光伏變頻空調(diào)控制系統(tǒng)設(shè)計

1、光伏變頻空調(diào)控制系統(tǒng)設(shè)計摘要2013年初，氣象臺多次發(fā)布北京大霧黃色預(yù)警。隨著資源能源的嚴(yán)重短缺和全球范圍環(huán)境的日益惡化，環(huán)境保護和資源節(jié)約成為人們普遍關(guān)注的兩大社會熱點問題。然而，節(jié)能減排在緩解資源短缺固然起著重要作用，但是如果不及時調(diào)整源結(jié)構(gòu)，傳統(tǒng)的節(jié)約能源對解決全球的能源只是杯水車薪。我國家用電器的用電量占整個發(fā)電量的20.70%，而空調(diào)用電量又在家用電器中獨占鰲頭，因此光伏系統(tǒng)在日常電器，尤其是空調(diào)上的應(yīng)用有著非同尋常的意義。本次設(shè)計研究的是光伏變頻空調(diào)控制系統(tǒng)的設(shè)計，旨在小范圍內(nèi)應(yīng)用太陽能空調(diào)。鑒于條件限制，采取不并網(wǎng)，且9V太陽能6V蓄電池組合，對變頻空調(diào)壓縮機進行供電。電機變頻采

2、用89C51單片機根據(jù)DS18B20溫度傳感器采集到的溫度對三極管的通斷進行控制，改變電機電壓脈沖寬度，繼而達到改變電機轉(zhuǎn)速的目的。關(guān)鍵詞：能源，光伏，太陽能，變頻空調(diào)，DS18B20 The design of control system on solar inverter air conditioning AbstractAt the beginning of 2013, Beijing Meteorological Observatory has issued several yellow fog warnings. With the serious shortage of resou

3、rces and energy and the global environmental degradation, the protection of environmental and the conservation of resource have become two social issues of common concern. Energy-saving and emission reduction is playing an important role to alleviate the shortage of resources, however, if we not adj

4、ust the source structure in time, the traditional energy conservation to solve the shortage of the global energy is just as a drop in the bucket. China household electrical appliances consumption accounted for 20.70% of the entire generating capacity. In particularly, the electricity consumption of

5、air conditioning stands out in household appliances, so the application of the photovoltaic system on daily electrics, especially on the air conditioning, have a great significance.This study is on the design of the air conditioning control system of photovoltaic inverter, within a application of so

6、lar energy air conditioner in a small range .In view of conditions, take a combination 9V solar cell with 6V battery, with no grid, to supply power to the inverter air conditioner compressor. The motor adopts 89C51 MCU to control, according to the temperature from DS18B20 temperature sensor, to chan

7、ge the transistor on or off, then change the pulse width of motor voltage, and result to the change of motor speed.Keywords: energy, photovoltaic, solar energy, frequency conversion air conditioning, DS18B201 緒論1.1 課題研究背景和意義調(diào)查顯示，近一半家庭都有5件以上大功率家用電器。相比電視機，電腦，冰箱前三種電器，家庭空調(diào)擁有率只有2809。國際制冷學(xué)會最新調(diào)查報告顯示，目前全球所有

8、空調(diào)的耗電量占全球發(fā)電總量的15，占所有住宅和商用建筑能耗的451。由此可見，空調(diào)的耗電量十分驚人。盡管現(xiàn)在不同品牌空調(diào)采取變頻（即智能調(diào)速節(jié)電技術(shù)，SVE）節(jié)能方式，可以有效控制空調(diào)頻繁啟動，使其處于“工作”“待機”兩種狀態(tài)，但是空調(diào)耗電量大仍然困擾著生產(chǎn)廠家和消費者。特別是在當(dāng)前能源緊缺，資源匱乏的時代，只有改變能源結(jié)構(gòu)，才能從根本上解決這個問題。發(fā)達國家諸如世界上能源消費大國美國， 就采取許多辦法節(jié)約能源，如國會立法推動資源和能源的節(jié)約，制造商大力支持能源節(jié)約技術(shù)，能源結(jié)構(gòu)調(diào)整等等2。作為世界上最強大的發(fā)展中國家，由于資源能源分布的不平衡以及我國能源技術(shù)發(fā)展相對滯后，我國煤炭的使用比例（

9、70.0%）高于世界平均水平（29.4%）40多個百分點,而石油使用比例（17.8%）低于世界平均水平（34.8%）17個百分點，天然氣使用比例（3.9%）比世界平均水平低將近20個百分點；盡管如此一直以來我國我國在能源節(jié)約和能源結(jié)構(gòu)調(diào)整做著不懈努力，如2004年建成投產(chǎn)的西氣東送工程，2006年黑龍江啟動的北電南送有效緩解了我國能源供需不平衡的狀況。十二五”中國能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的目標(biāo)是:到2015年,煤炭在一次能源消費中的比重將從2009年的70%從上下降到63%左右,天然氣、水電與核能以及其他非化石能源(主要是風(fēng)能、太陽能和生物質(zhì)能)的電力消費比重將從目前的3.9%、7.5%和0.8%上升到8

10、.3%、9%和2.6%3。當(dāng)前世界各國都在改變能源消費結(jié)構(gòu)，逐步擺脫對石油和煤炭等常規(guī)能源的依賴，大力發(fā)展清潔綠色能源，走可持續(xù)發(fā)展道路?？照{(diào)行業(yè)面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，也迎來了新的發(fā)展機遇。作為清潔、綠色、可再生能源的代表，太陽能無疑是當(dāng)今世界新能源發(fā)展的寵兒4。在當(dāng)前全球能源資源匱乏的時代背景下，光伏變頻空調(diào)，能夠利用太陽能這種清潔，綠色和可再生的新能源，有著非凡的意義。第一，它能利用這種源源不斷，取之不盡用之不竭的一次能源，減少煤炭的消耗，緩解能源危機給人類帶來的能源危機5。第二，不并網(wǎng)的光伏變頻空調(diào)大規(guī)模的使用，在用電高峰時段和用電高峰季節(jié)很大程度上減小對電網(wǎng)的頻率和電壓的沖擊，并對節(jié)能減排

11、有重要意義61.2 課題研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢HYPERLINK /view/875579.htm t _blank太陽能電池板是通過吸收太陽光，將太陽輻射能通過光電效應(yīng)或者光化學(xué)效應(yīng)直接或間接轉(zhuǎn)換成電能的裝置，大部分太陽能電池板的主要材料為“HYPERLINK /view/4748.htm t _blank硅”。目前太陽能發(fā)電主要有兩種形式：光-電和光-熱-電。光電效應(yīng)（Photoelectric effect）指光照射到某些HYPERLINK /view/35675.htm t _blank物質(zhì)上，引起物質(zhì)的電性質(zhì)發(fā)生變化，是將光直接轉(zhuǎn)化為熱的方式。另一種太陽能發(fā)電方式是光-熱-電，通過利用太

12、陽輻射產(chǎn)生的熱能發(fā)電，一般是由太陽能集熱器將所吸收的熱能轉(zhuǎn)換成工質(zhì)的蒸氣，再驅(qū)動汽輪機發(fā)電。當(dāng)前太陽能電池主要采用的是光伏發(fā)電，其原理與光電效應(yīng)類似，是一個半導(dǎo)體光電二極管，當(dāng)太陽光照到光電二極管上時，光電二極管就會把太陽的光能變成電能，產(chǎn)生電流。當(dāng)許多個電池串聯(lián)或并聯(lián)起來就可以成為有比較大的輸出功率的太陽能電池方陣了。為緩解全球范圍內(nèi)的能源危機，各國政府都在積極地推廣節(jié)能降耗技術(shù)，定頻空調(diào)器由于其運行效率低下正在逐漸退出市場，變頻空調(diào)以其高效、節(jié)能和舒適性好等優(yōu)點成為今后的發(fā)展趨勢。變頻空調(diào)器是通過內(nèi)置的變頻器改變頻率，從而控制空調(diào)器壓縮機的轉(zhuǎn)速，使壓縮機轉(zhuǎn)速連續(xù)變化，實現(xiàn)壓縮機能量的無級調(diào)

13、節(jié)7。變頻空調(diào)較定頻空調(diào)有以下優(yōu)點：（1）壓縮機能夠?qū)崿F(xiàn)無級調(diào)速，調(diào)速范圍大，工作效率高，節(jié)能省電；（2）起動平滑，降低了電機起動時的大電流沖擊，延長了壓縮機的壽命；（3）采用數(shù)字控制技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)較為齊全的系統(tǒng)保護功能；（4）起動迅速，能夠在較短的時間內(nèi)達到最佳工作狀態(tài)；（5）具有多種工作方式如制冷、制熱、除濕等8。變頻空調(diào)又分為直流和交流變頻空調(diào)。直流變頻空調(diào)采用無刷直流電機的壓縮機，較交流變頻空調(diào)具有以下優(yōu)點：（1）高效節(jié)能。采用數(shù)字直流渦旋壓縮機，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，大大提高整機效率，比交流變頻更高效、省電、節(jié)能。（2）噪音低。（3）整機系統(tǒng)安全可靠9。太陽能光伏空調(diào)分為獨立光伏空調(diào)和并網(wǎng)光伏空

14、調(diào)，其模式有太陽能家用交流電混合供電模式，太陽能蓄電池家用交流電耦合供電模式，太陽能蓄電池耦合供電模式，太陽能蓄電池并網(wǎng)發(fā)電式模式10。為了充分利用儲量巨大、不受地域限制、清潔的太陽能，各國都進行了相應(yīng)的規(guī)劃，如日本的“陽光計劃”，美國的“百萬屋頂計劃”，德國的“10萬屋頂發(fā)電計劃”以及我國的“光明工程”計劃等。目前，太陽能光伏的利用主要集中在LED燈上，在家電上的應(yīng)用還處在實驗室研究階段，相應(yīng)的批量化生產(chǎn)的產(chǎn)品比較匱乏。因此，隨著太陽能光伏技術(shù)的成熟11，在空調(diào)器、電視機、電話、冰箱、換氣扇等家電上的應(yīng)用前景非常廣闊。70年代后期，世界各國對太陽能利用的研究蓬勃發(fā)展，太陽能空調(diào)技術(shù)也隨之出現(xiàn)

15、。隨著太陽能制冷空調(diào)關(guān)鍵技術(shù)的成熟，特別在太陽能集熱器和制冷機方面取得了迅猛發(fā)展12，太陽能空調(diào)也得到了快速發(fā)展。九十年代真空管集熱器和嗅化鏗吸收式制冷機大量進入了市場。目前也有將光伏空調(diào)應(yīng)用于汽車。日本三菱化學(xué)公司，ICL 股份有限公司，弗呂霍夫有限公司合作開發(fā)了名為 i-Cool Solar 的卡車用光伏空調(diào)，使用三菱化學(xué)公司生產(chǎn)的薄膜光伏電池，在汽車運行時為蓄電池充電，汽車停止時仍可以驅(qū)動空調(diào)13。綜上所述，光伏太陽能直流變頻空調(diào)既節(jié)約了能源，還不使用破壞大氣層的氟里昂等有害物質(zhì)，是名副其實的綠色空調(diào)，在節(jié)能和環(huán)保方面有很大的發(fā)展?jié)摿?。從太陽能空調(diào)的特性和技術(shù)特點看，加之2013年全國兩

16、會對“太陽能光伏提案看點”14,尚未在我國成熟的太陽能直流變頻空調(diào)技術(shù)有更加廣闊的應(yīng)用前景。2 光伏變頻空調(diào)控制系統(tǒng)的總體設(shè)計本次設(shè)計目的是將太陽能電池板提供的有限且時變的受限功率，通過電能變換技術(shù)，不并網(wǎng)，直接應(yīng)用于驅(qū)動恒轉(zhuǎn)矩負載特性的空調(diào)壓縮機，達到空調(diào)制冷。因此設(shè)計包括電源模塊，溫度顯示模塊，PWM控制電機轉(zhuǎn)動模塊15，過流保護模塊。2.1 設(shè)計方案選定2.1.1 電源模塊太陽能電池的主要參數(shù)有空載電壓，短路電流，轉(zhuǎn)換效率，工作電壓，工作電流。太陽能電池的功率是空載電壓與短路電流的乘積，即P=UI，P的單位是瓦（W）,U的單位是伏特（V）,電流的單位是安培（A）。工作電流一般為短路電流的

17、80%-90%，工作電壓一般為空載電壓的80%-90%。轉(zhuǎn)換效率指在外部回路上連接上最佳負載電阻時的最大能量轉(zhuǎn)換，等于太陽能電池的輸出功率與照射到太陽能電池板上表面的能量比值。蓄電池也稱電瓶，主要參數(shù)有電壓，電池容量，充電、放電電流。常見電壓有3V,6V，12V,36V等。一般電源設(shè)備的容量用KVA或者KW來表示，密封的鉛蓄電池選用AH表示其容量更準(zhǔn)確，小電池則采用mAH表示，常見的容量有4AH,6AH,12AH，20AH,40AH等。最佳充放電電流一般按照10小時充放電時間計算。比如，10AH的蓄電池，其充放電的最佳電流都為1A；7AH的蓄電池，其充放電的最佳電流都為700mA。充放電電流過

18、大都會影響蓄電池的使用壽命16。設(shè)計題目要求使用太陽能電池板作為空調(diào)的電源，且不并網(wǎng)，直接向空調(diào)供電。若向傳統(tǒng)變頻空調(diào)那樣采用交-直-交或交-直電壓變換方式，則首先要將太陽能電池的直流電轉(zhuǎn)化為交流電，能耗又將增加。其次，逆變，整流又會使電路復(fù)雜，成本增加。按照太陽能電池板與蓄電池的匹配原則，6V蓄電池需要8-9V太陽能電池板為其充電?？紤]以上因素，本次設(shè)計使用9V太陽能電池板6V蓄電池組合方式。2.1.2 溫度顯示模塊溫度采集使用溫度傳感器DS18B20，溫度顯示有數(shù)碼管顯示LED和液晶LCD顯示兩種。由于LED具有亮度高，低功耗，可視角度大，刷新速度快等優(yōu)勢，設(shè)計采取2個7段共陰極數(shù)碼管顯示

19、。2.1.3 PWM控制電機模塊蓄電池的電壓為6V，采取電阻分壓法來得到5V的電壓，一部分給所有VCC供電，一部分通過三極管給電機供電。電路中采用控制一個MOS管和二極管組合開斷的方式給電機提供方波電壓，從而控制電機的轉(zhuǎn)速。2.1.4 電機保護模塊對于小型電機，裝設(shè)過電流保護，防止電機短路瞬時大電流造成電機的損壞。對于直流電機，峰值電壓等于其高電平電壓值，因此可以采用峰值保護電路對電機進行過電流保護。本設(shè)計采用5V電壓，電壓較低，而且過電壓時必然過電流，考慮到過電壓保護又將增加成本，因此設(shè)計省去不必要的過電壓保護。2.2 總體設(shè)計在本次設(shè)計中，利用溫度傳感器DS18B20采集室內(nèi)空氣溫度，將所

20、采集到的溫度通過數(shù)碼管顯示（精確到度），同時用溫度控制脈沖電壓的寬度，從而改變電機兩端的平均電壓，達到通過溫度改變脈沖電壓寬度繼而控制電機轉(zhuǎn)速的目地，即變頻。9V太陽能電池板收集太陽能，并通過6V蓄電池向系統(tǒng)供電。白天陽光相對充足，將多余的電能儲存，在夜間或者光線不足時向系統(tǒng)供電，在不并網(wǎng)的條件下盡量保證電機的工作電壓。整體設(shè)計框架見圖2.1。圖2.1 整體設(shè)計框圖3 硬件設(shè)計說明3.1 部分元器件簡介3.1.1 AT89C51芯片89C51單片機由CPU，存儲器和I/O接口組成，包括2個16位定時器/計數(shù)器，5個中斷源、2個中斷優(yōu)先級的中斷系統(tǒng)，一個全雙工串行口UART，4個8位并行I/O口

21、。CPU是計算機的核心，是單片機的控制和指揮中心，包括運算器和控制器。單在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護性上有明顯的優(yōu)勢，因而易學(xué)易用兩個8位暫存器TMP1和TMP2、8位累加器、寄存器B和程序狀態(tài)寄存器PSW。存儲器包括程序存儲器Flash ROM和數(shù)據(jù)存儲器RAM。程序存儲器用于存放程序和表格常數(shù)；數(shù)據(jù)存儲器用于存放運算的中間結(jié)果、數(shù)據(jù)暫存以及數(shù)據(jù)緩沖。89C51有2個串行通訊口和4個并行口。4個8位并行口（即P0-P3）與外部交換信息，是準(zhǔn)雙向口，每個各有8條I/O線，均可輸入/輸出。2個可編程的串行口（RXD、TXD）可與外界實現(xiàn)串行通信17。89C51的結(jié)構(gòu)框圖和DIP封裝引腳圖分別

22、見圖3.1和圖3.2。 圖3.1 89C51的結(jié)構(gòu)框圖 圖3.2 89C51引腳圖3.1.2 1位七段數(shù)碼顯示管LED是發(fā)光二極管Light Emiting Diode的縮寫。LED數(shù)碼管里面有8只發(fā)光二極管，分別記作a、b、c、d、e、f、g、dp,其中dp為小數(shù)點。每只二極管有一根電極連到外部引腳上，而另一只也連到一起也連接到引腳外部COM端。不同型號的數(shù)碼管引腳會有所不同。圖3.3為數(shù)碼管的引腳圖和共陰極、共陽極的顯示原理。市面上常見的LED數(shù)碼管有兩種，共陰極與共陽極。共陽極COM端接VCC數(shù)碼管點亮，共陰極COM端接GND數(shù)碼管點亮，下面舉例說明數(shù)碼管的工作原理。比如顯示數(shù)字1，只需

23、將共陰極數(shù)碼管b、c置1，或?qū)⒐碴枠O數(shù)碼管b、c置0。數(shù)碼管顯示工作方式包括靜態(tài)顯示和動態(tài)顯示。靜態(tài)驅(qū)動的特點是每個數(shù)碼管的段選必須接一個8位數(shù)據(jù)線來保持顯示的字形碼。動態(tài)驅(qū)動是將所有數(shù)碼管的段選線并連在一起，有位選線決定哪一位數(shù)碼管有效。靜態(tài)顯示占用CPU時間短，但占用較多端口。動態(tài)顯示占用端口少，功耗低。圖3.3 數(shù)碼管的引腳圖和共陰極、共陽極的顯示原理3.1.3 DS18B20溫度傳感器DS18B20溫度傳感器是美國Dallas半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的總線式智能數(shù)字溫度傳感器。DS18B20可根據(jù)實際需要通過簡單編程實現(xiàn)912位分辨率數(shù)字值讀數(shù)方式，其工作電源既可采用遠端引入方式，也可采用寄生電

24、源方式產(chǎn)生。多個DS18B20可以并聯(lián)到3根或者2根線上，CPU只需一根端口線就能與諸多DS18B20通信，比如多點溫度的測量就可將數(shù)個DQ端并聯(lián)接到一個CPU端口。DS18B20引腳排列及定義如圖3.4。圖3.4 DS18B20的TQ-92封裝3.1.4 74LS16474LS164是8位移位寄存器，串行輸入，并行輸出，可用來驅(qū)動數(shù)碼管。如圖3.5(a)為74LS164的引腳圖，（b）為74LS164的封裝圖。其中，A、B是串行輸入口，Q0-Q7是并行輸出口。CLK和CP對應(yīng)，是時鐘輸入端。和對應(yīng)，是同步清除輸入端，低電平有效。 （a）引腳圖 （b）封裝圖圖3.5 74LS164的引腳與封裝

25、3.2 功能電路介紹3.2.1 89C51復(fù)位電路復(fù)位是指是程序的指針指向地址0，每個程序都從地址0開始執(zhí)行，即復(fù)位是讓程序從頭執(zhí)行。常見復(fù)位電路（圖3.6）有兩種：上電自動復(fù)位和手動復(fù)位。自動復(fù)位是加電瞬間電容通過充電來實現(xiàn)。手動復(fù)位是指接通一按鈕開關(guān)，使單片機處于復(fù)位狀態(tài)。設(shè)計采用上電自動復(fù)位電路。 a晶振頻率=6MHz b晶振頻率=12MHz圖3.6 上電自動復(fù)位電路復(fù)位電路非常重要，通常，一個單片機系統(tǒng)能否正常運行，首先要檢查是否能夠復(fù)位成功。3.2.2 時鐘電路圖3.7 89C51的時鐘電路3.2.3 溫度采集（顯示）電路本次設(shè)計中采用2片74LS164驅(qū)動兩個數(shù)碼管，用溫度傳感器D

26、S18B20收集室內(nèi)溫度18。DS18B20可提供9位溫度讀數(shù)寄存器，有三個引腳，電路連接簡單，只需將VCC接電路板VCC端，接地端接地,DQ端與單片機芯片89C51連接，實現(xiàn)通訊19。單片機驅(qū)動LED數(shù)碼管的方法很多，按顯示方式可以分為動態(tài)顯示和靜態(tài)顯示；按譯碼方式可以分為硬件譯碼和軟件譯碼。由于74LS164沒有數(shù)據(jù)鎖存端，因此在數(shù)據(jù)傳送過程中，數(shù)碼管有閃動現(xiàn)象，且驅(qū)動位數(shù)越多，數(shù)碼管閃電越明顯。為消除這種閃動現(xiàn)象，可以在電路中增加一個PNP三極管通過控制其接地端在數(shù)據(jù)傳輸過程中關(guān)斷三極管使數(shù)碼管斷電而不顯示；而在數(shù)據(jù)傳輸完畢后開通三極管使數(shù)碼管得電后立即導(dǎo)通。這樣驅(qū)動數(shù)碼管的方法有效消除

27、了數(shù)據(jù)傳輸過程中的抖動現(xiàn)象20。圖3.8 溫度采集電路3.2.4 PWM電機控制電路PWM是英文Pulse Width Modulation(脈沖寬度調(diào)制)縮寫，按一定規(guī)律改變脈沖列的脈沖寬度，以調(diào)節(jié)輸出量和波形的一種調(diào)制方式。PWM是利用微處理器的數(shù)字輸出來對模擬電路進行控制的一種非常有效的技術(shù)，廣泛應(yīng)用在從測量、通信到功率控制與變換的許多領(lǐng)域中。本設(shè)計中通過程序，根據(jù)采集到的溫度對P1.0輸入信號的控制，當(dāng)室內(nèi)溫度在1626，室內(nèi)溫度較為適宜，空調(diào)壓縮機以一個較低的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動，減少頻繁啟動對壓縮機的電流沖擊；當(dāng)室內(nèi)溫度在26以上時，室內(nèi)溫度較高，電機壓縮機隨溫度升高轉(zhuǎn)速加快，以達到一個較好的

28、制冷效果。二極管與MOS管反接并聯(lián)用來防止MOS管燒壞21。圖3.9 PWM控制 圖3.10 電機控制電路 圖3.11 分壓法得到VCC3.2.5 過電流保護設(shè)計過電流保護旨在保護在外電壓過大或者電機短路時大電流對電機的沖擊和燒壞22。電機正極接Q2的柵極（門極），當(dāng)電機短路時，電機正極電壓幾乎為0，Q2的UBE 0.7V，且?guī)缀鯙?，因而源極與柵極PN結(jié)不導(dǎo)通，同樣的，UB二極管導(dǎo)通電壓，因而二極管發(fā)光。當(dāng)電機正常工作時，電機正極電壓0.7V，因而源極與柵極PN結(jié)導(dǎo)通，而源極電壓漏極電壓，柵極與漏極PN結(jié)導(dǎo)通，Q2與R3連接點電壓幾乎為0，R2,R3與C5組成的回路電壓也較低，按串聯(lián)電路分壓

29、計算，UD20，因而D2不能發(fā)光。過電流保護電路見圖3.12。簡而言之，當(dāng)電機短路時D2亮；當(dāng)電機正常工作時，D2滅。圖3.12 過電流保護電路4 軟件設(shè)計說明4.1 軟件設(shè)計說明設(shè)計中過電流保護采用硬件保護，溫度采集，溫度顯示以及電機控制信號均采用軟件設(shè)計23。4.2 軟件設(shè)計流程圖 圖4.1 主程序流程圖 圖4.2 溫度采集顯示流程圖5 設(shè)計與仿真5.1 PROTEUS使用簡介圖5.1 元件搜索圖5.2 電源接地放置圖5.3 線或地線放置5.2 仿真過程和結(jié)果5.2.1 KEIL程序燒入點擊菜單欄File|New新建文件，點擊Project|New Project新建工程，保存文件（C語言

30、編寫保存為.c，匯編語言保存為.asm）。點擊Source Group添加工程，將保存的.c或者.asm添加進來，點擊編譯文件，查找并改正錯誤24。點擊Project|Options for GroupSource Group 1打開對話框，點擊第三個Output,在Creat HEX File前面打勾，點擊確定，下載文件，生成HEX文件。在PROTEUS雙擊89C51，打開元件編輯對話框，Program File點擊將HEX文件添加進去25。程序見附錄A。5.2.2 仿真結(jié)果設(shè)計中所編程序在1626（不包括26），電機低速轉(zhuǎn)動，故采集了20，26兩組數(shù)據(jù)；在2638（不包括38），電機隨溫度

31、升高轉(zhuǎn)速加快，且故采集30，37兩組數(shù)據(jù)；在38及其以上保持最大轉(zhuǎn)速，采集數(shù)據(jù)4026。圖5.4 20仿真結(jié)果圖5.4 26仿真結(jié)果圖5.4 30仿真結(jié)果圖5.4 37仿真結(jié)果圖5.4 40仿真結(jié)果圖5.5 32仿真結(jié)果圖5.6 32短路仿真結(jié)果6 PCB版圖與控制系統(tǒng)實物制作6.1 PROTEL結(jié)構(gòu)圖繪制6.1.1 設(shè)計圖紙大小在菜單欄設(shè)計|選項或者單擊右鍵文檔選項中進行圖紙大小，系統(tǒng)默認為B圖紙，可根據(jù)實際原理圖大小選擇，本次設(shè)計中選擇A4圖紙27。圖6.1 圖紙選擇6.1.2 添加、創(chuàng)建元件庫圖6.2 添加元件庫圖6.3 新建原理圖元件庫此外，在protel SCH的繪制過程中，往往有些

32、元件不再元件庫中，可以下載一個比較完善的元件庫，也可以自己創(chuàng)建一個新的元件庫，將設(shè)計中沒有的元件加入到自己創(chuàng)建的庫中，使用起來會比較方便。6.1.3 元件的創(chuàng)建在自建的元件庫中可以畫設(shè)計中沒有的元件，具體見圖6.428。（a）打開元件編輯界面（b）編輯元件圖6.4 創(chuàng)建新元件6.1.4 整體電路整體電路見附錄B。6.2 PROTEL PCB版生成（繪制）6.2.1 元件的封裝Protel由結(jié)構(gòu)圖生成PCB版圖，所有元件必須進行封裝。元件的封裝可以點擊右鍵進行設(shè)置，如圖6.5。另外，對封裝庫里沒有的元件，我們可以自己畫封裝，或者修改元件庫里的封裝，見圖6.6。常見的封裝見表6.129。圖6.5

33、元件添加封裝圖6.6 修改的DIP12四位數(shù)碼管的封裝表6.1 設(shè)計中使用的封裝6.2.2 SCH圖生成PCB圖由原理圖SCH生成PCB版圖有兩種方法，一是生成網(wǎng)絡(luò)表，即設(shè)計|生成網(wǎng)絡(luò)表（圖6.7），然后在PCB版圖界面中在KeepOutLayer層畫出禁止布線區(qū)域，選擇設(shè)計|裝入網(wǎng)絡(luò)將已經(jīng)生成的網(wǎng)絡(luò)表裝入PCB圖中，見圖6.8。 圖6.7 生成網(wǎng)絡(luò)表 圖6.8 裝入網(wǎng)絡(luò)表6.2.3 PCB圖的布局在protel中，往往先排好元件，然后自動布線即自動布線|全部|ROUTE ALL，最后手動調(diào)整。自動布線規(guī)則設(shè)置見6.930。圖6.9 自動布線線寬設(shè)置6.2.4 PCB版圖PCB版圖見附錄C。6

34、.3 實物制作6.3.1 電路板的打樣圖6.1 打樣好的板子6.3.2 元件的焊接圖6.2 焊接元件后板子7 總結(jié)本次設(shè)計完成了溫度采集與收集，LED數(shù)碼管顯示和電機的PWM控制電機轉(zhuǎn)速。74LS164移位寄存器有鬼影現(xiàn)象，加入消隱電路效果會更佳。鑒于條件限制，設(shè)計中電源采用5V,而在汽車、列車等使用的空調(diào)，電源電壓一般為24V。而一般空調(diào)有溫度設(shè)置按鍵，可以根據(jù)需要設(shè)定工作溫度。另外，實際應(yīng)用的保護電路較為齊全，如過壓，延時啟動等，由于設(shè)計中電壓較低，因此沒有涉及。在當(dāng)前時代背景下，光伏太陽能空調(diào)的設(shè)計的研究，特別在汽車等光線充足的環(huán)境下，是未來空調(diào)發(fā)展的必然趨勢。我們即將畢業(yè)走向社會，會對光伏太陽能空調(diào)有更多認識和了解，日后也會將設(shè)計更加貼近生活，貼近實際，貼近應(yīng)用。附錄A 控制程序#include#include #define uchar unsigned char #define uint unsigned int sbit load =P34;sbit load