微电脑中央空调控制程序编制开题报告

1、毕业设计（论文）开题报告题目微电脑中央空调控制程序编制专 业 名 称 电子信息工程班 级 学 号 06041308学 生 姓 名 苏 欢 零指 导 教 师 陈 黎 娟填 表 日 期2010年 03月20日一、 选题的依据及意义：随着中国经济的高速发展，特别是建筑业与住宅产业的迅猛成长以及空调市场的逐步成熟，20世纪90年代中后期在传统的集中式中央空调和普通房间空调器市场之间，出现了采用新技术的以家用和小型商用为使用对象的家用中央空调市场，有的厂家称之为户式中央空调，其新颖独到的设计功能受到了房地产商和一些消费者的密切关注，得到了快速的发展。中央空调具有性能与灵活的适应性，它集大型中央空调和家用

2、空调的优点于一身，能更好营造舒适的工作与生活空间，可供房间较多面积较大的家庭、别墅、办公楼、中小型餐厅和超市等场所使用。相比于普通的家用空调，中央空调有以下一些优点：1)中央空调系统可满足多个房间个性化需求，房间之间互相不受影响。2)由于中央空调采用了分体式空调室内机与室外机相分离的结构形式，主机和末端装置相分离，从结构上保证了宁静的家居环境，符合空调低噪声的发展趋势。3)绝大部分机型主机由微电脑控制，操作简便，先进的电子控制技术系统可根据实际负荷自动化运行,节约能源及运行费用。4)可以根据房间大小和形状，配置送回风口的位置，进行有效的气流组织，保证室内温度均匀。且由于出风温度较高，舒适感好，

3、不易患空调病。5)通过引入新风，提高室内空气品质。6)通常只有一台室外机，减少了室外机数量，美化了室外环境。7)室内末端装置可采用多种方式安装如：暗藏、半暗藏、明装等，外形美观，易和室内装饰的风格保持协调。8)既可制冷也可制热，为分户供暖提供可能。这些优点使得研究中央空调成为必然。 本课题采用单片机程序设计方法对各路温度进行采集，数据进行数字控制算法，输出控制信号，控制加热执行机构，同时显示各房温度。不仅可以阅览各个房间的温度显示，更可以方便的对各个房间的温度进行控制，具有非常实际的意义。二、国内外研究概况及发展趋势（含文献综述）：随着社会的发展，家用空调的发展趋于缓慢，而中央空调的发展仍然迅

4、速。据可靠资料显示：全世界2005年中央空调的市场总容量为25515百万美元, 比2004 年上升了7.4%。全美洲地区的总量是5599 百万美元,比2004年增长10%，全欧洲地区是6675 百万美元，比2004年增长1.7 % ，亚洲太平洋地区是9856 百万美元，比2004 年增长8.7%，中东、印度大陆和非洲地区是3386百万美元, 比2004 年增长11.7%。由以上数据我们可以清楚的看到中央空调在全世界的发展前景都是良好的。市场需求是决定空调发展的主要动力，根据目前的国内外市场需求来看，在空调技术方面有两大主流方向：一为变频技术，一为健康技术。“变频技术”是与传统的“定频技术”相比

5、较而产生的概念。众所周知，我国的电网电压为220伏、50赫兹，在这种条件下工作的空调称之为“定频空调”。由于供电频率不能改变，传统的定频空调的压缩机转速基本不变，依靠不断地“开、停”压缩机来调整室内温度，其一开一关之间容易造成室温忽冷忽热，并消耗较多电能。而与之相比的“变频空调”变频器改变压缩机供电频率，调节压缩机转速，依靠压缩机转速的快慢达到控制室温的目的，室温波动小、电能消耗少，其舒适度得到较大提高。运用变频控制技术的变频空调，可根据环境温度自动选择制热、制冷和除湿运转方式，使居室在短时间内迅速达到所需要温度，并在低转速、低能消耗状态下以较小的温差波动，实现了快速、节能和舒适控温效果。并且

6、“变频空调”采用了比较先进的技术，启动时电压较小，可在低电压和低温条件下启动，这对于某些地区由于电压不稳或冬天室外温度较低而空调难以启动的情况，有一定的改善作用。由于实现了压缩机的无级变速，它也可以适应更大面积的制热要求。不过，“变频空调”的价位通常较“定频空调”高出几百元。但是随着人们生活水品的提高，对生活质量的要求也越来越高，所以变频技术是发展的必然趋势。国内外空调器的制造厂家都非常看好中央空调市场的发展前景，目前，生产中央空调的企业主要有：海尔、美的、清华同方、小天鹅、新科、大金 、海星日立、东芝、三星、和三菱重工 。无论是国外还是国内中央空调的发展都是必然的趋势。三、研究内容及实验方案

7、：1设计要求本课题采用单片机程序设计方法对各路温度进行采集，数据进行数字控制算法，输出控制信号，控制加热执行机构，同时显示各房温度。具体的技术要求如下:1、实现对多路温度进行采集；2、数据进行数字控制算法（PID算法）；3、8位数显轮流或定显各路温度；4、测温范围为050，测量控制精度为±1。2.设计方案a.硬件设计该中央空调的硬件电路主要有以下几个模块组成：温度转换模块、A/D转换模块、键盘显示模块、加热和继电器报警模块。加热控制控制对象键盘显示电路单片机控制A/D转换电路温度转换电路报警显示图1 中央空调硬件原理框图工作原理：利用单片机、温度转换电路及温度传感器设计多路温度的采集

8、与控制。先测温电路模块的作用是将随温度变化的电阻转化为电压变量。为了提高测温灵敏度，用放大器将电压信号放大为了提高测温灵敏度。A/D转换模块现实温度转换。最后通过数字PID算法来输出控制信号，控制加热执行机构。显示模块显示测温范围050。继电器报警电路模块通过与单片机P口连接实现。系统原理框图如图1所示。 b.软件设计 开始初始化读A/D采样子程序调PID控制子程序调显示子程序LED灯灭显示值>50?LED灯点亮系统总体软件框图如图2所示YN图2 微电脑中央空调总软件框图 软件的设计采用模块化的设计，中央空调上电开始工作后，首先对温度进行采集，进行A/D转换后，调PID控制子程序对数据进

9、行相应的处理后输出，所得的数据符合要求则显示，否则，重新采集。PID控制子程序控制加热执行机构，当有键按下时，可以对温度进行设置，当温度超过预设温度时系统报警。该中央空调软件设计采用模块化设计思想，主要由以下几个模块组成：一、A/D采样子程序：二、PID控制子程序：开始返回A/D初始化启动A/D延时送显缓区读A/D结果开始取当前采样值计算当前误差e(n)计算Ae(n)+Be(n-1)+Ce(n-2)得U(n)计算U(n-1)+U(n)=U(n)经D/A输出U(n)返回图3 A/D采样子程序流程图图4 PID控制流程图软件设计思想： A/D采样子程序采样到的数据要实现从模拟到数字的转换后才可以进

10、行相关的控制。流程图如图3所示。本次设计要求数据进行数字控制算法处理即采用PID控制算法输出控制信号，如图4所示，流程图是增量式的PID算法。三、键盘显示子程序：开始返回得到数转换成十进制数下载数据且以方式0译码7279显示译码得到的数据图5 温度显示程序流程图 中央空调的键盘显示部分采用7279显示，得到的值非十进制数，因此要将得到的数值转换成十进制数并显示。四、目标、主要特色及工作进度1、目标:以单片机为核心，对采集到的各路温度，用PID算法进行控制，经处理后得到的8路温度数据实行轮显，并且显示范围控制在050，精度为±1。2、主要特色:本次所设计的微电脑中央空调，主要特色在于程

11、序在对温度进行控制方面采用了PID算法控制，PID算法控制也叫比例积分微分控制，其中的比例项可以纠正偏差，积分项可以消除系统的稳态误差，微分项可以减小系统的超调量，增加系统的稳定性。3、工作进度:1至3周：查找资料，方案论证，撰写开题报告，英文资料翻译；4至7周：总体方案确定，软件设计及编制；8至10周：系统软件调试；11至15周：总体联试与实验；16至18周：撰写论文、答辩。5、 参考文献1. 张友德、赵志英、涂时亮.单片微型机原理、应用与实践M.上海：复旦大学出版社,20032. 薛晓书、许水法.单片微型计算机原理及应用M. 西安：西安交通大学出版社,20043. 韩志军、沈晋源.单片机应

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