大学本科毕业设计论文—空调控制系统

1、武汉交通职业学院武汉交通职业学院专科毕业论文（电子信息工程系）空调控制系统姓 名： 系 部： 电子信息工程系 专 业： 应 用 电 子 班 级：08应用电子（2）班学 号： 指导老师： 武 汉 交 通 职 业 学 院二零一零年十二月目 录 摘要3第一章 前言4第二章 总体设计52.1背景2.2电路原理第三章 芯片介绍6 3.1 AT89C51芯片 3.2 ADCTLV1544芯片第四章 相关电路图104.1 AD590温度传感器4.2 LED七段数码管 4.3 按键 4.4 发光二极管第五章 程序设计及流程图165.1 程序5.2 流程图第六章 结论27【谢词】28空调控制系统【摘要】近几年，

2、变频空调器成为当今房间空调器发展的方向,它通过变频控制器调节压缩机的转速(频率),实现了制冷(热)量与房间热(冷)负荷的自动匹配,具有调温速度快, 低温制热效率好,温度控制精度高,适用温度、电压范围宽等优点。特别是随着变频技术的发展，空调变频从交流变频转到直流无刷电机、永磁同步电机变频，因此变频空调器无论是从使用电力电子器件，还是控制策略都广泛地使用了当代的先进技术。随着电子技术发展，特别是随着大规模的集成电路的产生，给人们的是生活带来了根本性质变化。微型计算机的出现使现代的科学研究得到质的飞跃，而单片机技术的出现则是给现代工业控制以及日常生活带来了极大的方便，正是电子技术的发展推动了工业生产

3、及人们的日常生活水平。空调控制系统是利用AT89C51、ADCTLV1544模数转换器等芯片设计，同时利用AD590温度传感器采集温度，并制做成的一个制冷、制热、通风和自动运行的手空型空调控制器。在八段数码管上显示当前的运行状态及其温度显示。关键词：AT89C51 ADCTLV1544 AD590 第一章 前言电子技术的飞速发展，给人类的生活带来了根本的的变革，特别是随着大规模集成电路的产生而出现了微型计算机，更是将人类社会带入了一个新的时代。利用微机的强大功能。人们可以完成各种各样的控制。然而，微机造价高，对于大多数的工业控制来说，也并不需要微机那样强大的功能，于是单片机就运用而生了。单片机

4、其实就是一个简化的微机，将微机的CPU，存储器，I/O接口。定时器/计数器等集成在一片芯片上就是单片机了，它主要用来完成各种控制功能。相对微机来说，单片机价格低，非常适合于应用在简单 的控制场合以降低成本。另外，单片机是按照工业控制要求设计的，其可靠性很高，可在工业现场复杂的环境下运行。单片机依靠其高的可靠性和极高的性价比，在工业控制，数据采集，智能化仪表，家用电器等方面得到极为广泛的应用。现代工业设计，工程建设及日常生活中温度控制都起着重要的作用，早期的温度控制主要用于工厂时间生产中，能起到实时采集温度数据，提高生产效率，产品质量之用。随着人们生活质量的提高，现代社会中的温度控制不仅应用在工

5、厂生产方面也应用于酒店，厂房以及家庭生活中，在有些应用中，如高精度的生产厂房，对温度的要求极其严格，温度的变化极有可能对生产的产品造成极大的影响。因此，这就需要一种能够及时检测温度变化以及温度变化的设备，提供温度数据值，使人们对温度的变化做及时的调整，多点温度控制可根据人们不同的应用环境自行设置该环境的温度值，及时反映生产，生活中温度变化使人们能及时看到温度变化的第一手资料，提示人们温度变化情况，协助人们能及时的调整，起到温度报警作用，使温度控制更好的服务于社会生产，生活。温度采集使用AD590温度传感器，其工作电压可以从+4V到+30V范围内，检测温度范围-55·C150·

6、;C的低温传感器，该温度传感器具有非常高的线性输出性能。利用ADCTLV1544模数转换芯片进行模/数（A/D）转换。第二章 总体设计2.1 背景为了方便人们的生活及生产，电子技术有了飞速的发展。特别是单片机技术的进步及其广泛的应用，人们设计了各种各样的电路来控制生产中的操作。2.2 电路原理采用AT89C51单片机芯片，通过P口与外围电路相连接，外围电路AD590转换器，ADCTLV1544芯片分别与AT89C51的P2相关引脚相连接，LED显示与AT89C51单片机P1口引脚连接驱动LED显示工作。按键控制与AT89C51单片机的P0口相连接，状态调整时用到的发光二极管显示与单片机的P3口

7、相连接。系统原理图如下：AT89C511ADCTL1544LED显示按键状态灯显示AD590图1第三章 芯片介绍31 AT89C51芯片 8951单片机有40个引脚，引脚图如下：图2电源引脚VCC（第40引脚）：接电源+5VGND （第20引脚）：接电源负极，即接地外接晶振引脚XTAL1（第19脚）：片内反相放大器输入端XTAL2（第18脚）：片内反相放大器输出端输入输出引脚P0.0P0.7（第3932脚）：P0口的8个引脚。P0口是一个漏极开路的8位双向I/O口，每位驱动8个LSTTL负载。在访问外部存储器或进行I/O口扩展时，它分时作为低8位地址总线和双向数据总线。P1.0P1.7（第1-

8、8脚）：P1口的8个引脚。P1口是一个8位的准双向I/O口，每一位可直接驱动4个LSTTL负载。P2.0-P2.7（第2128脚）：P2口的8个引脚。P2口也是一个8位双向I/O口，每一位可直接驱动4个LSTTL负载，在访问外部存储器时它作为高8位地址总线。P3.0P3.7（第10-17脚）：P3口8个引脚。P3口除作为普通8位准双向I/O口外，还具有第二功能。P3.0 ：RXD（串行输入口，串行通信时，信号由此输入单片机）。 P3.1： TXD（串行输出口，串行通信时，单片机由此把信号输出）。P3.2：/INT0（外部中断0输入口）。P3.3：/INT1（外部中断1输入口）P3.4：T0（定

9、时器0外部输入口）P3.5：T1（定时器1外部输入口）P3.6；/WR（片外数据存储器写选通输出口）P3.7：/RD（片外数据存储器读选通输出口）控制引脚/PROG（第30引脚）：地址锁存有效信号输出端。/EA（第31脚）：外部程序存储器选用端。/PSEN（第29脚）：程序存储允许输出端。RST（第9脚）：复位信号输入端。存储器结构分为程序存储器（ROM）和数据存储器（RAM）。片内外统一编址64K字节的ROM，128（或256）字节的片内的RAM和64K字节的片外RAM。P2.0-P2.7（第2128脚）：P2口的8个引脚。P2口也是一个8位双向I/O口，每一位可直接驱动4个LSTTL负载，

10、在访问外部存储器时它作为高8位地址总线。P3.0P3.7（第10-17脚）：P3口8个引脚。P3口除作为普通8位准双向I/O口外，还具有第二功能。P0.0P0.7（第3932脚）：P0口的8个引脚。P0口是一个漏极开路的8位准双向I/O口，每位驱动8个LSTTL负载。在访问外部存储器或进行I/O口扩展时，它分时作为低8位地址总线和双向数据总线。32 ADCTLV1544芯片引脚排列：D封装的TLV1544的引脚排列如下图：图3引脚功能说明：DATA OUT ：输出转换的结果DATA IN： 通道号I/O CLK： 时钟信号，上升沿（INV CLK为1），下降沿（INV CLK为0）EOC：转换

11、结束信号，A0A3：四路模拟输入通道CS：片选端，低电平有效。REF+、REF- ：接VCC 、GNDCSTART： 一般接VCC FS：一般接微处理器的VCCTLV1544是COMS10位开关电容逐次逼近（SAR）模拟数字（A/D）转换器。每个器件具有芯片选择、输入输出时钟、数据输入以及数据输出，提供主微处理器的直接4线同步串行外设接口端口。除了高速转换器和多种控制能力之外，器件还具有片内11通道多路转换器，它能在8个模拟输入通道或三个内部自测试电压中任意选择一个。A/D转换结束时，转换结束输出变为高电平以指示转换已完成。TLV1544被设计成能工作于宽电源电压范围且具有极低的功耗。通过软件

12、编程的掉电方式和转换速率，节省功率的特性被进一步增强。转换器把易于比率转换的差分高阻抗基准输入，定标，以及模拟电路与逻辑和电源噪声相隔离特点组合在一起。开关电容设计允许在整个工作温度范围内低误差的转换。TLV1544C具有四个模拟输入通道，有D封装可共使用，工作温度范围为0至70，TLV1544I可工作于-40至85的整个工业温度范围。特点：转换时间小于或等于10us10位分辨率ADC可编程掉电方式：1u A2.7Vdc至5.5Vdc的宽范围单电源工作0V至Vcc的模拟输入范围具有8个模拟输入通道的内置模拟多路转换器转换结束（EOC）标志固有的采样-保持功能内置自测试方式可编程电源与转换速率扩

13、展采样转换的异步启动硬件I/O时钟相位调整输入第四章 相关电路图4.1 AD590温度传感器引言集成温度传感器实质上是一种半导体集成电路，它是利用晶体管的b-e结压降的不饱和值VBE与热力学温度T和通过发射极电流I的下述关系实现对温度的检测：集成温度传感器具有线性好、精度适中、灵敏度高、体积小、使用方便等优点，得到广泛应用。集成温度传感器的输出形式分为电压输出和电流输出两种。电压输出型的灵敏度一般为10mV/K，温度0时输出为0，温度25时输出2.982V。电流输出型的灵敏度一般为1mA/K。AD590简介AD590的主要特性如下：1、流过器件的电流（mA）等于器件所处环境的热力学温度（开尔文

14、）度数，2、AD590的测温范围为-55+150。3、AD590的电源电压范围为4V30V。电源电压可在4V-6V范围变化，电流变化1mA，相当于温度变化1K。AD590可以承受44V正向电压和20V反向电压，因而器件反接也不会被损坏。4、输出电阻为710MW。5、精度高。AD590共有I、J、K、L、M五档，其中M档精度最高，在-55+150范围内，非线性误差为±0.3。基本应用电路：图4（a）是AD590的封装形式，图4（b）是AD590用于测量热力学温度的基本应用电路。因为流过AD590的电流与热力学温度成正比，当电阻R1和电位器R2的电阻之和为1kW时，输出电压VO随温度的变

15、化为1mV/K。但由于AD590的增益有偏差，电阻也有误差，因此应对电路进行调整。调整的方法为：把AD590放于冰水混合物中，调整电位器R2，使VO=273.2mV。或在室温下(25)条件下调整电位器,使VO=273.2+25=298.2（mV）。但这样调整只可保证在0或25附近有较高精度。AD590的应用电路图：图5 功能说明：第一步；先调AD590的可变电阻RP1。如以0ºC为参考值则对应使其电压输出为2.72V；如以25ºC为参考值，则对应为2.98V第二步：设RP2使0ºC时，OPA的输出为2.73V-2.73V=0V，而25ºC时，OPA2的输

16、出为2.73V-2.98V =-0.25V（反相）（零位调整）。4.2 LED七段数码管常用7段数码管LED显示器，共阴极和共阳极结构如下图：图6LED显示器是于发光二极管组成的，用来显示特定的的显示器。7段数码管发光二极管使用灵活，简单方便，当有电流通过时，相应的发光二极管就点亮；当电流消灭没有电流时，发光二极管就灭。同样。共阳极LED显示器。就是将所有发光二极管的阳极接到一起，接到电源正极。这样，当某个发光二极管的阴极加有低电平，该发光二极管即被点亮。通过a,b,c,d,e,f,g,dp各点和公共点的电位，就可以控制个发光二极管的亮暗，而不同的发光的亮暗组合就可以显示不同的数字（dp点是来

17、表示小数点，在显示数字中不起作用）。比如，要显示“3”，则只需点亮a,b,c,d,g5个发光二极管，而其他均为暗，对于共阴极LED显示器来说，就是在在这些引脚上输入高电平即可。LED显示器字符段码表如下：示字符共阴极段码共阳极段码显示字符共阴极段码共阳极段码0D7H28HC56HA9H181H7EHD(d)D7H28H25DHA2HEBEHA1H39DH62HF4EHB1H48BH74H_10HEFH59EH61H=18HE7H6DEH21H1CHE3H785H7AHL52HADH8DFH20HHCAH34H99FH60HC3H3CHACFH30H"灭"00HFFHB(b)

18、DFH20H|双向I/O口，每位驱动8个LSTTL负载。在访问外部存储器或进行I/O口扩展时，它分时作为低8位地址总线和双向数据总线。同样。共阳极LED显示器。就是将所有发光二极管的阳极接到一起，接到电源正极。这样，当某个发光二极管的阴极加有低电平，该发光二极管即被点。4.3 按键用5只按钮来分别作为启动/关闭键、工作模式键、风速选择键、温度设定上升键和下降键。还设置一个复位键，按键的电路图形如下：图74.3 发光二极管用6只LED发光二极管来分别表示室内风速的高、中、低三档，压缩机、室外风机和四通换向阀，发光二极管的电路图如下：图8第五章 程序设计与流程图程序TEMPER_L EQU 29H

19、 ;用于 保存读出温度的低 8 位 TEMPER_H EQU 28H ;用于 保存读出温度的高 8 位 FLAG EQU 38H ;是否 检测到 DS 18B20 标志位 DAYU EQU 44H ;设温 >实温 XIYU EQU 45H ;设温 <实温 DEYU EQU 46H ;设温 =实温 GAOLE EQU 47H ;水温 高于最高温度 DILE EQU 48H ;水温 低于最低温度 A_bit EQU 79h ;数码 管个位数存放内存位置 B_bit EQU 7Ah ;数码 管十位数存放内存位置 C_BIT EQU 78H ;数码 管小数存放内存位置 ORG 0000H

20、AJMP START ORG 0003H AJMP PITO ORG 0030H START: CLR P1.7 CLR P1.3 CLR P1.5 SETB P1.6 MOV R4, #00H MOV SP, #60H ;确立堆栈区 MOV PSW, #00H ; MOV R0, #20H ;RAM 区首地址 MOV R7, #60H ;RAM 区单元个数 ML: MOV R0, #00H INC R0 DJNZ R7, ML CLR IT0 MAIN:LCALL GET_TEMPER ;调用读温度子程序 进行温度显示, LCALL DISPLAY ;调用数码管显示 子程序 JNB 00H,

21、 MAIN CLR 00H MOV A, 38H CJNE A, #00H, SS AJMP MAIN SS: LCALL GET_TEMPER LCALL DISPLAY;调用 数码管显示子程序 LCALL BIJIAO LCALL XIAOYU LCALL JIXIAN JNB DEYU ,LOOP CLR P1.3 ;关加热器 SETB P1.6 ;关 蓝灯 SETB P0.7 ;关风扇 CLR DEYU LCALL GET_TEMPER LCALL DISPLAY AJMP TT2 LOOP:JNB DAYU ,TT CLR DAYU SETB P1.3 SETB P1.6 SETB

22、P0.7 CLR P1.7 LCALL GET_TEMPER LCALL DISPLAY AJMP TT2 TT:JNB XIYU, 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

23、CJNE A, 52H, JIA2 JIA2:JNC JXYS2:SETB P1.7 CLR P1.6 MOV R5, #20H 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

24、, #20H YS01:LCALL GET_TEMPER LCALL DISPLAY DJNZ R5, YS01 YS4:SETB 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 JX0

25、1 CLR P1.7 CJNE A, JX02:SETB P1.7 CLR C AJMP LAST JX03:JNC JX02 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 ;显示位数为 2 位 MOV R0, #7AH MOV 78H, #00H MOV 79H, #00H MOV 7AH, #00H KK: LCALL DIR LCALL KEY1 LOOP1:CJNE A, #11, LO

26、OP2 AJMP LAST0 LOOP2:CJNE A, #12, LOOP3 LJMP LAST3 LOOP3: CJNE 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 RE

27、TI ;*精度控制 子程序* * JD: PUSH ACC PUSH PSW CLR C MOV A, 38H MOV 50H, A MOV A, 39H MOV 51H, A CJNE A, 29H, L001 L001:JC LAST02 ;设温<实温,则跳出 MOV A, 29H MOV 41H, A MOV A, 38H CJNE A, #25, L002 L003:CLR C ;0 <T<25 SUBB A, 41H CJNE A, #3, L004 L005:MOV A, 30H ADD A, #5 ;0<T<25, 差值小于 3 度 DA A JNB

28、 ACC.4, L0051 ANL A, #0FH SETB C L0051:MOV 39H, A MOV A, 29H ADDC A, #1 MOV 38H, A 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 ;0<T<25, 差值大 于 3 度 MOV 38H, A AJMP LAST2 L002:JC L003 CJNE A, #50, L006 L007:CLR C ;

29、25<T<5 0 SUBB A, 41H CJNE A, #3, L008 L009:MOV A, 30H ADD A, #1 DA A JNB ACC.4, L0091 ANL A, #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

30、 C SUBB A, 41H CJNE A, #3, L012 L013:MOV A, 30H ADD A, #2 JNB ACC.4, L00131 ANL A, #0FH SETB C L00131: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

31、CJNE A, #2, L014 L015:MOV A, 30H ADD A, #0 JNB ACC.4, L00151 ANL A, #0FH SETB C L00151:MOV 39H, A 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 ;键 扫描 JNZ LK1 LCALL DIR AJMP KEY1 LK1:LCAL

32、L DIR LCALL DIR LCALL KS1 JNZ LK2 LCALL DIR AJMP KEY1 LK2:MOV R2, #0FEH ;确定键值 MOV R4, #01H MOV A, 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 ;判断有无键按下 CPL A ANL A, #78H POP PSW RET ;求设置温度的二 进制代码，值保存在 38H