【正文】 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書空調(diào)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文1 緒論1．1 論文的研究目的和意義隨著能源的日趨減少，大氣污染愈加嚴(yán)重，節(jié)能已是一個(gè)不容忽視的問題。眾所周知，空調(diào)正朝著節(jié)能、舒適、靜噪于一體的方向發(fā)展。如變頻空調(diào)，它剛一問世，就顯示出強(qiáng)大的生命力；家用中央空調(diào)將全部居室空間的空氣調(diào)節(jié)和生活品質(zhì)改善作為整體來實(shí)現(xiàn)，克服了分體式壁掛和柜式空調(diào)對(duì)分割室的局部處理和不均勻的空氣氣流等不足之處。通過巧妙的設(shè)計(jì)和安裝可實(shí)現(xiàn)美觀典雅和舒適衛(wèi)生的和諧統(tǒng)一，是國際和國內(nèi)的發(fā)展潮流。可以預(yù)料，下世紀(jì)的空調(diào)將會(huì)以更快的步伐向前發(fā)展。目前空調(diào)已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于生產(chǎn)、生活中。隨著電子產(chǎn)品的快速發(fā)展，單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域相當(dāng)廣泛，幾乎很難找到?jīng)]有單片機(jī)足跡的領(lǐng)域。導(dǎo)彈的導(dǎo)航裝置，飛機(jī)上各種儀表的控制，計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)通訊與數(shù)據(jù)傳輸，工業(yè)自動(dòng)化過程的實(shí)時(shí)控制和數(shù)據(jù)處理，廣泛使用的各種智能IC卡，民用豪華轎車的安全保障系統(tǒng)，錄像機(jī)、攝像機(jī)、全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制，以及程控玩具、電子寵物等等，這些都離不開單片機(jī)。微型單片機(jī)系統(tǒng)以其體積小、性能價(jià)格比高，指令豐富、提供多種外圍接口部件、控制靈活等優(yōu)點(diǎn)，亦廣泛應(yīng)用于各種家電產(chǎn)品和工業(yè)控制系統(tǒng)中，在溫度控制領(lǐng)域的應(yīng)用也十分廣泛?？照{(diào)的主要功能是改變室內(nèi)溫度。本文將初步的討論單片機(jī)與空調(diào)的結(jié)合，用單片機(jī)控制實(shí)現(xiàn)空調(diào)的各項(xiàng)基本功能。1．2 空調(diào)的概述“空調(diào)”(room air conditioner) 即房間空氣調(diào)節(jié)器，是一種用于給房間(或封閉空間、區(qū)域)提供處理空氣的機(jī)組。它的功能是對(duì)該房間（或封閉空間、區(qū)域）內(nèi)空氣的溫度、濕度、潔凈度和空氣流速等參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，以滿足人體舒適或工藝過程的要求。由被稱為制冷之父的英國發(fā)明家威利斯哈維蘭德卡里爾（有的地方譯作開利）于1902年設(shè)計(jì)并安裝了第一部空調(diào)系統(tǒng)。按外形分類可分為窗式、分體掛壁式、分體立柜式、吊頂式、嵌入式、小型中央空調(diào)等。1．2．1 空調(diào)的基本功能說明（1）電輔助加熱 市面上的冷暖空調(diào)分為普通冷暖空調(diào)和帶輔助電加熱冷暖空調(diào)，而帶輔助電加熱冷暖空調(diào)又分為采用電阻絲發(fā)熱的和采用PTC材料發(fā)熱的冷熱空調(diào)。采用電阻絲加熱的空調(diào)是在空調(diào)機(jī)內(nèi)裝上一個(gè)電阻絲通電發(fā)熱，實(shí)質(zhì)上就相當(dāng)于一個(gè)掛在墻上的電爐，具有很大的安全隱患；而采用PTC材料發(fā)熱的冷暖空調(diào)則是用特殊質(zhì)地的陶瓷完全替代了電阻絲，完全排除了這種安全隱患。另外，PTC發(fā)熱組件裝上溫控器和熔斷器，起雙重保護(hù)功能。 （2）超低溫啟動(dòng) 目前市場(chǎng)上的空調(diào)大部分具備這一功能，能夠在最低零下20度的時(shí)候快速啟動(dòng)，強(qiáng)勁制暖，方便我們的使用也有利于不同地區(qū)的朋友選擇購買，而不具備的話則就會(huì)受地區(qū)的限制而無法普及性的進(jìn)行售賣或受限制而無法購買。 (3)甲醛濾網(wǎng) 空調(diào)過濾原理:甲醛克星濾網(wǎng)是以波紋狀駐極纖維為載體，波紋狀結(jié)構(gòu)在低風(fēng)阻下具有較高的容塵量。吸附原理，活性炭是一種微孔發(fā)達(dá)，比表面積大的高效吸附劑。當(dāng)有害氣體通過碳層時(shí)，載持在活性炭上的催化劑與有害氣體接觸進(jìn)行反應(yīng)，將有害氣體催化分解成無害物質(zhì)。（4）干燥防霉干燥防霉功能是在制冷、除濕、自動(dòng)（制冷）模式下關(guān)機(jī)，空調(diào)器繼續(xù)以微風(fēng)運(yùn)轉(zhuǎn)10分鐘（此時(shí)干燥防霉圖案亮）吹干蒸發(fā)器內(nèi)的水分，防止蒸發(fā)器積水發(fā)霉、吹出異味氣體。 此功能為默認(rèn)設(shè)置，如果確實(shí)需要中止干燥防霉功能運(yùn)行，可在干燥防霉運(yùn)行時(shí)使用遙器將當(dāng)前模式改選為“健康” 模式，按壓“開/關(guān)”按鈕開機(jī)，5秒鐘后，再按壓“開/關(guān)”按鈕關(guān)機(jī)。 注：在干燥防霉功能啟動(dòng)時(shí)，建議不要在空調(diào)器未完全停機(jī)之前重新開啟空調(diào)器。(5)超遠(yuǎn)距離送風(fēng)指空調(diào)的送風(fēng)能力，一般柜機(jī)具備這一功能比較多，并且在使用中其超遠(yuǎn)送風(fēng)距離能夠快速的調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度，舒適我們的使用，一般最遠(yuǎn)的距離為20米，而壁掛空調(diào)很少具備這一功能，主要是受產(chǎn)品適用面積的限制。 (6)降溫 在空調(diào)器設(shè)計(jì)與制造中，一般允許將溫度控制在16~32℃之間。如若溫度設(shè)定過低時(shí)，一方面增加不必要的電力消耗，另一方面造成室內(nèi)外溫差偏大時(shí)，人們進(jìn)出房間不能很快適應(yīng)溫度變化，容易患感冒。（7）除濕空調(diào)器在制冷過程中伴有除濕作用。人們感覺舒適的環(huán)境相對(duì)濕度應(yīng)在40~60%左右，當(dāng)相對(duì)濕度過大如在90%以上，即使溫度在舒適范圍內(nèi)，人的感覺仍然不佳。（8）升溫?zé)岜眯团c電熱型空調(diào)器都有升溫功能。升溫能力隨室外環(huán)境溫度下降逐步變小，若溫度在5℃時(shí)幾乎不能滿足供熱要求。（9）凈化空氣空氣中含一定量有害氣體如NH3，SO2等，以及各種汗臭、體臭和浴廁臭等臭氣。專門對(duì)付室內(nèi)裝修(包括地板、家具、墻漆等)產(chǎn)生的甲醛等有害氣體，能有效過濾、吸附、催化并分解室內(nèi)這些看不見的有害氣體為無害的CO2等，確保家人的健康?？照{(diào)器凈化方法有：換新風(fēng)、過濾、利用活性碳或光觸媒吸附和吸收等。A、換新風(fēng)：利用風(fēng)機(jī)系統(tǒng)將室內(nèi)潮濕空氣往室外排，使室內(nèi)形成一定程度負(fù)壓，新鮮空氣從四周門縫、窗縫進(jìn)入B、光觸媒：在光的照射下可以再生，將吸附（收）的氨氣、尼古丁、醋酸、硫化氫等有害物質(zhì)釋放掉，可重新使用。（10）增加空氣負(fù)離子濃度空氣中帶電微粒濃度大小，會(huì)影響人體舒適感。空調(diào)上安裝負(fù)離子發(fā)生器可增加空氣負(fù)離子度，使環(huán)境更舒適，同時(shí)對(duì)降低血壓、抑制哮喘等方面有一定醫(yī)療效果。1．2．2 空調(diào)的工作原理空調(diào)器的制冷系統(tǒng)由蒸發(fā)器、壓縮機(jī)、冷凝器和毛細(xì)管四個(gè)主要部件組成。按照制冷循環(huán)工作的順序，依次用管道連接成一個(gè)整體。系統(tǒng)工作時(shí)，壓縮機(jī)將氣態(tài)的氟利昂壓縮為高溫高壓的液態(tài)氟利昂，然后送到冷凝器（室外機(jī)）散熱后成為常溫高壓的液態(tài)氟利昂，所以室外機(jī)吹出來的是熱風(fēng)。 液態(tài)的氟利昂經(jīng)毛細(xì)管，進(jìn)入蒸發(fā)器（室內(nèi)機(jī)），空間突然增大，壓力減小，液態(tài)的氟利昂就會(huì)汽化，變成氣態(tài)低溫的氟利昂，從而吸收大量的熱量，蒸發(fā)器就會(huì)變冷，室內(nèi)機(jī)的風(fēng)扇將室內(nèi)的空氣從蒸發(fā)器中吹過，所以室內(nèi)機(jī)吹出來的就是冷風(fēng)，從而達(dá)到降低室內(nèi)溫度的目的；空氣中的水蒸汽遇到冷的蒸發(fā)器后就會(huì)凝結(jié)成水滴，順著水管流出去，這就是空調(diào)會(huì)出水的原因。 然后氣態(tài)的氟利昂回到壓縮機(jī)繼續(xù)壓縮，繼續(xù)循環(huán)。 1．3設(shè)計(jì)思路和任務(wù)1. 本文設(shè)計(jì)的空調(diào)制冷系統(tǒng)，它是一個(gè)完整的單片機(jī)系統(tǒng)。系統(tǒng)用ATMEL公司生產(chǎn)的AT89S51單片機(jī),通過A/D轉(zhuǎn)換器AD0809將溫度傳感器采集來的溫度數(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)，空調(diào)的心臟是壓縮機(jī)，單片機(jī)通過對(duì)制冷壓縮機(jī)的控制，實(shí)現(xiàn)了空調(diào)的制冷。2．該系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)以下功能：（1）根據(jù)環(huán)境溫度控制壓縮機(jī)工作：控制參數(shù)是溫度，被控參數(shù)是壓縮機(jī)電路通、斷的工作狀態(tài)。（2）設(shè)置希望的環(huán)境溫度值：由人手動(dòng)控制。（3）顯示設(shè)定的溫度值2主控制系統(tǒng)單片機(jī)最小系統(tǒng)工作電路單片機(jī)是指一個(gè)集成在一塊芯片上的完整計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。盡管他的大部分功能集成在一塊小芯片上，但是它具有一個(gè)完整計(jì)算機(jī)所需要的大部分部件：CCPU、內(nèi)存、內(nèi)部和外部總線系統(tǒng)，目前大部分還會(huì)具有外存。同時(shí)集成諸如通訊接口、定時(shí)器，實(shí)時(shí)時(shí)鐘等外圍設(shè)備。而現(xiàn)在最強(qiáng)大的單片機(jī)系統(tǒng)甚至可以將聲音、圖像、網(wǎng)絡(luò)、復(fù)雜的輸入輸出系統(tǒng)集成在一塊芯片上?！?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(duì)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。我們現(xiàn)在用的全自動(dòng)滾筒洗衣機(jī)、排煙罩、VCD等等的家電里面都可以看到它的身影！它主要是作為控制部分的核心部件。 它是一種在線式實(shí)時(shí)控制計(jì)算機(jī)，在線式就是現(xiàn)場(chǎng)控制，需要的是有較強(qiáng)的抗干擾能力，較低的成本，這也是和離線式計(jì)算機(jī)的（比如家用PC）的主要區(qū)別。 單片機(jī)是靠程序的，并且可以修改。通過不同的程序?qū)崿F(xiàn)不同的功能，尤其是特殊的獨(dú)特的一些功能，這是別的器件需要費(fèi)很大力氣才能做到的，有些則是花大力氣也很難做到的。一個(gè)不是很復(fù)雜的功能要是用美國50年代開發(fā)的74系列，或者60年代的CD4000系列這些純硬件來搞定的話，電路一定是一塊大PCB板！但是如果要是用美國70年代成功投放市場(chǎng)的系列單片機(jī)，結(jié)果就會(huì)有天壤之別！只因?yàn)閱纹瑱C(jī)的通過你編寫的程序可以實(shí)現(xiàn)高智能，高效率，以及高可靠性！ 單片機(jī)的選擇AT89S51是美國ATMEL公司生產(chǎn)的低功耗，高性能CMOS8位單片機(jī)，片內(nèi)含4kbytes的可系統(tǒng)編程的Flash只讀程序存儲(chǔ)器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)8051指令系統(tǒng)及引腳。它集Flash程序存儲(chǔ)器既可在線編程（ISP)也可用傳統(tǒng)方法進(jìn)行編程及通用8位微處理器于單片芯片中，ATMEL公司的功能強(qiáng)大，低價(jià)位AT89S51單片機(jī)可為您提供許多高性價(jià)比的應(yīng)用場(chǎng)介，可靈活應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域。 AT89S51的主要性能參數(shù)⑴ 與MCS51 產(chǎn)品指令系統(tǒng)完全兼容⑵ 4k字節(jié)在線系統(tǒng)編程(ISP) Flash閃速存儲(chǔ)器⑶ 1000次擦寫周期⑷ 4. 05. 5V的工作電壓范圍⑸ 全靜態(tài)工作模式：0Hz33MHz⑹ 三級(jí)程序加密鎖⑺ 1288字節(jié)內(nèi)部RAM⑻ 32個(gè)可編程I/O口線⑼ 2個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器⑽ 6個(gè)中斷源⑾ 全雙工串行UART通道⑿ 低功耗空閑和掉電模式⒀ 中斷可從空閑模式喚醒系統(tǒng)⒁ 看門狗(WDT) ⒂ 掉電標(biāo)識(shí)⒃ 快速編程特性⒄ 雙數(shù)據(jù)指針⒅ 靈活的在線系統(tǒng)編程(ISP一字節(jié)或頁寫模式) 功能特性AT89S51提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能：4k字節(jié)Flash閃速存儲(chǔ)器，128字節(jié)內(nèi)部RAM， 32個(gè)I/O口線，看門狗（WDT），兩個(gè)數(shù)據(jù)指針，兩個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器，一個(gè)5向量兩級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，一個(gè)全雙工串行通信口，片內(nèi)振蕩器及時(shí)鐘電路。同時(shí)，AT89S51可降至0Hz的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式?？臻e方式停止CPU的工作，但允許RAM，定時(shí)/計(jì)數(shù)器，串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。掉電方式保存RAM中的內(nèi)容，但振蕩器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一個(gè)硬件復(fù)位。Vcc： 電源電壓 GND：地 P0口：P0口是一組8位漏極開路型雙向I/O口，也即地址/數(shù)據(jù)總線復(fù)用口。作為輸出口用時(shí)，每位能驅(qū)動(dòng)8個(gè)TTL邏輯門電路，對(duì)端口寫‘1’可作為高阻抗輸入端用。 在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器或程序存儲(chǔ)器時(shí)，這組口線分時(shí)轉(zhuǎn)換地址(低8位)和數(shù)據(jù)總線復(fù)用，在訪問期間激活內(nèi)部上拉電阻。 在Flash編程時(shí)，P0 口接收指令字節(jié)，而在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)，校驗(yàn)時(shí)，要求外接上拉電阻。 P1口：P1是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P1的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)(吸收或輸出電流)4個(gè)TTL邏輯門電路。對(duì)端口寫‘1’，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸入口。作輸入口使用時(shí)，囚為內(nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流(In)。 Flash編程和程序校驗(yàn)期間 P 1接收低8位地址。 P2口：P2是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)(吸收或輸出電流)4個(gè)TTL邏輯門電路。對(duì)端口寫‘1’，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸入口，作輸入口使用時(shí)，囚為內(nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)