基于单片机的空调温度控制器设计说明
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 aboutIIthis 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 component is also based on this suppose. keywords: DS18B20, Microcontrollers, Temeperature Controling, 1602 Liquid Crystal DisplayIII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)IV2.2.1 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 (13)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)V5.2.3 控制接口时序说明 (25)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 (32)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)VI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)。
基于单片机的空调温度控制器设计
基 于单片机 的空调温度控制器 设计
刘虎 玲
辽宁 锦 帅 Ｉ 渤 海大 学工 学 院
摘要：在光 电以及 能量方 面关于 Ｇ ａ Ｎ系列 的材 料 有 着广泛 的应 用价 值 ，同时 发展 空间 十 分广 阔。 对于 空调 温度控 制 器 的研 究具
有很 高的实 践意 义。Ｍ Ｏ Ｃ Ｖ Ｄ系统 的设 计 中的核 心 参数就是 温度 。本文 设 计的 目标就 是 为 了完成一 个性 能优 良的温度控 制 器 ，空 调 温度控 制 器的 设计 中 包括 硬件 设计 、软 件设 计。硬 件 设计 中具体 包括 了时钟 电路 以及 复位 电路 设 计等 。
够 反 应 出温 度 的 变 化 ，通 过 红 外辐 射 的 方 式 对 石 墨 进 行 加 热 。 在 石 墨 块 中 的 中 心 位 置 放 置 热 电 偶 ，热 电 偶 的 用 途 主 要 是 用 来
研 究中 的重 要影 响参数 。本文设 计 了 Ｍ Ｏ Ｃ Ｖ Ｄ温度控 制系统 的多
大的发展。
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在Ｍ Ｏ Ｃ Ｖ Ｄ系 统 中温 度 充 当 着 很 重 要 的 角 色 。 温 度 对 于 材 料 的 生 长 有 着 直接 的 影 响作 用 。 当 温 度 出现 了 升 高 ，或 者 是 出现 了 降低 ， 以 及 温 度 上 升 的速 率 和 温 度 降 低 的速 率 这 些 都 是 对 材 ３ ． ２ 复位 电路 设 计
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基于单片机的 空调机的温度控制系统设计(含完整程序)
成都理工大学工程技术学院毕业论文空调机的温度控制系统设计空调机的温度控制系统设计摘要本设计以AT89S51单片机为核心的温度控制系统的工作原理和设计方法。
温度信号由温度芯片DS18B20采集，并以数字信号的方式传送给单片机。
文中介绍了该控制系统的硬件部分，包括：温度检测电路、温度控制电路、PC机与单片机串口通讯电路和一些接口电路。
单片机通过对信号进行相应处理，从而实现温度控制的目的。
文中还着重介绍了软件设计部分，在这里采用模块化结构，主要模块有：数码管显示程序、键盘扫描及按键处理程序、温度信号处理程序、继电器控制程序、超温报警程序。
空调机的温度控制对于工业和日常生活等工程都具有广阔的应用前景。
本文将传统控制理论与智能控制理论相结合应用于温度控制的实际工程中。
首先，设计出系统的硬件构成，然后，从热力学的角度对温度对象的特性做了较深入的分析，从理论上推导出温度对象的常用的一阶带纯滞后的近似数学模型，并给出了数学模型中各参数的含义。
在此基拙上，本文分析了现有空调机控制方法的利弊，并针对它们各自的优、缺点，对具有纯滞后特性的温度对象提出一种改进的模糊控制方法。
该方法将模糊控制、PID控制结合起来。
通过数字仿真表明该方法对空调机温度的控制具有超调小(可达到无超调)、调节时间短、鲁棒性好等优点。
在此基拙上，用阶跃信号做激励，辨识出系统的数学模型。
本文的最后，通过对实物实验结果可以看出，本文所提出的改进的模糊控制算法对非线性、具纯滞后环节对象的控制是很有效的。
温度控制系统的软件采用汇编语言编制，控制算法部分采用C与汇编混合编程。
该软件基于Windows20000/xp平台，人机界面友好，易于用户操作。
具有在线修改采样时间、控制算法、控制参数、图形显示及数据保存和打印功能。
设计的空调机温度控制的精确性，使用方便，功能齐全。
空调机的温度控制系统关键词:PWM控制模型辨识模糊控制 PID控制AbstractThe thesis studies the Plant of temperature. Firstly，the systeml5 designed and realized. Then the characteristics of temperature of Plant are analyzed inall details from thermodynamics. The approximate mathematics model of temperature plant with one order and dead time is reduced and the meaning of every parameter of this model are expressed, Which is used often and practically in the paper. In addition tot his, we identify the model of the system and the result demonstrated the method is effective for it.Secondly we analyzed advantages and disadvantages of present control method of temperature. One kind of improved Fuzz-Dahlin control method is presented for Temperature Plant with long dead time and non-linearity. The Dahlin control method, The fuzzy control method are combined in this improved method It is demon strated By digital simulation that the improved Fuzzy-Dahlin makes the extra-regulation more small(even zero), the regulation time more short, and the robustness better for the temperature controlled Plant. It is demonstrated by physical experimentation that improved Fuzzy-Dahlin method presented in this Paper is effective for temperature plant with dead time and non-linearity.The control software is compiled with visualc++ and matlab .It's easy to use and friendly to the interface of person and machine on the basis of window2000/xpplatform.There are some functions as modify sample time or modify controller's parameters online, display and copy data of temperature curve, and so on. The control hardware is easy to use and its functions are self contained.Keywords:Intelligent control, model identify, Dahlin control, Fuzzy control, PID control目录摘要 (I)Abstract................................................................................................... - 3 - 目录........................................................................................................... - 4 - 前言........................................................................................................... - 5 - 1MCS-51单片机简介.............................................................................. - 8 -1.1芯片的引脚描述.......................................................................... - 8 -1.2 MSC-51单片机中央处理器..................................................... - 15 -2 温度控制系统的实现......................................................................... - 17 -2.1总体设计.................................................................................... - 17 -2.2信号采样电路设计.................................................................... - 18 -2.2.1温度采样电路设计.......................................................... - 18 -2.2.2单片机最小系统的设计.................................................. - 20 -2.3 A/D转换电路设计.................................................................... - 22 -2.3.1 A/D转换的常用方法...................................................... - 22 -2.3.2 A/D转换器的主要技术指标........................................... - 23 -2.3.3 ADC0809的主要特性和内部结构.................................. - 23 -2.3.4 ADC0809管脚功能及定义.............................................. - 24 -2.3.5 ADC0809与8031的接口电路........................................ - 26 -2.4软件系统的初始化程序............................................................ - 26 -2.5软件程序的主循环框架............................................................ - 27 -2.6校准程序.................................................................................... - 29 -3 控制算法的研究................................................................................. - 31 -3.1 PID算法的研究......................................................................... - 31 -3.2模糊控制系统设计.................................................................... - 31 -3.2.1模糊控制算法.................................................................. - 32 -3.2.2模糊控制的基本概念...................................................... - 33 -3.2.3模糊控制过程.................................................................. - 34 - 总结......................................................................................................... - 39 - 致谢......................................................................................................... - 52 - 参考文献................................................................................................. - 53 -空调机的温度控制系统前言控制菌种生长环境的设施和设备由功能简单、单一的气候箱发展成现在控制复的人工气候室，这对于研究在人工模拟自然生态环境中生长因素对菌种生长的提供了必要的条件和能够继续深入研究的基础。
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 component is also based on this suppose. keywords: DS18B20, Microcontrollers, Temeperature Controling, 1602 Liquid Crystal Display目录摘要 (I)Abstract (II)目录 (III)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)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 (12)2.2.7 报警、音乐电路 (13)2.2.8 电动机电路 (13)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 (22)5.2.1 接口信号说明 (22)5.2.2 控制器接口说明 (23)5.2.3 控制接口时序说明 (25)5.3 存储器24C02数据存储概述 (25)5.3.1 I2C 总线的定义 (25)5.3.2 I2C 总线的时序 (26)5.3.3 数据传送 (27)5.4 软件程序设计 (27)6 仿真及实验结果 (30)6.1 程序调试过程中遇到的问题及解决办法 (30)6.2 调试结果 (30)总结 (32)致谢 (33)参考文献 (34)附件1 系统硬件电路图 (35)附件2 系统软件程序 (36)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)。
基于单片机的空调温度控制器设计
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 (11)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。
单片机空调温度控制器设计
单⽚机空调温度控制器设计单⽚机课程设计--- 模拟空调温度控制系统学校：XX⼤学学院：XX学院姓名: XX学号：XXXXXX指导⽼师:XX⽬录⼀.系统总体设计⽅案....................⼆.接⼝电路图、元器件清单、软件流程图.. 接⼝电路图............................连线..................................元器件清单............................软件流程图............................三.源程序清单..............................四.改进意见与收获、体会..............五.主要参考资料........................⼀、系统总体设计⽅案利⽤实验仪上8255扩展LED显⽰电路，A/D转换电路，完成类似空调恒温控制实验。
其中利⽤两位8段LED显⽰器显⽰当前温度与设定温度，利⽤可变电位器模仿温度变化，利⽤ADC0809通道IN0采样可变电位器的输出电压，可将初始ADC0809的输出值作为设定温度，当单⽚机采样到可变电位器的输出电压值超过设定温度＋2℃时，启动致冷电机；采样到可变电位器的输出电压值低于设定温度－2℃时，启动加热电机。
分别利⽤红、绿两只发光⼆极管发光表⽰加热、致冷电机⼯作。
假设温度测量范围为0—100摄⽒度（对应A/D输⼊电压为0—5V），温度与数字量为线性关系。
8255_CS信号接CS0上，则LED显⽰器的位选信号由PB0、PB1提供，段码地址为8000H（即PA⼝）。
此时8255的控制⼝地址为8003H。
AC_CS信号接CS1上，则ADC0809地址为9000H，每采集⼀次约需100ms，延时后读⼊转换结果。
⼆、接⼝电路图、元器件清单、软件流程图1．接⼝电路图2．连线程序设计：程序由主程序，温度⽐较⼦程序，AD采样⼦程序，显⽰⼦程序构成。
单片机温度控制器设计
单片机温度控制器设计一、引言温度控制器是一种广泛应用于工业控制领域的设备，它可以根据设定的温度范围来自动控制物体的温度。
本文将介绍一种基于单片机的温度控制器设计方案。
二、设计原理1. 温度传感器：选用精确可靠的温度传感器，如LM35，通过检测环境温度并将其转换为电压信号。
2. 单片机：选用适当的单片机，如STM32系列，负责温度信号的采集、处理和控制输出。
3. 控制输出：通过继电器或三极管等元件，控制加热装置或制冷装置的工作状态，以实现温度的控制。
4. 显示模块：为了方便用户了解当前温度信息，可以选用LCD显示模块，将温度数据进行实时显示。
5. 供电电源：通过稳压电源模块，为温度控制器提供稳定可靠的电源。
三、硬件设计1. 电路连接：按照传感器、单片机、控制输出、显示模块和供电电源的顺序进行连接，并注意信号线与电源线之间的分隔，以减少干扰。
2. 电气连接：将电路连接至电源，确保供电电源工作稳定。
3. 外壳设计：为了保护电路免受外界环境的干扰，可以设计一个合适的外壳来固定和封装电路。
四、软件设计1. 初始化设置：在程序开始时，进行各模块的初始化设置，包括ADC模块的初始化、定时器的初始化、控制输出口的初始化等。
2. 温度采集：通过ADC模块读取温度传感器的模拟信号，并进行一定的处理，得到代表温度的数字数据。
3. 控制策略：根据温度数据与设定温度的比较结果，确定控制输出的状态，以实现加热或制冷操作。
4. 显示功能：将温度数据通过串口或I2C总线发送至LCD显示模块，以供用户实时了解当前温度信息。
五、测试与调试1. 硬件测试：检查电路连接是否正确，通过示波器或万用表等工具，测量各信号线的电压或电流是否符合设计要求。
2. 软件调试：通过单片机的调试工具，逐步调试程序代码，确保各功能模块正常运行，并能正确响应设定的温度阈值。
3. 性能验证：将温度控制器放置在不同温度环境下，观察并记录控制输出的状态与温度变化的关系，验证温度控制器的稳定性和精度。
基于单片机的空调温度控制系统设计
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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 (11)5 总结 (14)5.1 本系统存在的问题及改进措施 (14)参考文献 (15)附录1：系统的源程序清单 (16)附录2：系统的PCB图 (41)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V~0.3，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⨯等5⨯或者11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。