大學本科畢業(yè)設計論文—空調(diào)控制系統(tǒng)

1、武漢交通職業(yè)學院武漢交通職業(yè)學院?？飘厴I(yè)論文（電子信息工程系）空調(diào)控制系統(tǒng)姓 名： 系 部： 電子信息工程系 專 業(yè)： 應 用 電 子 班 級：08應用電子（2）班學 號： 指導老師： 武 漢 交 通 職 業(yè) 學 院二零一零年十二月目 錄 摘要3第一章 前言4第二章 總體設計52.1背景2.2電路原理第三章 芯片介紹6 3.1 AT89C51芯片 3.2 ADCTLV1544芯片第四章 相關電路圖104.1 AD590溫度傳感器4.2 LED七段數(shù)碼管 4.3 按鍵 4.4 發(fā)光二極管第五章 程序設計及流程圖165.1 程序5.2 流程圖第六章 結論27【謝詞】28空調(diào)控制系統(tǒng)【摘要】近幾年，

2、變頻空調(diào)器成為當今房間空調(diào)器發(fā)展的方向,它通過變頻控制器調(diào)節(jié)壓縮機的轉速(頻率),實現(xiàn)了制冷(熱)量與房間熱(冷)負荷的自動匹配,具有調(diào)溫速度快, 低溫制熱效率好,溫度控制精度高,適用溫度、電壓范圍寬等優(yōu)點。特別是隨著變頻技術的發(fā)展，空調(diào)變頻從交流變頻轉到直流無刷電機、永磁同步電機變頻，因此變頻空調(diào)器無論是從使用電力電子器件，還是控制策略都廣泛地使用了當代的先進技術。隨著電子技術發(fā)展，特別是隨著大規(guī)模的集成電路的產(chǎn)生，給人們的是生活帶來了根本性質變化。微型計算機的出現(xiàn)使現(xiàn)代的科學研究得到質的飛躍，而單片機技術的出現(xiàn)則是給現(xiàn)代工業(yè)控制以及日常生活帶來了極大的方便，正是電子技術的發(fā)展推動了工業(yè)生產(chǎn)

3、及人們的日常生活水平?？照{(diào)控制系統(tǒng)是利用AT89C51、ADCTLV1544模數(shù)轉換器等芯片設計，同時利用AD590溫度傳感器采集溫度，并制做成的一個制冷、制熱、通風和自動運行的手空型空調(diào)控制器。在八段數(shù)碼管上顯示當前的運行狀態(tài)及其溫度顯示。關鍵詞：AT89C51 ADCTLV1544 AD590 第一章 前言電子技術的飛速發(fā)展，給人類的生活帶來了根本的的變革，特別是隨著大規(guī)模集成電路的產(chǎn)生而出現(xiàn)了微型計算機，更是將人類社會帶入了一個新的時代。利用微機的強大功能。人們可以完成各種各樣的控制。然而，微機造價高，對于大多數(shù)的工業(yè)控制來說，也并不需要微機那樣強大的功能，于是單片機就運用而生了。單片機

4、其實就是一個簡化的微機，將微機的CPU，存儲器，I/O接口。定時器/計數(shù)器等集成在一片芯片上就是單片機了，它主要用來完成各種控制功能。相對微機來說，單片機價格低，非常適合于應用在簡單 的控制場合以降低成本。另外，單片機是按照工業(yè)控制要求設計的，其可靠性很高，可在工業(yè)現(xiàn)場復雜的環(huán)境下運行。單片機依靠其高的可靠性和極高的性價比，在工業(yè)控制，數(shù)據(jù)采集，智能化儀表，家用電器等方面得到極為廣泛的應用?，F(xiàn)代工業(yè)設計，工程建設及日常生活中溫度控制都起著重要的作用，早期的溫度控制主要用于工廠時間生產(chǎn)中，能起到實時采集溫度數(shù)據(jù)，提高生產(chǎn)效率，產(chǎn)品質量之用。隨著人們生活質量的提高，現(xiàn)代社會中的溫度控制不僅應用在工

5、廠生產(chǎn)方面也應用于酒店，廠房以及家庭生活中，在有些應用中，如高精度的生產(chǎn)廠房，對溫度的要求極其嚴格，溫度的變化極有可能對生產(chǎn)的產(chǎn)品造成極大的影響。因此，這就需要一種能夠及時檢測溫度變化以及溫度變化的設備，提供溫度數(shù)據(jù)值，使人們對溫度的變化做及時的調(diào)整，多點溫度控制可根據(jù)人們不同的應用環(huán)境自行設置該環(huán)境的溫度值，及時反映生產(chǎn)，生活中溫度變化使人們能及時看到溫度變化的第一手資料，提示人們溫度變化情況，協(xié)助人們能及時的調(diào)整，起到溫度報警作用，使溫度控制更好的服務于社會生產(chǎn)，生活。溫度采集使用AD590溫度傳感器，其工作電壓可以從+4V到+30V范圍內(nèi)，檢測溫度范圍-55C150C的低溫傳感器，該溫度

6、傳感器具有非常高的線性輸出性能。利用ADCTLV1544模數(shù)轉換芯片進行模/數(shù)（A/D）轉換。第二章 總體設計2.1 背景為了方便人們的生活及生產(chǎn)，電子技術有了飛速的發(fā)展。特別是單片機技術的進步及其廣泛的應用，人們設計了各種各樣的電路來控制生產(chǎn)中的操作。2.2 電路原理采用AT89C51單片機芯片，通過P口與外圍電路相連接，外圍電路AD590轉換器，ADCTLV1544芯片分別與AT89C51的P2相關引腳相連接，LED顯示與AT89C51單片機P1口引腳連接驅動LED顯示工作。按鍵控制與AT89C51單片機的P0口相連接，狀態(tài)調(diào)整時用到的發(fā)光二極管顯示與單片機的P3口相連接。系統(tǒng)原理圖如下：

7、AT89C511ADCTL1544LED顯示按鍵狀態(tài)燈顯示AD590圖1第三章 芯片介紹31 AT89C51芯片 8951單片機有40個引腳，引腳圖如下：圖2電源引腳VCC（第40引腳）：接電源+5VGND （第20引腳）：接電源負極，即接地外接晶振引腳XTAL1（第19腳）：片內(nèi)反相放大器輸入端XTAL2（第18腳）：片內(nèi)反相放大器輸出端輸入輸出引腳P0.0P0.7（第3932腳）：P0口的8個引腳。P0口是一個漏極開路的8位雙向I/O口，每位驅動8個LSTTL負載。在訪問外部存儲器或進行I/O口擴展時，它分時作為低8位地址總線和雙向數(shù)據(jù)總線。P1.0P1.7（第1-8腳）：P1口的8個引腳

8、。P1口是一個8位的準雙向I/O口，每一位可直接驅動4個LSTTL負載。P2.0-P2.7（第2128腳）：P2口的8個引腳。P2口也是一個8位雙向I/O口，每一位可直接驅動4個LSTTL負載，在訪問外部存儲器時它作為高8位地址總線。P3.0P3.7（第10-17腳）：P3口8個引腳。P3口除作為普通8位準雙向I/O口外，還具有第二功能。P3.0 ：RXD（串行輸入口，串行通信時，信號由此輸入單片機）。 P3.1： TXD（串行輸出口，串行通信時，單片機由此把信號輸出）。P3.2：/INT0（外部中斷0輸入口）。P3.3：/INT1（外部中斷1輸入口）P3.4：T0（定時器0外部輸入口）P3.

9、5：T1（定時器1外部輸入口）P3.6；/WR（片外數(shù)據(jù)存儲器寫選通輸出口）P3.7：/RD（片外數(shù)據(jù)存儲器讀選通輸出口）控制引腳/PROG（第30引腳）：地址鎖存有效信號輸出端。/EA（第31腳）：外部程序存儲器選用端。/PSEN（第29腳）：程序存儲允許輸出端。RST（第9腳）：復位信號輸入端。存儲器結構分為程序存儲器（ROM）和數(shù)據(jù)存儲器（RAM）。片內(nèi)外統(tǒng)一編址64K字節(jié)的ROM，128（或256）字節(jié)的片內(nèi)的RAM和64K字節(jié)的片外RAM。P2.0-P2.7（第2128腳）：P2口的8個引腳。P2口也是一個8位雙向I/O口，每一位可直接驅動4個LSTTL負載，在訪問外部存儲器時它作為

10、高8位地址總線。P3.0P3.7（第10-17腳）：P3口8個引腳。P3口除作為普通8位準雙向I/O口外，還具有第二功能。P0.0P0.7（第3932腳）：P0口的8個引腳。P0口是一個漏極開路的8位準雙向I/O口，每位驅動8個LSTTL負載。在訪問外部存儲器或進行I/O口擴展時，它分時作為低8位地址總線和雙向數(shù)據(jù)總線。32 ADCTLV1544芯片引腳排列：D封裝的TLV1544的引腳排列如下圖：圖3引腳功能說明：DATA OUT ：輸出轉換的結果DATA IN： 通道號I/O CLK： 時鐘信號，上升沿（INV CLK為1），下降沿（INV CLK為0）EOC：轉換結束信號，A0A3：四路

11、模擬輸入通道CS：片選端，低電平有效。REF+、REF- ：接VCC 、GNDCSTART： 一般接VCC FS：一般接微處理器的VCCTLV1544是COMS10位開關電容逐次逼近（SAR）模擬數(shù)字（A/D）轉換器。每個器件具有芯片選擇、輸入輸出時鐘、數(shù)據(jù)輸入以及數(shù)據(jù)輸出，提供主微處理器的直接4線同步串行外設接口端口。除了高速轉換器和多種控制能力之外，器件還具有片內(nèi)11通道多路轉換器，它能在8個模擬輸入通道或三個內(nèi)部自測試電壓中任意選擇一個。A/D轉換結束時，轉換結束輸出變?yōu)楦唠娖揭灾甘巨D換已完成。TLV1544被設計成能工作于寬電源電壓范圍且具有極低的功耗。通過軟件編程的掉電方式和轉換速率

12、，節(jié)省功率的特性被進一步增強。轉換器把易于比率轉換的差分高阻抗基準輸入，定標，以及模擬電路與邏輯和電源噪聲相隔離特點組合在一起。開關電容設計允許在整個工作溫度范圍內(nèi)低誤差的轉換。TLV1544C具有四個模擬輸入通道，有D封裝可共使用，工作溫度范圍為0至70，TLV1544I可工作于-40至85的整個工業(yè)溫度范圍。特點：轉換時間小于或等于10us10位分辨率ADC可編程掉電方式：1u A2.7Vdc至5.5Vdc的寬范圍單電源工作0V至Vcc的模擬輸入范圍具有8個模擬輸入通道的內(nèi)置模擬多路轉換器轉換結束（EOC）標志固有的采樣-保持功能內(nèi)置自測試方式可編程電源與轉換速率擴展采樣轉換的異步啟動硬件

13、I/O時鐘相位調(diào)整輸入第四章 相關電路圖4.1 AD590溫度傳感器引言集成溫度傳感器實質上是一種半導體集成電路，它是利用晶體管的b-e結壓降的不飽和值VBE與熱力學溫度T和通過發(fā)射極電流I的下述關系實現(xiàn)對溫度的檢測：集成溫度傳感器具有線性好、精度適中、靈敏度高、體積小、使用方便等優(yōu)點，得到廣泛應用。集成溫度傳感器的輸出形式分為電壓輸出和電流輸出兩種。電壓輸出型的靈敏度一般為10mV/K，溫度0時輸出為0，溫度25時輸出2.982V。電流輸出型的靈敏度一般為1mA/K。AD590簡介AD590的主要特性如下：1、流過器件的電流（mA）等于器件所處環(huán)境的熱力學溫度（開爾文）度數(shù)，2、AD590的

14、測溫范圍為-55+150。3、AD590的電源電壓范圍為4V30V。電源電壓可在4V-6V范圍變化，電流變化1mA，相當于溫度變化1K。AD590可以承受44V正向電壓和20V反向電壓，因而器件反接也不會被損壞。4、輸出電阻為710MW。5、精度高。AD590共有I、J、K、L、M五檔，其中M檔精度最高，在-55+150范圍內(nèi)，非線性誤差為0.3?；緫秒娐罚簣D4（a）是AD590的封裝形式，圖4（b）是AD590用于測量熱力學溫度的基本應用電路。因為流過AD590的電流與熱力學溫度成正比，當電阻R1和電位器R2的電阻之和為1kW時，輸出電壓VO隨溫度的變化為1mV/K。但由于AD590的增

15、益有偏差，電阻也有誤差，因此應對電路進行調(diào)整。調(diào)整的方法為：把AD590放于冰水混合物中，調(diào)整電位器R2，使VO=273.2mV。或在室溫下(25)條件下調(diào)整電位器,使VO=273.2+25=298.2（mV）。但這樣調(diào)整只可保證在0或25附近有較高精度。AD590的應用電路圖：圖5 功能說明：第一步；先調(diào)AD590的可變電阻RP1。如以0C為參考值則對應使其電壓輸出為2.72V；如以25C為參考值，則對應為2.98V第二步：設RP2使0C時，OPA的輸出為2.73V-2.73V=0V，而25C時，OPA2的輸出為2.73V-2.98V =-0.25V（反相）（零位調(diào)整）。4.2 LED七段數(shù)

16、碼管常用7段數(shù)碼管LED顯示器，共陰極和共陽極結構如下圖：圖6LED顯示器是于發(fā)光二極管組成的，用來顯示特定的的顯示器。7段數(shù)碼管發(fā)光二極管使用靈活，簡單方便，當有電流通過時，相應的發(fā)光二極管就點亮；當電流消滅沒有電流時，發(fā)光二極管就滅。同樣。共陽極LED顯示器。就是將所有發(fā)光二極管的陽極接到一起，接到電源正極。這樣，當某個發(fā)光二極管的陰極加有低電平，該發(fā)光二極管即被點亮。通過a,b,c,d,e,f,g,dp各點和公共點的電位，就可以控制個發(fā)光二極管的亮暗，而不同的發(fā)光的亮暗組合就可以顯示不同的數(shù)字（dp點是來表示小數(shù)點，在顯示數(shù)字中不起作用）。比如，要顯示“3”，則只需點亮a,b,c,d,g

17、5個發(fā)光二極管，而其他均為暗，對于共陰極LED顯示器來說，就是在在這些引腳上輸入高電平即可。LED顯示器字符段碼表如下：示字符共陰極段碼共陽極段碼顯示字符共陰極段碼共陽極段碼0D7H28HC56HA9H181H7EHD(d)D7H28H25DHA2HEBEHA1H39DH62HF4EHB1H48BH74H_10HEFH59EH61H=18HE7H6DEH21H1CHE3H785H7AHL52HADH8DFH20HHCAH34H99FH60HC3H3CHACFH30H滅00HFFHB(b)DFH20H|雙向I/O口，每位驅動8個LSTTL負載。在訪問外部存儲器或進行I/O口擴展時，它分時作為低8

18、位地址總線和雙向數(shù)據(jù)總線。同樣。共陽極LED顯示器。就是將所有發(fā)光二極管的陽極接到一起，接到電源正極。這樣，當某個發(fā)光二極管的陰極加有低電平，該發(fā)光二極管即被點。4.3 按鍵用5只按鈕來分別作為啟動/關閉鍵、工作模式鍵、風速選擇鍵、溫度設定上升鍵和下降鍵。還設置一個復位鍵，按鍵的電路圖形如下：圖74.3 發(fā)光二極管用6只LED發(fā)光二極管來分別表示室內(nèi)風速的高、中、低三檔，壓縮機、室外風機和四通換向閥，發(fā)光二極管的電路圖如下：圖8第五章 程序設計與流程圖程序TEMPER_L EQU 29H ;用于 保存讀出溫度的低 8 位 TEMPER_H EQU 28H ;用于 保存讀出溫度的高 8 位 FL

19、AG EQU 38H ;是否 檢測到 DS 18B20 標志位 DAYU EQU 44H ;設溫 實溫 XIYU EQU 45H ;設溫 實溫 DEYU EQU 46H ;設溫 =實溫 GAOLE EQU 47H ;水溫 高于最高溫度 DILE EQU 48H ;水溫 低于最低溫度 A_bit EQU 79h ;數(shù)碼 管個位數(shù)存放內(nèi)存位置 B_bit EQU 7Ah ;數(shù)碼 管十位數(shù)存放內(nèi)存位置 C_BIT EQU 78H ;數(shù)碼 管小數(shù)存放內(nèi)存位置 ORG 0000H AJMP START ORG 0003H AJMP PITO ORG 0030H START: CLR P1.7 CLR P

20、1.3 CLR P1.5 SETB P1.6 MOV R4, #00H MOV SP, #60H ;確立堆棧區(qū) MOV PSW, #00H ; MOV R0, #20H ;RAM 區(qū)首地址 MOV R7, #60H ;RAM 區(qū)單元個數(shù) ML: MOV R0, #00H INC R0 DJNZ R7, ML CLR IT0 MAIN:LCALL GET_TEMPER ;調(diào)用讀溫度子程序 進行溫度顯示, LCALL DISPLAY ;調(diào)用數(shù)碼管顯示 子程序 JNB 00H, MAIN CLR 00H MOV A, 38H CJNE A, #00H, SS AJMP MAIN SS: LCALL

21、GET_TEMPER LCALL DISPLAY;調(diào)用 數(shù)碼管顯示子程序 LCALL BIJIAO LCALL XIAOYU LCALL JIXIAN JNB DEYU ,LOOP CLR P1.3 ;關加熱器 SETB P1.6 ;關 藍燈 SETB P0.7 ;關風扇 CLR DEYU LCALL GET_TEMPER LCALL DISPLAY AJMP TT2 LOOP:JNB DAYU ,TT CLR DAYU SETB P1.3 SETB P1.6 SETB P0.7 CLR P1.7 LCALL GET_TEMPER LCALL DISPLAY AJMP TT2 TT:JNB X

22、IYU, TT2 CLR XIYU CLR P0.7 CLR P1.6 CLR P1.3 CLR P1.7 LCALL GET_TEMPER LCALL DISPLAY TT2:MOV A, 29H CLR C CJNE A, 50H, JX MOV A , 30H CLR C CJNE A, 51H, JIA1 AJMP YS2 JIA1:JC JX MOV A, 51H MOV 52H, A ADD A, #2 MOV 52H, A CLR C MOV A, 30H CJNE A, 52H, JIA2 JIA2:JNC JXYS2:SETB P1.7 CLR P1.6 MOV R5, #2

23、0H YS:LCALL GET_TEMPER LCALL DISPLAY DJNZ R5, YS CLR P1.7 SETB P1.6 MOV R5, #20H YS1:LCALL GET_TEMPER LCALL DISPLAY DJNZ R5, YS1 YS3:SETB P1.7 CLR P1.6 MOV R5, #20H YS0:LCALL GET_TEMPER LCALL DISPLAY DJNZ R5, YS0 CLR P1.7 SETB P1.6 MOV R5, #20H YS01:LCALL GET_TEMPER LCALL DISPLAY DJNZ R5, YS01 YS4:S

24、ETB P1.7 CLR P1.6 MOV R5, #20H YS02:LCALL GET_TEMPER LCALL DISPLAY DJNZ R5, YS02 CLR P1.7 SETB P1.6 MOV R5, #20H YS03:LCALL GET_TEMPER LCALL DISPLAY DJNZ R5, YS03 JX: MOV A, 29H CJNE A, 31H, JX00 JX01:SETB P1.7 CLR C AJMP LAST JX00:JC JX01 CLR P1.7 CJNE A, JX02:SETB P1.7 CLR C AJMP LAST JX03:JNC JX0

25、2 CLR P1.7LAST:LCALL GET_TEMPER LCALL DISPLAY AJMP SS PITO: PUSH ACC PUSH PSW SETB RS0 CLR RS1 SET B 00H MAIN1: MOV R7 , #03H ;顯示位數(shù)為 2 位 MOV R0, #7AH MOV 78H, #00H MOV 79H, #00H MOV 7AH, #00H KK: LCALL DIR LCALL KEY1 LOOP1:CJNE A, #11, LOOP2 AJMP LAST0 LOOP2:CJNE A, #12, LOOP3 LJMP LAST3 LOOP3: CJNE

26、 A, #10, L4 MOV A, #00H L4: MOV R0, A LCALL DIR DEC R0 DJNZ R7, KK SETB 01H LAST0:JNB 01H, KK LOOP4:LCALL KEY1 CJNE A, #12, LOOP5 AJMP LAST3 LOOP5:CJNE A, #11, LOOP4 LAST1:LCALL DIR LCALL MUN LCALL JD LCALL BIJIAO LAST3:POP PSW POP ACC RETI ;*精度控制 子程序* * JD: PUSH ACC PUSH PSW CLR C MOV A, 38H MOV 50

27、H, A MOV A, 39H MOV 51H, A CJNE A, 29H, L001 L001:JC LAST02 ;設溫實溫,則跳出 MOV A, 29H MOV 41H, A MOV A, 38H CJNE A, #25, L002 L003:CLR C ;0 T25 SUBB A, 41H CJNE A, #3, L004 L005:MOV A, 30H ADD A, #5 ;0T25, 差值小于 3 度 DA A JNB ACC.4, L0051 ANL A, #0FH SETB C L0051:MOV 39H, A MOV A, 29H ADDC A, #1 MOV 38H, A

28、 AJMP LAST2 LAST02: AJMP LAST2 L004:JC L005 MOV A, 39H SUBB A, #0 DA A MOV 39H, A JNC L0041 DEC 38H L0041:MOV A, 38H SUBB A, #2 ;0T25, 差值大 于 3 度 MOV 38H, A AJMP LAST2 L002:JC L003 CJNE A, #50, L006 L007:CLR C ;25T5 0 SUBB A, 41H CJNE A, #3, L008 L009:MOV A, 30H ADD A, #1 DA A JNB ACC.4, L0091 ANL A,

29、 #0FH SETB C L0091:MOV 39H, A MOV A, 29H ADDC A, #1 MOV 38H, A AJMP LAST2 L008:JC L009 MOV A, 39H SUBB A, #0 MOV 39H, A MOV A, 38H SUBB A, #2 MOV 38H, A AJMP LAST2 L006:JC L007 CJNE A, #65, L010L011:CLR C SUBB A, 41H CJNE A, #3, L012 L013:MOV A, 30H ADD A, #2 JNB ACC.4, L00131 ANL A, #0FH SETB C L00

30、131:MOV 39H, A MOV A, 29H ADDC A, #1 MOV 38H, A AJMP LAST2 L012:JC L013 MOV A, 39H SUBB A, #0 MOV 39H, A MOV A, 38H SUBB A, #2 MOV 38H, A AJMP LAST2L010:JC L011 CJNE A, #90, L016 L017:CLR C SUBB A, 41H CJNE A, #2, L014 L015:MOV A, 30H ADD A, #0 JNB ACC.4, L00151 ANL A, #0FH SETB C L00151:MOV 39H, A

31、MOV A, 29H ADDC A, #1 MOV 38H, A AJMP LAST2 L014:JC L015 CLR C MOV A, 38H SUBB A, #1 MOV 38H, A AJMP LAST2 L016:JC L017LAST2:POP PSW POP ACC RET KEY1:LCALL KS1 ;鍵 掃描 JNZ LK1 LCALL DIR AJMP KEY1 LK1:LCALL DIR LCALL DIR LCALL KS1 JNZ LK2 LCALL DIR AJMP KEY1 LK2:MOV R2, #0FEH ;確定鍵值 MOV R4, #01H MOV A,

32、R2 LK4:MOV P0, A NOP MOV A, P0 JB ACC.3, LONE MOV A, #00H AJMP LKP LONE:JB ACC.4 , LTWO MOV A, #03H AJMP LKP LTWO:JB ACC.5, LTHR MOV A, #06H AJMP LKP LTHR:JB ACC.6, NEXT5 MOV A, #09H AJMP LKP NEXT5:INC R4 MOV A, R2 JNB ACC.2 ,KND RL A MOV R2, A AJMP LK4 KND:AJMP KEY1 LKP: ADD A, R4 PUSH ACC LK3:LCALL DIR LCALL KS1 JNZ LK3 POP ACC RET KS1: PUSH PSW MOV P0, #78H NOP MOV A, P0 ;判斷有無鍵按下 CPL A ANL A, #78H POP PSW RET ;