【正文】 接 口 技 術(shù) 課 程 設(shè) 計(jì) 報(bào) 告 基于單片機(jī)的空調(diào)溫度控制器設(shè)計(jì)摘 要設(shè)計(jì)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(yǔ)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(xiàng)功能。關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)；DS18B20；溫度檢測(cè)；顯示目錄1 設(shè)計(jì)目的及要求 .....................................................................................................................1 設(shè)計(jì)目的和意義 ...............................................................................................................................1 設(shè)計(jì)任務(wù)與要求 ...............................................................................................................................12 硬件電路設(shè)計(jì) .........................................................................................................................2 總體方案設(shè)計(jì) ...................................................................................................................................2 功能模塊電路設(shè)計(jì) ...........................................................................................................................3 單片機(jī)的選型 ........................................................................................................................3 振蕩電路設(shè)計(jì) ........................................................................................................................5 復(fù)位電路設(shè)計(jì) ........................................................................................................................5 鍵盤接口電路設(shè)計(jì) ................................................................................................................6 溫度測(cè)量電路設(shè)計(jì) ................................................................................................................6 系統(tǒng)顯示電路設(shè)計(jì) ................................................................................................................7 輸出控制電路設(shè)計(jì) ................................................................................................................8 總電路設(shè)計(jì) .......................................................................................................................................8 系統(tǒng)所用元器件 ...............................................................................................................................93 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì) .......................................................................................................................10 軟件系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì) .................................................................................................................10 軟件流程圖設(shè)計(jì) .............................................................................................................................104 系統(tǒng)調(diào)試 ...............................................................................................................................125 總結(jié) .......................................................................................................................................13 本系統(tǒng)存在的問(wèn)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 ..........................................................................................................3901 設(shè)計(jì)目的及要求 設(shè)計(jì)目的和意義21 世紀(jì)的人們生活質(zhì)量不斷提高，同時(shí)也對(duì)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(jì)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(zhǎng)期感覺(jué)舒服，才能保證不中暑不受凍，所以對(duì)室內(nèi)溫度要求要高。對(duì)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(guó)大量生產(chǎn)空調(diào)制冷產(chǎn)品，但由于我國(guó)人口眾多，需求量過(guò)盛，在我國(guó)的北方地區(qū)，還有好多家庭還沒(méi)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(guò)高，冬天溫度過(guò)低，這些均對(duì)人們正常生活帶來(lái)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(lái)達(dá)到降低室內(nèi)溫度，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)溫度適宜人們生活。以前通風(fēng)設(shè)備的開(kāi)啟和關(guān)停，均是由人手動(dòng)控制的，即由人們定時(shí)查看室內(nèi)外的溫度、濕度情況，按要求開(kāi)關(guān)通風(fēng)設(shè)備，這樣人們的勞動(dòng)強(qiáng)度大，可靠性差，而且消耗人們體力，勞累成本過(guò)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(guò)用戶設(shè)定值范圍時(shí)，啟動(dòng)制冷通風(fēng)設(shè)備，否則自動(dòng)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(jì)了一款基于 MCS51 單片機(jī)的空調(diào)溫度控制系統(tǒng)。 設(shè)計(jì)任務(wù)與要求系統(tǒng)要求利用單片機(jī)設(shè)計(jì)一空調(diào)溫度控制器，能夠?qū)崟r(shí)檢測(cè)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(shí)，系統(tǒng)能夠驅(qū)動(dòng)加熱系統(tǒng)工作，當(dāng)室溫高于設(shè)定溫度時(shí)，系統(tǒng)能夠驅(qū)動(dòng)制冷系統(tǒng)工作，當(dāng)兩者溫度相等時(shí)，不做動(dòng)作。12 硬件電路設(shè)計(jì) 總體方案設(shè)計(jì)空調(diào)溫度控制系統(tǒng)，主要要完成對(duì)溫度的采集、顯示以及設(shè)定等工作，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)空調(diào)的控制。傳統(tǒng)采用鉑電阻充當(dāng)測(cè)溫器件的方案，雖然其中段測(cè)量線性度好，精度較高，但是測(cè)量電路的設(shè)計(jì)難度高 ，且測(cè)量電路系統(tǒng)龐大，難于調(diào)試 ，而且成本相對(duì)較高。鑒于上述原因，本系統(tǒng)采用 DS18B20 充當(dāng)測(cè)溫器件。外部溫度信號(hào)經(jīng) DS18B20 將輸入的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成 8 位的數(shù)字信號(hào)， 通過(guò)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(hào)譯碼處理，通過(guò) LCD1602 將溫度顯示出來(lái)，同時(shí)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(bào)警等程序的處理 ，將處理的溫度信號(hào)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(shí)現(xiàn)空調(diào)的智能化。另外，鍵盤輸入方面，采用了軟件來(lái)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(lái)的風(fēng)險(xiǎn)，提高了系統(tǒng)的可靠性 ，體現(xiàn)了人性化的系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則。系統(tǒng)的整體框圖如圖 1 所示：圖 1 系統(tǒng)整體框圖2 功能模塊電路設(shè)計(jì) 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(cè)以及處理 DS18B20 送來(lái)的溫度數(shù)據(jù)并送 LCD1602 進(jìn)行顯示對(duì)于 I/O 資源以及處理速度無(wú)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(guò) JTAG 接口下載，調(diào)試和固化，因而該芯片的開(kāi)發(fā)不再需要昂貴的硬件仿真器，可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)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(shuō)，在線編程或在系統(tǒng)編程是開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)具有了通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行升級(jí)、維護(hù)的潛在功能。AT89C52 的性能及特點(diǎn) [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(chǔ)器（Flash Memory） 。? 存儲(chǔ)器可循環(huán)寫入/擦寫 10000 次以上。? 存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)保存時(shí)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(chǔ)器具有三級(jí)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(gè) 16 位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器。? 中斷結(jié)構(gòu)具有 5 級(jí)（6 級(jí)）中斷源和兩個(gè)優(yōu)下級(jí)。? 可編