毕业论文---空调机温度控制系统的设计

1、学学 位位 论论 文文 空调机温度控制系统的设计空调机温度控制系统的设计 论文作者姓名：论文作者姓名： 申请学位专业：申请学位专业： 申请学位类别：申请学位类别： 指指导导教教师师姓姓名名 （职职称称） ： 论文提交日期：论文提交日期： 电子信息工程电子信息工程 工学学士工学学士 空调机温度控制系统的设计空调机温度控制系统的设计 摘摘 要要 随着社会的进步，人们对电子产品的要求越来越高。电子技术的进步给人们 的生活带来了根本性的变化。如果说微型计算机的出现使现代的科学研究得到了 质的飞跃，那么单片机技术的出现则是给现代控制测控领域带来了一次新的革命。 目前， 单片机在工业控制系统诸多领域得到了

2、极为广泛的应用。 特别是其中的C51、 S52系列单片机的出现，具有更好的稳定性，更快和更准确的运算精度，推动了工 业生产，影响着人们的工作和学习。 在现代社会中，温度控制不仅应用在工厂生产方面，其作用也体现到了各个 方面，随着人们生活水平的提高，酒店厂房及家庭生活中都会见到温度控制的影 子，温度控制将会更好的服务于社会。而今，空调等家用电器随着生产技术的发 展和生活水平的提高越来越普及，一个简单稳定的温度控制系统能更好的适应市 场。 而本次设计就是以S52系列单片机为核心，实现了根据室温变化，智能控制空 气压缩机，以达到调节室温的目的。整个系统硬件部分包括AD590温度采集电路， A/D转换

3、电路，按键电路，LED数码显示电路。在配合软件实现空调温度智能控制 的基本功能。 关键词关键词 ：AT89S52单片机；ADC0804；AD590 温度传感器；LED 数码显示 Design of an Air Conditioning Temperature Control SystemDesign of an Air Conditioning Temperature Control System AbstractAbstract Along with social progress, people have become increasingly demanding electronic

4、products. Advances in electronic technology has brought to peoples lives radically changed. If the emergence of micro-computer modern scientific research has been a qualitative leap, then the emergence of SCM technology is brought to the field of modern control monitoring a new revolution. At presen

5、t, the MCU in many fields of industrial control systems have been very widely used. In particular the C51, S52 MCU appearance, with better stability, faster and more accurate computation accuracy, and promote the industrial production, affecting peoples work and study. In modern society, the tempera

6、ture control is not only used in factory production, its role is also reflected to each side, with the improvement of living standards, the hotel plant and family life will see the shadow of temperature control, temperature control will be better service to the community. Today, air conditioners and

7、 other appliances with the production technology development and improvement of living standards is becoming increasingly popular, a simple and stable temperature control system can better adapt to the market. This time the design is to S52 MCU core, implemented changes based on room temperature, in

8、telligent control air compressors, in order to achieve the purpose of regulating room temperature. The entire system including the AD590 temperature acquisition hardware circuit, A / D converter circuit, the key circuit, LED digital display circuit. Air temperature in line with the intelligent contr

9、ol softwares basic functions. Key words: AT89S52 microcontroller; ADC0804; AD590 Temperature sensor; LED digital display 1 引言 1.1课题背景 近年来随着科技的飞速发展，单片机的应用正在不断地走向深入，同时带动 传统控制检测日新月异地更新。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单 片机往往是作为一个核心部件来使用，根据具体硬件结构以及具体应用对象的特 点，与软件相结合，加以完善，单片机之所以在工业控制有大量的应用，就在于 它有独特的定时、计数功能。这种方案能实现对温控器

10、的状态进行实时控制，控 制灵活、可靠，精度高1，可满足对系统的各项要求。 1.2国内外研究现状 这些年来，因为温度控制器环节已经被纳入为分布式控制系统，个人电脑和 可编程逻辑控制器，全球工业电子温度控制器市场增长缓慢。隋卓我国电子温度 控制器市场的迅猛发展，与之相关的核心生产技术应用与研发必将成为业内企业 关注的焦点，尤其是温度控制器被广泛用于工农业生产2，科学研究和生活领域， 数量日渐上升。了解鬼内外电子温度控制器生产核心技术研发动向，工艺设备， 技术应用及趋势对于企业提升产品技术规格，提高市场竞争力十分关键。 就目前情况而定，只能电子式温度控制器必将在短时间内全面取代机械式温 度控制器。此

11、外，温度控制器还将在精度、功能、可靠性及安全性等方面迅速发 展，以后全面智能化的温度控制器使用将更加方便，功能将更加强大，且更可靠， 更安全。目前各界研究的温度控制器目的大致相同，但方法技术各具一格，各有 千秋。故有综各界之成果设计新型温度控制器的想发。目前面临的问题就是如何 才能做到取长补短，从而来设计出新型的温度控制器。 1.3本课题研究的意义 温度控制器是基于单片机开发的温度控制装置，其主要功能是，根据用户设 定温度与实际温度的差值来控制压缩机执行机构，从而改变温度至用户所需。 中央空调目前在国内已普遍使用，传统中央空调的控制方式有一定的滞后， 造成室内温度波动性较大，影响空调的温度控制

12、精度3和空调环境的舒适性；同时 传统空调对温度的调节是一种断续变化过程，不能根据环境温度变化及时调整空 调器工作状态，因此不能实现完全自动控制、耗电量大。在今天人们追求舒适环 境同时能源紧张的情况下研究新型中央空调的控制方法，解决存在的问题，具有 重要的理论意义和实用价值。 1.4课题内容 本设计温度信号通过 AD590 温度传感器采集，通过 ADC0804 将采集的模拟 信号转换为数字信号传送给单片机4。利用单片机实现对温度物理量控制的目的。 根据比较当前室温和设定温度，由单片机发出信号控制风扇转动达或停止。并且 要求数码管能显示当前温度达四位，且有设定温度模式。可以对设定温度进行加 减。

13、2 2系统硬件设计 2.1系统总体方案图以及实现的功能 用单片机做主控芯片5，编程实现风扇的转动与停止。AD590 每隔 100ms 采 集一次此时室内温度，再将 AD590 输出的模拟信号通过 LM324 进行调整放大， 转换成电压后将此电压传送至 ADC0804 构成的模数转换电路，将该模拟信号转换 成数字信号，再传送给单片机进行比较，若实时温度比设定温度高，则单片机发 出信号使风扇转动进行降温。本设计中风扇部分由 LED 发光二极管代替。但系统 上电是，数码管显示 OFF，表示此时温控系统处于待机状态，按下开关键后，系 统开始工作并在 LED 数码管上显示出此时室内温度。 按下温度加键或

14、是温度减键， 则显示系统默认的设定温度 25CC，表示此时可以对设定温度进行加或减。若五秒 内没有操作，系统则返回初始界面，显示此时室内温度。总体设计方案如图2-1 所示。 STC89c52 图 2-1 总体方案图 2.2单片机简介以及外围电路 2.2.1单片机简介 本次设计采用 STC89C52 单片机，STC89C52 是一种带 8K 字节闪烁可编程可 檫除只读存储器（FPEROM-Flash Programable and Erasable Read Only Memory） 的低电压，高性能 COMOS8 的微处理器，俗称单片机6。该器件采用 ATMEL 搞 密度非易失存储器制造技术制

15、造，与工业标准的 MCS-51 指令集和输出管脚相兼 容。 STC89C52 具体介绍如下： 主电源引脚（2 根） VCC(Pin40)：电源输入，接5V 电源 GND(Pin20)：接地线 外接晶振引脚（2 根） XTAL1(Pin19)：片内振荡电路的输入端 XTAL2(Pin20)：片内振荡电路的输出端 控制引脚（4 根） RST/VPP(Pin9)：复位引脚，引脚上出现 2 个机器周期的高电平将使单片机复 位。 ALE/PROG(Pin30)：地址锁存允许信号 PSEN(Pin29)：外部存储器读选通信号 EA/VPP(Pin31)：程序存储器的内外部选通，接低电平从外部程序存储器读指

16、 令，如果接高电平则从内部程序存储器读指令。 可编程输入/输出引脚（32 根） STC89C52 单片机有 4 组 8 位的可编程 I/O 口，分别位 P0、P1、P2、P3 口， 每个口有 8 位（8 根引脚），共 32 根。 PO 口（Pin39Pin32）：8 位双向 I/O 口线，名称为 P0.0P0.7 P1 口（Pin1Pin8） ：8 位准双向 I/O 口线，名称为 P1.0P1.7 P2 口（Pin21Pin28）：8 位准双向 I/O 口线，名称为 P2.0P2.7 P3 口（Pin10Pin17）：8 位准双向 I/O 口线，名称为 P3.0P3.7 STC89C52 主要

17、功能如表 2-1 所示。 表 2-1STC89C52 主要功能 主要功能特性 兼容 MCS51 指令系统 32 个双向 I/O 口 3 个 16 位可编程定时/计数器中断 2 个串行中断 2 个外部中断源 2 个读写中断口线 低功耗空闲和掉电模式 8K 可反复擦写 Flash ROM 256x8bit 内部 RAM 时钟频率 0-24MHz 可编程 UART 串行通道 共 6 个中断源 3 级加密位 软件设置睡眠和唤醒功能 2.2.2外围电路 （1）时钟电路 STC89C52 内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器，引脚 RXD 和 TXD 分别是此放大器的输入端和输出端。时钟可以由内部方

18、式产生或外部方式产 生。 内部方式的时钟电路如图 2-2(a) 所示， 在 RXD 和 TXD 引脚上外接定时元件， 内部振荡器就产生自激振荡7。 定时元件通常采用石英晶体和电容组成的并联谐振 回路。晶体振荡频率可以在 1.212MHz 之间选择，电容值在 530pF 之间选择， 电容值的大小可对频率起微调的作用。 外部方式的时钟电路如图 2-2（b）所示，RXD 接地，TXD 接外部振荡器。对 外部振荡信号无特殊要求，只要求保证脉冲宽度，一般采用频率低于12MHz 的方 波信号。片内时钟发生器把振荡频率两分频，产生一个两相时钟 P1 和 P2，供单片 机使用。 C3 +5 1 2 M H z

19、 X 1 30 XTAL1 XTAL2 C4 30 外部 振荡器 （a）内部方式时钟电路（b）外部方式时钟电路 图 2-2 时钟电路 XTAL1 XTAL2 （2）复位操作 复位是单片机的初始化操作。其主要功能是把 PC 初始化为 0000H，使单片机 从 0000H 单元开始执行程序。除了进入系统的正常初始化之外，当由于程序运行 CBB 出错或操作错误使系统处于死锁状态时，为摆脱困境，也需按复位键重新启动。 除 PC 之外，复位操作还对其他一些寄存器有影响，它们的复位状态如表 2-2 所示。 表 2-2 一些寄存器的复位状态 寄存器 PC ACC PSW SP DPTR P0-P3 IP I

20、E TMOD 复位状态 0000H 00H 00H 07H 0000H FFH XX000000B 0X000000B 00H 寄存器 TCON TL0 TH0 TL1 TH1 SCON SBUF PCON 复位状态 00H 00H 00H 00H 00H 00H 不定 0XXX0000B （3）复位信号及其产生 RST 引脚是复位信号的输入端。复位信号是高电平有效，其有效时间应持续 24 个振荡周期(即二个机器周期)以上。若使用颇率为 6MHz 的晶振，则复位信号 持续时间应超过 4us 才能完成复位操作。产生复位信号的电路逻辑如图 2-3 所示： CBB 图 2-3 复位信号的电路逻辑图

21、整个复位电路包括芯片内、外两部分。外部电路产生的复位信号(RST)送至施 密特触发器，再由片内复位电路在每个机器周期的 S5P2 时刻对施密特触发器的输 出进行采样，然后才得到内部复位操作所需要的信号。 复位操作有上电自动复位相按键手动复位两种方式8。 上电自动复位是通过外部复位电路的电容充电来实现的，其电路如图 2-4（a） 所示。这佯，只要电源 Vcc 的上升时间不超过 1ms，就可以实现自动上电复位， 即接通电源就成了系统的复位初始化。 按键手动复位有电平方式和脉冲方式两种。其中，按键电平复位是通过使复 位端经电阻与 Vcc 电源接通而实现的，其电路如图 2-4（b）所示；而按键脉冲复

22、位则是利用 RC 微分电路产生的正脉冲来实现的， 其电路如图 2-4（c）所示： （a）上电复位（b）按键电平复位（c）按键脉冲复位 图 2-4 复位电路 上述电路图中的电阻、电容参数适用于 6MHz 晶振，能保证复位信号高电平 持续时间大于 2 个机器周期。本系统的复位电路采用图 2-4（a）上电复位方式。 本设计中单片机外围电路如图 2-5 所示。 C4 C3 R5 10 k C1 22 uF +5 + U2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 P1 0 P1 1 P1 2 P1 3 P1 4 P1 5 P1 6 P1 7

23、RST P3 0(RXD) P3 1(TXD) P3 2(INT0) P3 3(INT1) P3 4(T0) P3 5(T1) P3 6(WR) P3 7(RD) XTAL2 XTAL1 GND 89 C5 2 VCC P0 0 P0 1 P0 2 P0 3 P0 4 P0 5 P0 6 P0 7 EA/VP ALE/P PSEN P2 7 P2 6 P2 5 P2 4 P2 3 P2 2 P2 1 P2 0 40 39 38 37 36 35 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 30 1 2 M H z X 1 30 图 2-5 单片机外围电路

24、 2.3AD590 温度采集电路 2.3.1AD590 温度传感器简介 AD590 是美国模拟器件公司生产的单片集成两端感温电流源。AD590 是电流 型温度传感器，通过对电流的测量可得到所需要的温度值。在被测温度一定时， AD590 相当于一个恒流源，AD590 温度感测器是一种已经 IC 化的温度感测器, 它 会将温度转换为电流, 由于此信号为模拟信号，因此，要进行进一步的控制及数码 显示，还需将此信号转换成数字信号。无需附加的线性化电路来校准热敏电阻的 非线性。 当要求电压(或电流) 与温度之间呈线性关系时， 它是迄今为止的最佳选择。 虽然新的数字输出温度传感器已经在许多应用中取代了模拟

25、输出温度传感器，但 是模拟输出温度传感器在那些无需数字化输出的应用场合仍然能够找到其用武之 地。AD590电流输出温度传感器在许多应用领域一直是很有活力的产品。因为其 高阻抗电流输出使它对长线传输的电压降落不敏感，这种器件经常用于远程温度 检测。因为它能够检测 - 55150的温度，并且具有+ 4 V30 V 宽电压工作 范围，它能用于多种多样的温度检测。具体设汁时，可依据其特性参数选用。 它的主要特性如下： （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）度 数；即： Ir/T 1 （2-1） Ir流过器件（AD590）的电流，单位为 mA；T热力学温度，单位为 K。 （2

26、）AD590 的测温范围为-55+150； （3）电源电压范围4 30 V，当电源电压在 5 10V 之间，电压稳定度为 l 时，所产生的误差只有0.01； （4）线性电流输出 l A K； （5）线性度好，满刻度范围为0 .3； （6）电阻采用激光修刻工艺，使在+ 25 ( 298.2K) 时，器件输出298.2 A： （7）功率损耗低。 AD590 温度与电流关系如表 2-3 所示。 表 2-3AD590 温度与电流关系 AD590 实物外观图如图 2-6 所示。 图 2-6AD590 实物外观图 在本设计中 AD590 外围电路如图 2-7 所示。 电压输出 2 3 1 +12 + R6

27、 10 k 图 2-7 AD590外围电路 2.3.2LM324 运放简介 LM324 系列器件为价格便宜的带有真差动输入的四运算放大器。与单电源应 用场合的标准运算放大器相比，它们有一些显著优点。该四放大器可以工作在低 到 3.0 伏或者高到 32 伏的电源下，静态电流为 MC1741 的静态电流的五分之一。 共模输入范围包括负电源，因而消除了在许多应用场合中采用外部偏置元件的必 要性。 每一组运算放大器它有 5 个引出脚， 其中“+”、 “-”为两个信号输入端， “V+”、 - AD59 0 U4 “V-”为正、负电源端，“Vo”为输出端。两个信号输入端中，Vi-（-）为反相输入端， 表示

28、运放输出端 Vo 的信号与该输入端的位相反；Vi+（+）为同相输入端，表示运 放输出端 Vo 的信号与该输入端的相位相同。LM324 的引脚9排列见图 2-8。 图 2-8 LM324 引脚排列图 本设计由 LM324 运放组成的电路有两种，一是电压跟随器，二是减法电路。 为了将电压量测出来又要使输出电流 I 不分流出来,我们使用电压追随器其输出电 压 V2 等于输入电压 V。使用电压跟随器就可以进一步减小误差。电压跟随器电路 如图 2-9 所示。 -12 1 1 V2 1 U3A 2 - 3 + LM324 电流 I V 图 2-9 电压跟随器 4 +12 输出电压与同相输入端信号电压极性相

29、同，与反相端输入信号电压极性相反， 因而如果多个信号同时用于两个输入端时，那么必然可以实现加减运算。若电路 只有两个输入，且参数对称。则 Uo=Rf/R(U2-U1)错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。 ，实现了 对输入差模信号的比例运算。减法放大电路如图 2-10 所示。 Rf 10 0k -1 2 1 1 Uo7 U3 B 6 - 5 + LM324 Rf 10 0k R 10 K R 10 k U1 U2 4 +1 2 图 2-10 减法放大电路 2.3.3温度采样工作原理 因为 AD590 是将温度转换为电流，而单片机对电压信号更好测量，所以要将 电流转化为电压，同时对电压信号进行

30、放大后输入 A/D 转换 ADC0804 的 VIN(+) 端口。 其输出电流是以绝对温度零度(-273)为基准,每增加 1,它会增加 1A 输 出电流, 因此在室温 25时，输出电路为 Io=(273+25)=298A。因此量测的电压 V 为(273+T)A10K= (2.73+T/100)V。 为了将电压量测出来又要使输出电流 I 不分流 出来,我们使用电压追随器其输出电压 V2 等于输入电压 V。再利用可变电阻分压, 其输出电压V1 需调整至2.73V。接下来我们使用差动放大器其输出Vo 为 (100K/10K)(V2-V1)=T/10V。如果现在为 25,输出电压为 2.5V。 温度采

31、样原理 图如图 2-11 所示。 +12 -12 U3A 2 - 3 + LM324 +12 3 1 1 V0=(V2-V1)*10 R8 100k 1 1 R10 10k -12 U3B6 - 5 + LM324 R9 100k R11 10K 8 1 V1=2.73V 4 R12 10k 7 -12 U3C 9 - 10 + LM324 1 1 2 + - 1 AD590 U4 +12 4 4 +12 +12 V2=(273+T)UA*10K R6 10k 图 2-11 温度采集原理图 2.4ADC0804 模数转换电路 2.4.1ADC0804 模数转换原理简介 ADC0804 的管脚图

32、9如图 2-12 所示。 图 2-12 ADC0804管脚图 它的主要电气特性如下： 工作电压：5V，即 VCC5V。 模拟输入电压范围：05V，即 0Vin5V。 分辨率：8 位，即分辨率为 1/28=1/256，转换值介于 0255 之间。 转换时间：100us（fCK640KHz 时） 。 转换误差：1LSB。 参考电压：2.5V，即 Vref2.5V。 ADC0804 是属于连续渐进式（Successive Approximation Method）的A/D 转换 器，这类型的A/D 转换器除了转换速度快（几十至几百us） 、分辨率高外，还有价 钱便宜的优点，普遍被应用于微电脑的接口设

33、计上。 以输出 8 位的 ADC0804 动作来说明“连续渐进式 A/D 转换器”的转换原理， 动作步骤如下表示（原则上先从左侧最高位寻起） 。 第一次寻找结果：10000000（若假设值输入值，则寻找位假设位1） 第二次寻找结果：11000000（若假设值输入值，则寻找位假设位1） 第三次寻找结果：11000000（若假设值输入值，则寻找位假设位0） 第四次寻找结果：11010000（若假设值输入值，则寻找位假设位1） 第五次寻找结果：11010000（若假设值输入值，则寻找位假设位0） 第六次寻找结果：11010100（若假设值输入值，则寻找位假设位1） 第七次寻找结果：11010110（

34、若假设值输入值，则寻找位假设位1） 第八次寻找结果：11010110（若假设值输入值，则寻找位假设位0） 这样使用二分法的寻找方式， 8 位的 A/D 转换器只要 8 次寻找， 12 位的 A/D 转换器只要 12 次寻找，就能完成转换动作，其中的输入值代表模拟输入电压 Vin(+)。对 8 位 ADC0804 而言，它的输出准位共有 28=256 种，即它的分辨率是 1/256，假设输入信号Vin 为 0 5V 电压范围，则它的 最小 输出电压是 5V/256=0.01953V,这就代表 ADC0804 所能转换的最小电压值。至于内部的转换频 率 Fck 是由 CLKR、CLIN 所连接的电

35、阻 R，以及电容 C 来决定的。频率计算公式 是：Fck=1/(1.1*R*C)。 2.4.2A/D 模数转换原理图 ADC0804 的 A/D 转换结果输出端 DB0DB7 与 89c52 的 P1.0-P1.7 相连， CS、 RD、WR、INTR 分别与单片机的 INT0、RD、WR、INT1 口相连，INTR 端用于 给出 A/D 转换完成信号，所以通过查询 P3.3 便可以获知 A/D 转换是否完成。Vin+ 与运放的输出端相连，输入所测电压。AGND、DGND、VIN-接地。 （低电平有效） A/D 转换原理图如图 2-13 所示。 Uin U1 p3 2 1 p3 7 2 p3

36、63 4 p3 35 6 7 8 9 10 CSVCC RDCLKR WRDB0 CLKINDB1 INTRDB2 Vin(+)DB3 Vin(-)DB4 AGNDDB5 Vref/2DB6 DGNDDB7 ADC0 804 20 19 18 p1.0 17 p1.1 16 p1.2 15 p1.3 14 p1.4 13 p1.5 12 p1.6 11 p1.7 C2 15 1 R1 10 k +5 图 2-13 A/D转换原理图 2.5LED 四联数码管显示电路 本设计采用四联共阴数码管显示温度。温度采集系统输出模拟信号，通过 ADC0804 转换成数字信号， 再传送给单片机处理， 通过 B

37、CD 转换传送至数码管显 示。数码管要正常显示，就要用驱动电路来驱动数码管的各个段码，从而显示出 我们要的数字，因此根据数码管的驱动方式的不同，可以分为静态式和动态式两 类。 （1）静态显示驱动：静态驱动也称直流驱动。静态驱动是指每个数码管的每 一个段码都由一个单片机的 I/O 端口进行驱动， 或者使用如 BCD 码二-十进制译码 器译码进行驱动。静态驱动的优点是编程简单，显示亮度高，缺点是占用 I/O 端口 多，如驱动 5 个数码管静态显示则需要 5840 根 I/O 端口来驱动，要知道一个 CBB 89S51 单片机可用的 I/O 端口才 32 个呢： ） ，实际应用时必须增加译码驱动器进

38、行 驱动，增加了硬件电路的复杂性。 （2）动态显示驱动：数码管动态显示接口是单片机中应用最为广泛的一 种显示方式之一， 动态驱动是将所有数码管的 8 个显示笔划a,b,c,d,e,f,g,dp的同名 端连在一起，另外为每个数码管的公共极 COM 增加位选通控制电路，位选通由各 自独立的 I/O 线控制， 当单片机输出字形码时， 所有数码管都接收到相同的字形码， 但究竟是那个数码管会显示出字形，取决于单片机对位选通 COM 端电路的控制， 所以我们只要将需要显示的数码管的选通控制打开，该位就显示出字形，没有选 通的数码管就不会亮。通过分时轮流控制各个数码管的的 COM 端，就使各个数码 管轮流受

39、控显示，这就是动态驱动。在轮流显示过程中，每位数码管的点亮时间 为 12ms，由于人的视觉暂留现象及发光二极管的余辉效应，尽管实际上各位数 码管并非同时点亮，但只要扫描的速度足够快，给人的印象就是一组稳定的显示 数据，不会有闪烁感。共阴数码管管脚图如图 2-14 所示。 图 2-14 共阴数码管管脚图 本设计用的是动态显示驱动，动态显示的效果和静态显示是一样的，能够节 省大量的 I/O 端口，而且功耗更低。缺点是编程比静态显示驱动稍微复杂一点。数 码管显示模块如图 2-15 所示。 dp gfedcba 3 5 1 0 1 2 4 71 1 LED 1 LED 4 -7 S 1 S 2 S 3

40、 p 2 . 4 8 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 P1 0 P1 1 P1 2 P1 3 P1 4 P1 5 P1 6 P1 7 RST P3 0(RX D) P3 1(TX D) P3 2(INT 0 ) P3 3(INT 1 ) P3 4(T0) P3 5(T1) P3 6(WR) P3 7(RD ) XTA L2 XTA L1 GND 89 c52 VCC P0 0 P0 1 P0 2 P0 3 P0 4 P0 5 P0 6 P0 7 EA/V P ALE /P PSE N P2 7 P2 6 P2 5 P2 4

41、P2 3 P2 2 P2 1 P2 0 40 39 38 37 36 35 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 +5 a b c d e f g dp +5 +5 a b c d e f g dp 1 2 3 4 5 6 7 8 9 p 2 . 5 9 p2 3 p2 2 p2 1 p2 0 图 2-15 数码管显示模块 2.6固态继电器控制风扇降温模块 固态继电器英文名称为 Solid State Relay，简称 SSR。它是半导体代替传统电 接点作为切换装置的具有继电器的无触点开关器件，单相 SSR 为四端有源器件， 其中两个输入控制，两个

42、输出端，输入输出间为光隔离，输入端加上直流或脉冲 信号到一定电流值后，输出端就能从断态转变成通态。固态继电器分为过零型和 随机型10。在本设计中固态继电器起到开关的作用，因此选用过零型 SSR。固态 继电器不是直接接温度控制器，温控器仅是一个传感元件，相应的还得有电源和 其它辅助电路。 压缩机驱动控制，89c52 的 RXD 的引脚与 7404 的引脚相连接，从 RXD 发出 的控制信号经 7404 和 ULN2003 到达压缩机，驱动压缩机的运行和停止。 ULN2003 是高压大电流达林顿晶体管阵列系列产品,具有电流增益高、工作电 压高、温度范围宽、带负载能力强等特点,适应于各类要求高速大功

43、率驱动的系统。 ULN2003是由7个NPN具有用共阴二极管夹紧来转换电感负载的高压输出特征的 达林顿晶体管组成。当前一对单精度型的额定电流为 500mA，有比较高的电流容 量，它的应用软件包括继电器驱动器、显示驱动器，线驱动器和逻辑缓冲器等。 p 2 . 7 1 2 p 2 . 6 6 S 4 U2 RP1 10 3*8 d pg fed cb a 在本驱动电路中的作用是增大电流驱动能力。该芯片采用 16 脚的 DIP 封装,其中 +5 RXD 74 04 1B 2B 3B 4B 5B 6B 7B 8B ULN2003 16 15 14 13 12 11 10 9 1 2 SSR 4 3 风

44、扇 11 0V22 0V 第 9 为公共输出端 COM，有一个输出端为高电平，COM 就为高电平。其风扇控 制原理图如图 2-16 所示。 图 2-16 风扇控制原理图 由于风扇不便于携带，在本次设计中风扇由发光二极管代替。将发光二极管 的一端通过一个 330的电阻与单片机的 p2.3 相连。当室温比设定温度高时，由 单片机发出一个低电平信号， 将发光二极管点亮。 发光二极管代替原理图如图 2-17 所示。 +5 LED 330 D1 R7 p2.3 图 2-17 发光二极管代替原理图 2.7按键模块 本设计有三个按键，他们分别的功能是开/关、温度加、温度减。相连于单片 机 p2.2、p2.0

45、、p2.1。没有按键操作的时候单片机的三个引脚处于高电平状态11， 当有按键操作时，单片机的三个引脚接地。开/关键的主要作用是当系统上电后， 数码管显示 OFF，此时处于待机状态。按下开关键后温控器打开，此时显示的温 度为室内温度，若室内温度比设定温度高，则单片机给予 p2.3 口一个低电平，将 发光二极管点亮，即开始降温。温度加键和温度减键用来加减设定温度。系统默 认的设定温度是 225， 当按下温度加或者温度减键则显示 25CC3 。表示此时可以对 旧 底 图 总 号 更 改 标 记 数 量 文 件 号 签 名 日 期 等 级 标 记 重 量 共 张 底 图 总 号 设定温度进行加减操作。

46、若五秒内没有操作，则返回显示此时室内温度。按键原 理图如图 2-18 图 2-18 按键原理图 SW 1 SW 2 SW 3 p2 0 p2 2 R2 10 k R3 +5 10 k R4 10 k 所示。 p2 1 2.8系统实物图 系统实物图见附录一。 3.1软件设计思路 软件设计的任务包括启动 A/D 转换、读 A/D 转换结果、送显、设置温度、温 度控制等，其中启动 A/D 转换、读 A/D 转换结果、设置温度等工作在主程序中完 成，温度控制在中断服务程序12中完成，即每隔一段时间对比测量温度与设定温 度之间的大小关系，根据对比结果给出控制信号，令压缩机的运行或停止，实现 温度调控。

47、数 量 文 件 号 签 名 日 期 3系统软件设计 C B B 主程序流程图如图 3-1 所示。 旧 底 图 总 号 更 改 标 记3.2程序流程图拟 制 审 核 工 艺 签 名 日 期 标 准 化 第 张 共 张 中断服务程序流程图 3-2 所示。 更新显示 开关、复位键上调温度键 下调温度键 按键是否超时 关闭温控功能， 将显示改为 OFF 进入设定模式，显示当前设定温度 开关、复位键 上调温度键 下调温度键 按键扫描 ADC0804 开始转换 系统初始化，T0 开中断 开始 N 是否按下开关键 Y 取系统温度，BCD 转换，显示实测温度 Y 显示 实测 温度 N 按键扫描 设定温度复位

48、为 25 度 将当前设定 温度加 1 度 将当前设定 温度减 1 度 图 3-1 主程序流程图 中断入口 T0 重新赋初值 关 温控机工作状态 开 N 100ms 计时到没？ Y 100ms 计时处理， 主要是 实现温控功能 动态驱动数码管 中断结束 图3-2中断服务程序流程图 3.3程序代码 #include #include #include #include typedef unsigned int uint; typedef unsigned char uchar; sbit Dianji=P23;/压缩机控制端口定义，当 Dianji=0 时压缩机启动，当 Dianji=1 时 /压

49、缩机停止 /*ADC0804 相关控制端口定义*/ sbit CS_0804=P32; sbit INTR_0804=P33; sbit WR_0804=P36; sbit RD_0804=P37; uchar code LED_CODE=0 x3F,0 x06,0 x5B,0 x4F,0 x66,0 x6D,0 x7D,0 x07,0 x7F, 0 x6F,0 x77,0 x7C,0 x39,0 x5E,0 x79,0 x71; /数码管显示编码 uchar code a4=0 x77,0 xB7,0 xD7,0 xE7; uchar data LED4,x,Sys_Flag,Set_Fla

50、g; /4 位数码管显示缓存,x 数码管位指 /针,Sys_Flag 系统工作状态标志(0 表示系统关闭,1 表示系统工作) uint data Key_time,time_count; /Key_time 按键超时计时变量,time_count /用于 100ms 计时 uint wendu,wendu_temp,wendu_set; void delay(uint z); /延时子程序 uchar key_scan(void);/按键扫描程序 uchar read_0804(void);/0804 读取数据子函数 void main(void) uchar Key_number; Sys_

51、Flag=0; /初始化温控系统处于关闭状态，等待开启 Set_Flag=0;/初始化处于非设定温度状态 Dianji=1;/初始化压缩机停止运转 Key_time=0; /初始化按键超时变量 time_count=0; wendu_set=25; /初始化设定温度为 25 度 LED0=0 x00; LED1=LED_CODE0; LED2=LED_CODE15; LED3=LED_CODE15; x=0; P2=ax|(P2 P0=LEDx; x+; TMOD=0 x01;/初始化定时器 0 为工作方式 1 TH0=0 xF8;/定时器 T0 初值载入,中断时间为 2ms TL0=0 x3

52、0; ET0=1; EA=1; TR0=1; while(1) L1:Key_number=key_scan(); if(Key_number=1) /按下开关/复位键 Sys_Flag=1; /将温控系统状态标志改为启动 wendu=(read_0804()*50)/2.55; wendu_temp=wendu; LED0=LED_CODE(wendu_temp/1000); wendu_temp=wendu_temp%1000; LED1=LED_CODE(wendu_temp/100)|0 x80; wendu_temp=wendu_temp%100; LED2=LED_CODEwend

53、u_temp/10; LED3=LED_CODEwendu_temp%10; while(1) if(Key_number=1) /关闭温控系统 Sys_Flag=0; /将温控系统状态标志改为停止 Dianji=1; /停止压缩机 L2:Key_number=key_scan(); LED0=0 x00;/温控系统关闭状态下，数码管显示 OFF LED1=LED_CODE0; LED2=LED_CODE15; LED3=LED_CODE15; goto L1; else if(Key_number=2)|(Key_number=3)/按下温度加或者温度 /减键进入设定模式 Set_Flag=

54、1; /更改系统状态处于设定状态 LED0=LED_CODEwendu_set/10; /温度设定时， 数码管前两位 /显示当前的设定温度，后两位显示字符C LED1=LED_CODEwendu_set%10; LED2=LED_CODE12; LED3=LED_CODE12; Key_time=2500; /设定按键超时为 5s 时间,若 5s 之内没有按键操 /作，则退出设定模式返回主菜单，数码管显示实测温度 while(1) if(!Key_time) /按键超时的处理 Set_Flag=0;/退出设定模式，更改系统状态处于非设定状 /态 goto L2; Key_number=key_

55、scan(); if(Key_number=1) /按下开关/复位键将设定温度复位成默 /认 25 度 wendu_set=25; LED0=LED_CODEwendu_set/10; /温度设定时， 数码管 /前两位显示当前的设定温度，后两位显示字符C LED1=LED_CODEwendu_set%10; LED2=LED_CODE12; LED3=LED_CODE12; Key_time=2500; /设定按键超时为 5s 时间,若 5s 之内没有 /按键操作，则退出设定模式返回主菜单，数码管显示实测温度 else if(Key_number=2)/按下温度减键，将设定温度减少 1 /度

56、wendu_set-; LED0=LED_CODEwendu_set/10; /温度设定时， 数码管 /前两位显示当前的设定温度，后两位显示字符C LED1=LED_CODEwendu_set%10; LED2=LED_CODE12; LED3=LED_CODE12; Key_time=2500; /设定按键超时为 5s 时间,若 5s 之内没有 /按键操作，则退出设定模式返回主菜单，数码管显示实测温度 /度 wendu_set+; LED0=LED_CODEwendu_set/10; /温度设定时， 数码管 /前两位显示当前的设定温度，后两位显示字符C LED1=LED_CODEwendu_

57、set%10; LED2=LED_CODE12; LED3=LED_CODE12; Key_time=2500; /设定按键超时为 5s 时间,若 5s 之内没有 else ; /按键操作，则退出设定模式返回主菜单，数码管显示实测温度 else if(Key_number=3)/按下温度加键，将设定温度增加 1 else ; /*延时子程序 Zms */ void delay(uint z) unsigned int x,y; for(x=z;x0;x-) for(y=110;y0;y-); /*按键扫描子程序，用于主程序不断读取按键值， 键按下则返回键值 13,若没有键按下则返回 0 */

58、uchar key_scan(void) uchar temp_i,i; temp_i=0 x04; if(P2 /延时消抖 if(P2ii) while(!(P2 /等待按键释放 return (i+1); else return 0; else return 0; /*0804 读取数据子函数*/ uchar read_0804(void) uchar a; P1=0 xFF; CS_0804=0; /启动一次转换 _nop_(); WR_0804=0; _nop_(); WR_0804=1; _nop_(); CS_0804=1; _nop_(); delay(1); CS_0804=0; _nop_(); RD_0804=0; _nop_(); _nop_(); a=P1; _nop_(); RD_0804=1; _nop_(); CS_0804=1; return(a); /*定时器中断 0*/ vo