基于pic16f877的空調(diào)溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)(已修改)
2025-06-30 16:43 本頁(yè)面
【正文】 基于PIC16F877的空調(diào)溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘 要近幾年，隨著人民生活水平的逐步提高，居住條件也越來(lái)越寬敞；另一方面，環(huán)境保護(hù)運(yùn)動(dòng)的蓬勃發(fā)展，也要求進(jìn)一步提高制冷和空調(diào)系統(tǒng)的利用率。此外，人們對(duì)舒適的生活品質(zhì)與環(huán)境愈來(lái)愈重視，要求也愈來(lái)愈高，不僅對(duì)室內(nèi)溫、濕度提出了較高的要求，也希望室內(nèi)環(huán)境趨于自然環(huán)境。綜觀空調(diào)器的發(fā)展過(guò)程，有三個(gè)主要的發(fā)展階段：(1)從異步電機(jī)的定頻控制發(fā)展到變頻控制。(2)從異步電機(jī)變頻控制發(fā)展到無(wú)刷直流電機(jī)的變頻控制。 (3)控制方法從簡(jiǎn)單的開(kāi)關(guān)控制向智能控制轉(zhuǎn)變。隨著對(duì)變頻空調(diào)器研究的日漸深入，控制目標(biāo)逐漸從單一的室溫控制向溫濕度控制、舒適度控制轉(zhuǎn)移?？刂品椒◤暮?jiǎn)單的開(kāi)關(guān)控制向PID控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、專(zhuān)家系統(tǒng)控制等智能控制方向發(fā)展。由于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制和專(zhuān)家系統(tǒng)控制實(shí)現(xiàn)難度較大而且效果不一定很理想，因此本設(shè)計(jì)采用PID控制算法。 本設(shè)計(jì)從硬件和軟件兩方面完成了空調(diào)的溫度控制系統(tǒng)，主要是以PIC系列單片機(jī)為核心的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，采用PID控制算法，即通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器將溫度傳感器采集來(lái)的溫度數(shù)據(jù)送入單片機(jī)，單片機(jī)將采集的數(shù)據(jù)與設(shè)定溫度相比較決定壓縮機(jī)的工作狀態(tài)，單片機(jī)通過(guò)對(duì)制冷壓縮機(jī)的控制，調(diào)節(jié)壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)了空調(diào)的制冷?？照{(diào)的硬件電路只是起到支持作用，因?yàn)樽鳛樽詣?dòng)化控制的大部分功能，只能采取軟件程序來(lái)實(shí)現(xiàn)，而且軟件程序的優(yōu)點(diǎn)是顯而易見(jiàn)的。它既經(jīng)濟(jì)又靈活方便，而且易于模塊化和標(biāo)準(zhǔn)化。同時(shí)，軟件程序所占用的空間和時(shí)間相對(duì)來(lái)說(shuō)比硬件電路的開(kāi)銷(xiāo)要小得多。同時(shí)，與硬件不同，軟件有不致磨損、復(fù)制容易、易于更新或改造等特點(diǎn)，但由于它所要處理的問(wèn)題往往遠(yuǎn)較硬件復(fù)雜，因而軟件的設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)、調(diào)試及維護(hù)往往要花費(fèi)巨大的經(jīng)歷及時(shí)間。對(duì)比軟件和硬件的優(yōu)缺點(diǎn)，本設(shè)計(jì)采用軟硬件結(jié)合的辦法設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：空調(diào) 單片機(jī) PID算法 溫度傳感器 目 次1 引言 32 總體方案設(shè)計(jì) 43 硬件設(shè)計(jì) 4 控制器的選擇 5 信號(hào)轉(zhuǎn)換及調(diào)理電路 6 數(shù)據(jù)采集模塊 7 數(shù)據(jù)顯示模塊 7 脈寬調(diào)制控制及驅(qū)動(dòng)電路 8 鍵盤(pán)接口 8 原理圖 94 軟件設(shè)計(jì) 10 軟件設(shè)計(jì)思想 10 流程圖 12 主程序的設(shè)計(jì)及流程圖 12 PID運(yùn)算子程序 13 溫度測(cè)量子程序 16 數(shù)字濾波設(shè)計(jì) 17心得體會(huì) 19參考文獻(xiàn) 201 引言隨著人們生活水平的不斷提高，智能建筑得到了迅猛發(fā)展，并已成為21世紀(jì)建筑業(yè)的發(fā)展主流。而空調(diào)系統(tǒng)是智能建筑中樓宇自動(dòng)化的一個(gè)非常重要的組成部分，在各個(gè)行業(yè)、各個(gè)部門(mén)中得到了廣泛的應(yīng)用，因此對(duì)空調(diào)系統(tǒng)的研究十分必要。變頻空調(diào)由于性能優(yōu)異、節(jié)省能源等特點(diǎn)逐漸成為各大空調(diào)生產(chǎn)企業(yè)的發(fā)展方向，變頻技術(shù)也日漸得到各個(gè)廠家的重視。隨著高層建筑的不斷增加，中央空調(diào)的使用量也不斷增加，在整個(gè)建筑能耗中的比重越來(lái)越大，其送風(fēng)機(jī)經(jīng)常運(yùn)行在設(shè)計(jì)容量下，而在日常運(yùn)行中的實(shí)際負(fù)荷大部分時(shí)間里只是設(shè)計(jì)負(fù)荷的70％，因此節(jié)能運(yùn)行就顯得格外重要。商場(chǎng)、辦公樓等區(qū)域的空調(diào)負(fù)荷隨著時(shí)間變化會(huì)有較大不同，如晚間由于人員的離開(kāi)，需要實(shí)際風(fēng)量遠(yuǎn)小于白天人員高峰期的風(fēng)量?；趯?duì)實(shí)時(shí)的風(fēng)量需要，應(yīng)對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)行控制管理，用改變送風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速來(lái)改變送風(fēng)量，使送風(fēng)量能隨著空調(diào)負(fù)荷變化而變化，達(dá)到節(jié)能效果，即采用變風(fēng)量(Variable Air Volume，VAV)系統(tǒng)，變頻調(diào)速節(jié)電效果明顯，因此在中央空調(diào)中越來(lái)越多地使用變頻技術(shù)，采用變風(fēng)量系統(tǒng)節(jié)電率可達(dá)到50％以上。2 總體方案設(shè)計(jì)(1)輸入通道：采用AD590作溫度傳感器，雙積分式A/D芯片MC14433提高抗干擾性。采用獨(dú)立式鍵盤(pán)來(lái)調(diào)整空調(diào)溫度的設(shè)定值。(2)輸出通道：直接數(shù)字控制的周波數(shù)調(diào)功方式實(shí)現(xiàn)有特色的功率放大單元，并用LCD1602作為空調(diào)溫度控制系統(tǒng)的顯示器。(3)8253實(shí)現(xiàn)定時(shí)數(shù)據(jù)采集和控制量輸出。軟件實(shí)現(xiàn)分段PID控制算法，以獲得較好的溫度控制性能。3 硬件設(shè)計(jì)，它由以下幾個(gè)模塊構(gòu)成：信號(hào)轉(zhuǎn)換及調(diào)理電路、數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)顯示模塊、脈寬調(diào)制控制及驅(qū)動(dòng)電路和執(zhí)行機(jī)構(gòu)。LCD顯示控制器在屏幕上顯示控制曲線(xiàn)8255MC14433MC1403AD590信號(hào)放大調(diào)理數(shù)字比較器77774LS688模256計(jì)數(shù)器MOC3061可控硅電爐脈寬轉(zhuǎn)換電
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