【正文】 I 燕山大學(xué) 課 程 設(shè) 計(jì) 說 明 書 題目： 智能空調(diào)控制系統(tǒng) 學(xué)院（系）： 年級(jí)專業(yè)： 學(xué) 號(hào)： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 教師職稱 II 摘 要 智能空調(diào)控制系統(tǒng)是根據(jù)溫度傳感器采集室內(nèi)的環(huán)境溫度與系統(tǒng)的預(yù)設(shè)值進(jìn)行對(duì)比，通過控制系統(tǒng)的預(yù)先設(shè)置，空調(diào)進(jìn)行自動(dòng)制冷 或制熱，從而達(dá)到了智能控制 的目的。根據(jù)人們對(duì)生活環(huán)境的要求和單片機(jī)的應(yīng)用特性，本文介紹了 應(yīng)用 STC89C52 單片機(jī)進(jìn)行控制的智能空調(diào)控制系統(tǒng)。 智能空調(diào)控制系統(tǒng)主要由電源電路、 液晶 顯示電路、單片機(jī)控制電路、按鍵電路、控制指示電路等組成。 其 工作原理 是溫度傳感器 DS18B20 采集室內(nèi)溫度傳送給單片機(jī)，單片機(jī)分析數(shù)據(jù)，控制智能空調(diào)加熱或制冷 。 此系統(tǒng)可以通過按鍵設(shè)置空調(diào)的溫度，使空調(diào)對(duì)室內(nèi)進(jìn)行 加溫或降溫，也可以對(duì)系統(tǒng)預(yù)設(shè)一個(gè)溫度值，通過傳感器感知室內(nèi)溫度與智能空調(diào)的 預(yù)設(shè)溫度值進(jìn)行對(duì)比， 通過單片機(jī) 控制空調(diào)對(duì)室內(nèi)進(jìn) 行加溫或降溫 ，達(dá)到智能空調(diào)的自動(dòng)控制功能 。 在定時(shí)功能啟動(dòng)的情況下，如果計(jì)時(shí) 時(shí)間 與定時(shí) 時(shí)間相同，此時(shí)空調(diào) 相應(yīng)的狀態(tài)會(huì)自動(dòng)關(guān)閉 ， 把定 時(shí) 時(shí)間存在 STC89C52 單片機(jī)內(nèi)部的EEPROM 中，斷電后不會(huì)消失，直至通過按鍵去改變，達(dá)到了智能空調(diào)的定時(shí)功能。 關(guān)鍵詞： 智能空調(diào)； 液晶 顯示； STC89C52 單片機(jī) ； ds18b20 溫度檢測(cè)芯片 I 目 錄 1 智能空調(diào)控制系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì) .......................................................... 1 智能空調(diào)控制系統(tǒng) .................................................................... 1 系統(tǒng)工作原理 ............................................................................ 2 系統(tǒng)功能模塊工作原理介紹 ......................................... 2 各功能要求實(shí)現(xiàn)的工作原理 ......................................... 2 2 系統(tǒng)功能模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) .............................................................. 5 主控制模塊 ................................................................................ 5 主控制單元模塊設(shè)計(jì) ..................................................... 5 主控制單元工作原理 ..................................................... 5 電源模塊設(shè)計(jì) ............................................................................ 6 電源模塊概述 ................................................................. 6 電源模塊的應(yīng)用 ............................................................. 6 溫度檢測(cè)模塊設(shè)計(jì) .................................................................... 7 溫度傳感器的選取 ......................................................... 7 DS18B20 概述 ................................................................ 7 溫度檢測(cè)單元電路 ......................................................... 8 顯示模塊設(shè)計(jì) .......................................................................... 10 1602 液晶顯示器概述 .................................................. 10 顯示模塊電路 ............................................................... 15 模塊設(shè)計(jì) .................................................................................. 17 鍵盤電路功能設(shè)定 ....................................................... 17 矩陣鍵盤電路工作原理 ............................................... 17 外圍驅(qū)動(dòng)電路模塊設(shè)計(jì) .......................................................... 18 驅(qū)動(dòng)電路 ....................................................................... 18 JQC3FF 繼電器 ........................................................... 18 II 3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) .................................................................................... 20 4 系統(tǒng)測(cè)試及結(jié)果分析 ........................................................................ 23 系統(tǒng)測(cè)試 .................................................................................. 23 系統(tǒng)測(cè)試結(jié)果及分析 .............................................................. 25 結(jié) 論 ................................................................................................... 26 心得體會(huì) ......................................................................錯(cuò)誤 !未定義書簽。 參考文獻(xiàn) ......................................................................錯(cuò)誤 !未定義書簽。 附 錄 ................................................................................................... 28 燕山大學(xué)里仁學(xué)院 智能空調(diào)控制系統(tǒng) 1 1 智能空調(diào) 控制系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)以單片機(jī) STC89C52 為核心，采用 電源模塊、 溫度采集、鍵盤輸入、 液晶 顯示、驅(qū)動(dòng)電路等，實(shí)現(xiàn)了基于空調(diào)溫度控制系統(tǒng)。把定時(shí)時(shí)間存入單片機(jī) EEPROM 中，不易丟失。人機(jī)交互采用按鍵 輸入、液晶顯示，界面友好，易于操作。 智能空調(diào) 控制系統(tǒng) DS18B20 溫度傳感器 采集 室內(nèi)溫度 數(shù)據(jù)，并將信息反饋給 CPU，單片機(jī)分析并 與設(shè)定的溫度值進(jìn)行比較，通過驅(qū)動(dòng)電路使智能空調(diào) 調(diào)節(jié)不同的工作狀態(tài)，單片機(jī)的工作狀態(tài)有 加熱、制冷 工作狀態(tài) 。 不同的按鍵 S 的功能設(shè)置為： S2 為“加”， S10 為“減”， S3 啟動(dòng) /關(guān)閉 ， S5 為啟動(dòng)智能空調(diào)制冷狀態(tài)， S6 為調(diào)節(jié)走時(shí) 按鍵， S7 為啟動(dòng) 智能空調(diào) 暖風(fēng) 工作狀態(tài)， S13 為 開啟 /關(guān)閉定時(shí)， S14 為調(diào)節(jié)定時(shí)。 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖如圖 11 所示： 圖 11 智能空調(diào)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 單 片 機(jī) 鍵盤輸入 晶振電路 復(fù)位電路 液晶顯示 溫度檢測(cè) 驅(qū)動(dòng)電路 燕山大學(xué)里仁學(xué)院 智能空調(diào)控制系統(tǒng) 2 系統(tǒng)工作原理 系統(tǒng)功能模塊工作原理介紹 電源管理模塊將外部 交流電通過整流變壓器及穩(wěn)壓芯片 7805 進(jìn)行 穩(wěn)壓，以便 提 供給各個(gè)系統(tǒng)工作模塊，如 DS18B20 溫度傳感器、單片機(jī)主控制單元、液晶顯示單元、驅(qū)動(dòng)電路單元等 。 單片機(jī)（ STC89C52） 主控 制 單 元負(fù)責(zé)整個(gè) 智能 空調(diào)控制 系統(tǒng)的運(yùn)行控制，通過人際交互單元（ 按鍵 及液晶顯示）的系統(tǒng)功能設(shè)置， 用 1602 液晶顯示器 將室內(nèi)溫度顯示出來，并且 可以 通過 按鍵 進(jìn)行調(diào)整 ，實(shí)現(xiàn) 空調(diào)加熱或 制冷的 工作狀態(tài)設(shè)置 ，即 達(dá)到智能空調(diào)的 手動(dòng)控制 功能 。 通過 DS18B20溫度傳感器 實(shí)時(shí)檢測(cè) 室溫 并 通過 1602 液晶顯示器 顯示室溫 ，并將室溫與預(yù)設(shè)值進(jìn)行對(duì)比，實(shí)現(xiàn)空調(diào)自動(dòng)制冷或加熱，實(shí)現(xiàn)了智能空調(diào)的自動(dòng)控制功能。 在定時(shí)功能啟動(dòng)的情況下，如果計(jì)時(shí) 時(shí)間 與定時(shí) 時(shí)間 相同，此時(shí) ，空調(diào) 相應(yīng)的 工作 狀態(tài)會(huì)自動(dòng)關(guān)閉。把定 時(shí) 時(shí)間存在 STC89C52 單片機(jī)內(nèi)部的EEPROM 中，斷電后不會(huì)消失，直至通過按鍵去改變 ， 實(shí)現(xiàn)了智能空調(diào)的定時(shí)加熱或制冷功能。 各功能要求實(shí)現(xiàn)的工作原理 定時(shí)與時(shí)間顯示 剛開始上電時(shí)， 1602 液晶顯示器上產(chǎn)生實(shí)時(shí)時(shí)間 。此 系統(tǒng)運(yùn)用單片機(jī)的定時(shí)器功能產(chǎn)生走時(shí)，采用 的是二十四小時(shí)制，在一直通電的 情況下，會(huì)一直加到 23:59:59，然后 清零 從 00:00:00 重新開始。 若開啟定時(shí)功能，液晶右 下角顯示定時(shí)時(shí)間， 在顯示器的右上角顯示ON,未開啟定時(shí)功能則顯示 OFF。 液晶顯示屏的 顯示 畫面 ，如 表 11 所示 ： 表 11 未開啟定時(shí)或開啟定時(shí)功能， 液晶 顯示屏顯 示結(jié)果 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 燕山大學(xué)里仁學(xué)院 智能空調(diào)控制系統(tǒng) 3 O O F N F 單片機(jī)得電后，其內(nèi)部定時(shí)器會(huì)立即開啟，在軟件程序中設(shè)定其相應(yīng)的內(nèi)部定時(shí)器的寄存器從而相應(yīng)的走時(shí)會(huì)比較準(zhǔn)確的記錄下來。 溫度檢測(cè)與顯示 DS18B20 檢測(cè)的室內(nèi)溫度信號(hào)返回給單片機(jī)，單片機(jī)會(huì)相 應(yīng)的處理此溫度信號(hào)，同時(shí)送往液晶顯示器顯示。提前設(shè)定的溫度值 存在單片機(jī) ROM中 ， 單片機(jī)處理后，也會(huì)在液晶上顯示。如表 12 所示 ， 用 **表示 實(shí)時(shí)室內(nèi)溫度 。 表 12 液晶 顯示屏顯示實(shí)時(shí)室內(nèi)溫度（ **為溫度值） 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 * * 智能溫控就是感 溫頭精確感應(yīng)，把室內(nèi)溫度的變化傳遞給中央控制芯片，由芯片控制 系統(tǒng)使室內(nèi)溫度達(dá)到顯示屏 上的設(shè)定溫度，使用者只需要自身的要求而去設(shè) 定不同的溫度即可，以 達(dá) 到最大的智能化控制。 鍵盤調(diào)節(jié) 人 機(jī)交互采用鍵盤輸入。通過鍵盤輸入指令，控制相應(yīng)的不同狀態(tài)的切換、 時(shí)間定時(shí)長(zhǎng)短的設(shè)定。調(diào)整 時(shí)間設(shè)定（ *表示光標(biāo)閃爍 ） 如表 13 所示 。 燕山大學(xué)里仁學(xué)院 智能空調(diào)控制系統(tǒng) 4 表 13 液晶顯示的 調(diào)整 時(shí)間 設(shè)定（ *為 走時(shí) 時(shí)間 ， @為定時(shí)時(shí)間 ） 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 * * ： * * ： * * @ @ ： @ @ 通過按鍵把定 時(shí)的時(shí)間寫入單片機(jī)的 EEPROM 中，永久性保存。 燕山大學(xué)里仁學(xué)院 智能空調(diào)控制系統(tǒng) 5 2 系統(tǒng)功能模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 主控制模塊 主控制單元模塊設(shè)計(jì) 系統(tǒng)主控制單元 ， 采用 AT89c52 單片機(jī)為主控制芯片，主要包括AT89c52 單片機(jī)、復(fù)位電路、時(shí)鐘電路、下載電路、電源指示電路。 主控制單元工作原理