【正文】 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。經(jīng)測試，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。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 介 .......................19 調(diào)試過程中出現(xiàn)的問題及解決辦法 ...............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。1842 年，美國（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)。1874 年美國 Andrew Muhl 獲得一棟大樓的冷卻專利。 美國的 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。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。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]。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。（2）智能儀器儀表。（4）通信方面?！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]。因此單片機(jī)在生產(chǎn)工藝上進(jìn)行了簡化，降低了制造成本。（4）低功耗由于單片機(jī)需要面向便攜式和家電消費(fèi)產(chǎn)品，因此低電壓、低功耗的性質(zhì)是非常重要的，很多單片機(jī)的電壓只有 2~4V，所以為以上產(chǎn)品提供了許多便利。單片機(jī)的適應(yīng)溫度范圍廣，能夠在50—100℃范圍內(nèi)正常工作，這種溫度對(duì)一般的微型計(jì)算機(jī)來說是不可想象的。可以說，單片機(jī)將向著“更高、更快、更強(qiáng)”的方向發(fā)展。（2）從獨(dú)立按鍵上先按下休眠鍵進(jìn)入設(shè)定狀態(tài)。由本設(shè)計(jì)的要求和需要，在系統(tǒng)的具體實(shí)現(xiàn)時(shí)可劃分為幾個(gè)子模塊：控制模塊（單片機(jī)系統(tǒng)及外圍電路） 、顯示模塊（LCD12864） 、電源模塊、鍵盤模塊、驅(qū)動(dòng)模塊。圖 1 硬件系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)框架 控制模塊 單片機(jī)簡介單片機(jī)是一種采用超大規(guī)模集成電路技術(shù)把中央處理器 CPU 以及一些相關(guān)的功能器件集成在一起的硅材料的集成電路芯片，雖然體積很小，但是一個(gè)完善的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)本次設(shè)計(jì)用的是 STC89C52 型的單片機(jī)。STC89C52 管腳說明如圖 2 所示：圖 2 STC89C52 管腳圖VCC（40 引腳）：單片機(jī)電源電壓，接+5V 電壓。XTAL2（18 引腳）：來自反向振蕩器的輸出。ALE（30 引腳）：低 8 位地址鎖存使能輸出端。如果此時(shí)置位無效則微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)下 ALE 被禁止。 P0 口（39 引腳 ~32 引腳）：P0 口是一個(gè)漏級(jí)開路的 8 位準(zhǔn)雙向復(fù)用 I/O 端淮北師范大學(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)5 口，每腳可吸收 8TTL 門電流。 P2 口（28 引腳 ~21 引腳）：P2 口為一個(gè)內(nèi)部帶上拉電阻的 8 位準(zhǔn)雙向復(fù)用I/O 端口， P2 口緩沖器可接收，輸出 4 個(gè) TTL 門電流。P3 口第二功能如下：端 口 第 二 功 能 RXD（串行輸入口） TXD（串行輸出口） 　Error!（外部中斷 0） Error!（外部中斷 1） T0（記時(shí)器 0 外部輸入） T1（記時(shí)器 1 外部輸入）　 Error!（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通）　 Error!（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通） 單片機(jī)外圍電路如圖 3 所示，復(fù)位是單片機(jī)的初始化操作。復(fù)位電路的基本功能是：由圖 3 可以看到復(fù)位電路的連接方式。晶振在電路中的作用主要是提供頻率穩(wěn)定的時(shí)鐘信號(hào)，晶振有不同的赫茲如：、 12MHz 和 24MHz，圖 3 啟振電路中 C2=C3=30pF，晶振 X1 的振蕩頻率為 24MHz，復(fù)位電路中 C1=10uF，R6=R7=10k。由于此次設(shè)計(jì)中單片機(jī)的接口剩余較多且要實(shí)時(shí)刷新 DS18B20 所以采用并行口連接方式。其次實(shí)驗(yàn)中所用按鍵個(gè)數(shù)不是很多，所以可以使用簡單鍵盤。 口在進(jìn)入設(shè)定狀態(tài)后用來增加設(shè)定溫度。 口是空調(diào)制冷、制熱模式的選擇，和風(fēng)量選擇一樣可以進(jìn)行循環(huán)操作。該芯片具有體積小、硬件開消小、抗干擾能力強(qiáng)、精度高、附加功能強(qiáng)著稱，是當(dāng)今溫度傳感器中的主流。 電機(jī)模塊L298N 是 SGS 公司的產(chǎn)品，內(nèi)部包含四通道邏輯驅(qū)動(dòng)電路是一種兩相和四相電機(jī)的專用驅(qū)動(dòng)器，其內(nèi)含兩個(gè) H 橋的高電壓大電流雙全橋式驅(qū)動(dòng)器，接受標(biāo)準(zhǔn)TTL 邏輯電平信號(hào) [9]。? ENA 和 ENB：TTL 電平兼容輸入使能端，低電平禁止輸出。7805 電源模塊的接線圖如圖 8 所示。由此便產(chǎn)生了計(jì)算機(jī)語言，讓我們來告訴計(jì)算機(jī)要做什么。高級(jí)語言直觀易學(xué)，易理解，易修改，易維護(hù)，易推廣，通用性強(qiáng)。缺點(diǎn)是占用資源多，執(zhí)行效率低。程序設(shè)計(jì)步驟 [11]：（1）對(duì)實(shí)際問題進(jìn)行抽象化處理，提煉成數(shù)學(xué)模型。（4）出程序流程圖，以圖示形式表示解決具體問題的思路和方法。程序采用模塊化、結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)，其軟件的可靠性較好，可維護(hù)性強(qiáng)。結(jié)束圖 8 主程序流程圖開始初始化LCD 顯示溫度刷新是否按下休眠鍵電機(jī)按鍵掃描按鍵設(shè)定溫度刷新YYNN是否有按鍵按下結(jié)束淮北師范大學(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)14 子程序的設(shè)計(jì)此實(shí)驗(yàn)主要有三個(gè)子程序供主程序調(diào)用，即鍵盤子程序、顯示子程序、測溫子程序、驅(qū)動(dòng)子程序。這種情況下我們要對(duì)按鍵進(jìn)行消抖處理。示例程序：void KeyRead(void){ unsigned char ReadData = P1^0xff。} 顯示子程序12864 無字庫液晶有 20 個(gè)引腳，額定電壓為+5V，對(duì)比度可調(diào)，內(nèi)含復(fù)位電路，提供多種控制命令。void Read_busy() //讀“忙”函數(shù)，數(shù)據(jù)位的最高位 DB7 為 1 則忙，每次操作液晶都要讀忙{ LCD_databus=0x00。 //高電平讀數(shù)據(jù) while(P0amp。 RS=0。 //下降沿寫入 delayXus(20)。 //數(shù)據(jù) RW=0。 EN=0。? 55H匹配 ROM。? CCH跳過 ROM。但是對(duì)于一個(gè) DS18B20 就不需要讀 ROM 了，可跳過 ROM 命令。 //跳過讀序號(hào)列號(hào)的操作 Sensor_Write_Byte( 0x44 )。 //讀取溫度寄存器 temp_Low = Sensor_Read_Byte()。 //向高位進(jìn)位 } else { temp_High = ~temp_High。 //高、低字節(jié)合成溫度 Dot = (temp_Lowamp。在電機(jī)調(diào)速的過程中占空比是非常重要的參數(shù) [9]，當(dāng)電源電壓不變的情況下輸出電壓的平均值 U 取決于占空比 D 的大小，改變 D值也就改變輸出電壓的平均值，從而達(dá)到控制電機(jī)轉(zhuǎn)速的目的，實(shí)現(xiàn) PWM 控制。 }} while( Key_add = = 0) 。在 2022 年隨著 ARM 等新一代產(chǎn)品的推出該公司又增加了 Cortex和 DSP 系列處理器，并持續(xù)增加其他系列處理器模型。 調(diào)試過程中出現(xiàn)的問題及解決辦法在調(diào)試過程中，出現(xiàn)了下列問題：（1） 、PWM 脈寬調(diào)制對(duì)電機(jī)進(jìn)行調(diào)速的問題，（2） 、LCD12864 不能正確顯示從 DS128B20 上讀取的溫度，從 USB 口供電時(shí)加上電機(jī)后液晶屏幕變暗。在脈沖作用下，當(dāng)電機(jī)通電時(shí)，速度增加；電機(jī)斷電時(shí)，速度逐漸減少。由上式可知，當(dāng)電源電壓不變的情況下，電樞的端電壓的平均值為DmaxV=V*D，因此改變占空比 D 就可以改變端電壓的平均值，從而達(dá)到調(diào)速的淮北師范大學(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)19 目的，這就是 PWM 調(diào)速原理。按鍵 S1~S5 分別對(duì)應(yīng) P0~P4，其中 S1 為休眠鍵，按下后會(huì)進(jìn)入設(shè)定狀態(tài)。最后再次按下休眠鍵 S1，系統(tǒng)判斷輸入什么狀態(tài)后，用實(shí)際溫度和設(shè)置溫度比較，然后決定電機(jī)是否轉(zhuǎn)動(dòng)。用無字庫 12864 液晶作為顯示工具，用 DS18B20 測得實(shí)時(shí)溫度，根據(jù)工作模式的設(shè)定并且與設(shè)定溫度相比較決定電機(jī)是否工作。本系統(tǒng)完成了 LCD12864 顯示屏和控制器的制作。經(jīng)過本次設(shè)計(jì)，對(duì) STC89C5LCD1286L298N、7805 等芯片功能有了更深層次的理解。在做畢業(yè)設(shè)計(jì)的這段時(shí)間里，我主要對(duì)以前學(xué)過的單片機(jī)知識(shí)復(fù)習(xí)和鞏固，并增加了學(xué)習(xí)的深度拓寬了學(xué)習(xí)的范圍，使得單片機(jī)的知識(shí)真正的被應(yīng)用于實(shí)踐?；幢睅煼洞髮W(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)24 參考文獻(xiàn)[1] 邱忠岳. 世界空調(diào)發(fā)展史[J] . 制冷技術(shù)，1984，(03)：3840[2] 胡健. 單片機(jī)原理及接口技術(shù)[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社, 2022[3] 李廣弟. 單片機(jī)原理及應(yīng)用[M] .北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2022[4] 郭文川. 單片機(jī)原理與接口技術(shù)[M] . 北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2022[5] 何立民. 單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)選編(4)[M] .北京：北京航空航天大學(xué)出版社，1996[6] 李維