【正文】 換后送單片機(jī)。目前比較先進(jìn)的方法是采用專門的集成測(cè)溫傳感器，直接將溫度轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)傳送給單片機(jī)。為了設(shè)計(jì)需要，本文采用了由LM335構(gòu)成的K型熱電偶冷端溫度補(bǔ)償電路。因?yàn)樗鼧?gòu)成的電路可以測(cè)量攝氏溫度，而且溫度系數(shù)為10mv/℃。 +5V穩(wěn)壓電源的實(shí)現(xiàn)在設(shè)計(jì)中使用了很多集成元器件，根據(jù)它們的技術(shù)要求，正常工作時(shí)均為5V供電，且電路工作穩(wěn)態(tài)電流較小，因此對(duì)電源要求不高。因此在本次設(shè)計(jì)中我選用LM7805集成穩(wěn)壓電路，它的輸出電壓為5V。由LM7805集成穩(wěn)壓器組成的5V電壓源主要由變壓器、整流電路、濾波電路、穩(wěn)壓電路組成。 溫度顯示功能的實(shí)現(xiàn)為了使室內(nèi)的溫度更直觀的展現(xiàn)在使用者的面前，我在這個(gè)程序中添加了數(shù)碼管顯示部分。溫度的設(shè)定和采集都要顯示出來，顯示功能是通過軟件編程來實(shí)現(xiàn)的。顯示功能主要是應(yīng)用8255來實(shí)現(xiàn)的，通過設(shè)置8255 溫度設(shè)定功能的實(shí)現(xiàn)溫度設(shè)定功能也是通過軟件編程來實(shí)現(xiàn)的，在本次設(shè)計(jì)中溫度的設(shè)定是通過鍵盤輸入設(shè)定的。 溫度測(cè)量功能的實(shí)現(xiàn)通過溫度傳感器感測(cè)外界的溫度，然后傳感器把溫度的變化轉(zhuǎn)換成有用模擬量電壓值，但是單片機(jī)只能處理數(shù)字量，所以從傳感器出來的模擬量還要經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換器，把模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量。所以在軟件編程時(shí)，要對(duì)A/D初始化和啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換器，這樣就把溫度轉(zhuǎn)換成了十六進(jìn)制的數(shù)字量，然后再把從A/D轉(zhuǎn)換器采集進(jìn)來的數(shù)通過查表轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制的數(shù)，通過數(shù)碼管顯示出來，這樣顯示在人們眼前的就是室內(nèi)的實(shí)際溫度值。 制冷和加熱功能的實(shí)現(xiàn)通過鍵盤輸入的是設(shè)定的溫度值，也就是人們希望達(dá)到的溫度，它進(jìn)入單片機(jī)之后就是一個(gè)數(shù)字量，輸入的這個(gè)數(shù)字量和采集進(jìn)來的數(shù)字量進(jìn)行比較，如果采集的值比設(shè)定的值小，就啟動(dòng)電機(jī)進(jìn)行加熱，如果采集的值比設(shè)定的值大，就啟動(dòng)壓縮機(jī)進(jìn)行制冷。3 設(shè)計(jì)方框圖C8051單片機(jī)+5V穩(wěn)壓電 源鍵盤輸入設(shè)置溫度溫度傳感器LM335顯示報(bào)警制冷加熱A∕D轉(zhuǎn)換圖31空調(diào)控制器總體方框圖4 硬件設(shè)計(jì) +5V穩(wěn)壓電源的實(shí)現(xiàn) LM7805的介紹產(chǎn)生+5V穩(wěn)壓電源的核心元件是集成穩(wěn)壓器LM7805，LM7805是美國(guó)半導(dǎo)體公司的固定輸出三端正穩(wěn)壓器集成電路，輸出電流在1A以上，輸出電壓是+5V。內(nèi)其內(nèi)部包括過熱、過流和調(diào)整管保護(hù)等電路，誤差放大電路，基準(zhǔn)電壓電路和調(diào)整電路，使用比較方便且穩(wěn)定精度高。 +5V穩(wěn)壓電源電路該電路主要由變壓器、整流電路、濾波電路和穩(wěn)壓電路組成。整流電路是由四個(gè)二極管組成的整流橋，整流電路主要是利用二極管的單向?qū)щ娦?。濾波電路是通過電容來實(shí)現(xiàn)的。+5V穩(wěn)壓電源電路如圖41所示。圖41 +5V穩(wěn)壓電源電路 溫度測(cè)量的基本組成部分一個(gè)完整的溫度采集系統(tǒng)通常包含幾個(gè)部分，包括溫度傳感器、測(cè)量電路、模擬前端信號(hào)處理、A∕D轉(zhuǎn)換器三個(gè)基本組成部分。 溫度傳感器獲取生產(chǎn)或生活中被測(cè)環(huán)境或者被測(cè)物質(zhì)的溫度信息，一般都離不開傳感器，這里由于被測(cè)對(duì)象的狀態(tài)往往是一種非物理量（如溫度），而MCU是一個(gè)只能識(shí)別和處理電信號(hào)的數(shù)字系統(tǒng)，因此需要利用傳感器將非電物理量轉(zhuǎn)換成電信號(hào)才能完成溫度測(cè)量和控制的任務(wù)。 測(cè)量電路通常傳感器的輸出可能是電阻值、電容值或者電流值，這些信號(hào)不適宜進(jìn)行直接測(cè)量，往往需要轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，傳遞給后面的A/D轉(zhuǎn)換器，所以很多時(shí)候需要搭建簡(jiǎn)單的測(cè)量電路，使得傳感器輸出的參數(shù)變化轉(zhuǎn)換為電壓的變化。 A/D轉(zhuǎn)換器無論是計(jì)算機(jī)，還是各種MCU、或者DSP等處理器只能處理數(shù)字信號(hào)，即使經(jīng)過處理的信號(hào)仍然只是模擬物理量，還不能直接和這些處理器通信，而A/D轉(zhuǎn)換器就是實(shí)現(xiàn)從模擬量到數(shù)字量轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵器件。模數(shù)轉(zhuǎn)換技術(shù)是實(shí)現(xiàn)各種模擬信號(hào)通向數(shù)字世界的橋梁。 溫度測(cè)量信號(hào)的采集 LM135系列的性能特點(diǎn)在設(shè)計(jì)中我用的溫度采集電路是熱電偶冷端溫度補(bǔ)償電路，這個(gè)電路是由LM335構(gòu)成的K型熱電偶冷端溫度補(bǔ)償電路。下面介紹LM335的性能特點(diǎn)如下：（1）它屬于電壓輸出式精密集成溫度傳感器，電壓溫度系數(shù)為+10mV/K，輸出電壓與熱力學(xué)溫度成正比。（2）測(cè)溫精度高，測(cè)溫范圍寬。LM335測(cè)溫范圍為—40～+100℃。（3）動(dòng)態(tài)阻抗低?！?mA時(shí)，～（4）具有類似于穩(wěn)壓管的特性，使用時(shí)須經(jīng)過限流電阻接正電源，亦可由集成恒流源給它提供恒定的工作電流。（5）價(jià)格低，易校準(zhǔn)。利用一只10電位器即可校準(zhǔn)+25℃時(shí)的輸出電壓值。 熱電偶的工作原理熱電偶的工作原理可以這樣解釋，當(dāng)兩種不同的導(dǎo)體或半導(dǎo)體A或B組成一個(gè)回路，其兩端相互連接時(shí)，只要兩端（一端溫度為T，稱為工作端或者是熱端；另一端溫度為，稱為自由端，也稱參考端或者冷端）的溫度不同，則回路中就會(huì)有電流產(chǎn)生，回路中存在的電動(dòng)勢(shì)稱為熱電動(dòng)勢(shì)。熱電偶就是利用這一效應(yīng)來工作的。 熱電偶冷端溫度補(bǔ)償電路由LM335構(gòu)成的K型熱電偶冷端溫度補(bǔ)償電路如圖42所示。利用LM335來測(cè)量熱電偶的冷端溫度，為限流電阻，是校準(zhǔn)溫度的電位器。LM335的輸出電壓經(jīng)過和分壓之后，得到所需的補(bǔ)償電壓，其電壓溫度系數(shù)為式（41）。 （41）圖42 K型熱電偶冷端溫度補(bǔ)償電路因接運(yùn)算放大器LM308A的反相輸入端，故可視為。型熱電偶產(chǎn)生的溫差熱電勢(shì)e則接到LM308A的同相輸入端。經(jīng)LM308A放大之后就實(shí)現(xiàn)了熱電偶的冷端溫度補(bǔ)償?？紤]到LM335的輸出電壓與熱力學(xué)溫度成正比，要想輸出與攝氏溫度成正比的電壓信號(hào)，還應(yīng)扣除LM335在0℃時(shí)的輸出電壓。，得到，也加至LM308A的反相輸入端，因此實(shí)際補(bǔ)償電壓就變成了。最終可使輸出電壓℃）。 鍵盤輸入電路鍵盤輸入電路如圖43所示。圖43 鍵盤輸入電路鍵盤輸入用到了8255，PB和PC口是8255兩個(gè)八位輸出口，8255控制端口的地址分別為8000H，8001H，8002H和8003H，它們由地位地址A0，A1加以區(qū)別，A0，A1從地位地址鎖存器74LS373引出，外設(shè)芯片8255的接口配置與外部存儲(chǔ)器的接口配置方式相同，同樣占據(jù)數(shù)據(jù)總線和地址總線。 數(shù)碼顯示電路數(shù)碼顯示電路如圖44所示。圖44 數(shù)碼顯示電路數(shù)碼管采用共陰極方式，PA口是8位輸入口，用于讀入掃描鍵盤的位置。8255的片選地址是由高八位地址(A8～A15)通過74LS138譯碼產(chǎn)生的。從PA0～PA3查詢掃描行的輸入狀態(tài)，從PA4～PA7查詢功能鍵的輸入狀態(tài)，判斷是否有數(shù)字鍵或功能鍵按下。 8255芯片簡(jiǎn)介8255是Intel公司生產(chǎn)的可編程并行I/O接口芯片，有3個(gè)8位并行I/O口。具有3個(gè)通道3種工作方式的可編程并行接口芯片（40引腳）。 其各口功能可由軟件選擇，使用靈活，通用性強(qiáng)。8255可作為單片機(jī)與多種外設(shè)連接時(shí)的中間接口電路。8255作為主機(jī)與外設(shè)的連接芯片，必須提供與主機(jī)相連的3個(gè)總線接口，即數(shù)據(jù)線、地址線、控制線接口。同時(shí)必須具有與外設(shè)連接的接口A、B、C口。由于8255可編程,所以必須具有邏輯控制部分，因而8255內(nèi)部結(jié)構(gòu)分為3個(gè)部分：與CPU連接部分、與外設(shè)連接部分、控制部分。8255的引腳功能如下：RESET：復(fù)位輸入線，當(dāng)該輸入端處于高電平時(shí)，所有內(nèi)部寄存器（包括控制寄存器）均被清除，所有I/O口均被置成輸入方式。CS：芯片選擇信號(hào)線，當(dāng)這個(gè)輸入引腳為低電平時(shí)，即=0時(shí)，表示芯片被選中，允許8255與CPU進(jìn)行通訊，=1時(shí)，8255無法與CPU做數(shù)據(jù)傳輸。RD：讀信號(hào)線，當(dāng)這個(gè)輸入引腳為低電平時(shí)，即=0且=0時(shí)，允許8255通過數(shù)據(jù)總線向CPU發(fā)送數(shù)據(jù)或狀態(tài)信息，即CPU從8255讀取信息或數(shù)據(jù)。WR：寫入信號(hào)，當(dāng)這個(gè)輸入引腳為低電平時(shí)，即=0且=0時(shí)，允許CPU將數(shù)據(jù)或控制字寫入8255。5 系統(tǒng)軟件 軟件流程圖開始系統(tǒng)初始化