空調(diào)溫度控制系統(tǒng)設(shè)計畢業(yè)設(shè)計說明書(更新版)

　　

【正文】 lation and air conditioning systems in hot and cold water control switch. Because many of China39。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。對本研究提供過幫助和做出過貢獻的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。、圖表要求：1）文字通順，語言流暢，書寫字跡工整，打印字體及大小符合要求，無錯別字，不準(zhǔn)請他人代寫2）工程設(shè)計類題目的圖紙，要求部分用尺規(guī)繪制，部分用計算機繪制，所有圖紙應(yīng)符合國家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。 Singlechip內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書（畢業(yè)論文）目 錄摘 要 IAbstract II第一章 引 言 1 前言 1 空調(diào)的工作原理 1 空調(diào)的發(fā)展史 3 空調(diào)的發(fā)展趨勢 4 總結(jié) 5第二章 總體方案設(shè)計和選擇 6 總體方案設(shè)計 6 方案一 6 方案二 6 方案三 7 總體方案選擇及實現(xiàn) 8第三章 硬件設(shè)計 9 硬件各單元方案設(shè)計與選擇 9 溫度傳感部分 9 數(shù)字顯示部分 10 加熱降溫驅(qū)動控制電路 11 鍵盤輸入部分 12 單元電路設(shè)計 13 溫度采集電路 13 LED顯示電路 14 驅(qū)動控制電路 18 鍵盤設(shè)置電路 19 電源電路 21 外部晶振電路 22 元器件的選擇 24 AT89C51簡介 24 譯碼器CD4511 27 特殊器件的介紹 29 傳感器的介紹 29 光電耦合器 36第四章 軟件設(shè)計 39 軟件設(shè)計原理及設(shè)計所用工具 39 部分程序的流程圖 40 主程序流程圖 40 DS18B20的溫度采樣程序流程圖 40 LED顯示部分程序流程圖 41總結(jié)體會 43參考文獻 44附 錄 46附錄A：電路原理圖 46附錄B：部分程序清單 47致 謝 62第一章 引 言 前言中央空調(diào)房間的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。 空調(diào)制冷時，氣體氟利昂被壓縮機加壓，成為高溫高壓氣體，進入室外機的換熱器（此時為冷凝器），冷凝液化放熱，成為液體，同時熱量向大氣釋放。戈里，法國的費迪南，瑞士的拉烏爾 1902年，美國的發(fā)明家威利斯 空調(diào)的發(fā)展趨勢市場需求是決定空調(diào)發(fā)展的主要動力，根據(jù)目前的市場需求來看，在空調(diào)技術(shù)方面有兩大主流方向：一為變頻技術(shù)，一為健康技術(shù)。CFC制冷劑正在破壞保護人類生存的大氣臭氧層，大量耗費的能源正在使可供利用的自然資源走向枯竭，大氣、水和土壤正在受到污染，就連夏季空調(diào)排出的熱也造成“熱島”現(xiàn)象，惡化了所處的城市環(huán)境。在整個設(shè)計中，涉及到溫度檢測電路、驅(qū)動控制電路、顯示電路、鍵盤電路以及電源的設(shè)計等電路。但由于芯片專業(yè)程度高，價格昂貴，通常使用于高價位空調(diào)的的中央控制系統(tǒng)設(shè)計。第三章 硬件設(shè)計 硬件各單元方案設(shè)計與選擇 溫度傳感部分要求對溫度和與溫度有關(guān)的參量進行檢測，應(yīng)該考慮用熱電阻傳感器。但其電阻與溫度為非線性關(guān)系，且成本太貴，不適合做普通設(shè)計。DS18B20使電壓特性及封裝有更多的選擇，讓我們可以構(gòu)建適合自己的經(jīng)濟的測溫系統(tǒng)，并且應(yīng)用電路電但便于設(shè)計。這樣的話，如果顯示器的個數(shù)較多，那使用的I/O接口就更多，因此在顯示位數(shù)較多的情況下，一般都不用靜態(tài)顯示。 加熱降溫驅(qū)動控制電路采用開關(guān)量控制，如繼電器、雙向可控硅、光耦等，控溫快速，但是雙向可控硅驅(qū)動電路比較麻煩，調(diào)試也麻煩，若用現(xiàn)成的固態(tài)繼電器價格十分昂貴。采用光耦合雙向可控硅驅(qū)動電路，這種器件是一種單片機輸出與雙向可控硅之間較理想的接口器件，它由輸入和輸出兩部分組成，輸入部分是一個砷化鎵發(fā)光二極管，該二極管在5mA～15mA正向電流作用下發(fā)出足夠強度的紅外光，觸發(fā)輸出部分。獨立式按鍵接口是各種按鍵相互獨立，每個按鍵各接一根輸入線，一根輸入線上的按鍵工作狀態(tài)不會影響其他輸入線上的工作狀態(tài)。平時無按鍵按下時，行線處于高電平狀態(tài)，當(dāng)有按鍵按下時，行線電平狀態(tài)將由與此電平相連的列線電平?jīng)Q定。本設(shè)計以DS18B20為傳感器，AT89C51單片機為控制核心組成的溫度巡回檢測系統(tǒng)，在圖31中，DS18B20的供電方式為外部電源，其I/。一般來說CPU 對DS18B20的訪問流程是：先對DS18B20初始化，再進行ROM操作命令，最后才能對存儲器和數(shù)據(jù)操作。這樣通過P2口送出一個存儲單元的高位，低位BCD顯示代碼，通過P2口另幾位送出掃描選通代碼輪流點亮LED1至LED4，就會將要顯示的數(shù)據(jù)在數(shù)碼管中顯示出來。該方法的原理利用了人眼對物體的視覺延遲來達到所有LED的同時顯示，實際應(yīng)用時，在同一個時刻，只有一組LED處于顯示狀態(tài)，而其他LED處于關(guān)閉狀態(tài)。可見，將要顯示的存儲器單元的數(shù)據(jù)直接送到P2口去驅(qū)動LED數(shù)碼管顯示是不能正確表達的，必須在系統(tǒng)內(nèi)部將要顯示的數(shù)據(jù)經(jīng)過BCD碼轉(zhuǎn)換后，將各個單元數(shù)據(jù)的段選代碼送入P2口，給CD4511譯碼后去驅(qū)動數(shù)碼管顯示。單片機發(fā)出信號經(jīng)過功率放大器IC9（7407）將信號傳遞給光耦合雙向可控硅驅(qū)動器，然后通過它的開斷來控制繼電器工作，從而達到控制負載電路的目的，實現(xiàn)空調(diào)機的制熱或制冷效果。矩陣鍵盤工作原理：行線通過上拉電阻接到+5V上，無按鍵按下，行線處于高電平狀態(tài)；有按鍵按下，行線電平狀態(tài)由與此行線相連的列線電平?jīng)Q定，列線電平為低，則行線電平為低；列線電平為高，則行線電平為高。片內(nèi)振蕩器的振蕩頻率非常接近晶振頻率，～12MHz之間選取，C5,C6是反饋電容，起穩(wěn)定振蕩頻率，快速起振的作用，其值在5pF～33pF之間選取，典型值為33pF。這一特定頻率就是石英晶體的固有頻率，也稱諧振頻率，即用來連接89C51片內(nèi)OSC的定時反饋回路。掉電方式保存RAM中的內(nèi)容，但振蕩器停止工作并禁止其他所有部件工作直到下一個硬件復(fù)位. [1] AT89C51的管腳圖設(shè)計中單片機采用AT89C51型，它是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器的低電壓，高性能CMOS 8位微處理器，該器件存儲器制造技術(shù)與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)MCS51指令集和輸出管腳相兼容，由于將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微 控制器。三級程序存儲器鎖定P2口：內(nèi)部帶有弱上拉的準(zhǔn)雙向I/O口，作輸入引腳使用前，先向 P2口鎖存器寫入1，使P2口引腳被上拉至高電平。 RST：復(fù)位信號輸入端，高電平有效。EA/VPP：外部程序存儲器選擇信號，低電平有效。 CD4511的內(nèi)部有上拉電阻，在輸入端與數(shù)碼管筆段斷接上限流電阻就可工作，限流電阻要根據(jù)電源電壓來選取，電源電壓5V時可使用300Ω的限流電阻。 LE：鎖定控制端，當(dāng)LE=0時，允許譯碼輸出。譯碼器的鎖存電路由傳輸門和反相器組成,傳輸門的導(dǎo)通或截止由控制端LE的電平狀態(tài)決定。（1）線性度：通常為了方便標(biāo)定和數(shù)據(jù)處理，要求傳感器的輸出輸入是線性關(guān)系，并能正確無誤地反映被測量的真值，但實際上只有在理想情況下，傳感器的輸出輸入靜態(tài)特性才呈現(xiàn)直線性。實際被測量隨時間變化的形式可能是各種各樣的，研究動態(tài)特性時通常根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)輸入特性來考慮傳感器的響應(yīng)特性，標(biāo)準(zhǔn)輸入有兩種：呈正弦變化和階躍變化的輸入。[1]。低5位一直為1，TM是測試模式位，用于設(shè)置DS18B20在工作模式還是在測試模式，在DS18B20出廠時該位被設(shè)置為0，用戶不要去改動，R1和R0決定溫度轉(zhuǎn)換的精度位數(shù)，即用來設(shè)置分辨率。 DS18B20溫度數(shù)據(jù)表溫度/℃二進制表示十六進制表示+12500000111 1101000007D0H+00000001 100100010191H+00000000 1010001000A2H+00000000 000010000008H000000000 000000000000H11111111 11111000FFF8H11111111 01011110FF5EH11111110 01101111FE6FH5511111100 10010000FC90HDS18B20的芯片結(jié)構(gòu)：DS18B20采用3腳PR35封裝或8腳SOIC封裝。其輸出用于修正減法計數(shù)器的預(yù)置值，只要計數(shù)門仍未關(guān)閉就重復(fù)上述過程，直到溫度寄存器值達到被測溫度值[1]。DS18B20每一步操作都要遵循嚴格的工作時序和通信協(xié)議。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?qū)ā９怆婑詈掀鞯姆N類較多，常見的有光電二極管型、光電三極管型、光敏電阻型、光控晶閘管型、光電達林頓型、集成電路型等。 （3）光信號不受電磁干擾，工作穩(wěn)定可靠。 與以往的80C51單片機不同，AT89C51具有在線調(diào)試和下載功能，它由支持AT89C51的開發(fā)工具包Keil 。模擬器使用簡單，結(jié)合了許多標(biāo)準(zhǔn)調(diào)試特征，包括多斷點、單步以及代碼執(zhí)行跟蹤等能力。： DS18B20的工作流程圖 LED顯示部分程序流程圖LED軟件設(shè)計的主要功能是將DS18B20所測數(shù)據(jù)經(jīng)過模糊控制以后用LED顯示出來。但由于自己的能力有限和時間的緊迫，在設(shè)計中還有很多不足的地方。分別設(shè)計如下：（1）DS18B20的初始化子程序（）： INIT： SETB ；先置1NOP CLR ；再清零MOV R0,0FFHDJNZ R0，$SETB ；置1，釋放傳輸線MOV R0,100 LIU： JNB ,IT3DJNZ R0,LIUCLR 38HSJMP IT7IT3： SETB 38HIT7： MOV R0,240DJNZ R0，$SETB ；釋放傳輸線RET ；返回（2）DS18B20的讀子程序：READ： SETB RS0MOV R4,2MOV R0,36HRE1： MOV R5,8RE2： CLR C SETB ；先置傳送線為1NOP NOP CLR ；再清零，給DS18B20一個啟動信號NOP NOP NOPSETB ；釋放傳送線MOV R6,7DJNZ R6,$MOV C,MOV R6,20DJNZ R6,$RRC ADJNZ R5，RE2MOV R0，ADEC R0DJNZ R4,RE1CLR RS0NOPRET ；子程序返回（3）DS18B20的寫子程序：WRITER： MOV R0，8CLR MOV R4,6DJNZ R4,$RRC AMOV ,CMOV R4,40DJNZ R4,$SETB ；寫完一位后將總線釋放NOPDJNZ R0,WR1SETB ；寫完一個字節(jié)后釋放總線RET ；子程序返回溫度控制系統(tǒng)程序清單：KEY_ADD BIT KEY_DEC BIT OUTPUT BIT ORG 0000HLJMP MAINORG 0100HMAIN: MOV SP, 60HMOV 4AH,20MOV 4BH,0CLR OUTPUTMAAI: LCALL TEMPER1 ；調(diào)用檢測溫度子程序LCALL DISPLAY ；調(diào)用顯示子程序LCALL KEYSCAN ；調(diào)用按鍵掃描子程序LCALL OUT ；調(diào)用加熱比較輸出子程序SJMP MAAITEMPER1: LCALL INIT ；調(diào)用對DS18B20復(fù)位子程序JNB 38H, TEMPER1MOV A,0CCHLCALL WRITER ；調(diào)用寫DS18B20子程序MOV A,44HLCALL WRITERTE3: LCALL INITMOV A,0CCHLCALL WRITERMOV A,0BEHLCALL WRITERLCALL READ ；調(diào)用讀取溫度值子程序NOPRET ；子程序返回INIT: SETB NOPCLR MOV R0,0FFHDJNZ R0,$SETB MOV R0,100LIU: JNB ,IT3DJNZ R0,LIUCLR 38HSJMP IT7IT3: SETB 38HIT7: MOV R0,240DJNZ R0,$SETB RETWRITER: MOV R0,8WR1: CLR MOV R4,6DJNZ R4,$RRC AMOV ,CMOV R4,40DJNZ R4,$S