【正文】 《微機(jī)原理及接口技術(shù)》課程設(shè)計 《微機(jī)原理及接口技術(shù)》 課程設(shè)計說明書課題： 家用空調(diào)溫度控制器的控制程序設(shè)計 專業(yè)： 班級： 姓名： 學(xué)號： 指導(dǎo)老師： 王亞林 2015年 1月 8 日 《微機(jī)原理及接口技術(shù)》課程設(shè)計 目錄第1章、設(shè)計任務(wù)與目標(biāo) 3： 3： 3： 3 ：............................................................................................................. 3第2章、總體設(shè)計規(guī)劃與方案論證 6 6 6第3章、總體軟件設(shè)計說明及總流程圖 10 10 11第4章、系統(tǒng)資源分配說明 13 13 13 15 16 16第5章、局部程序設(shè)計說明 17 按鍵音模塊 17 .2 單按鍵消抖模塊 17 PB按鍵功能模塊 18 . 基本界面拆字模塊 19 4*4矩陣鍵盤模塊 19 模式顯示模塊 20 顯示更新模塊 21 室內(nèi)溫度AD轉(zhuǎn)換模塊 21 4*4矩陣鍵盤掃描子程序 21 整點(diǎn)報時模塊 23 空調(diào)進(jìn)程判斷及顯示模塊 23 三分鐘壓縮機(jī)保護(hù)模塊 23 風(fēng)向擺動模塊 24 驅(qū)動控制模塊 24 定時開關(guān)機(jī)模塊 25第6章、系統(tǒng)功能與用戶操作使用說明 26 26 26 27第7章、課程設(shè)計總結(jié) 27第8章、附錄：源程序清單 30第1章 設(shè)計任務(wù)與目標(biāo)：家用空調(diào)溫度控制器的控制程序設(shè)計 ：通過小型微機(jī)應(yīng)用產(chǎn)品控制程序的設(shè)計與調(diào)試過程，運(yùn)用《微機(jī)原理及接口技術(shù)》課程所學(xué)的基本知識，進(jìn)而得到理解、鞏固和提高，學(xué)習(xí)掌握分析與解決實際問題的方法與手段，提高設(shè)計、編程與調(diào)試的實際動手能力，作為工程技術(shù)工作的一次基本訓(xùn)練。：隨著現(xiàn)代生活條件的提高，家用空調(diào)已廣泛使用，是一種用于房間提供處理空氣溫度變化的機(jī)組。它的功能是對該房間內(nèi)空氣的溫度、濕度、和空氣流速等參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，以滿足人體舒適的要求。設(shè)計一個以AT89S51單片機(jī)為核心的家用空調(diào)溫度控制器，基本任務(wù)是利用AT89S51單片機(jī)、ADC0809模數(shù)轉(zhuǎn)換器等芯片設(shè)計并制作一個具有制冷、制熱、通風(fēng)和自動運(yùn)行的手控型空調(diào)控制器，包含實時鐘顯示，可選擇制冷、制熱、通風(fēng)、自動運(yùn)行等工作模式，能對溫度進(jìn)行設(shè)定和控制，具有壓縮機(jī)三分鐘自動保護(hù)等功能，編寫智能控制器的控制程序并在實驗板上模擬調(diào)試。：開機(jī)進(jìn)行適當(dāng)?shù)挠嘘P(guān)接口部件及數(shù)碼顯示器、指示燈、訊響器等自檢。八位LED 七段數(shù)碼管作為時鐘及其他界面信息顯示?；撅@示模式為按照24小時制動態(tài)顯示實時鐘的時、分、秒信息。44鍵盤作為參數(shù)設(shè)定與設(shè)備操作的輸入設(shè)備，由“0”～“9”數(shù)字鍵及若干個功能鍵組成，“0”～“9”數(shù)字鍵須按照國際通行排列布局，鍵按下時應(yīng)回饋短促的鍵音，鍵盤掃描還應(yīng)采取消抖動處理。 時鐘調(diào)校功能：按下“時鐘設(shè)定”鍵則進(jìn)入時鐘設(shè)定界面，在調(diào)取并顯示當(dāng)前實時鐘的時、分值基礎(chǔ)上供逐位輸入新的時、分值，當(dāng)前數(shù)字位以2Hz頻率閃爍顯示的形式標(biāo)示；按“確定”鍵則審核不存在超值域的情況下存入新的時、分值，同時對秒清0以及對秒的前級計時環(huán)節(jié)置初值；按“取消”鍵則不存新值返回基本顯示模式；還可設(shè)置“←”鍵、“→”鍵等以方便操作。 利用實驗板上的按鈕、撥動開關(guān)替代設(shè)備的開關(guān)量輸入信號，應(yīng)當(dāng)由開關(guān)量輸入處理子模塊程序統(tǒng)一對開關(guān)量輸入信號進(jìn)行檢測輸入并進(jìn)行軟件消抖動處理；利用實驗板上的驅(qū)動LED指示燈的輸出接口電路替代設(shè)備的開關(guān)量輸出驅(qū)動信號，應(yīng)當(dāng)對輸出控制信息建立輸出緩存，并統(tǒng)一由輸出驅(qū)動子模塊程序根據(jù)輸出緩存內(nèi)容執(zhí)行實質(zhì)的輸出驅(qū)動；利用實驗板上的蜂鳴器替代設(shè)備的訊響部件，應(yīng)當(dāng)統(tǒng)一由訊響驅(qū)動子模塊程序綜合各功能程序模塊所產(chǎn)生的訊響邏輯標(biāo)記信息執(zhí)行實質(zhì)的蜂鳴器驅(qū)動?？照{(diào)控制器應(yīng)具有制冷、制熱、通風(fēng)和自動運(yùn)行四種工作模式。a．制冷：室內(nèi)風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)及室外風(fēng)機(jī)工作，而四通換向閥停止工作。b．制熱：室內(nèi)風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)、室外風(fēng)機(jī)和四通換向閥均工作。c．通風(fēng)：室內(nèi)風(fēng)機(jī)工作，而壓縮機(jī)、室外風(fēng)機(jī)和四通換向閥均不工作。※d．自動運(yùn)行：能根據(jù)當(dāng)前室內(nèi)溫度和自動運(yùn)行的設(shè)定溫度，自動選擇制冷、制熱或通風(fēng)工作模式。e．每按一下工作模式選擇鍵時，工作模式按圖1所示的箭頭方向依此變換：圖1 工作模式選擇能對溫度進(jìn)行設(shè)定和控制： a．制冷時溫度調(diào)節(jié)范圍為：20℃～32℃。當(dāng)室內(nèi)溫度高于設(shè)定溫度1℃時,開始制冷；而當(dāng)室內(nèi)溫度降到設(shè)定溫度時，則轉(zhuǎn)為通風(fēng)狀態(tài)。b．制熱時溫度調(diào)節(jié)范圍為：14℃～30℃。當(dāng)室內(nèi)溫度低于設(shè)定溫度1℃時,開始制熱；而當(dāng)室內(nèi)溫度升到設(shè)定溫度時，則轉(zhuǎn)為通風(fēng)狀態(tài)。c．通風(fēng)時溫度設(shè)置欄顯示“ 一 一 ”，并且溫度設(shè)置鍵無效?！鵧．自動運(yùn)行溫度調(diào)節(jié)范圍為：25℃、27℃、29℃。若室內(nèi)溫度低于設(shè)定溫度5℃時,自動按制熱工作模式運(yùn)行；若室內(nèi)溫度高于設(shè)定溫度時，則按制冷模式運(yùn)行；否則按通風(fēng)模式運(yùn)行。e．溫度設(shè)定鍵每按一下，則溫度上升或下降1℃（在設(shè)定范圍內(nèi)）。f．控溫精度為177。1℃室內(nèi)風(fēng)機(jī)具有高、中、低三檔風(fēng)速和自動風(fēng)控制功能。每按一下風(fēng)速選擇鍵時，風(fēng)速模式按圖4所示的箭頭方向依此變換：圖2 風(fēng)速模式選擇※其中自動風(fēng)與工作模式及溫度有關(guān)：a．制冷時，當(dāng)室內(nèi)溫度高于設(shè)定溫度5℃時，為高速風(fēng)； 當(dāng)室內(nèi)溫度高于設(shè)定溫度2℃～5℃時，為中速風(fēng)； 當(dāng)室內(nèi)溫度不高于設(shè)定溫度2℃時，為低速風(fēng)；b．制熱時，當(dāng)室內(nèi)溫度低于設(shè)定溫度5℃時，為高速風(fēng)； 當(dāng)室內(nèi)溫度低于設(shè)定溫度2℃～5℃時，為中速風(fēng)； 當(dāng)室內(nèi)溫度不低于設(shè)定溫度2℃時，為低速風(fēng)；c．通風(fēng)時，當(dāng)室內(nèi)溫度高于25℃時，為高速風(fēng)； 當(dāng)室內(nèi)溫度介于20℃～25℃時，為中速風(fēng)； 當(dāng)室內(nèi)溫度低于設(shè)定溫度20℃時，為低速風(fēng)；※具有壓縮機(jī)三分鐘自動保護(hù)功能。由于家用空調(diào)器所使用的壓縮機(jī)大多為電容啟動運(yùn)行電動機(jī)，帶載啟動能力較差，因此無論在制冷運(yùn)行還是在制熱運(yùn)行時，當(dāng)壓縮機(jī)停止工作后，必須在三分鐘后才允許重新啟動?！?24小時預(yù)約定時開/關(guān)機(jī)功能。定時開機(jī)：定時開機(jī)必須是在關(guān)機(jī)狀態(tài)下才能進(jìn)行，按下“定時”鍵，顯示定時時間并閃動， 通過“↑”“↓”鍵可以調(diào)節(jié)時間，調(diào)整好后點(diǎn)擊“定時”鍵。定時關(guān)機(jī)：定時關(guān)機(jī)必須在空調(diào)運(yùn)行的情況下進(jìn)行※1風(fēng)向自動控制功能。通過自動控制室內(nèi)風(fēng)機(jī)水平導(dǎo)風(fēng)葉片的轉(zhuǎn)動，將調(diào)節(jié)后的舒適氣流送到房間的各個角落。第2章 總體設(shè)計規(guī)劃與方案論證： 根據(jù)任務(wù)書要求，為實現(xiàn)成功設(shè)計家用空調(diào)溫度控制器的控制程序設(shè)計和確保設(shè)計順利進(jìn)行，我的進(jìn)程安排如下：時間安排任務(wù)天數(shù)布置課題，明確任務(wù) 1天總體方案規(guī)劃構(gòu)思1天主體功能控制程序設(shè)計及調(diào)試 5天程序功能完善、改進(jìn)與擴(kuò)展 3天程序驗收 1天答辯1天編寫設(shè)計說明書3天程序設(shè)計規(guī)劃有許多，但是選擇一個較合適的方案是至關(guān)重要的，它可以提高程序的執(zhí)行效率，有利于程序的調(diào)試，提高程序的可讀性。1：在主程序跳入循環(huán)前進(jìn)行順序自檢，通過觀察實驗板的現(xiàn)象進(jìn)而判斷實驗板是否正常。2：數(shù)碼管顯示程序由硬件決定，采取片選端和位選端連接接口芯片，接口芯片進(jìn)而和單片機(jī)引腳連接，這樣大大減少了要占用的單片機(jī)引腳的數(shù)目。且數(shù)碼管的顯示方式為動態(tài)顯示，動態(tài)顯示方法：各位顯示器的字位控制線由相應(yīng)的I/O口線控制，每一位顯示器均有一根字位控制線，各位顯示器的字段控制線對應(yīng)并聯(lián)，由一個8位 I/O口控制。其特點(diǎn)是占用I/O端口少、驅(qū)動程序稍繁,須不斷更新驅(qū)動，占用CPU時間多、總的驅(qū)動電流小。3：對于按鍵音的處理，采用的方法是按鍵按下后，啟動按鍵音，隨后在主循環(huán)的第一句清楚按鍵音。4：對于四中工作模式的判斷，:設(shè)置一個標(biāo)志位，標(biāo)志位中的內(nèi)容A、C、F、H依次代表自動模式、制冷模式、通風(fēng)模式、制熱模式。5：對于三檔風(fēng)速以及自動風(fēng)的判斷，設(shè)置一個標(biāo)志位，標(biāo)志位中的內(nèi)容A、▔、—、_依次代表自動、高速、中速、低速。6：選擇定時器1工作方式2 （ M1M0=10 ，自動重裝計數(shù)初值的8位定時器/計數(shù)器） 16位定時器/計數(shù)器被拆成兩個8位寄存器TH1和TL1，CPU在對它們初始化時必須裝入相同的定時器/計數(shù)器初值。以TL1作計數(shù)器，而TH1作為預(yù)置寄存器。當(dāng)計數(shù)滿溢出時，TF1置“1”，同時將TH1中的計數(shù)初值以硬件方法自動裝入TL1。這種工作方式很適合于那些重復(fù)計數(shù)的應(yīng)用場合，本程序計數(shù)即采用選擇定時器1工作方式2 。7：LED顯示器工作原理有兩種：一是LED靜態(tài)顯示驅(qū)動方式。各位的公共端連接在一起（接地或+5V）。每位的段碼線（a～dp）分別與一個8位的鎖存器輸出相連。只要輸出鎖存器的段碼不變，就穩(wěn)定地驅(qū)動并顯示對應(yīng)的字符，直到輸出另一個段碼為止。 靜態(tài)驅(qū)動特點(diǎn)：接口邏輯及驅(qū)動程序簡單、顯示亮度高且穩(wěn)定、但占用I/O端口多、總的驅(qū)動電流大。二是動態(tài)顯示驅(qū)動方式。當(dāng)LED位數(shù)較多時，為了簡化電路，降低成本，采用動態(tài)顯示方式。（1）電路連接方法： a、各位顯示器的字位控制線由相應(yīng)的I/O口線控制，每一位顯示器均有一根字位控制線。 b、各位顯示器的字段控制線對應(yīng)并聯(lián)，由一個8位 I/O口控制。（2） 顯示原理：逐個點(diǎn)亮，循環(huán)顯示，利用人眼的視覺殘留效應(yīng)。（3） 綜上所述，我LED顯示器工作選擇動態(tài)顯示驅(qū)動方式8：鍵盤接口的工作原理分獨(dú)立式按鍵接口和行列式鍵盤接口1. 獨(dú)立式鍵盤接口(適于鍵數(shù)較少、操作快、同時多鍵動作場合) 各鍵相互獨(dú)立，每個按鍵各接一根輸入線，通過檢測輸入線的電平狀態(tài)可很容易判斷那個鍵被按下。 行列式（矩陣式）鍵盤及其接口(適于按鍵數(shù)目較多的場合；可節(jié)省較多的I/O口線端；同時只會有一個鍵閉合的場合。)行列式鍵盤按鍵的識別方法a. 掃描法（1） 判斷有無鍵閉合：首先使列線D4~D7都輸出0，檢測行線D0~D3。如果無鍵閉合，D0~D3輸入全為1；如果有鍵閉合，就會有某一根行線輸入為0。（2） 查找閉合鍵號：逐行逐列掃描，閉合鍵號=列號+行首鍵號 采用線反轉(zhuǎn)法的鍵盤行線、列線端口各自應(yīng)當(dāng)可以在輸入與輸出方式間切換！ 如圖:高四位與低四位均可獨(dú)立改變其輸入或輸出方式第1步：列線輸出為全‘0’ ，隨后輸入行線電平如有‘0’，則‘0’所在的行就是閉合的按鍵所在行；無‘0’則無鍵閉合。第2步：行線輸出為全‘0’ ，隨后輸入列線電平如有‘0’，則‘0’所在的列就是閉合的按鍵所在列；無‘0’則無鍵閉合。結(jié)合上述兩步，可確定按鍵所在行和列。綜上所述，選擇行列式鍵盤按鍵的線反轉(zhuǎn)法9：按鍵狀態(tài)的輸入與消抖動機(jī)械觸點(diǎn)的彈性作用，觸點(diǎn)在閉合和斷開瞬間的電接觸情況不穩(wěn)定，造成了電壓信號的抖動現(xiàn)象，時間一般為5~10ms。這種現(xiàn)象會引起CPU對于一次鍵操作進(jìn)行多次處理，因此必須設(shè)法消抖動。10：壓縮機(jī)三分鐘自動保護(hù)定時方法: ①定時中斷，； ②計主流程次數(shù)我采取計主流程次數(shù)180*100次，總時間180*100*=3分鐘。 第3章 總體軟件設(shè)計說明及總流程圖總初始化，對數(shù)碼顯示器、指示燈、蜂鳴器的自檢以及各使用單元的初值設(shè)定和各個芯片的初始化設(shè)置等。本設(shè)計程序為12個主流程2個中斷服務(wù)子程序，單片機(jī)就是在這些子模塊下循環(huán)執(zhí)行，這些子模塊依次包含有： 。主工作流程LOOP: LCALL JYIN 。按鍵音子程序 LCALL TPB 。單按鍵子程序 LCALL XDPB 。調(diào)用消抖單按鍵輸入 LCALL CZ 。調(diào)用顯示內(nèi)容送顯緩子程序(拆字將時分秒送右6位顯示緩沖單元) LCALL KT 。行列式鍵盤子程序 LCALL WDXS 。溫度顯示子程序 LCALL DISP 。調(diào)用顯示更新子程序 (動態(tài)驅(qū)動8位數(shù)碼顯示器一遍，約8mS) LCALL ADSUB 。調(diào)用A/D子程序(采集AN1輸入電壓的A/D數(shù)據(jù)送左2位顯示) LCALL KEY 。調(diào)用鍵盤掃描子程序 (掃描到按鍵壓下時在左第3位顯示鍵號) LCALL CLOCK 。整點(diǎn)報時子程序 LCALL JCPD 。進(jìn)程判斷以及進(jìn)程顯示子程序 LCALL YSBH 。三分鐘