空調(diào)溫度控制系統(tǒng)設(shè)計畢業(yè)設(shè)計說明書-免費閱讀

　　

【正文】 首先感覺到自己所學(xué)的知識特別的有限，設(shè)計中用到的某些知識點自己之前未曾接觸過，而通過這次設(shè)計使我有幸對這些知識點有了一定的了解。而本次設(shè)計采用智能傳感器DS18B20作為檢測元件，減少了外部的硬件電路，具有低成本和易用的特點。程序啟動后，首先清理系統(tǒng)內(nèi)存，然后對溫度進(jìn)行采集，通過溫度采集芯片內(nèi)部轉(zhuǎn)換后，傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)，由單片機(jī)控制顯示設(shè)備，顯示現(xiàn)在的溫度，然后系統(tǒng)進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)，等待鍵盤輸入設(shè)定溫度，系統(tǒng)將設(shè)定溫度與現(xiàn)在溫度進(jìn)行比較，得出結(jié)果，啟動制冷系統(tǒng)或者加熱系統(tǒng)。串行下載器是一個軟件程序，它允許通過標(biāo)準(zhǔn)PC機(jī)上的串口串行下載匯編程序到片內(nèi)8kB的閃速程序存儲器中。（7）無觸點、壽命大、體積小、耐沖擊。光電耦合器也可以工作于開關(guān)狀態(tài)，傳輸脈沖信號。由于電流環(huán)電路是低阻抗電路，對噪音的敏感度低，因此提高了通信系統(tǒng)的抗干擾能力，常用于噪音干擾的環(huán)境里傳輸信號。 DS18B20采用寄生電源的電路圖當(dāng)DS18B20處于寫存儲器操作和溫度A/D轉(zhuǎn)換操作時，總線上必須有強(qiáng)的上拉，上拉開啟時間最大為10us。圖中低溫度系數(shù)晶振的振蕩頻率受溫度的影響很小，用于產(chǎn)生固定頻率的脈沖信號送給減法計數(shù)器1；高溫度系數(shù)晶振隨溫度變化其振蕩頻率明顯改變，所產(chǎn)生的信號作為減法計數(shù)器2的脈沖輸入。第9字節(jié)讀出前面所有8字節(jié)的CRC碼，可用來檢驗數(shù)據(jù)，從而保證通信數(shù)據(jù)的正確性。高速暫存RAM的結(jié)構(gòu)為8字節(jié)的存儲器?？芍苯訉囟绒D(zhuǎn)化成串行數(shù)字信號供微機(jī)處理，而且每片DS18B20都有唯一的產(chǎn)品號并可存入其ROM中，以便在構(gòu)成大型溫度測控系統(tǒng)時在單線上掛接任意多個DS18B20芯片。（3）重復(fù)性：重復(fù)性表示傳感器在輸入量按同一方向作全量程連續(xù)多次變動時所得特性曲線不一致的程度。傳感器的種類很多，根據(jù)輸入物理量可分為：位移傳感器、壓力傳感器、速度傳感器、溫度傳感器及氣敏傳感器等。 A、B、C、D：為8421BCD碼輸入端，A為最低位。 LT：3腳是測試輸入端，當(dāng)BI=1，LT=0 時，譯碼輸出全為1，不管輸入 DCBA 狀態(tài)如何，七段均發(fā)亮，顯示“8”。由于輸入至內(nèi)部的時鐘信號要通過一個二分頻觸發(fā)器，因此對外部時鐘信號的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。 注意：每次訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時一個ALE脈沖將被忽略，這樣，ALE只在執(zhí)行MOVX指令時才被激活。TXD（）——串行數(shù)據(jù)發(fā)送（輸出）端 /INT0（）——外中斷0輸入端 /INT1（）——外中斷1輸入端 T2EX（）——定時器T2的外部觸發(fā)輸入端。5個中斷源 4K字節(jié)可編程閃爍存儲器 元器件的選擇 AT89C51簡介AT89C51美國ATMEL公司生產(chǎn)的低電壓，高性能CMOS8位單片機(jī)，片內(nèi)帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器（EPROM）和 128bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲器(RAM), 兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器和Flash存儲單元。： 晶振電路外部振蕩信號由X2引入，X1和X2：片內(nèi)振蕩電路輸入、輸出引腳，這兩個端子用來外接石英晶體和微調(diào)電容。：當(dāng)電網(wǎng)電壓波動或負(fù)載的變動會導(dǎo)致負(fù)載上得到的直流電不穩(wěn)定，影響電子設(shè)備的性能，用穩(wěn)壓管，即采用一些負(fù)反饋方式的穩(wěn)壓電路，使之自動調(diào)節(jié)不穩(wěn)定因素，從而得到穩(wěn)定電壓。鍵盤的工作方式選取的原則是：既要保證能及時響應(yīng)按鍵的操作，又不過多地占用CPU的工作時間。按鍵電路由九個微動按鍵組成，通過按鍵可以進(jìn)行空調(diào)溫度、風(fēng)速、時間的調(diào)節(jié)，可以對空調(diào)的顯示內(nèi)容進(jìn)行設(shè)定和對空調(diào)原始設(shè)定進(jìn)行修改。而驅(qū)動電路是將主芯片輸出的信號進(jìn)行功率放大，控制負(fù)載工作，一般驅(qū)動電路包括功率放大器、繼電器及相關(guān)元件組成的末級推動電路。當(dāng)然提高LED的驅(qū)動電壓也可以補償由此造成的亮度不夠的問題。LED的動態(tài)顯示方式: 數(shù)碼管動態(tài)顯示接口是單片機(jī)中應(yīng)用最為廣泛的一種顯示方式，動態(tài)驅(qū)動是將所有數(shù)碼管的8個顯示筆劃a,b,c,d,e,f,g,dp的同名端連在一起，另外為每個數(shù)碼管的公共極增加位選通控制電路，位選通由各自獨立的I/O線控制，當(dāng)單片機(jī)輸出字形碼時，所有數(shù)碼管都接收到相同的字形碼，但究竟是那個數(shù)碼管會顯示出字形，取決于單片機(jī)對位選通端電路的控制，所以我們只要將需要顯示的數(shù)碼管的選通控制打開，該位就顯示出字形，沒有選通的數(shù)碼管就不會亮。在10ms定時中斷服務(wù)程序中分別對顯示的各位進(jìn)行動態(tài)掃描顯示。為保證在有效的DS18B20時鐘周期內(nèi)提供足夠的電流，我們用一個電阻R30和89C51的一個I/O口（）來完成對DS18B20總線的上拉。對于矩陣式鍵盤，按鍵的位置由行號和列號唯一決定，所以分別對行號和列號進(jìn)行二進(jìn)制編碼，然后將兩值合成一個字節(jié)，高4位是行號，低4位是列號。獨立式按鍵電路按鍵直接與單片機(jī)的I/O口線相接，通過讀I/O口，判定各I/O口線的電平狀態(tài)，即可識別出按下的鍵盤。由于電流環(huán)電路是低阻抗電路，對噪音的敏感度低，因此提高通訊系統(tǒng)的抗干擾能力，常用于有噪音干擾的環(huán)境里傳輸信號。這種晶閘管與二極管不同的是，當(dāng)其兩端加上正向電壓而控制極不加電壓時，晶閘管并不導(dǎo)通，其正向電流很小，處于正向阻斷狀態(tài)；當(dāng)其兩端加上正向電壓、且控制極上（與陰極間）也加上一正向電壓時，晶閘管便進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài)，這時管壓降很小（1V左右）。由于各位的段選線并聯(lián)，段碼的輸出對各位來說都是相同的，因此，同一時刻，如果各位選線都處于選通狀態(tài)的話，那LED顯示器將顯示相同的字符。共陰極LED顯示器的發(fā)光二極管的陰極連接在一起，通常此公共陰極接地，當(dāng)某個發(fā)光二極管的陽極為高電平時，發(fā)光二極管點亮，相應(yīng)的段被顯示。一線總線獨特而且經(jīng)濟(jì)的特點，使用戶可輕松地組建傳感器網(wǎng)絡(luò)，為測量系統(tǒng)的構(gòu)建引入全新概念?？蓾M足40℃～90℃測量范圍，具有靈敏度高，電阻值高，體積小，結(jié)構(gòu)簡單，價格低廉，化學(xué)穩(wěn)定性好，使用壽命長等優(yōu)點；但其互換性較差，而且線性度也很差，不能直接用于A/D轉(zhuǎn)換，應(yīng)該用硬件或軟件對其進(jìn)行線性化補償。但其中的溫度測量電路、譯碼電路復(fù)雜，容易產(chǎn)生誤差和由電路復(fù)雜而導(dǎo)致的設(shè)備使用壽命低等一系列問題。該程序可對輸出的信號進(jìn)行運算和比較，根據(jù)運算和比較的結(jié)果，對室外風(fēng)機(jī)、室外壓縮機(jī)、定時、制冷、制熱、抽濕等功能進(jìn)行控制?！笆澜缇G色建筑委員會”已宣告成立，總部設(shè)在澳大利亞，為推動全世界“綠色建筑”與“綠色空調(diào)”起了重大作用。健康空調(diào)的發(fā)展歷史為：最早是吸污材料，90年代光觸媒、冷觸媒已經(jīng)逐漸被淘汰， 2000年后，除塵、除垢顯得很重要，2004 年進(jìn)入第三階段，以殺菌、除菌為主導(dǎo)的健康空調(diào)技術(shù)替代原先技術(shù)，而成為市場主流，也使得市場上很多偽健康空調(diào)開始出現(xiàn)，各種健康技術(shù)也浮出水面，但技術(shù)水平差參不齊。同年，威利斯 1881年7月，美國總統(tǒng)菲爾德在華盛頓車站遇刺愛重傷，時值盛夏，悶熱難耐，病床上的總統(tǒng)生命垂危。液體氟利昂經(jīng)節(jié)流裝置減壓，進(jìn)入室外機(jī)的換熱器（此時為蒸發(fā)器），蒸發(fā)氣化吸熱，成為氣體，同時吸取室外空氣的熱量（室外空氣變得更冷）。設(shè)計一個空調(diào)機(jī)的溫度控制系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中，首先通過溫度傳感器對空氣進(jìn)行溫度采集，將采集到的溫度信號傳輸給單片機(jī)，由單片機(jī)控制顯示器，并比較采集溫度與設(shè)定溫度是否一致，然后驅(qū)動空調(diào)機(jī)的加熱或降溫系統(tǒng)對空氣進(jìn)行處理，從而模擬實現(xiàn)空調(diào)溫度控制單元的工作情況。本次設(shè)計的空調(diào)溫度控制系統(tǒng)中，首先通過溫度傳感器DS18B20對空氣進(jìn)行溫度采集，將采集到的溫度信號傳輸給單片機(jī)AT89C51，由單片機(jī)控制顯示器，并比較采集溫度與設(shè)定溫度是否一致，然后驅(qū)動空調(diào)機(jī)的加熱或降溫程序?qū)諝膺M(jìn)行處理，從而模擬實現(xiàn)空調(diào)溫度控制單元的工作情況。本人授權(quán)　　 　 　大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。圖表整潔，布局合理，文字注釋必須使用工程字書寫，不準(zhǔn)用徒手畫3）畢業(yè)論文須用A4單面打印，論文50頁以上的雙面打印4）圖表應(yīng)繪制于無格子的頁面上5）軟件工程類課題應(yīng)有程序清單，并提供電子文檔1）設(shè)計（論文）2）附件：按照任務(wù)書、開題報告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）次序裝訂3）其它空調(diào)溫度控制系統(tǒng)設(shè)計摘 要空調(diào)溫度控制過去一直依賴溫控電動閥，電動閥可與溫控器配套使用，實現(xiàn)對供暖通風(fēng)和空調(diào)系統(tǒng)中冷熱水的開關(guān)控制。根據(jù)我們多年來對電動閥使用情況的調(diào)查，真正能正常使用至設(shè)計壽命的電動閥極少，大多數(shù)在1～3年內(nèi)就已失效，這是因為我國的工業(yè)水質(zhì)很多是含Ca2+、Mg2+、Coo2等離子濃度很高的硬水，在溫度變化的空調(diào)管道中極易結(jié)垢，造成電動閥早期即失效損壞。液體氟利昂經(jīng)節(jié)流裝置減壓，進(jìn)入室內(nèi)機(jī)的換熱器（此時為蒸發(fā)器），蒸發(fā)氣化吸熱，成為氣體，同時吸取室內(nèi)空氣的熱量，從而達(dá)到降低室內(nèi)溫度的目的。皮克泰和德國的卡爾開利在研究中發(fā)現(xiàn)，人體的冷熱感覺不僅與溫度有關(guān)，而且與空氣中的濕度有密切關(guān)系。變頻空調(diào)是目前空調(diào)消費的流行趨勢，它與一般空調(diào)相比，有著高性能運轉(zhuǎn)、舒適靜音、節(jié)能環(huán)保、能耗低的顯著特點，它的出現(xiàn)改善了人們的生活質(zhì)量。為了貫徹可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，建筑與空調(diào)未來的發(fā)展必須堅持“綠色建筑”和“綠色空調(diào)”的方向。其中單片機(jī)的控制程序是起到各個電路之間的相互協(xié)調(diào)，控制各個電路正常工作的至關(guān)重要的作用。 方案三該方案采用的是AT89C51單片機(jī)為核心控制器件，用它來處理各個單元電路的工作以及檢測其運行情況。按照熱電阻的性質(zhì)可以分為半導(dǎo)體熱電阻和金屬熱電阻兩大類，前者通常稱為熱敏電阻，后者稱為熱電阻。集成溫度傳感器是利用晶體管的PN結(jié)的電流電壓特性與溫度的關(guān)系，把敏感元件、放大電路和補償電路等部分集成化，并把它們封裝在同一殼體里的一種一體化溫度檢測元件。在本設(shè)計中我采用的是集成溫度傳感器DS18B20，其電路簡單可靠，不需要A/D轉(zhuǎn)換，直接可以與單片機(jī)相連。動態(tài)顯示方式：當(dāng)多位LED顯示時，通常將所有位的段選線相應(yīng)的并聯(lián)在一起，由一個8位I/O口控制，形成段選線的多路復(fù)用。用繼電器時要注意其電感的反向電動勢，和開關(guān)觸點對電源的影響，以及開關(guān)脈沖對整個電路的影響等，應(yīng)該加入必要的防止干擾的措施。輸出部分是一個硅光敏雙向可控硅，在紅外線的作用下可雙向道通。因此，通過檢測輸入線的電平狀態(tài)可以很容易判斷哪個按鍵被按下了。列線電平如果為低，則行線電平為低；列線電平為高，則行線電平為高。在DS18B20接入系統(tǒng)之前，應(yīng)分別從激光ROM中讀出其序號，然后分別賦予在系統(tǒng)中的編號1～n。DS18B20每一步操作都要遵循嚴(yán)格的工作時序和通信協(xié)議，如主機(jī)控制DS18B20完成溫度轉(zhuǎn)換這一過程，根據(jù)DS18B20的通信協(xié)議，須經(jīng)三個步驟：每一次讀寫之前都要對 DS18B20進(jìn)行復(fù)位，復(fù)位成功后發(fā)送一條ROM指令，最后發(fā)送RAM指令，這樣才能對DS18B20進(jìn)行預(yù)定的操作。 LED顯示電路所謂LED靜態(tài)驅(qū)動：是指每個數(shù)碼管的每一個段碼都由一個單片機(jī)的I/O端口進(jìn)行驅(qū)動，或者使用如BCD碼二十進(jìn)制譯碼器譯碼進(jìn)行驅(qū)動；其點亮和關(guān)閉由該I/O口來對其控制，互不干涉，對I/O驅(qū)動能力弱的MCU，必須增加外部驅(qū)動芯片或三極管等器件。理論上，若兩次顯示之間的時間間隔小于32ms時，人眼既無法分辨，因此，為了達(dá)到此要求，LED的掃描頻率一般可以按照下式計算得出:f=32*N。具體轉(zhuǎn)換過程如下：我們先將要顯示的數(shù)據(jù)裝入累加器A中，再將A中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成高低兩位的BCD碼，再放回A中，然后將A中的值輸出。 鍵盤設(shè)置電路鍵盤是人與微機(jī)打交道的主要設(shè)備，按鍵的讀取容易引起誤動作。單片機(jī)及應(yīng)用系統(tǒng)中，鍵盤掃描只是CPU的工作內(nèi)容之一。 按鍵電路 電源電路本設(shè)計所用的電源電壓為220V，首先交流電經(jīng)過變壓器降壓為9V的交流電，通過橋式整流，E1,C1濾波，輸出+5V左右的直流電壓，然后再經(jīng)過集成三端穩(wěn)壓器IC2（17805），E2,C2濾波，輸出直流5V，給溫度檢測電路、時鐘電路、顯示電路、復(fù)位電路等提供工作電壓。本電路選用的電容為33pF，晶振頻率為12MHz。石英晶振起振后要能在X2線上輸出一個3V左右的正弦波，以便使MCS51片內(nèi)的OSC電路按石英晶振相同頻率自激振蕩。AT89C單片機(jī)為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。1288位內(nèi)部RAM 在讀/寫外部存儲器時，P2口輸出高8位地址信號A15～A8。 ALE：低8位地址鎖存信號。在復(fù)位期間CPU檢測并鎖存/EA/VPP引腳電平狀態(tài)，當(dāng)該引腳為高電平時，從片內(nèi)程序存儲器取指令，只有當(dāng)程序計數(shù)器PC超出片內(nèi)程序存儲器地址編碼范圍時，才轉(zhuǎn)到外部程序存儲器中取指令；當(dāng)該引腳為低電平時，一律從外部程序存儲器中取指令。用CD4511實現(xiàn)LED與接口方法如下圖： CD4511實現(xiàn)LED與接口：BI：4腳是消隱輸入控制端，當(dāng)BI=0 時，不管其它輸入端狀態(tài)如何，七段數(shù)碼管均處于熄滅（消隱）狀態(tài)，不顯示數(shù)字。 LE=1時譯碼器是鎖定保持狀態(tài)，譯碼器輸出被保持在LE=0時的數(shù)值。當(dāng)LE為“0”電平時，TG1導(dǎo)通，TG2截止；當(dāng)LE為“1”電平時，TG1截止，TG2導(dǎo)通，此時有鎖存作用。傳感器的靜態(tài)特性是在靜態(tài)標(biāo)準(zhǔn)條件下進(jìn)行校準(zhǔn)（標(biāo)定）。在本次設(shè)計中用DS18B20作為溫度傳感器，它是集成的專門測量溫度的芯片，下面就介紹關(guān)于DS18B20的知識。開始8位是產(chǎn)品類型的編號，接著是每個器件的唯一的序號，共有48位，最后8位是前面56位的CRC檢驗碼，這也是多個DS18B20可以采用一線進(jìn)行通信的原因。 配置寄存器TMR1R011111 DS18B20分辨率的定義規(guī)定R1R0分辨率/位溫度最大轉(zhuǎn)換時間/ms009011010113751112750，DS18B20溫度轉(zhuǎn)換的時間比較長，而且設(shè)定的分辨率越高，所需