智能儀器課程設(shè)計(jì)報(bào)告空調(diào)控制器

1、1.設(shè)計(jì)主要內(nèi)容及要求：設(shè)計(jì)一個(gè)空調(diào)控制器。要求：1）硬件電路設(shè)計(jì)，包括原理圖和pcb板圖。 2）控制器軟件設(shè)計(jì)。 3）要求能夠設(shè)定溫度、測(cè)量溫度、顯示溫度、制冷控制以及風(fēng)機(jī)控制。2.對(duì)設(shè)計(jì)論文撰寫內(nèi)容、格式、字?jǐn)?shù)的要求：（1）.課程設(shè)計(jì)論文是體現(xiàn)和總結(jié)課程設(shè)計(jì)成果的載體，一般不應(yīng)少于3000字。（2）.學(xué)生應(yīng)撰寫的內(nèi)容為：中文摘要和關(guān)鍵詞、目錄、正文、參考文獻(xiàn)等。課程設(shè)計(jì)論文的結(jié)構(gòu)及各部分內(nèi)容要求可參照沈陽(yáng)工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）撰寫規(guī)范執(zhí)行。應(yīng)做到文理通順，內(nèi)容正確完整，書(shū)寫工整，裝訂整齊。（3）.論文要求打印，打印時(shí)按沈陽(yáng)工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）撰寫規(guī)范的要求進(jìn)行打印。（4）. 課程設(shè)計(jì)

2、論文裝訂順序?yàn)椋悍饷?、任?wù)書(shū)、成績(jī)?cè)u(píng)審意見(jiàn)表、中文摘要和關(guān)鍵詞、目錄、正文、參考文獻(xiàn)。3.時(shí)間進(jìn)度安排：順序階段日期計(jì) 劃 完 成 內(nèi) 容備注18月30日教師講解題目，學(xué)生查閱相關(guān)資料28月31日查閱相關(guān)資料、進(jìn)行方案論證39月1日參數(shù)計(jì)算、確定方案49月2日繪制原理圖，設(shè)計(jì)pcb板圖59月3日設(shè)計(jì)pcb板圖，程序設(shè)計(jì)69月6日程序設(shè)計(jì)79月7日8日程序調(diào)試89月9日撰寫論文79月10日論文答辯，成品驗(yàn)收沈 陽(yáng) 工 程 學(xué) 院 智能儀器 課程設(shè)計(jì)成績(jī)?cè)u(píng)定表 指 導(dǎo) 教 師 評(píng) 審 意 見(jiàn)評(píng)價(jià)內(nèi)容具 體 要 求權(quán)重評(píng) 分加權(quán)分調(diào)研論證能獨(dú)立查閱文獻(xiàn),收集資料；能制定課程設(shè)計(jì)方案和日程安排。0.1

3、5432工作能力態(tài)度工作態(tài)度認(rèn)真，遵守紀(jì)律，出勤情況是否良好，能夠獨(dú)立完成設(shè)計(jì)工作， 0.25432工作量按期圓滿完成規(guī)定的設(shè)計(jì)任務(wù)，工作量飽滿，難度適宜。0.25432說(shuō)明書(shū)的質(zhì)量說(shuō)明書(shū)立論正確，論述充分，結(jié)論嚴(yán)謹(jǐn)合理，文字通順，技術(shù)用語(yǔ)準(zhǔn)確，符號(hào)統(tǒng)一，編號(hào)齊全，圖表完備，書(shū)寫工整規(guī)范。0.55432指導(dǎo)教師評(píng)審成績(jī)（加權(quán)分合計(jì)乘以12） 分加權(quán)分合計(jì)指 導(dǎo) 教 師 簽 名： 年 月 日評(píng) 閱 教 師 評(píng) 審 意 見(jiàn)評(píng)價(jià)內(nèi)容具 體 要 求權(quán)重評(píng) 分加權(quán)分查閱文獻(xiàn)查閱文獻(xiàn)有一定廣泛性；有綜合歸納資料的能力0.25432工作量工作量飽滿，難度適中。0.55432說(shuō)明書(shū)的質(zhì)量說(shuō)明書(shū)立論正確，論述充

4、分，結(jié)論嚴(yán)謹(jǐn)合理，文字通順，技術(shù)用語(yǔ)準(zhǔn)確，符號(hào)統(tǒng)一，編號(hào)齊全，圖表完備，書(shū)寫工整規(guī)范。0.35432評(píng)閱教師評(píng)審成績(jī)（加權(quán)分合計(jì)乘以8）分加權(quán)分合計(jì)評(píng) 閱 教 師 簽 名： 年 月 日課 程 設(shè) 計(jì) 總 評(píng) 成 績(jī)分中 文 摘 要隨著儀器儀表和信息管理的高度自動(dòng)化，以計(jì)算機(jī)為核心的信息處理與過(guò)程控制相結(jié)合的智能儀器系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，智能儀器是計(jì)算機(jī)技術(shù)與測(cè)試技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，是含有微計(jì)算機(jī)或微處理器的測(cè)量?jī)x器。由于它擁有對(duì)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、運(yùn)算、邏輯判斷和自動(dòng)化操作等的功能。具有一定的智能作用，因而被稱為智能儀器。 在自動(dòng)控制領(lǐng)域中，溫度檢測(cè)與控制占有很重要地位。溫度測(cè)控系統(tǒng)在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、科學(xué)研究和在人

5、們的生活領(lǐng)域，也得到了廣泛應(yīng)用。因此，溫度傳感器的應(yīng)用數(shù)量居各種傳感器之首。目前，溫度傳感器正從模擬式向數(shù)字集成式方向飛速發(fā)展。新世紀(jì)伊始，空調(diào)器普遍進(jìn)入百姓家庭。由于空調(diào)器功能日益改善，技術(shù)含量不斷提高，單片機(jī)控制技術(shù)也應(yīng)用到了空調(diào)器中，所以如果泥了解其中的原理及部件功能等對(duì)于使用空調(diào)也是有一定好處的，所以這次課程設(shè)計(jì)我選擇的就是分解空調(diào)控制器的各部分元件單獨(dú)分析及聯(lián)合使用?？照{(diào)無(wú)疑是一臺(tái)機(jī)器，雖然是一臺(tái)先進(jìn)的機(jī)器但還是會(huì)有大腦中樞神經(jīng)的那就是現(xiàn)在很普遍的單片機(jī)，通過(guò)單片機(jī)的計(jì)算和處理作用，控制外部各個(gè)部件的正常工作和運(yùn)行。當(dāng)你所測(cè)量的溫度低于你所設(shè)定的溫度時(shí)空調(diào)器開(kāi)始工作，讓它來(lái)完成溫度的

6、調(diào)節(jié)，使人比較舒適。這里還用到制冷設(shè)備，有壓縮機(jī)和風(fēng)機(jī)等，現(xiàn)在大多數(shù)設(shè)備是用水循環(huán)來(lái)完成工作的。而且當(dāng)機(jī)器工作時(shí)我又采用了led燈來(lái)模擬電源狀態(tài)和工作模式等，這樣能方便的看出此時(shí)空調(diào)工作在怎樣的環(huán)境和狀態(tài)下方便人對(duì)其進(jìn)行控制調(diào)節(jié)等。關(guān)鍵詞：智能儀器，空調(diào)控制器，單片機(jī)，溫度檢測(cè)目錄課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)i智能儀器 課程設(shè)計(jì)成績(jī)?cè)u(píng)定表iv中 文 摘 要v1、設(shè)計(jì)任務(wù)描述12、設(shè)計(jì)思路22.1系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)22.2環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)、部件選擇及參數(shù)計(jì)算22.3各部分部件選擇22.4總體功能解析33、設(shè)計(jì)方框圖44、各部分硬件電路設(shè)計(jì)及參數(shù)計(jì)算64.1電源電路設(shè)計(jì)64.2單片機(jī)電路64.3鍵盤和顯示電路74.4溫

7、度傳感器的選擇84.5外圍部件的選擇95、主要元器件介紹105.1熱電偶傳感器105.2 8255擴(kuò)展芯片105.3 c8051f020系列單片機(jī)116、軟件介紹136.1主程序136.2 鍵盤及顯示程序137、元器件清單188、工作過(guò)程分析19小結(jié)20致謝21參考文獻(xiàn)22附錄1（完整程序）23附錄2（原理圖）31附錄3（pcb板）321、設(shè)計(jì)任務(wù)描述1.設(shè)計(jì)主要內(nèi)容及要求：設(shè)計(jì)一個(gè)空調(diào)控制器。能利用單片機(jī)等原理部件模擬溫度的調(diào)控和顯示等功能，空調(diào)器是能控制風(fēng)機(jī)和壓縮機(jī)同時(shí)工作產(chǎn)生調(diào)節(jié)溫度的原理。硬件要求能有電路原理圖及各部件完整的實(shí)物分析等，要對(duì)空調(diào)機(jī)有完整的了解。才能達(dá)到此次設(shè)計(jì)任務(wù)的效果

8、。要求：1）硬件電路設(shè)計(jì)，包括原理圖和pcb板圖。 2）控制器軟件設(shè)計(jì)。 3）要求能夠設(shè)定溫度、測(cè)量溫度、顯示溫度、制冷控制以及風(fēng)機(jī)控制。2、設(shè)計(jì)思路2.1系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)可以說(shuō)空調(diào)控制器是圍繞著一個(gè)核心部件來(lái)架設(shè)外圍部件的設(shè)備，在這里核心部件是大多數(shù)廠家都會(huì)選用的單片機(jī)，因?yàn)楝F(xiàn)在的單片機(jī)擁有很高的集成設(shè)備，包含了大量的存儲(chǔ)器和虛擬存儲(chǔ)等，而且鍵盤輸入及顯示都是在內(nèi)部集成的省卻了擴(kuò)展外圍設(shè)備的麻煩， 這樣更能有利于我們著手于功能設(shè)置。系統(tǒng)的設(shè)計(jì)出空調(diào)器的原理和注意事項(xiàng)，能方便的使用空調(diào)器來(lái)完成我們所想達(dá)到的目的，對(duì)于一般的空調(diào)器來(lái)說(shuō)能自動(dòng)的調(diào)節(jié)溫度的變化范圍，可以說(shuō)這是一種恒溫的效果，但是畢

9、竟我們模擬的設(shè)備部能像真實(shí)的一樣細(xì)致。所以我采用燈和電機(jī)等代替采集和設(shè)定的比較結(jié)果，能很好的顯示和明顯的完成任務(wù)。2.2環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)、部件選擇及參數(shù)計(jì)算無(wú)疑對(duì)于空調(diào)器的設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，要能人工智能的操作其能控制溫度的調(diào)節(jié)和設(shè)定溫度的比較是一個(gè)較大的難題，因?yàn)橥覀兯玫亩际鞘M(jìn)制數(shù)即所說(shuō)的阿拉伯?dāng)?shù)字，但是像單片機(jī)這種高級(jí)的工具設(shè)備是不能識(shí)別的，它只能識(shí)別機(jī)器碼也就是術(shù)語(yǔ)說(shuō)的機(jī)器語(yǔ)言，這就為我們采集溫度帶來(lái)了一個(gè)很大的難題。對(duì)于我所采集的溫度值來(lái)講，把每個(gè)溫度值分為16等份，在每一等份之間我人為的規(guī)定每跳變一個(gè)數(shù)字度即比較一次，當(dāng)然采集的都是模擬信號(hào)這樣的話單片機(jī)是不能用于比較的，所以接入單片機(jī)之前用a

10、/d轉(zhuǎn)換器把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，這樣通過(guò)單片機(jī)本身的比較器就能計(jì)算出設(shè)定值和采集值的判定工作模式和是否應(yīng)該工作電機(jī)和風(fēng)機(jī)及壓縮機(jī)等外部設(shè)備。主要的步驟包括轉(zhuǎn)換十進(jìn)制數(shù)和十六進(jìn)制數(shù)，這其中有一種方法叫按位加權(quán)累加和法，即當(dāng)你把十進(jìn)制數(shù)分別存儲(chǔ)在兩個(gè)存儲(chǔ)單元中，即按十位和個(gè)位的排法，把個(gè)位的數(shù)值乘以16的零次方，并且存儲(chǔ)在原位，這時(shí)可以用另一個(gè)單元的數(shù)乘以16的一次方這樣循環(huán)使用把兩者的數(shù)值相加，即能完成一個(gè)數(shù)的十進(jìn)制和十六進(jìn)制的轉(zhuǎn)化。這樣當(dāng)你的鍵盤有輸入值的時(shí)候，每一個(gè)鍵值會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)化為每個(gè)存儲(chǔ)單元供顯示作用。2.3各部分部件選擇溫度采集電路中所選用的傳感器是熱電偶，因?yàn)樗鼫y(cè)量精度高，而且輸出的是電

11、壓信號(hào)，與攝氏溫度成正比，同時(shí)又能夠直接與單片機(jī)的a/d直接相連，使用方便，便于處理。溫度的采集是通過(guò)熱電偶的溫度采集電路，將溫度轉(zhuǎn)化成模擬電壓進(jìn)行輸出，作為輸入信號(hào)送給單片機(jī)，單片機(jī)的a/d最高輸入電壓為，對(duì)應(yīng)于十二位a/d轉(zhuǎn)換器的最大值fffh,根據(jù)其對(duì)應(yīng)關(guān)系得到a/d轉(zhuǎn)換后的值，存入固定的存儲(chǔ)單元中準(zhǔn)備與溫度設(shè)定值進(jìn)行比較。在比較之前需要按照一定的比例值進(jìn)行轉(zhuǎn)換，這個(gè)比例值近似的取為16倍，得到一個(gè)新的十六進(jìn)制數(shù)，由于選用的傳感器每攝氏度對(duì)應(yīng)0.01v，經(jīng)過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換后得到每攝氏度對(duì)應(yīng)08h,再通過(guò)判斷查表即可得到溫度的十六進(jìn)制數(shù)，再存到相應(yīng)的單元中與設(shè)定值進(jìn)行比較。當(dāng)溫度高于設(shè)定值時(shí)進(jìn)行

12、制冷，溫度低于設(shè)定值時(shí)加熱，只有溫度處于人體適宜溫度提示燈才不會(huì)亮。溫度設(shè)定是通過(guò)鍵盤輸入來(lái)完成的，再通過(guò)查表得到可以進(jìn)行比較的數(shù)，存入相應(yīng)的存儲(chǔ)單元，進(jìn)行顯示。2.4總體功能解析它主要完成的功能就是可以設(shè)定溫度，實(shí)時(shí)采集溫度并在led上顯示設(shè)定溫度和當(dāng)前溫度。我設(shè)計(jì)的空調(diào)控制器硬件部分主要有溫度采集傳感器應(yīng)用電路、制冷電路、加熱電路、指示燈電路、c8051f020單片機(jī)，以及單片機(jī)的復(fù)位和晶振電路。 3、設(shè)計(jì)方框圖圖3-1空調(diào)控制器框圖圖3-2空調(diào)控制器程序流程圖4、各部分硬件電路設(shè)計(jì)及參數(shù)計(jì)算4.1電源電路設(shè)計(jì)圖4-1電源電路單片機(jī)所采用的電源是3.3v，還有復(fù)位電路和其他電路也需要直流電

13、源，而家用電是交流220v，所以需要進(jìn)行整流、濾波。需要將輸入為5v9v的電壓值穩(wěn)壓到3.3v需要使用兩塊lm7805和1117穩(wěn)壓芯片。其中l(wèi)m7805的作用是將輸入為5v9v的電壓穩(wěn)壓為5v，滿足1117穩(wěn)壓芯片的工作電壓(5v),經(jīng)過(guò)1117穩(wěn)壓芯片后其輸出的電壓為所需的3.3v電壓。lm7805 系列為 3 端正穩(wěn)壓電路,to-220 封裝，能提供多 種固定的輸出電壓，應(yīng)用范圍廣。內(nèi)含過(guò)流、過(guò)熱和過(guò)載保 護(hù)電路。帶散熱片時(shí)，輸出電流可達(dá) 1a。雖然是固定穩(wěn)壓電 路，但使用外接元件，可獲得不同的電壓和電流。主要特點(diǎn)：（1）輸出電流可達(dá) 1a（2）輸出電壓有：5v（3）過(guò)熱保護(hù) （4）短路

14、保護(hù)（5）輸出晶體管 soa 保護(hù)4.2單片機(jī)電路單片機(jī)正常工作時(shí)，除了要加恒壓電源外，還需要設(shè)計(jì)復(fù)位電路和晶振電路，我所設(shè)計(jì)的復(fù)位電路既可以上電復(fù)位，又可以在單片機(jī)非正常工作時(shí)進(jìn)行手動(dòng)復(fù)位，晶振采用的是12mhz外部晶振。通電時(shí)，電容進(jìn)行充電，電路導(dǎo)通，充電結(jié)束后，復(fù)位結(jié)束，充電時(shí)間決定復(fù)位時(shí)間。工作過(guò)程中，當(dāng)按下復(fù)位鍵后，電路導(dǎo)通，按鍵時(shí)間決定了復(fù)位時(shí)間。電路中電容的作用是抑制干擾從復(fù)位端進(jìn)入。器件內(nèi)還集成了外部振蕩器驅(qū)動(dòng)電路，允許使用晶體、陶瓷諧振器、電容、rc 或外部時(shí)鐘源產(chǎn)生系統(tǒng)時(shí)鐘。復(fù)位電路和晶振電路圖如下所示： 圖4-2單片機(jī)復(fù)位及晶振電路4.3鍵盤和顯示電路pb和pc口是825

15、5兩個(gè)八位帶鎖存的輸入口，可實(shí)現(xiàn)輸出數(shù)據(jù)鎖存。pb口的端口地址為8001h，pc口的端口地址為8002h。pa口未用。用pb口作六個(gè)數(shù)碼管的位選。用8708作顯示器的位選驅(qū)動(dòng)。pc口作字型碼鎖存。8255控制字的端口地址是8003h。8078作數(shù)碼管字型顯示驅(qū)動(dòng)。六位數(shù)碼管采用共陰極方式。鍵盤及顯示電路如下圖所示：圖4-3鍵盤輸入電路圖4-4輸出顯示電路8255擴(kuò)展接口是由高八位地址(a8a15)通過(guò)74ls138譯碼產(chǎn)生的。pa,pb,pc口和8255控制口的地址分別是8000h,8001h,8002h和8003h,它們由低位地址a0和a1區(qū)別。低位地址a0和a1從低位地址鎖存器74ls13

16、8的輸出端引出。4.4溫度傳感器的選擇本系統(tǒng)采用鎳鉻-鎳硅熱電偶作為溫度傳感器，由熱電偶的特性可知，進(jìn)入放大器的電壓信號(hào)實(shí)為熱電偶冷熱端溫差引起的熱電勢(shì)信號(hào)，冷端處于設(shè)定溫度，熱端處于外界室溫，單片機(jī)的a/d通道可以直接采集熱電偶信號(hào)，經(jīng)冷端溫度補(bǔ)償后，在查k分度表則可以得到熱端溫度值，室溫的測(cè)量可以經(jīng)過(guò)熱電阻式傳感器變化為電壓信號(hào)，經(jīng)放大后直接送給單片機(jī)的a/d通道，單片機(jī)程序自動(dòng)完成熱電偶信號(hào)的采集和冷端信號(hào)采集，計(jì)算出實(shí)際的溫度，從而控制控制空調(diào)的外部設(shè)備工作。圖4-5傳感器采集電路4.5外圍部件的選擇在單片機(jī)的程序中需要設(shè)定適宜溫度的范圍，當(dāng)從傳感器接受的溫度電壓信號(hào)經(jīng)過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換后，室

17、內(nèi)溫度高于或者低于設(shè)定的范圍，那么指示燈亮，通過(guò)編寫單片機(jī)的i/o輸出來(lái)控制指示信號(hào)的發(fā)出。當(dāng)采集溫度高于設(shè)定溫度時(shí)，需進(jìn)行制冷，通過(guò)程序的設(shè)計(jì)啟動(dòng)風(fēng)機(jī)；當(dāng)采集溫度低于設(shè)定溫度需利用電機(jī)進(jìn)行加熱。圖4-6外部工作燈電路由于二極管所能承受的最大電流為,而電源電壓為5v，所以應(yīng)串接一個(gè)電阻，其阻值最小為： 5、主要元器件介紹5.1熱電偶傳感器鎳鉻溫度傳感器是一種電壓輸出型精密溫度傳感器。它工作類似于齊納二極管，其反向擊穿電壓隨絕緣溫度以的比例變化。該器件在工作電流為范圍內(nèi)的動(dòng)態(tài)電阻小于，當(dāng)對(duì)它在校準(zhǔn)后，它在范圍內(nèi)具有小于的典型誤差。熱電偶可應(yīng)用于范圍在內(nèi)的任何形式的溫度檢測(cè)，它的低阻抗和線性輸出使

18、得其讀出和控制接口電路非常簡(jiǎn)單。熱電偶測(cè)溫范圍分別為。其短時(shí)間使用測(cè)溫上限可擴(kuò)寬至。主要特點(diǎn)：(1) 在絕對(duì)溫度下直接校準(zhǔn)。(2) 1的初始精度。(3) 工作于400ua5ma電流范圍。(4) 低于1的動(dòng)態(tài)阻抗 。(5) 容易校準(zhǔn) 。(6) -40+100寬工作溫度范圍。5.2 8255擴(kuò)展芯片8255是intel公司生產(chǎn)的可編程并行i/o接口芯片，有3個(gè)8位并行i/o口。具有3個(gè)通道3種工作方式的可編程并行接口芯片（40引腳）。 其各口功能可由軟件選擇，使用靈活，通用性強(qiáng)。8255可作為單片機(jī)與多種外設(shè)連接時(shí)的中間接口電路。8255作為主機(jī)與外設(shè)的連接芯片，必須提供與主機(jī)相連的3個(gè)總線接口，

19、即數(shù)據(jù)線、地址線、控制線接口。同時(shí)必須具有與外設(shè)連接的接口a、b、c口。由于8255可編程,所以必須具有邏輯控制部分，因而8255內(nèi)部結(jié)構(gòu)分為3個(gè)部分：與cpu連接部分、與外設(shè)連接部分、控制部分。主要特點(diǎn)：8255管腳特性如下：(1)一個(gè)并行輸入/輸出的lsi芯片,多功能的i/o器件,可作為cpu總線與外圍的接口。 (2)具有24個(gè)可編程設(shè)置的i/o口,即3組8位的i/o口為pa口,pb口和pc口.它們又可分為兩組12位的i/o口,a組包括a口及c口(高4位,pc4pc7),b組包括b口及c口(低4位,pc0pc3).a組可設(shè)置為基本的i/o口,閃控(strobe)的i/o閃控式,雙向i/o3

20、種模式;b組只能設(shè)置為基本i/o或閃控式i/o兩種模式,而這些操作模式完全由控制寄存器的控制字決定。引腳功能：(1) reset:復(fù)位輸入線，當(dāng)該輸入端處于高電平時(shí)，所有內(nèi)部寄存器（包括控制寄存器）均被清除，所有i/o口均被置成輸入方式。 (2) cs:芯片選擇信號(hào)線，當(dāng)這個(gè)輸入引腳為低電平時(shí),即/cs=0時(shí),表示芯片被選中，允許8255與cpu進(jìn)行通訊;/cs=1時(shí),8255無(wú)法與cpu做數(shù)據(jù)傳輸. (3) rd:讀信號(hào)線，當(dāng)這個(gè)輸入引腳為低電平時(shí),即/rd=0且/cs=0時(shí),允許8255通過(guò)數(shù)據(jù)總線向cpu發(fā)送數(shù)據(jù)或狀態(tài)信息，即cpu從8255讀取信息或數(shù)據(jù)。 (4) wr:寫入信號(hào)，當(dāng)這

21、個(gè)輸入引腳為低電平時(shí),即/wr=0且/cs=0時(shí),允許cpu將數(shù)據(jù)或控制字寫入8255。 (5) d0d7:三態(tài)雙向數(shù)據(jù)總線，8255與cpu數(shù)據(jù)傳送的通道，當(dāng)cpu 執(zhí)行輸入輸出指令時(shí)，通過(guò)它實(shí)現(xiàn)8位數(shù)據(jù)的讀/寫操作，控制字和狀態(tài)信息也通過(guò)數(shù)據(jù) 總線傳送。 (6) pa0pa7:端口a輸入輸出線，一個(gè)8位的數(shù)據(jù)輸出鎖存器/緩沖器， 一個(gè)8位的數(shù)據(jù)輸入鎖存器。 (7) pb0pb7:端口b輸入輸出線，一個(gè)8位的i/o鎖存器， 一個(gè)8位的輸入輸出緩沖器。 (8) pc0pc7:端口c輸入輸出線，一個(gè)8位的數(shù)據(jù)輸出鎖存器/緩沖器， 一個(gè)8位的數(shù)據(jù)輸入緩沖器。端口c可以通過(guò)工作方式設(shè)定而分成2個(gè)4位

22、的端口， 每個(gè)4位的端口包含一個(gè)4位的鎖存器，分別與端口a和端口b配合使用，可作為控制信號(hào)輸出或狀態(tài)信號(hào)輸入端口。(9) a0,a1:地址選擇線,用來(lái)選擇8255的pa口,pb口,pc口和控制寄存器。當(dāng)a0=0,a1=0時(shí),pa口被選擇;當(dāng)a0=0,a1=1時(shí),pb口被選擇;當(dāng)a0=1,a1=0時(shí),pc口被選擇;當(dāng)a0=1.a1=1時(shí),控制寄存器被選擇。5.3 c8051f020系列單片機(jī)本系統(tǒng)的核心控制部件采用silicon laboratories公司生產(chǎn)的c8051f020單片機(jī)作為控制器。c8051f系列單片機(jī)是集成的混合信號(hào)片上系統(tǒng)(soc)，具有與mcs-51內(nèi)核及指令集完全兼容的

23、微控制器，除了具有標(biāo)準(zhǔn)8051的數(shù)字外設(shè)部件之外，片內(nèi)還集成的數(shù)據(jù)采集和控制系統(tǒng)中常用的模擬部件和其他數(shù)字外設(shè)及功能部件。c8051f系列單片機(jī)的功能部件包括模擬多路選擇器、可編程增益放大器、adc、dac、電壓比較器、電壓基準(zhǔn)、溫度傳感器、smbus/i2c、uart、spi、可編程計(jì)數(shù)器/定時(shí)器陣列(pca)、定時(shí)器、數(shù)字i/o端口、電源監(jiān)視器、看門狗定時(shí)器wdt和時(shí)鐘振蕩器等。c8051f020單片機(jī)是c8051f系列中一個(gè)比較有代表性的型號(hào)，該器件是完全集成的混合信號(hào)系統(tǒng)級(jí)scm芯片，具有64個(gè)數(shù)字i/o引腳。主要性能：(1) 高速、流水線結(jié)構(gòu)的8051兼容的mcs-51內(nèi)核(可達(dá)25

24、mips)。(2) 全速、非侵入式的在系統(tǒng)調(diào)試接口(片內(nèi))。(3) 真正12位、100ksps的8通道adc，帶pga和模擬多路開(kāi)關(guān)。(4) 真正8位、500ksps的adc，帶pga和8通道模擬多路開(kāi)關(guān)。(5) 兩個(gè)12位dac，具有可編程數(shù)據(jù)更新方式。(6) 64kb可在系統(tǒng)編程的flash存儲(chǔ)器。(7) 4352(4096+256)b的片內(nèi)ram。(8) 可尋址64kb地址空間的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器接口。(9) 硬件實(shí)現(xiàn)的spi、smbus/i2c和兩個(gè)uart串行接口。(10) 5個(gè)通用的16位定時(shí)器。(11) 具有5個(gè)捕捉/比較模塊的可編程計(jì)數(shù)/定時(shí)器陣列。c8051f系列單片機(jī)都可工作在

25、工業(yè)溫度范圍(-45+85)內(nèi)用2.73.6v的電壓工作。端口i/o、/rst和jtag引腳都容許5v的輸入信號(hào)電壓。c8051f020為100引腳tqfp封裝。6、軟件介紹6.1主程序main:mov wdtcn,#0deh ;禁止看門狗定時(shí)器mov wdtcn,#0adh mov xbr2, #40h ;使能交叉開(kāi)關(guān) lcall sysclk _init ;初始化系統(tǒng)時(shí)鐘lcall port _init ;交叉開(kāi)關(guān)和通用i/o口初始化lcall data _init ;數(shù)據(jù)初始化lcall int8255 ;8255初始化 mov eie2,#10h ;使能a/d中斷 mov p3if,#

26、00h mov amx0cf,#00h ;a/d初始化 mov amx0sl,#00h mov ref0cn,#03h mov adc0cf,#58h mov adc0cn,#0c0h setb ea orl adc0cn,#10h ;啟動(dòng)a/d轉(zhuǎn)換主程序中首先要進(jìn)行的是將看門狗定時(shí)器關(guān)掉，否則會(huì)影響程序的正常執(zhí)行。因?yàn)楸境绦蛑幸玫絘/d，所以要進(jìn)行中斷就必須在主程序中將a/d中斷使能，程序中要用到i/o口，所以需對(duì)交叉開(kāi)關(guān)和i/o口進(jìn)行初始化，i/o口輸出方式設(shè)置為推挽。又調(diào)用了數(shù)據(jù)初始化，子程序中對(duì)各個(gè)存儲(chǔ)單元和循環(huán)變量也進(jìn)行了初始化。單片機(jī)的工作需要一個(gè)精確的時(shí)鐘基準(zhǔn)，通過(guò)調(diào)用系統(tǒng)時(shí)鐘

27、的子程序來(lái)對(duì)系統(tǒng)時(shí)鐘進(jìn)行初始化，初始化為使用11.0592mhz晶體作為時(shí)鐘源，也同樣是調(diào)用子程序來(lái)實(shí)現(xiàn)，然后開(kāi)啟a/d轉(zhuǎn)換器進(jìn)行工作。6.2 鍵盤及顯示程序wait:mov dptr,#8001h /pb端口地址，位碼/ mov a,#00h movx dptr,a mov dptr,#8000h /pa端口地址，輸入/ movx a,dptr mov r2,a cjne r2,#0ffh,lop4 ajmp lop5 lop4:lcall keypad lop5:nop ret /鍵盤輸入程序/ keypad:cpl a anl a,#0fh mov 70h,a scan: mov dpt

28、r,#8001h /掃描位碼/ mov a,67h movx dptr,a mov dptr,#8000h movx a,dptr anl a,#0fh cjne a,#0fh,pp mov a,67h rl a mov 67h,a ajmp scan pp: mov a,67h /確認(rèn)是否有鍵按下/ mov 67h,#0feh anl a,#0fh cpl a anl a,#0fh mov 69h,a lcall translate mov a,68h mov r0,a inc r0 cjne r0,#73h,lop6 mov r0,#71h lop6:nop ret /數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換程序/ tr

29、anslate:lcall delay2 lcall delay2 mov dptr,#taba mov a,69h movc a,a+dptr mov 69h,a mov dptr,#tabb mov a,70h movc a,a+dptr clr c add a,69h clr c mov 68h,a mov 6ah,a leave:mov dptr,#tabc mov a,68h movc a,a+dptr mov 68h,a mov dptr,#tabd mov a,6ah movc a,a+dptr mov 6ah,a inc r6 mov a,r6 cjne a,#02h,lll

30、mov r6,#00h anl 6bh,#0f0h mov a,6bh orl a,6ah mov 6bh,a ajmp mmm lll: mov a,6ah swap a anl 6bh,#0fh orl a,6bh mov 6bh,a mmm: nop ret /顯示程序/ show: lcall wait mov dptr,#8001h mov a,r3 /掃描鍵盤行首地址/ movx dptr,a mov dptr,#8002h mov a,r1 movx dptr,a lcall delay1 mov a,r3 rl a mov r3,a cjne r3,#40h,lop1 mov

31、r3,#01h lop1: inc r1 cjne r1,#77h,show mov r1,#71h mov eie2,#12h ret sc:mov a,31h mov r4,#1ch mov r5,#01h next: clr c mov 7fh,r4 cjne a,7fh,yyy ajmp n yyy: jc n mov 31h,a mov a,r4 add a,#10h mov r4,a mov a,31h inc r5 cjne r5,#0fh,goon ajmp n goon:ajmp next n:mov dptr,#tabe /查表顯示/ mov a,r5 movc a,a+d

32、ptr mov 6ch,a swap a mov 6dh,a anl a,#0fh mov dptr,#tabc movc a,a+dptr mov 75h,a mov a,6ch anl a,#0fh mov dptr,#tabc movc a,a+dptr mov 76h,a ret此部分程序雖然看起來(lái)挺復(fù)雜，其實(shí)原理很簡(jiǎn)單。要想使溫度顯示在led上，將led初始化后，首先需要將溫度分別存入不同的單元里。我在這部分的設(shè)計(jì)思路是在led顯示當(dāng)前的溫度和設(shè)定溫度，通過(guò)設(shè)一個(gè)循環(huán)變量使第一次只顯示6個(gè)字符，而led能利用的是ascii值，所以需要將十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為ascii，通過(guò)變址尋址來(lái)取出6

33、個(gè)單元需要顯示的數(shù)，在經(jīng)過(guò)movc a,a+dptr將代碼字節(jié)存入累加器a中，因?yàn)閐ptr指向的是ascii表的首地址，這樣就可以完成轉(zhuǎn)換。每個(gè)數(shù)字對(duì)應(yīng)著不同的ascii值，溫度的顯示是6位的，所以ascii值只需列出能夠顯示0到9這十個(gè)數(shù)，在顯示完第一次后，通過(guò)進(jìn)行當(dāng)前顯示時(shí)間與所設(shè)的十六個(gè)分割溫度分別進(jìn)行比較，因?yàn)楸容^的語(yǔ)句過(guò)長(zhǎng)，而lop是短跳轉(zhuǎn)，所以在中間又插進(jìn)幾條語(yǔ)句，來(lái)進(jìn)行長(zhǎng)調(diào)轉(zhuǎn)來(lái)達(dá)到跳轉(zhuǎn)指令。如果當(dāng)前溫度與所設(shè)溫度相一致，便會(huì)將i/o置位，因?yàn)檩敵龇绞绞峭仆?，意味著置位后連接的發(fā)光二級(jí)管滅，即鈴響，同時(shí)會(huì)進(jìn)入第二次顯示程序，第二次八個(gè)字符顯示完成后從新跳回第一次顯示部分，而且這個(gè)顯

34、示程序的循環(huán)是死循環(huán)，然后進(jìn)行同樣過(guò)程直到當(dāng)前溫度與所設(shè)溫度不一致鈴?fù)ｍ?，直接跳回顯示程序，在顯示程序執(zhí)行時(shí)，不會(huì)影響中斷。7、元器件清單元件名稱封裝10kr6axial1.010kr1axial1.010kr3axial1.010kr5axial1.010kr4axial1.010ufc15rb.5/1.022ufc2rad0.1104c1rad0.1138u5dip16373u1dip41117u8sot2234148inm77805lmto-2208078u4dip208255u7dip408708u6dip-12batterybt1rad0.4c8051fu2lqfp-32dpy_7-

35、seg_dpds3smleddpy_7-seg_dpds2smleddpy_7-seg_dpds4smleddpy_7-seg_dpds?smledledd4diode0.4ledd1diode0.4ledd2diode0.4ledd3diode0.4ledd6diodetrtu3dip148、工作過(guò)程分析我所設(shè)計(jì)的空調(diào)控制器硬件部分主要有溫度采集傳感器應(yīng)用電路、制冷電路、加熱電路、指示燈電路、c8051f020單片機(jī)，以及單片機(jī)的復(fù)位和晶振電路。本次課程設(shè)計(jì)是以單片機(jī)為基礎(chǔ)的，通過(guò)外圍設(shè)備來(lái)搭建模擬空調(diào)控制器的實(shí)現(xiàn)電路，我們?cè)谑聦?shí)中是通過(guò)遙控器來(lái)調(diào)節(jié)空調(diào)器的溫度變化的，但在模擬中我們無(wú)法達(dá)到

36、一樣的效果，所以我用外部中斷來(lái)代替遙控器的作用，每當(dāng)中斷進(jìn)入時(shí)空調(diào)器可以切換一個(gè)工作模式，空調(diào)無(wú)疑是在冷時(shí)能增加溫度，而在溫度過(guò)高時(shí)能啟動(dòng)風(fēng)機(jī)來(lái)降溫。而我在此次設(shè)計(jì)中還用到了4個(gè)led燈，其中兩個(gè)為狀態(tài)模式燈，當(dāng)模式確定時(shí)此燈常亮，還有兩個(gè)為工作狀態(tài)燈，當(dāng)燈工作時(shí)表示這時(shí)處于工作狀態(tài)。外部中斷可以切換兩者。 當(dāng)然你所設(shè)定的溫度是通過(guò)外部鍵盤進(jìn)行輸入的，這些在主程序中會(huì)轉(zhuǎn)化成機(jī)器碼來(lái)識(shí)別，這樣省卻了轉(zhuǎn)化數(shù)制的麻煩，鍵盤直接相連的是顯示模塊，顯示采用4位led顯示，前兩位為設(shè)定值，后兩位為采集值，利用單片機(jī)本身的比較器來(lái)使兩者比較達(dá)到判斷結(jié)果的目的。小結(jié)時(shí)間過(guò)的很快，這次的課程設(shè)計(jì)馬上就接近尾聲了

37、，雖然這次給了兩周的時(shí)間對(duì)于身在其中的人來(lái)說(shuō)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，因?yàn)楦杏X(jué)還有好多沒(méi)有嘗試和完成的目的和項(xiàng)目，這讓我自己心理很不甘心。雖然有過(guò)多次的課設(shè)經(jīng)驗(yàn)但每次都有不同的體會(huì)，因?yàn)槲矣袑?duì)這些學(xué)科多了一些更深的認(rèn)識(shí)和了解。我們都是大四的學(xué)生了，有可能馬上面臨著畢業(yè)還面臨著工作，雖然有考研的機(jī)會(huì)但每個(gè)人有不同的想法，而大家的選擇是因人而易的，也許你能發(fā)現(xiàn)其中的不同，每個(gè)人的心態(tài)每個(gè)人動(dòng)作。往往在這次課程設(shè)計(jì)中有了很大的體現(xiàn)，而我也不乏其中之一，還有剛開(kāi)學(xué)時(shí)那種意氣風(fēng)發(fā)的不屑，慢慢的磨練著我的意志，在家時(shí)經(jīng)歷著小小的社會(huì)圈子，有時(shí)還會(huì)為受到不公平待遇而惱怒，其實(shí)社會(huì)就是這樣，沒(méi)有絕對(duì)的公平，人和人、事和事都是

38、不同的就像世界上沒(méi)有兩片相同的樹(shù)葉一樣，也許是我這次在家經(jīng)歷的比別人多一點(diǎn)吧，所以才會(huì)有如此的感受吧。無(wú)論是學(xué)生還是在社會(huì)有地位的人，他們都逃不過(guò)兩種結(jié)果：那就是成功或者失敗。像我們做的課程設(shè)計(jì)一樣。有的成功而有的卻是失敗的，這就是人與人的不同，有人會(huì)說(shuō)：是不是有的人笨呢？錯(cuò)。沒(méi)有人是笨的。我們都處于同一個(gè)起跑線上，盡管個(gè)子有高低不同而已。我們走過(guò)大一又學(xué)過(guò)大二剛剛邁過(guò)大三，迎來(lái)的是大四，就是所說(shuō)的準(zhǔn)畢業(yè)，但是我沒(méi)有辦法，因?yàn)槲覀兌甲哌^(guò)?？偸怯刑嗟母锌俏覀円鎸?duì)現(xiàn)在的現(xiàn)實(shí)，就是我們的學(xué)業(yè)和將來(lái)的就業(yè)，這才是我們應(yīng)該關(guān)心的問(wèn)題。我就是這樣分析我的未來(lái)的。人不同志不同，或許這就是我就是我的原因吧。課程設(shè)計(jì)結(jié)束了，但我們的路馬上開(kāi)始了。把握好吧！致謝參考文獻(xiàn)1 孫宏軍，張濤 智能儀器儀表.北京：清華大學(xué)出版社，20072 凌志浩 智能儀表原理與設(shè)計(jì)技術(shù).上海：華東理工大學(xué)出版社，20033 肖鳳明，于丹美的新型空調(diào)安裝維修培訓(xùn)教程.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20074 肖鳳明 空調(diào)器單片機(jī)控