【正文】 76。 C 和 28176。 C） 。當平均值低于 18176。 C 時，空調(diào)采用冬天模式，默認下運行 加熱模式，當加熱至 22176。 C 時停止加熱，延時五分鐘后 若平均值低于 22176。 C，則繼續(xù)加熱 到 22176。 C 時再停止 ，否則不加熱 并繼續(xù)延時 5 分鐘 ，如此循環(huán)下去。當平均值高于 28176。 C 時，空調(diào)采用夏天模式，默認下運行 制冷模式，當溫度降至 26176。 C 時停止制冷，延時五分鐘后 若平均值高于 26176。 C，則繼續(xù)制冷 到 26176。 C時再停止， 否則不制冷 并繼續(xù)延時 5 分鐘 ， 如此循環(huán)下去。 該系統(tǒng)配有按鍵，可改變空調(diào)的模式，以 及溫度高低。當空調(diào)自動運行冬天模式 或夏天模式時 ， 若開關(guān) S1 閉合則此時進入手動模式 。 手動模式下，溫度高低由人為設(shè)定，溫度傳感器 采集到的數(shù)據(jù)平均值與設(shè)定值比較， 當 平均值高于設(shè)定值時，運行制冷模式，溫度降至設(shè)定值后停止制冷，并延時 5分鐘，然后再判斷溫度是否高于設(shè)定值，否則停止制冷并繼續(xù)延時 5分鐘，是則繼續(xù)制冷，如此循環(huán)下去。當平均值低于設(shè)定值時，運行加熱模式，溫度升至設(shè)定值后停止加熱，并延時 5 分鐘，然后在判斷溫度是否低于設(shè)定值，否則停止加熱并繼續(xù)延時 5分鐘，是則繼續(xù)加熱，如此循環(huán)下去。 系統(tǒng)原理圖見附錄Ⅰ 單片機最小系統(tǒng)電路 因為該系統(tǒng)是以單片機為控制核心，故必 有組成單片機最小系統(tǒng)的電路，即電源電路、復(fù)位電路、晶振電路。 西安工程大學 本科 畢業(yè)設(shè)計（論文） 5 電源電路 電源模塊使用 L7805CV芯片 ，電源模塊如圖 21所示。 Vin73GND74Vout75U2L7805CVC4220ufC5470ufC8C6C7+12V VCC 圖 21 單片機電源模塊 復(fù)位電路 AT89S51的復(fù)位輸入端為 RST，高電平有效。當振蕩器復(fù)位器件時，要保持 RST腳兩個機器周期的高電平時間。如圖 22，當摁下摁鍵 S4時， RST輸入高電平，單片機復(fù)位。為了可靠，再加上一只 、雜波。 復(fù)位電路如圖 22所示。 C310pfVCCR51KS4 圖 22 單片機復(fù)位電路 晶振電路 單片機的 XTAL1 和 XTAL2 分別為用作片內(nèi)振蕩器的反向放大器的輸入和輸出。這個振蕩器可以使用石英晶體，也可以使用陶瓷諧振器。 C1和 C2的數(shù)值要西安工程大學 本科 畢業(yè)設(shè)計（論文） 6 一樣，不管使用的是晶體還是諧振器。最佳的數(shù)值與使用的晶體或諧振器有關(guān)，還與雜散電容和環(huán)境的電磁噪聲有關(guān)。數(shù)據(jù)手冊中給出了針對晶體選擇電容的一些指南。對于陶瓷諧振器，應(yīng)該使用廠商提供的數(shù)值。 本系統(tǒng)的晶振設(shè)計采用典型電路，晶振兩端接 30pf左右的電容 。晶振電路如圖 23所示。 Y112MHZC130pfC230pf 圖 23 單片機晶振電路 西安工程大學 本科 畢業(yè)設(shè)計（論文） 7 第 3 章 系統(tǒng) 硬件電路設(shè)計 主控芯片 本系統(tǒng)采用 AT89S51單片機作為主控芯片。 AT89S51是一個低功耗，高性能 CMOS 8位單片機，片內(nèi)含 4k Bytes ISP(Insystem programmable)的可反復(fù)擦寫 1000次的 Flash只讀程序存儲器，器件采用 ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)制造，兼容標準 MCS51指令系統(tǒng)及 80C51引腳結(jié)構(gòu)，芯片內(nèi)集成了通用 8位中央處理器和 ISP Flash存儲單元，AT89S51在眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。外加 ATMEL公司現(xiàn)在已經(jīng)停產(chǎn)了 89CXX系列的單片機，考慮到購買問題，故選擇 AT89S51單片機。 AT89S51 單片機的主要性能特點 (1) 4k Bytes Flash片內(nèi)程序存儲器；集成度高、體積小、可靠性高； (2) 128 bytes的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器（ RAM）； (3) 32個外部雙向輸入 /輸出（ I/O）口； (4) 5個中斷優(yōu)先級、 2層中斷嵌套中斷； (5) 6個中斷源； (6) 2個 16位可編程定時器 /計數(shù)器； (7) 2個全雙工串行通信口； (8) 看門狗（ WDT）電路； (9) 片內(nèi)振蕩器和時鐘電路； (10)與 MCS51兼容； (11)全靜態(tài)工作： 0Hz33MHz； (12)三級程序存儲器保密鎖定； (13)可編程串行通道； (14)低功耗的閑置和掉電模式。 西安工程大學 本科 畢業(yè)設(shè)計（論文） 8 AT89S51 單片機的管腳說明 VCC：電源電壓輸入端。 GND：電源地。 P0口： P0口為一個 8位漏級開路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8TTL 門電流。當P1 口的管腳第一次寫 1 時，被定義為高阻輸入。 P0 能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù) /地址的低八位。在 FIASH編程時， P0 口作為原碼輸入口， 當 FIASH進行校驗時， P0輸出原碼，此時 P0外部必須被拉高。 P1口： P1口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的 8位雙向 I/O口， P1口緩沖器能接收輸出 4TTL 門電流。 P1 口管腳寫入 1 后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入， P1口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在 FLASH編程和校驗時， P1 口作為第八位地址接收。 P2口： P2口為一個內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向 I/O口， P2口緩沖器可接收，輸出 4個 TTL門電流，當 P2口被寫“ 1”時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時， P2 口的管腳被外 部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 P2 口當用于外部程序存儲器或 16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進行存取時， P2口輸出地址的高八位。在給出地址“ 1”時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進行讀寫時， P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在 FLASH編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。 P3口： P3口管腳是 8個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O口，可接收輸出 4個 TTL門電流。當 P3口寫入“ 1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平， P3口將輸出電流（ ILL）這是由于 上拉的緣故。 P3口除了作為普通 I/O 口，還有第二功能： RXD（串行輸入口） TXD（串行輸出口） /INT0（外部中斷 0） /INT1（外部中斷 1） T0（ T0定時器的外部計數(shù)輸入） T1（ T1定時器的外部計數(shù)輸入） /WR（外部數(shù)據(jù)存儲器的寫選通） 西安工程大學 本科 畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 /RD（外部數(shù)據(jù)存儲器的讀選通） P3口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。 I/O口作為輸入口時有兩種工作方式，即所謂的讀端口與讀引腳。讀端口時實際上并不從外部讀入數(shù)據(jù)， 而是把端口鎖存器的內(nèi)容讀入到內(nèi)部總線，經(jīng)過某種運算或變換后再寫回到端口鎖存器。只有讀端口時才真正地把外部的數(shù)據(jù)讀入到內(nèi)部總線。 89C51 的 P0、 P P P3口作為輸入時都是準雙向口。除了 P1口外 P0、 P P3口都還有其他的功能。 RST：復(fù)位輸入端，高電平有效。當振蕩器復(fù)位器件時，要保持 RST 腳兩個機器周期的高電平時間。 ALE/PROG：地址鎖存允許 /編程脈沖信號端。當訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的低位字節(jié)。在 FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時， ALE端以不變 的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。然而要注意的是：每當用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個 ALE脈沖。如想禁止 ALE 的輸出可在 SFR8EH地址上置 0。此時， ALE只有在執(zhí)行 MOVX， MOVC指令是 ALE 才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE禁止，置位無效。 PSEN：外部程序存儲器的選通信號，低電平有效。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次 /PSEN有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的 /PSEN信號將不 出現(xiàn)。 EA/VPP：外部程序存儲器訪問允許。當 /EA保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（ 0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲器。注意加密方式 1時，/EA將內(nèi)部鎖定為 RESET；當 /EA端保持高電平時，此間內(nèi)部程序存儲器。在 FLASH編程期間，此引腳也用于施加 12V編程電源（ VPP）。 XTAL1：片內(nèi)振蕩器反相放大器和時鐘發(fā)生器的輸入端。 XTAL2：片內(nèi)振蕩器反相放大器的輸出端。 AT89S51管腳 圖如圖 31所示。 西安工程大學 本科 畢業(yè)設(shè)計（論文） 10 圖 31 AT89S51 單片機管腳圖 AT89S51 單片機的中斷系統(tǒng) (1) 中斷：程序執(zhí)行過程中，允許外部或內(nèi)部事件通過硬件打斷程序的執(zhí)行，使其轉(zhuǎn)向為處理內(nèi)部事件的中斷服務(wù)程序中去；完成中斷服務(wù)的程序后， CPU繼續(xù)原來被打斷的程序，這樣的過程稱為中斷過程。 (2) 中斷源：能產(chǎn)生中斷的外部和內(nèi)部事件。 89S51有 5個中斷源： 1)INT0：外部中斷 0請求，低電平有效。通過 。 2)INT1：外部中斷 1請求，低電平有效。通過 。 3)T0：定時器 /計數(shù)器 0溢出中斷請求。 4)TI：定時器 /計數(shù)器 1溢出中斷請求。 5)TXD/RXD：串行口中斷請求。當串行口完成一幀數(shù)據(jù)的發(fā)送或接 收時，便請求中斷。 每一個中斷源都對應(yīng)一個中斷請求標志位，它們設(shè)置在特殊功能寄存器 TCON和 SCON中。當這些中斷源請求中斷時，相應(yīng)的標志分別有 TCON和 SCON中的相應(yīng)位來鎖存。 (3) 89S51中斷系統(tǒng)有以下 4個特殊功能寄存器： 1)定時器控制寄存器 TCON（用 6位）； 西安工程大學 本科 畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 2)串行口控制寄存器 SCON（用 2位）； 3)中斷允許寄存器 IE； 4)中斷優(yōu)先級寄存器 IP。 其中， TCON和 SCON只有一部分用于中斷控制。通過對以上各特殊功能寄存器的各位 進行置位或復(fù)位等操作，可實現(xiàn)各種中斷控制功能。 (4) 中斷的響應(yīng)過程及中斷矢量地址： 中斷處理過程可分為 3個階段：中斷響應(yīng)、中斷處理和中斷返回。 89C51的 CPU在每個機器周期的 S5P2期間順序采樣每個中斷源， CPU在下一個機器周期 S6期間按優(yōu)先級順序查詢中斷標志。如查詢到某個中斷標志為 1，則將在接下來的機器周期 S1期間按優(yōu)先級進行中斷處理。中斷系統(tǒng)通過硬件自動將相應(yīng)的中斷矢量地址裝入 PC，以便進入相應(yīng)的中斷服務(wù)程序。表 2既是各個中斷源對應(yīng)的中斷矢量地址。 由于 89S51系列單片機的兩個相鄰的中斷源中斷服 務(wù)程序入口地址相距只有八個單元，一般的中斷服務(wù)程序是容納不下的，通常是在相應(yīng)的中斷服務(wù)程序入口地址中放一條常跳轉(zhuǎn)指令 LJMP，這樣就可以轉(zhuǎn)到 64KB任何可用區(qū)域了。 中斷服務(wù)程序從矢量地址開始執(zhí)行，一直到返回指令 RETI為止。 RETI指令的操作一方面告訴中斷系統(tǒng)該中斷服務(wù)程序已執(zhí)行完畢，另一方面把原來壓入堆棧保護斷點地址從棧頂彈出，裝入程序寄存器 PC，使程序返回到被中斷的程序斷點處繼續(xù)執(zhí)行。 在編寫中斷服務(wù)程序時應(yīng)注意： （ 1）在中斷矢量地址單元處存放一條無條件轉(zhuǎn)移指令（如 LJMP H），使中斷程序 可靈活的安排在 64KB程序存儲器的任何空間。 （ 2）在中斷服務(wù)程序中，用戶應(yīng)注意用軟件保護現(xiàn)場，以免中斷返回后丟失原寄存器、累加器中的信息。 （ 3）若要在執(zhí)行當前中斷程序時禁止更高優(yōu)先級中斷，則可先用軟件關(guān)閉CPU中斷或禁止某中斷源中斷，在中斷返回前在開放中斷。 西安工程大學 本科 畢業(yè)設(shè)計（論文） 12 各模塊的硬件設(shè)計 電源模塊 AT89S51工作，需要為其提供 5V電源。本系統(tǒng)采用線性穩(wěn)壓電源，通過三端穩(wěn)壓管 L7805CV，輸出 +5V直流電壓 。 L7805CV的基本參數(shù)為： ： ； 壓： 35V； ： ； ： 40uV； ： 78dB； ： 17mΩ； 176。 C。 L7805CV的特征： ； ； ，防止負載短路燒毀元件； ，防止結(jié)溫過熱燒毀器件； ，防止燒毀輸出驅(qū)動器晶體管。 電源模塊原理圖如圖 32所示。 Vin73GND74Vout75U2L7805CVC4220ufC5470ufC8C6C7+12V VCC 圖 32 電源模塊 西安工程大學 本科 畢業(yè)設(shè)計（論文） 13 溫度采集模塊 DS18B20是目前使用較為廣泛的溫 度傳感器，且其接線方便，適用于多種場合，故本系統(tǒng)中也使用 DS18B20作為溫度測量元件。 系統(tǒng)通過 DS18B20 采集到多點溫度值，取其平均值?？照{(diào)內(nèi)設(shè)定兩個溫度值（ 18176