A7,而另外的时刻该端口传送的是数据信号D0~D7。

利用ALE可以将地址信号A0~A7锁存到地址锁存器。

EA/VPP:该控制信号线也具有双重功能,是允许访问片外ROM/编程高电压引线。

PSEN:程序存储器允许输出控制端,常用作片外ROM的读控制信号,低电平有效。

RESET:复位引脚,当该端加上超过24个时钟周期的高电平时,可是8051复位。

系统复位电路如图2.3所示。

X1、X2:外接时钟引脚。

X1为片内振荡电路的输入端,X2为片内振荡电路的输出端。

2.2.2 振荡电路设计AT89C52内部有一个用于构成片内振荡器的高增益反相放大器, 振荡器产生的信号送到CPU, 作为CPU的时钟信号,驱动CPU产生执行指令功能的机器周期。

引脚XTAL1和XTAL2是此放大器的输人端和输出端。

这个放大器与作为反馈元件的片外石英晶体或陶瓷谐振器一起可构成一个自激振荡器, 振荡电路的连接如图所示图8所示,外接石英晶体或陶瓷谐振器以及电容C1和C2构成并联谐振电路, 接在放大器的反馈回路中。

对外接电容C1和C2的值虽然没有严格的要求, 但电容的大小多少会影响振荡器频率的高低、振荡器的稳定性、起振圈内部振荡的接法的快速性和温度稳定性。

外接石英晶体时, C1和C2一般取(40pF-10pF),外接的是石英晶体, 所以,C1、C2选择标称值30pF。

系统振荡电路如图3所示。

图3 振荡电路2.2.3 复位电路设计单片机复位是使CPU和系统中的其他功能部件都处在一个确定的初始状态, 并从这个状态开始工作。

无论是在单片机刚开始接上电源时, 还是断电后或者发生故障后都要复位。

89系列单片机的复位信号是从RST引脚输人到芯片的施密特触发器中的。

当系统处于正常工作状态时, 且振荡器稳定后, 如果RST引脚有一个高电平并维持2个机器周期(24个振荡周期), 则CPU就可响应并且将系统复位。

复位分为手动复位和上电复位。

本设计系统采用的是上电自动复位。

系统复位电路如图4所示。

图4 复位电路2.2.4 键盘接口电路设计独立键盘与单片机连接时,每个按键都需要单片机的一个I/O口,若单片机系统需要较多按键,如果用独立按键会占用过多的I/O口资源。

单片机系统中I/O口资源往往比较宝贵,当用到多个按键时,为了节省I/O口线,一般需使用矩阵键盘。

本系统共需使用16个按键,故选择44 的矩阵键盘。

键盘接口电路如图5所示。

图5 键盘接口电路2.2.5 温度测量电路设计本系统的温度测量电路采用DS18B20来实现。

DS18B20是美国DALLAS半导体公司推出的第一片采用“一线总线”接口的温度传感器,它具有微型化、低功耗、高性能、抗干扰、能力强、易配微处理器等优点,可直接将温度转化成串行数字信号供处理器处理。

DS18B20的性能及特点[2]:●适应电压范围宽,电压范围在V0.3,在寄生电源方式下可由数据线供电。

~5.5●独特的单线接口方式,它与微处理器连接时仅需一条口线即可实现微处理器与DS18B20的双向通信。

●支持多点组网功能,多个DS18B20可以并联在唯一的三线上,实现组网多点测温。

●在使用中不需要任何外接元件,全部传感元件及转换电路集成在形如一只三极管的集成电路里。

●测温范围-55℃~+125℃,在-10℃~+85℃时精度为±0.5℃。

●可编程分辨率为9~12位,对应的可分辨温度分别为0.5℃,0.25℃,0.125℃和0.0625℃,可实现高精度测温。

●在9位分辨率时,最多在93.75ms内把温度转换为数字;12位分辨率时,最多在750ms内把温度值转换为数字。

●测量结果直接输出数字温度信号,以“一线总线”串行传送给CPU,同时可传送CRC校验码,具有极强的抗干扰纠错能力。

●负压特性。

电源极性接反时,芯片不会因发热而烧毁,但不能正常工作。

系统温度测量电路如图6所示。

图6 温度测量电路2.2.6 系统显示电路设计本系统采用LCD1602作为系统的显示器件,1602字符型液晶是一种专门用来显示字母、数字、符号等的点阵型液晶模块,能分两行显示,它有若干个75⨯或者115⨯等点阵字符位组成,每个点阵字符位都可以显示一个字符。

1602型液晶接口信号如下:●1脚V SS:电源地。

●2脚V DD:电源正极。

●3脚VO:液晶显示对比度调节端。

●4脚RS:数据/命令选择端(H/L)。

●5脚R/W:读写选择端(H/L)。

●6脚E:使能信号。

●147脚D7~D0:数据口。

~●15脚BL1:背光电源正极。

●16脚BL2:背光电源负极。

系统显示电路如图7所示。

图7 系统显示电路2.2.7 输出控制电路设计系统要求在当前室温低于设定温度时,能够自动驱动加热系统工作;在当前室温高于设定温度时能够自动驱动制冷系统工作。

相关文档
最新文档