【正文】 度控制系統(tǒng)的加熱制冷的執(zhí)行系統(tǒng)，包括加熱制冷元件，元件的驅(qū)動(dòng)電路。在允許的溫度范圍內(nèi)，該系統(tǒng)讓室內(nèi)溫度可以根據(jù)實(shí)際需要加熱或制冷，以改變室內(nèi)溫度，為用戶提供一個(gè)滿意的室內(nèi)溫度。方案一：采用發(fā)熱電熱絲制熱，而制冷則用可以另選制冷的電路。優(yōu)點(diǎn)在于采用市電，比較方便，由單片機(jī)輸出PWM波來控制雙向可控硅的觸發(fā)相位，控制執(zhí)行元件電路加熱或制冷。但是用市電的制冷電路卻是一個(gè)大難題，而且多為一個(gè)制冷系統(tǒng)，如空調(diào)的制冷系統(tǒng)。方案二：采用半導(dǎo)體熱電制冷片，半導(dǎo)體制冷片的工作運(yùn)轉(zhuǎn)是用直流電流，它既可制冷又可加熱，而且只要通過改變直流電流的極性就可以在同一制冷片上實(shí)現(xiàn)制冷或加熱，這個(gè)效果的產(chǎn)生就是通過熱電的原理，在現(xiàn)代的溫度控制系統(tǒng)中應(yīng)用相當(dāng)?shù)膹V泛，推動(dòng)了溫度控制系統(tǒng)的跨越式發(fā)展，被稱為世界“制冷”三大奇跡之一。而且有專門的驅(qū)動(dòng)芯片（如MAX1968），可以改變電流的方向，效果好，低價(jià)格?；谝陨蟽蓚€(gè)方案比較，方案二組成的執(zhí)行系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡單，功能強(qiáng)大，可靠性高，性價(jià)比也高，能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)執(zhí)行系統(tǒng)的加熱與制冷。而方案一組成的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)就不及方案二靈活而有序。所以我選擇方案二。 按鍵系統(tǒng)的選擇按鍵系統(tǒng)是整個(gè)溫度控制系統(tǒng)的溫度設(shè)定輸入系統(tǒng)，按照用戶的要求輸入所需的室溫值。當(dāng)溫度在允許范圍內(nèi)時(shí)，按鍵設(shè)定的溫度得以執(zhí)行，通過熱電制冷片加熱或制冷，通過風(fēng)扇加速空氣流動(dòng)，來達(dá)到迅速調(diào)整室溫的目的。方案一：直接利用單片機(jī)接口組成矩陣式鍵盤，要MN個(gè)按鍵，則需要用M+N個(gè)I/O接口。而按鍵的中斷則采用與門集成芯片輸出來觸發(fā)單片機(jī)的外部中斷，在主控制器收到中斷后由中斷程序迅速讀取按鍵值，反應(yīng)非常迅速，而且在I/O口充足時(shí)，就更為常用。同時(shí)編程也容易，可靠性高。方案二：用專門的芯片擴(kuò)展鍵盤，也是矩陣式的，當(dāng)有按鍵按下時(shí)就會(huì)觸發(fā)按鍵中斷，在主控制器收到中斷信號后就開始讀相應(yīng)按鍵值。不同的專用芯片與主控制器間的通信方式不一樣，有的是并口，有的則是串口。根據(jù)主控制器的I/O口來選擇用并口還是串口通信方式?；谝陨蟽煞N方案比較，結(jié)合主控制器的I/O口，方案一和方案二都行，效果都好，但是主控制器的I/O口比較充足，可以直接用并口通信，而此時(shí)如果選擇方案二，則中間再用一塊專用芯片，這樣就會(huì)增加硬件延時(shí)，降低了控制系統(tǒng)的實(shí)效性，因而在實(shí)現(xiàn)同樣功能的時(shí)侯，按鍵系統(tǒng)的性價(jià)比卻明顯降低了，所以我選擇方案一。 顯示器的選擇顯示器是室溫控制系統(tǒng)中顯示系統(tǒng)的重要組成部件，它顯示了用戶設(shè)定的溫度即室內(nèi)最終要達(dá)到的溫度（在允許的范圍內(nèi)0176。C～40176。C），讓人們知道室內(nèi)的溫度情況，是一個(gè)可靠的人機(jī)交流平臺之一。方案一：采用四位一體的共陰數(shù)碼管，接法簡單，效果好。當(dāng)驅(qū)動(dòng)能力不夠時(shí)（如單片機(jī)的P0口），可以直接加上拉電阻，或者加專門的驅(qū)動(dòng)芯片。通常情況下加上拉電阻能實(shí)現(xiàn)既定功能就不加專門的驅(qū)動(dòng)芯片，以提高性價(jià)比，減少硬件延遲。方案二：采用液晶顯示，液晶的優(yōu)點(diǎn)在于可以顯示數(shù)字，也可以顯示中文詩歌等多種多樣的字符。顯示內(nèi)容比數(shù)碼管強(qiáng)多了，但就是價(jià)格比較昂貴（幾十～幾百不等），一般在要求顯示內(nèi)容非常豐富的場合才使用?；谝陨戏桨副容^，本室內(nèi)溫度控制系統(tǒng)只顯示數(shù)字就可以，默認(rèn)為華氏溫度，因而就選擇非常便宜的數(shù)碼管顯示，就滿足了系統(tǒng)的要求。 警告及提示系統(tǒng)選擇警告系統(tǒng)由聲音與常亮紅燈組成，提示系統(tǒng)由一個(gè)綠燈組成。警告系統(tǒng)提示了用戶的操作得以執(zhí)行與否。若合理（無聲且紅燈滅）自然得以執(zhí)行。若不合理（亮紅燈發(fā)警告聲）則用戶必須迅速做出調(diào)整。方案一：聲音讓揚(yáng)聲器發(fā)出，揚(yáng)聲器的優(yōu)點(diǎn)在于聲音大，傳播距離遠(yuǎn)，電路結(jié)構(gòu)簡單，需要時(shí)也可以加驅(qū)動(dòng)來增大功率。常亮燈用紅色發(fā)光二極管，按判斷結(jié)果通電與斷電。提示燈用綠色的發(fā)光二極管。方案二：聲音讓蜂鳴器發(fā)出，蜂鳴器的電路簡單，用兩個(gè)電阻、一個(gè)電容與三極管就可以驅(qū)動(dòng)，而且聲音也大，效果很好，在一定范圍內(nèi)，電流越大聲音越大而且只改變電路中的電阻即可。非常方便。紅燈與提示燈同方案一?；谝陨戏桨副容^，選擇既簡單又方便的方案二。 風(fēng)扇電機(jī)選擇風(fēng)扇保證了熱氣與冷氣迅速流動(dòng)到室內(nèi)的每一個(gè)角落，滿足室內(nèi)溫度控制的要求。而風(fēng)扇要用電機(jī)來帶動(dòng)，所以選擇一個(gè)可靠，轉(zhuǎn)速可調(diào)的電機(jī)很重要。方案一：采用直流電動(dòng)機(jī)，直流電機(jī)在電壓一定時(shí)（其它條件不變）轉(zhuǎn)速恒定，當(dāng)只改變電壓時(shí)，轉(zhuǎn)速也隨之改變，調(diào)速性能相當(dāng)好，堪稱完美。而且轉(zhuǎn)矩也大，應(yīng)用非常廣泛。方案二：采用步進(jìn)電機(jī)，步進(jìn)電機(jī)是一種把電脈沖轉(zhuǎn)換成角位移的電動(dòng)機(jī)。每輸入一個(gè)電脈沖步進(jìn)電機(jī)就前進(jìn)一步，其角位移與脈沖數(shù)成正比，電機(jī)轉(zhuǎn)速與脈沖頻率成正比，且轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向于各項(xiàng)繞組的通電方式有關(guān)?；谝陨戏桨副容^，如果要一個(gè)穩(wěn)定的轉(zhuǎn)速，控制又方便的電機(jī)，則方案一明顯優(yōu)于方案二，但本系統(tǒng)要根據(jù)溫度差來調(diào)節(jié)風(fēng)扇快慢，溫度差越大，則轉(zhuǎn)動(dòng)越快。才能使控制更精確，所以我選擇方案二。3 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì) 硬件總體結(jié)構(gòu)框圖本室內(nèi)溫度控制系統(tǒng)由溫度采集系統(tǒng)、按鍵控制系統(tǒng)、主控制器、執(zhí)行系統(tǒng)、數(shù)碼顯示系統(tǒng)、警告及提示系統(tǒng)組成，： 硬件總體結(jié)構(gòu)框圖 單片機(jī)知識介紹單片機(jī)又稱單片微控制器,它不是完成某一個(gè)邏輯功能的芯片,而是把一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)集成到一個(gè)芯片上。概括地講：一塊芯片就成了一臺計(jì)算機(jī)。它的體積小、質(zhì)量輕、價(jià)格便宜、為學(xué)習(xí)、應(yīng)用和開發(fā)提供了便利條件。同時(shí)，學(xué)習(xí)使用單片機(jī)是了解計(jì)算機(jī)原理與結(jié)構(gòu)的最佳選擇。單片機(jī)內(nèi)部也用和電腦功能類似的模塊，比如CPU，內(nèi)存，并行總線，還有和硬盤作用相同的存儲(chǔ)器件，不同的是它的這些部件性能都相對我們的家用電腦弱很多，不過價(jià)錢也是低的，一般不超過10元即可用它來做一些控制電器一類不是很復(fù)雜的工作足矣了。可以說，二十世紀(jì)跨越了三個(gè)“電”的時(shí)代，即電氣時(shí)代、電子時(shí)代和現(xiàn)已進(jìn)入的電腦時(shí)代。不過，這種電腦，通常是指個(gè)人計(jì)算機(jī)，簡稱PC機(jī)。它由主機(jī)、鍵盤、顯示器等組成。還有一類計(jì)算機(jī)，大多數(shù)人卻不怎么熟悉。這種計(jì)算機(jī)就是把智能賦予各種機(jī)械的單片機(jī)（亦稱微控制器）。顧名思義，這種計(jì)算機(jī)的最小系統(tǒng)只用了一片集成電路，即可進(jìn)行簡單運(yùn)算和控制。單片機(jī)誕生于20世紀(jì)70年代末，經(jīng)歷了SCM、MCU、SOC三大階段。 單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域單片機(jī)廣泛應(yīng)用于儀器儀表、家用電器、醫(yī)用設(shè)備、航空航天、專用設(shè)備的智能化管理及過程控制等領(lǐng)域，大致可以分為以下幾個(gè)范疇：，如精密測量設(shè)備（功率計(jì)，示波器，各種分析儀）。，用單片機(jī)可以構(gòu)成形式多樣的控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。，從電飯褒、洗衣機(jī)、電冰箱、空調(diào)機(jī)、彩電、其它音響視頻器材、再到電子秤量設(shè)備，各種各樣，無所不在。，從手機(jī)，電話機(jī)、小型程控交換機(jī)、樓宇自動(dòng)通信呼叫系統(tǒng)、列車無線通信、再到日常工作中隨處可見的移動(dòng)電話，集群移動(dòng)通信，無線電對講機(jī)等。，醫(yī)用呼吸機(jī)，各種分析儀，監(jiān)護(hù)儀，超聲診斷設(shè)備及病床呼叫系統(tǒng)等等。，如音樂集成單片機(jī)，音樂信號以數(shù)字的形式存于存儲(chǔ)器中（類似于ROM），由微控制器讀出，轉(zhuǎn)化為模擬音樂電信號（類似于聲卡）。 單片機(jī)AT89S52介紹AT89S52是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K 在線系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)器。使用Atmel公司高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造，與工業(yè)80C51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上Flash允許程序存儲(chǔ)器在線系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的8位CPU和在線系統(tǒng)可編程Flash，使得AT89S52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。AT89S52具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能：8k字節(jié)Flash，256字節(jié)RAM，32位I/O口線，看門狗定時(shí)器，2個(gè)數(shù)據(jù)指針，三個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，一個(gè)6向量2級中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路。另外，AT89S52可降至0Hz靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式。空閑模式下，CPU停止工作，允許RAM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。它的主要性能有：與MCS51單片機(jī)產(chǎn)品兼容；8K字節(jié)在線系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)器；1000次擦寫周期；全靜態(tài)操作：0Hz～33Hz；三級加密程序存儲(chǔ)器；32個(gè)可編程I/O口線；三個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器；八個(gè)中斷源；全雙工UART串行通道；低功耗空閑和掉電模式；掉電后中斷可喚醒；看門狗定時(shí)器；雙數(shù)據(jù)指針；掉電標(biāo)識符。： AT89S52引腳圖VCC：電源GND：地P0口：P0口是一個(gè)8位漏極開路的雙向I/O口。作為輸出口，每位能驅(qū)動(dòng)8個(gè)TTL邏輯電平。對P0端口寫“1”時(shí)，引腳用作高阻抗輸入。當(dāng)訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，P0口也被作為低8位地址/數(shù)據(jù)復(fù)用。在這種模式下，P0具有內(nèi)部上拉電阻。在flash編程時(shí)，P0口也用來接收指令字節(jié)；在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)。程序校驗(yàn)時(shí)，需要外部上拉電阻。P1口：P1口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P1輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng)4個(gè)TTL邏輯電平。對P1端口寫“1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。此外，（）和計(jì)時(shí)器/計(jì)數(shù)器2的觸發(fā)輸入（）。在flash編程和校驗(yàn)時(shí)，P1口接收低8位地址字節(jié)。P2口：P2口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng)4個(gè)TTL邏輯電平。對P2端口寫“1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。在訪問外部程序存儲(chǔ)器或用16位地址讀取外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（例如執(zhí)行MOVX @DPTR）時(shí)，P2口送出高八位地址。在這種應(yīng)用中，P2口使用很強(qiáng)的內(nèi)部上拉發(fā)送1。在使用8位地址（如MOVX @RI）訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，P2口輸出P2鎖存器的內(nèi)容。在flash編程和校驗(yàn)時(shí)，P2口也接收高8位地址字節(jié)和一些控制信號。P3口：P3口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P3輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng)4個(gè)TTL邏輯電平。對P3端口寫“1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。P3口亦作為AT89S52特殊功能（第二功能）使用。在flash編程和校驗(yàn)時(shí)，P3口也接收一些控制信號。RST：復(fù)位輸入。晶振工作時(shí)，RST腳持續(xù)2個(gè)機(jī)器周期高電平將使單片機(jī)復(fù)位。看門狗計(jì)時(shí)完成后，RST腳輸出96個(gè)晶振周期的高電平。特殊寄存器AUXR(地址8EH)上的DISRTO位可以使此功能無效。DISRTO默認(rèn)狀態(tài)下，復(fù)位高電平有效。ALE/PROG：地址鎖存控制信號（ALE）是訪問外部程序存儲(chǔ)器時(shí)，鎖存低8位地址的輸出脈沖。在flash編程時(shí)，此引腳（PROG）也用作編程輸入脈沖。在一般情況下，ALE 以晶振六分之一的固定頻率輸出脈沖，可作為外部定時(shí)器或時(shí)鐘使用。特別強(qiáng)調(diào)，在每次訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，ALE脈沖將會(huì)跳過。如果需要，通過將地址為8EH的SFR的第0位置“1”，ALE操作將無效。這一位置“1”，ALE僅在執(zhí)行MOVX 或MOVC指令時(shí)有效。否則，ALE將被微弱拉高。這個(gè)ALE使能標(biāo)志位的設(shè)置對微控制器處于外部執(zhí)行模式下無效。PSEN：外部程序存儲(chǔ)器選通信號（PSEN）是外部程序存儲(chǔ)器選通信號。當(dāng)AT89S52從外部程序存儲(chǔ)器執(zhí)行外部代碼時(shí)，PSEN在每個(gè)機(jī)器周期被激活兩次，而在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，PSEN將不被激活。EA/VPP：訪問外部程序存儲(chǔ)器控制信號。為使能從0000H 到FFFFH的外部程序存儲(chǔ)器讀取指令，EA必須接GND。為了執(zhí)行內(nèi)部程序指令，EA應(yīng)該接VCC。在flash編程期間，EA也接收12伏VPP電壓。XTAL1：振蕩器反相放大器和內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生電路的輸入端。XTAL2：振蕩器反相放大器的輸出端。 溫度測量系統(tǒng)電路設(shè)計(jì) 溫度傳感器DS1624介紹在本論文中，選用的是溫度測量的專用芯片DS1624是美國DALLAS公司生產(chǎn)的集成了測量系統(tǒng)和存儲(chǔ)器于一體的芯片。數(shù)字接口電路簡單，與I2C總線兼容，且可以使用一片控制器控制多達(dá)8片的DS1624。測溫范圍寬，讀數(shù)穩(wěn)定，分辨率高，無須外接電路，與單片機(jī)接口簡單，其數(shù)字溫度輸出達(dá)13位，176。C。測量溫度范圍為50176。C ~+125176。C，在10176。C ~+85176。C范圍內(nèi)，精度為177。176。C。，~，使系統(tǒng)設(shè)計(jì)更靈活方便。適用于高精度、低功耗應(yīng)用系統(tǒng)。DALLAS半導(dǎo)體公司的數(shù)字化溫度傳感器DS1624是世界上第一片支持“兩線串行”接口的溫度傳感器。兩線數(shù)字接口獨(dú)特而且經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)，使用戶可輕松地組建傳感器網(wǎng)絡(luò)，抗干擾性高。適合于惡劣環(huán)境的現(xiàn)場溫度測量，如：環(huán)境控制、設(shè)備或過程控制、測量類消費(fèi)電子產(chǎn)品等。I2C總線是Philips公司首先推出的一種兩線制串行傳輸總線。它由一根數(shù)據(jù)線（SDA）和一根時(shí)鐘線（SCL）組成，所有符合I2C總線的器件組合了一個(gè)片上接口，使器件之間直接通過I2C總線通訊，總線上最多可掛接128個(gè)I2C器件，通過硬件設(shè)置地址、軟件尋址的方法對各個(gè)器件進(jìn)行片選，大大節(jié)省了系統(tǒng)資源。 DS1624的引腳及內(nèi)部結(jié)構(gòu)DS1624具有8腳DIP封裝及8腳SOIC封裝兩種形式。 DS1624引腳功能引腳符號功能1SDA數(shù)據(jù)輸入輸出端2SCL時(shí)鐘信號輸入