【正文】 陰極的數(shù)碼管組成溫度和時間交替顯示。此種設(shè)計一般應(yīng)用在單個 LED 的驅(qū)動或 LED數(shù)量較少，且所選的 MCUI/O 口比較充裕的情內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 16 況下。在輪流顯示過程中，每位數(shù)碼管的點(diǎn)亮?xí)r間為 1～ 2ms，由于人的視覺暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極管的余輝效應(yīng)，盡管實際上各位數(shù)碼管并非同時點(diǎn)亮，但只要掃描的速度足夠快，給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示數(shù)據(jù)，不會有閃爍感，動態(tài)顯示的效果和靜態(tài)顯示是一樣的， 卻 能夠節(jié)省大量的 I/O 端口，而且功耗更低。式中， f為掃描的頻率，對應(yīng)為定時器的時間（ T=1/ f） ； 32 則是由 32ms換算而來， 32ms對應(yīng)的頻率剛好為 32Hz； N則時總的LED 的組數(shù)（此例中 N=4）。 由 前述可知， P2 口的 段選 碼 ， P2 口的 輸出位 選 碼 ， LED 就會顯示出數(shù)字來。如：有一個單元存儲了 45 這樣一位數(shù)，則需轉(zhuǎn)換成四位 BCD 碼 (0100) (1001)然后放 入內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 18 A 中 ， A 中 BCD 碼，高四位代表 4，低四位代表 5，同時送給兩個譯碼器中，譯碼后 45字就 在 兩個 LED 中顯示出來。光電耦合器也常用于較遠(yuǎn)距離的信號隔離傳送?？刹捎密浖ザ秳拥姆椒ㄌ幚?，軟件的觸點(diǎn) 在 閉合和斷開的時候會產(chǎn)生抖動，這時觸 點(diǎn) 的邏輯電平不穩(wěn)定，如不采取妥善處理的話，將引起按鍵命令錯誤或重復(fù)執(zhí)行， 在 這里采用軟件延時的方法來避開抖動，延時時間 20mS。 鍵盤的鍵輸入程序應(yīng)完成的基本任務(wù)： ：按鍵的閉合與否，反應(yīng)在電壓上就是呈現(xiàn)出高電平或低電平，所以通過電平的高低狀態(tài)的檢測，便可確定按鍵按下與否。 CPU 忙于各項任務(wù)時，如何兼顧鍵盤的輸入，取決于鍵盤的工作方式。矩陣式鍵盤適用于按鍵數(shù)量較多的場合，由行線和列線組成。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 21 R11 0KR21 0KR31 0KS W 1開 /關(guān)S W 2功能選擇S W 3溫度設(shè)定 +S W 4溫度設(shè)定 S W 5小時S W 6分鐘S W 7風(fēng)速高S W 8風(fēng)速中S W 9風(fēng)速低V C CD3Z E N E R 1D2Z E N E R 1D1Z E N E R 1N e tP 32N e tP 33N e tP 34N e tP 35N e tP 36N e tP 37 圖 按鍵電路 電源電路 本設(shè)計所用的 電源電壓為 220V，首先交流電經(jīng)過變壓器降壓為 9V 的交流電，通過橋式整流， E1,C1 濾波，輸出 +5V 左右的直流電壓，然后再經(jīng)過集成三端穩(wěn)壓器 IC2（ 17805）， E2,C2 濾波，輸出直流 5V，給溫度檢測電路 、 時鐘電路 、 顯示電路 、 復(fù)位電路等提供工作電壓。 供電部分輸入 220V、 50HZ 的交流電，輸出 電壓 +5V，供給整個電路電源，電流最大為 400mA； LM17812 和 LM17805 負(fù)載重，功率大，加裝了散熱片。本電路選用的電容為 33pF，晶振頻率為 12MHz。在石英晶體的兩個管腳加交變電場時，它將會產(chǎn)生一定頻率的機(jī)械變形 ，而這種機(jī)械振蕩又會產(chǎn)生交變電場，上述物理現(xiàn)象稱為壓電效應(yīng)。石英晶振起振后要能在 X2 線上輸出 一 個 3V 左右的正弦波，以便使 MCS51 片內(nèi)的 OSC 電路按石英晶振相同頻率自激振蕩。 AT89C51 提供 4K字節(jié) Flash 閃速存儲器， 128 字節(jié)內(nèi)部 RAM， 32 個 I/O 端口， 2 個 16 位可編程定時計數(shù)器 ,5個向量兩級中斷結(jié)構(gòu)， 2個全雙工串行通信口， 片內(nèi)振蕩器及時鐘電路。 AT89C 單片機(jī)為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。 壽命： 1000 寫 /擦循環(huán) 1288 位內(nèi)部 RAM 可編程串行通道 P0 口 ： 作為 I/O 引腳使用時， P0口是 漏級開路雙向口， 向 P0 口 鎖存器寫入 1時，I/O 引腳將懸空，是 高阻輸入 引腳；在讀寫外部存儲器時， P0 口 作低 8位 地址 /數(shù)據(jù) 總線 。 T2EX（ ） —— 定時器 T2 的 外部觸發(fā) 輸入端 。 P3 口 除了可作為一般 I/O 引腳使用外，還具有第二輸入 /輸出功能： RXD（ ） —— 串行 數(shù)據(jù)接收（ 輸入 ）端 TXD（ ） —— 串行 數(shù)據(jù)發(fā)送（ 輸出 ） 端 /INT0（ ） —— 外 中斷 0 輸入端 /INT1（ ） —— 外 中斷 1 輸入端 T0（ ） —— 定。在 讀 /寫外部存儲器時， P2 口輸出高 8位地址信號 A15～ A8。 P1 口 ： 內(nèi)部帶有弱上拉的準(zhǔn) 雙向 I/O口， 作輸入引腳使用前，先向 P1口 鎖存器寫入 1， 使 P1 口引腳被上拉至高電平。 片內(nèi)振蕩器和時鐘電路 ： VCC：供電電壓。 兩個 16 位定時器 /計數(shù)器 全靜態(tài)工作： 0Hz24Hz 與 MCS51 兼容 空閑方式停止 CPU的工作，但允許 RAM、 定時計數(shù)器 、 串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。電容 C5， C6可以幫助起振，典型值為 33 pF，調(diào)節(jié)它們可以達(dá)到微調(diào) fosc 的目的。但是，當(dāng)交變電場的頻率為某一特定值時，振幅驟然增大，產(chǎn)生共振，稱之為壓電振蕩。 由于單片機(jī)內(nèi)部有一個高增益反相放大器，當(dāng)外接晶振后，就構(gòu)成了自激振蕩器并產(chǎn)生震蕩時鐘脈沖。 片內(nèi)電路與片外器件構(gòu)成一個時鐘產(chǎn) 生 電路， CPU 的所有操作均在時鐘脈沖 下 同步進(jìn)行。 ： 利用電感和電容的阻抗特性，將整流后的單向脈動電流中的交流分量濾去， 使 單向脈動電流變換成平滑的直流電。 矩陣鍵盤工作原理：行線通過上拉電阻接到 +5V 上，無按鍵 按下 ，行線處于高電平狀態(tài)；有按鍵按下，行線電平狀態(tài)由與此行線相連的 列線電平?jīng)Q定， 列線電平為低，則行線電平為低；列線電平為高，則行線電平為高。鍵盤的工作方式選取的原則是：既要保證能及時響應(yīng)按鍵的操作，又不過多地占用 CPU 的工作時間。 。 按鍵電路由九個微動按鍵組成， 分別由 P0口的 至 控制，通過按鍵可以進(jìn)行空調(diào)溫度、風(fēng)速、 時間的調(diào)節(jié)，可 以對空調(diào)的顯示內(nèi)容進(jìn)行設(shè)定和對空調(diào)原始設(shè)定進(jìn)行修改。單片機(jī)發(fā)出信號經(jīng)過功率放大器 IC9（ 7407）將信號傳遞給光耦合雙向可控硅驅(qū)動器，然后通過它的開斷來控制繼電器工作，從而達(dá)到控 制負(fù)載電路的目的，實現(xiàn)空調(diào)機(jī)的制熱或制冷效果。而驅(qū)動電路是將主芯片輸出的信號進(jìn)行功率放大，控制負(fù)載工作，一般驅(qū)動電路包括功率放大器 、 繼電器及相關(guān)元件組成的末級推動電路?？梢姡瑢⒁@示的存儲器單元的數(shù)據(jù)直接送到 P2口去驅(qū)動 LED 數(shù)碼管顯示是不能正確表達(dá)的，必須在系統(tǒng)內(nèi)部將要顯示的數(shù)據(jù)經(jīng)過 BCD 碼轉(zhuǎn)換后，將各個單元數(shù)據(jù)的段選代碼送入 P2 口，給CD4511 譯碼后去驅(qū)動數(shù)碼管顯示。當(dāng)然提高 LED 的驅(qū)動電壓也可以補(bǔ)償由此造成的亮度不夠的問題。 該方法的原理利用了人眼對物體的視覺延遲來達(dá)到所有 LED 的同時顯示，實際 應(yīng)用時，在 同 一個時刻，只有一組 LED 處于顯示狀態(tài)，而其他 LED 處于 關(guān)閉 狀態(tài) 。 LED 的動態(tài)顯示方式 : 數(shù)碼管動態(tài)顯示接口是單片機(jī)中應(yīng)用最為廣泛的一種顯示方式，動態(tài)驅(qū)動是將所有數(shù)碼管的 8個顯示筆劃 a,b,c,d,e,f,g,dp的同名端連在一起，另外為每個數(shù)碼管的公共極增加位選通控制電路，位選通由各自獨(dú)立的 I/O 線控制，當(dāng)單片機(jī)輸出字形碼時，所有數(shù)碼管都接收到相同的字形碼，但究竟是那個數(shù)碼管會顯示出字形，取決于單片機(jī)對位選通端電路的控制，所以我們只要將需要顯示的數(shù)碼管的選通控制打開，該位就顯 示出字形，沒有選通的數(shù)碼管就不會亮。 這樣通過 P2 口送出一個存儲單元的高位， 低 位 BCD顯示代碼，通過 P2 口另幾位送出掃描選通代碼輪流點(diǎn)亮 LED1 至 LED4，就會將要顯示的數(shù)據(jù)在數(shù)碼管中顯示出來。 LED 分別對室內(nèi)溫度和時間進(jìn)行動態(tài)顯示，其相互顯示間隔設(shè)定為 1分鐘，即顯示溫度時第一、二位為十位 、個位，第三、 四位為小數(shù)位 。 DS18B20 每一步操作都要遵循嚴(yán) 格的工作時序和通信協(xié)議， 如主機(jī)控制 DS18B20 完成溫度轉(zhuǎn)換這一過程，根據(jù) DS18B20 的通 信 協(xié)議，須經(jīng)三個步驟：每一次讀寫之前都要對 DS18B20進(jìn)行復(fù)位，復(fù)位成功后發(fā)送一條 ROM指令，最后發(fā)送 RAM 指令 ，這樣才能對 DS18B20 進(jìn)行預(yù)定的操作。當(dāng) DS18B20 處于寫存儲器操作和溫度 A/D 變換操作時，總線上必須有強(qiáng)的上拉，上拉開啟時間最大為 10μs。在 DS18B20接入系統(tǒng)之前，應(yīng)分別從激光 ROM 中讀出其序號，然后分別賦予在系統(tǒng)中的編號 1～ n。但這種編碼對于不同行的鍵，離散性大，并且編碼的復(fù)雜度與鍵盤的個數(shù)成正比，因此不適合用在輸入量小的設(shè)計中 。列線電平如果為低，則行線電平為低；列線電平為高，則行線電平為高。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 13 4 4 矩陣鍵盤接口方式適用于按鍵數(shù)量較多的場合，它有行線和列線組成，按鍵位于行、列的交叉點(diǎn)上。因此，通過檢測輸入線的電平狀態(tài)可以很容易判斷哪個按鍵被按下了。 達(dá)到同樣的加熱效果，開關(guān)量控制容易，驅(qū)動簡單，驅(qū)動電路的抗干擾能力強(qiáng)。輸出部分是一個硅光敏雙向可控硅，在紅外線的作用下可雙向道通。這時即使控制電壓消失，仍然保持導(dǎo)通狀態(tài)，所以控制電壓沒有必要一直存在，通內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 12 常采用脈沖形式，以降低觸發(fā)功耗。用繼電器時要注意其電感的反向 電動勢，和開關(guān)觸點(diǎn)對電源的影響，以及開關(guān)脈沖對整個電路的影響等，應(yīng)該加入必要的防止干擾的措施。若要各位 LED 能顯示出與本位相應(yīng)的字符，就必須采用掃描顯示方式，即在某一時刻，只讓某一位的位選線處于選通狀態(tài)，而其他各位的位選線處于關(guān)閉狀態(tài)，同時，段選線上輸出相應(yīng)位要顯示字符的段碼。 動態(tài)顯示方式 ： 當(dāng)多位 LED 顯示時，通常將所有位的段選線相應(yīng)的并聯(lián)在一起，由一個 8 位 I/O 口控制，形成段選線的多路復(fù)用。 同樣，共陽極 LED顯示器的工作原理也一樣。 在本設(shè)計中我采用的是集成溫度傳感器 DS18B20，其 電路簡單可靠，不需要 A/D 轉(zhuǎn)換， 直接可以 與 單片機(jī)相連。 DS18B20“一線總線”數(shù)字化溫度傳感器，支持“一線總線”接口， 測溫范圍為 55℃ ~+125℃ ，現(xiàn)場溫度直接以“ 一線總線”的數(shù)字方式傳輸，大大提高了系統(tǒng)的抗干擾性。 集成溫度傳感器 是利用晶體管的 PN 結(jié)的電流電壓特性與溫度的關(guān)系 ， 把 敏感元件、放大電路和補(bǔ)償電路等部分集成化，并把它們封裝在同一殼體里的一種一體化溫度檢測元件。 金屬熱電阻中屬鉑電阻和銅電阻最為常用，這里以 鉑電阻 Pt1000 為例 。按照熱電阻的性質(zhì)可以分為半導(dǎo)體熱電阻和金屬熱電阻兩大類，前者通常稱為熱敏電阻，后者稱為熱電阻。 總體方案選擇及實現(xiàn) 方案選擇： 選擇方案一 。 方案三 該方案采用的是 AT89C51 單片機(jī)為核心控制器件，用它來處理各個單元電路的工作以及檢測其運(yùn)行情況。室內(nèi)機(jī)的控制電路主要有電壓電路、整流電路、穩(wěn)壓電路、接受電路、 發(fā)送電路 、步進(jìn)電機(jī)、室內(nèi)風(fēng)機(jī)、顯示電路、 按鍵電路和溫度監(jiān)測電路等組成。其中單片機(jī)的控制程序是起到各 個電路之間的相互協(xié)調(diào)，控制各個電路正常工作的 至 關(guān)重要的作用。中國的“綠色建筑”已在北京、深圳和哈爾濱等地展開。為了貫徹可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，建筑與空調(diào)未來的發(fā)展必須堅持“綠色建筑 ”和“綠色空調(diào)”的方向。這個時候，空調(diào)的光波技術(shù)橫空出世，成為健康空調(diào)的主流技術(shù)，但以光波技術(shù)為代表的企業(yè)并不多，只有格蘭仕獨(dú)樹 光波健內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 5 康技術(shù)大旗，光波技術(shù)在我國應(yīng)用時間較短，市場聲音較小，但光波技術(shù)是目前市場上最為成熟的健康技術(shù)，也代表了行業(yè)的發(fā)展方向與趨勢。 變頻空調(diào)是目 前空調(diào)消費(fèi)的流行趨勢，它與一般空調(diào) 相 比，有著高性能運(yùn)轉(zhuǎn)、舒適靜音、 節(jié)能環(huán)保、能耗低的顯著特點(diǎn)，它的出現(xiàn)改善了人們的生活質(zhì)量。 開利最先取得了 “空氣調(diào)節(jié)機(jī)”專利，并創(chuàng)辦了開利公司，開始制造調(diào)節(jié)溫度與濕度的空調(diào)設(shè)備。 開利在研究中發(fā)現(xiàn)，人體的冷熱感覺不僅與溫度有關(guān)，而且與空氣中的濕度有密切關(guān)系。醫(yī)生提出，只有降低室溫才能為總統(tǒng)實施手術(shù)，挽救他的生命，美國政府把研制室內(nèi)降溫設(shè)備任務(wù)交給了工程師謝多。皮克泰和德國的卡爾成為氣體的氟利昂再次進(jìn)入壓縮機(jī)開始下一個循環(huán)。液體氟利昂經(jīng)節(jié)流內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 2 裝置減壓，進(jìn)入室內(nèi)機(jī)的換熱器（此時為蒸發(fā)器），蒸發(fā)氣化吸熱，成為氣體，同時吸取室內(nèi)空氣的熱量，從而達(dá)到降低室內(nèi)溫度的目的。 空調(diào)的工作原理 空調(diào)制熱、制冷主要是移動熱量。 根據(jù)我們多年來對電動閥使用情況的調(diào)查，真正能正常使用至設(shè)計壽命的電動閥極少，大多數(shù)在 1～ 3年內(nèi)就已失效，這是因為我國的工業(yè)水質(zhì)很多是含 Ca2+、 Mg2+、 Coo2等離子濃度很高的硬水，在溫度變化的空調(diào)管道中極易結(jié)垢，造成電動閥早期即失效損壞。 關(guān)鍵詞： 空調(diào) 溫度控 制 系統(tǒng)； 溫控電動閥 ； 單片機(jī) 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ）