【正文】 接口 技術(shù)課程設(shè)計報 告 基于單片機(jī)的空調(diào) 溫度 控制器設(shè)計 摘 要 設(shè)計了基于 AT89C52 的高精度家用空調(diào)溫度控制系統(tǒng)，系統(tǒng)硬件主要由電源電路、溫度采集電路（ DS18B20）、鍵盤、顯示電路、輸出控制電路及其他輔助電路組成；軟件采用 8051C 語言編程；該系統(tǒng)可以完成溫度的顯示、溫度的設(shè)定、空調(diào)的控制等多項功能。 關(guān)鍵詞： 單片機(jī)； DS18B20；溫度檢測；顯示 目錄 1 設(shè)計目的及要求 .................................................................................................................... 1 設(shè)計目的和意義 ...............................................................................................................1 設(shè)計任務(wù)與要求 ...............................................................................................................1 2 硬件電路設(shè)計 ........................................................................................................................ 2 總體方案設(shè)計 ...................................................................................................................2 功能模塊電路設(shè)計 ............................................................................................................3 單片機(jī)的選型 .........................................................................................................3 振蕩電路設(shè)計 .........................................................................................................5 復(fù)位電路設(shè)計 .........................................................................................................5 鍵盤接口電路設(shè)計 ..................................................................................................6 溫度測量電路設(shè)計 ..................................................................................................6 系統(tǒng)顯示電路設(shè)計 ..................................................................................................7 輸出控制電路設(shè)計 ..................................................................................................8 總電路設(shè)計 ......................................................................................................................8 系統(tǒng)所用元器件 ...............................................................................................................9 3 軟件系統(tǒng)設(shè)計 ...................................................................................................................... 10 軟件系統(tǒng)總體方案設(shè)計 ................................................................................................... 10 軟件流程圖設(shè)計 ............................................................................................................. 10 4 系統(tǒng)調(diào)試 ...............................................................................................................................11 5 總結(jié) ...................................................................................................................................... 13 本系統(tǒng)存在的問題及改進(jìn)措施 ........................................................................................ 13 參考文獻(xiàn) .................................................................................................................................. 14 附錄 1：系統(tǒng)的源程序清單 ................................................................................................... 15 附錄 2：系統(tǒng)的 PCB圖 ......................................................................................................... 39 1 1 設(shè)計目 的及要求 設(shè)計目的和意義 21世紀(jì)的人們生活質(zhì)量不斷提高，同時也對高科技電子產(chǎn)業(yè)提出了更高的要求，為了使人們生活更人性化、智能化。我設(shè)計了這一基于單片機(jī)的空調(diào)溫度控制系統(tǒng)，人們只有生活在一定的溫度環(huán)境內(nèi)才能長期感覺舒服，才能保證不中暑不受凍，所以對室內(nèi)溫度要求要高。對于不同地區(qū)空調(diào)要求不同，有的需要升溫，有的需要降溫。一般都要維持在 21~26176。C。 目前，雖然我國大量生產(chǎn)空調(diào)制冷產(chǎn)品，但由于我國人口眾多，需求量過盛，在我國的北方地區(qū)，還有好多家庭還沒有安裝有效地室內(nèi)溫控系統(tǒng)。溫度不能很好的控制在一定 的范圍內(nèi)，夏天室內(nèi)溫度過高，冬天溫度過低，這些均對人們正常生活帶來不利的影響，溫度、濕度均達(dá)不到人們的要求。以前溫度控制主要利用機(jī)械通風(fēng)設(shè)備進(jìn)行室內(nèi)、外空氣的交換來達(dá)到降低室內(nèi)溫度，實現(xiàn)室內(nèi)溫度適宜人們生活。以前通風(fēng)設(shè)備的開啟和關(guān)停，均是由人手動控制的，即由人們定時查看室內(nèi)外的溫度、濕度情況，按要求開關(guān)通風(fēng)設(shè)備，這樣人們的勞動強(qiáng)度大，可靠性差，而且消耗人們體力，勞累成本過高。為此，需要有一種符合機(jī)械溫控要求的低成本的控制器，在溫差和濕度超過用戶設(shè)定值范圍時，啟動制冷通風(fēng)設(shè)備，否則自動關(guān)閉制冷通風(fēng)設(shè)備。鑒于目 前大多數(shù)制冷設(shè)備現(xiàn)在狀況，我設(shè)計了一款基于 MCS51單片機(jī)的空調(diào)溫度控制系統(tǒng)。 設(shè)計任務(wù)與要求 系統(tǒng)要求利用單片機(jī)設(shè)計一空調(diào)溫度控制器，能夠?qū)崟r檢測并顯示室溫，能夠利用鍵盤設(shè)定溫度，并且和室溫進(jìn)行比較，當(dāng)室溫低于設(shè)定溫度時，系統(tǒng)能夠驅(qū)動加熱系統(tǒng)工作，當(dāng)室溫高于設(shè)定溫度時，系統(tǒng)能夠驅(qū)動制冷系統(tǒng)工作，當(dāng)兩者溫度相等時，不做動作。 2 2 硬件電路設(shè)計 總體方案設(shè)計 空調(diào)溫度控制系統(tǒng)，主要要完成對溫度的采集、顯示以及設(shè)定等工作，從而實現(xiàn)對空調(diào)的控制。傳統(tǒng)采用鉑電阻充當(dāng)測溫器件的方案，雖然其中段測 量線性度好，精度較高，但是測量電路的設(shè)計難度高 ，且測量電路系統(tǒng)龐大，難于調(diào)試 ，而且成本相對較高。鑒于上述原因，本系統(tǒng)采用 DS18B20充當(dāng)測溫器件。外部溫度信號經(jīng) DS18B20將輸入的模擬信號轉(zhuǎn)換成 8位的數(shù)字信號， 通過并 口傳送到單片機(jī)系統(tǒng) ( AT89C52) 。單片機(jī)系統(tǒng)將接收的數(shù)字信號譯碼處理，通過 LCD1602 將溫度顯示出來，同時單片機(jī)系統(tǒng)還將完成鍵盤掃描 、按鍵溫度設(shè)定、超溫報警等程序的處理 ，將處理的溫度信號與系統(tǒng)設(shè)定溫度值比較，形成可以控制空調(diào)制冷、制熱與停止工作三種工作狀態(tài)，從而實現(xiàn)空 調(diào)的智能化。另外，鍵盤輸入方面，采用了軟件來修正誤操作輸入 ，即輸入的溫度范圍必須在系統(tǒng)硬件所確定的范圍內(nèi)，直接降低由于誤操作帶來的風(fēng)險，提高了系統(tǒng)的可靠性 ，體現(xiàn)了人性化的系統(tǒng)設(shè)計原則。 系統(tǒng)的整體框圖如圖 1所示： 圖 1 系統(tǒng)整體框圖 3 功能模塊電路設(shè)計 單片機(jī)的選型 由于本系統(tǒng)只需要單片機(jī)完成矩陣鍵盤檢測以及處理 DS18B20 送來的溫度數(shù)據(jù)并送 LCD1602進(jìn)行顯示對于 I/O資源以及處理速度無特殊要求，故選擇 ATMEL公司生產(chǎn)的 AT89C52單片機(jī)， AT89C52增加了在線 調(diào)試功能，即程序可以通過 JTAG接口下載，調(diào)試和固化，因而該芯片的開發(fā)不再需要昂貴的硬件仿真器，可實現(xiàn)實時仿真，所有的資源都可以為用戶所使用，可以在線編程或在系統(tǒng)編程，更進(jìn)一步地說，在線編程或在系統(tǒng)編程是開發(fā)的系統(tǒng)具有了通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行升級、維護(hù)的潛在功能。 AT89C52的性能及特點 [1]： ? 與 MCS51系列單片機(jī)兼容。 ? 片內(nèi)有 8K可在線重復(fù)編程的快速內(nèi) 存可擦寫存儲器（ Flash Memory）。 ? 存儲器可循環(huán)寫入 /擦寫 10000次以上。 ? 存儲器數(shù)據(jù)保存時間為 10年以上。 ? 寬工作電壓范圍： Vcc可 為 。 ? 全靜態(tài)工作：可從 0Hz24MHz。 ? 程序存儲器具有三級加密保護(hù)。 ? 256字節(jié)的內(nèi)部 RAM。 ? 32條可編程 I/O口線。 ? 三個 16位定時器 /計數(shù)器。 ? 中斷結(jié)構(gòu)具有 5級（ 6級）中斷源和兩個優(yōu)下級。 ? 可編程全雙工串行通訊。 ? 空閑維持低功耗和掉電狀態(tài)保護(hù)存儲數(shù)據(jù)。 AT89C52引腳圖如圖 2所示。 4 圖 2 AT89C52引腳圖 VCC: +5V電源輸入 GND：接地 P0口是一個雙向 8位三態(tài) I/O口，每個口可獨(dú)立控制。使用時需外接上拉電阻。 P1口是一個準(zhǔn)雙向 8位 I/O口，它的功 能是單一的，只能用作數(shù)據(jù)的輸入或者輸出。 P2口是一個準(zhǔn)雙向 8位 I/O口，輸出時，從 CPU寫到鎖存器上的信號。當(dāng)該接口用做數(shù)據(jù)輸入接口是，應(yīng)先向該位寫 1，然后，讀該位即可讀入輸入數(shù)據(jù)。 P3口是具有第二功能的準(zhǔn)雙向 8位 I/O口。 ALE/PROG：地址所存 /編程信號線。當(dāng) P0 口工作在第二功能時從該端口可復(fù)用工作，某時刻該端口可以送出地址信號 A0~A7，而另外的時刻該端口傳送的是數(shù)據(jù)信號D0~D7。利用 ALE可以將地址信號 A0~A7鎖存到地址鎖存器。 EA /VPP：該控制信號線也具有雙重功能，是允許訪問片外 ROM/編程高電壓引線。 PSEN ：程序存儲器允許輸出控制端，常用作片外 ROM 的讀控制信號