【正文】 淮北師范大學(xué) 2022屆學(xué)士學(xué)位論文 基于單片機(jī)的模擬空調(diào)控制系統(tǒng)學(xué)院、 專 業(yè) 物理與電子信息學(xué)院 電子信息工程 研 究 方 向 單板微型計(jì)算機(jī) 學(xué) 生 姓 名 紀(jì) 宏 源 學(xué) 號(hào) 指導(dǎo)教師姓名 指導(dǎo)教師職稱 副教授 2022 年 4 月 25 日淮北師范大學(xué) 2022 屆學(xué)士畢業(yè)論文 基于單片機(jī)的模擬空調(diào)控制系統(tǒng)I 基于單片機(jī)的空調(diào)模擬控制系統(tǒng)紀(jì)宏源淮北師范大學(xué)物理與電子信息學(xué)院 235000 摘要 本文設(shè)計(jì)了一種以 STC89C52 為核心的空調(diào)控制系統(tǒng)，并詳細(xì)分析了其在硬件和軟件上的實(shí)現(xiàn)過(guò)程。本系統(tǒng)硬件電路大致上可以分成控制模塊、電機(jī)模塊、鍵盤模塊、電源模塊、溫度模塊和顯示模塊?？刂颇K選用 STC89C52 芯片并采用 24MHz 晶振獲得穩(wěn)定的頻率，可以用來(lái)準(zhǔn)確地控制整體電路以及存儲(chǔ)和計(jì)算數(shù)據(jù)。按鍵模塊完成空調(diào)的工作方式、風(fēng)速、溫度等狀態(tài)信息的設(shè)定。電源模塊采用 12V 鋰電池經(jīng)過(guò) 7805 轉(zhuǎn)換成 5V 電壓向單片機(jī)及電機(jī)供電，并且用 L298N驅(qū)動(dòng)電機(jī)使電機(jī)速度達(dá)到可控。溫度模塊則是用 DS18B20 實(shí)時(shí)采集溫度并傳輸?shù)揭壕巷@示。顯示模塊采用無(wú)字庫(kù) LCD12864 液晶，實(shí)時(shí)顯示溫度數(shù)據(jù)及空調(diào)狀態(tài)信息。系統(tǒng)軟件程序采用 C 語(yǔ)言編寫，占用資源少、程序執(zhí)行效率高，有利于實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜的算法和程序結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)。經(jīng)測(cè)試，本系統(tǒng)滿足設(shè)計(jì)要求，可以實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)的基本功能。關(guān)鍵詞 空調(diào)；單片機(jī)；溫度；控制系統(tǒng)淮北師范大學(xué) 2022 屆學(xué)士畢業(yè)論文 基于單片機(jī)的模擬空調(diào)控制系統(tǒng)II Base On SingleChip Computer Air Conditioner SimulationControl SystemJi Hong YuanSchool of Physics and Electronic Information, Huaibei Normal University, 235000Abstract: A design of a control system of aircondition which used STC89C52 as the core is described in this paper. A detailed analysis of the design process in both hardware and software is also mentioned. The hardware circuit of this system can be roughly separate into control module, motor module, keyboard module, power module, temperature module and display module. In the control module, which can control the whole electric circuit accurate, a STC89C52 chip used 24MHz crystal oscillator to get the stable frequency is used. It also can save and calculate data. The keyboard module set the state information such as working mode, wind speed, temperature and etc. In the power module, a 12V lithium battery converted to 5V through 7805 is used, which supply the power used in singlechip puter and motor. A L298N drive motor is also used to control the motor speed. In temperature module, DS18B20 which record temperature and send to LCD is used. In the display module, a LCD12864 without font is used to display the temperature data and the state information of AC in realtime. The C language is used to program the system software. It is propitious to program the plicated algorithm and structure design of software due to the small resource using and effectiveness. By testing, the system satisfied the design requirement and achieve the basic function of control system. Keywords: AirCondition。Singlechip puter。Temperature。Control system淮北師范大學(xué) 2022 屆學(xué)士畢業(yè)論文 基于單片機(jī)的模擬空調(diào)控制系統(tǒng)III 目 錄1 緒 論 ...........................................1 空調(diào)的發(fā)展 ....................................1 單片機(jī)特點(diǎn)及其應(yīng)用開發(fā)過(guò)程 ....................2 設(shè)計(jì)任務(wù) .....................................32 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) .....................................4 設(shè)計(jì)方案 ......................................4 控制模塊 ......................................4 顯示模塊 ......................................7 鍵盤模塊 ......................................9 測(cè)溫模塊 ......................................9 電機(jī)模塊 .....................................10 電源模塊 .....................................11 整體電路圖 ...................................123 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) ....................................13 C 語(yǔ)言程序的設(shè)計(jì)方法 .........................13 系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì) ...............................134 調(diào)試及性能分析 ..................................19 仿真軟件及編譯軟件簡(jiǎn) 介 .......................19 調(diào)試過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題及解決辦法 ...............19淮北師范大學(xué) 2022 屆學(xué)士畢業(yè)論文 基于單片機(jī)的模擬空調(diào)控制系統(tǒng)IV 調(diào)試結(jié)果 .....................................20結(jié)論 ...............................................24參考文獻(xiàn) ...........................................25致 謝 .............................................26淮北師范大學(xué) 2022 屆學(xué)士畢業(yè)論文 基于單片機(jī)的模擬空調(diào)控制系統(tǒng)0 1 緒 論 空調(diào)的發(fā)展空調(diào)即空氣調(diào)節(jié)器（room air conditioner） ，它是一種對(duì)空間區(qū)域里的空氣（一般為封閉）進(jìn)行處理，使空氣溫度產(chǎn)生變化的機(jī)組。空調(diào)可以對(duì)封閉空間或區(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)，從而滿足人體舒適度的要求。公元前 1000 年左右波斯利用裝置于屋頂?shù)娘L(fēng)桿，讓外面的自然風(fēng)穿過(guò)涼水并吹入室內(nèi)另室內(nèi)感到?jīng)隹?，這是世界上最早的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng) [1]。1555 年Agricola 的著作介紹了煤礦中的通風(fēng)系統(tǒng)（用人工鼓動(dòng)的風(fēng)箱） 。1842 年，美國(guó)（John Gorrie）采用剛發(fā)明的機(jī)制冰在阿帕拉契科拉醫(yī)院進(jìn)行氣溫調(diào)節(jié)。1851 年蘇格拉天文學(xué)家 在愛(ài)丁堡皇家學(xué)會(huì)上提出，打算采用空氣制冷機(jī)來(lái)冷卻熱帶房間的想法。1860 年 Fredinand Carre 在巴黎科學(xué)院發(fā)表了一篇報(bào)告他在預(yù)言制冷機(jī)的多種用途中把劇場(chǎng)、舞廳、別墅的冷卻作為主攻目標(biāo)。1870 年西班牙工程師 Jose Vallhonesta 設(shè)計(jì)一種裝置可以將從陰涼處得到的外界空氣，加濕或經(jīng)過(guò)一冰式空冷器后引入房間。1874 年美國(guó) Andrew Muhl 獲得一棟大樓的冷卻專利。1884 年 BaltimoreOhio 公司在美國(guó)進(jìn)行初步的嘗試，用冰來(lái)進(jìn)行鐵路客車舒適空調(diào)的設(shè)計(jì)。1890 年左右，空調(diào)獲得了初步成就，有了工業(yè)空調(diào)，也有了為人們福利的舒適空調(diào)。1903 年巴黎海關(guān)獲得了一項(xiàng)專利并在埃及鐵路線上運(yùn)行的國(guó)際鐵路公司的餐車上安裝了一臺(tái)可以容乃 500 公斤冰的設(shè)備。 美國(guó)的 Willis Carrier 是對(duì)空調(diào)發(fā)展做出重大貢獻(xiàn)的世界名人，1904 年他設(shè)計(jì)的帶水噴淋空氣洗滌室的集中式空調(diào)站。1911 年他確定了對(duì)空調(diào)裝置進(jìn)行合理計(jì)算的曲線圖。從 1930 年起用于房間空調(diào)的單個(gè)空調(diào)器已經(jīng)實(shí)現(xiàn)商品化。1937 年起美國(guó)實(shí)現(xiàn)了汽車空調(diào)的配備。但是直到 1945 年后才實(shí)現(xiàn)了將空調(diào)系統(tǒng)裝配到私人汽車上。1945 年以后空調(diào)處于高速發(fā)展的階段，隨著人們對(duì)舒適生活的追求，空調(diào)系統(tǒng)出現(xiàn)在各種各樣的場(chǎng)合中，種類也越來(lái)越多，如：掛壁式空調(diào)、立柜式空調(diào)、窗式空調(diào)、吊頂式空調(diào)以及中央空調(diào)。空調(diào)的制冷劑最初用冰，然后采用氟利昂、二氧化硫或氯化甲烷。由于氟利昂對(duì)地球臭氧層的破壞，現(xiàn)代又出現(xiàn)了無(wú)氟的空調(diào)系統(tǒng)用 R410A 來(lái)代替原有的氟利昂制冷劑。淮北師范大學(xué) 2022 屆學(xué)士畢業(yè)論文 基于單片機(jī)的模擬空調(diào)控制系統(tǒng)1 單片機(jī)特點(diǎn)及其發(fā)展前景　單片機(jī)的特點(diǎn)單片機(jī)是在一塊硅片上集成了微處理存儲(chǔ)器及各種輸入/輸出接口的芯片，這樣一塊芯片就具有了計(jì)算機(jī)的屬性，因而被稱為單片微型計(jì)算機(jī)，又稱單片機(jī)(Single Chip Microputer)，盡管單片機(jī)的大部分功能都集成在一塊小芯片上，但是他具有一臺(tái)完整計(jì)算機(jī)所需要的大部分器件 [2]。單片機(jī)是一種可以通過(guò)程序進(jìn)行控制的微型處理芯片，由于單片機(jī)芯片自身不能單獨(dú)的運(yùn)用在某項(xiàng)工程或產(chǎn)品上，因此在使用的時(shí)候需要加上一些外圍器件，比如晶體振蕩器，復(fù)位電路，從而構(gòu)成較為完整的硬件系統(tǒng)。如果要實(shí)現(xiàn)其他的功能，還要加上相應(yīng)的外圍電路來(lái)實(shí)現(xiàn)。由于單片機(jī)具有可集成度高、體積小、可靠性高、可擴(kuò)展性好、超強(qiáng)抗干擾、高速、低功耗和性價(jià)比高的特點(diǎn)。因此它主要面向工作環(huán)境比較惡劣，如高溫、強(qiáng)電磁干擾等。通過(guò)以上單片機(jī)的特點(diǎn)決定了單片機(jī) CPU 與通用微機(jī) CPU 具有不同的技術(shù)特征和發(fā)展方向。目前其應(yīng)用領(lǐng)域已非常廣泛如： （1）工業(yè)自動(dòng)化。如數(shù)據(jù)采集、測(cè)控技術(shù)。（2）智能儀器儀表。如數(shù)字示波器、數(shù)字萬(wàn)用表、感應(yīng)電流表等。（3）消費(fèi)類電子產(chǎn)品。如洗衣電冰箱、空調(diào)、IC 卡、汽車電子設(shè)備、電視機(jī)等。（4）通信方面。如調(diào)制解調(diào)器、程控交換技術(shù)、手機(jī)等。（5）武器裝備。如飛機(jī)、艦艇、坦克、導(dǎo)彈、航天飛機(jī)、魚雷制導(dǎo)、智能武器、衛(wèi)星等?！纹瑱C(jī)的發(fā)展前景現(xiàn)如今單片機(jī)正朝著多功能化、多選擇性、高速度、低功耗、低價(jià)格、大存儲(chǔ)容量和增強(qiáng) I/O 功能及結(jié)構(gòu)兼容方向發(fā)展 [3]。其發(fā)展趨勢(shì)不外乎以下方面：（1）體積小、集成度高單片機(jī)、CPU、I/O 接口等功能集成在一塊芯片上，體積小，節(jié)省空間