【正文】 red temperature. Preliminary plan is to issue under the ordinary temperature, the system design and choice of devices is also on this basis.Key words: AT89C51singlechip Temperature Control LED display目 錄第1章 引言 1第2章 系統(tǒng)總體設計方案 2 課題背景 2 單片機選擇與論證 2 顯示器件選擇與論證 2 所選器件的分析 3 空調(diào)溫控器的功能設計 4 理論分析與計算 7 數(shù)模轉(zhuǎn)換器 8第3章 系統(tǒng)硬件設計 10 顯示電路 10 權(quán)電路 11 輸出電路 11 按鍵電路 12 驅(qū)動電路 12 溫度采集電路 13 壓縮機驅(qū)動電路 15 A/D轉(zhuǎn)換電路 16 溫度采集 17第4章 系統(tǒng)軟件設計 18 軟件設計思路 18 程序流程框圖 19 AD590數(shù)據(jù)通信概述 21 22結(jié)論 26參考文獻 27附錄 28致謝 30第1章 引言現(xiàn)代信息技術(shù)的三大基礎是信息采集控制(例如本次研究涉及到的溫度控制器技術(shù))、信息傳輸(通信技術(shù))和信息處理(計算機技術(shù))。溫度控制器是一種溫度控制裝置，它根據(jù)用戶所需溫度與設定溫度之差值來控制中央空調(diào)末端之水閥（風閥）及風機，從而達到改變用戶所需溫度的目的。 第一代空調(diào)溫控器主要是電氣式產(chǎn)品，空調(diào)溫控器的溫度傳感器采用雙金屬片或氣動溫包，通過“給定溫度盤”調(diào)整預緊力來設定溫度，風機三速開關(guān)和季節(jié)轉(zhuǎn)換開關(guān)為潑檔式機械開關(guān)。這類智能空調(diào)溫控器產(chǎn)品改善了人機交互界面，解決了“溫度設定分度值過粗”等問題，但仍存在“控制精度不高”、“時間常數(shù)大”、“操作較復雜”等問題。第2章 系統(tǒng)總體設計方案 課題背景電子技術(shù)的發(fā)展，特別是隨著大規(guī)模集成電路的產(chǎn)生，給人們的生活帶來了根本性的變化，如果說微型計算機的出現(xiàn)使現(xiàn)代的科學研究得到了質(zhì)的飛躍，那么單片機技術(shù)的出現(xiàn)則是給現(xiàn)代工業(yè)控制測控領域帶來了一次新的革命。而本次設計就是要通過以MCS51系列單片機為控制核心，實現(xiàn)空調(diào)機溫度控制器的設計。數(shù)碼管顯示能在低電壓、小電流條件下驅(qū)動發(fā)光，能與CMOS、ITL電路兼容。但顯示功能有限，只能顯示數(shù)字和個別字母。在很多場合都需要對溫度進行測控，而溫度測控離不開溫度傳感器，因此，掌握正確的測溫方法及溫度傳感器的使用方法極為重要。此外，物體受熱后溫度升高的同時還伴有熱輻射，因此，可利用溫度傳感器接收被測物體在不同溫度下輻射能量的不同來測量溫度，這種測溫方法稱為非接觸式測溫。按測溫方式分類有接觸式溫度傳感器和非接觸式溫度傳感器。數(shù)字式溫度傳感器輸出的是隨溫度變化的數(shù)字量，同模擬輸出相比，它輸出響應較慢，但容易與MPU接口。其優(yōu)點是靈敏度高，體積小，壽命長，工作穩(wěn)定，易于實現(xiàn)遠距離；缺點是互換性差，非線性嚴重。由于純金屬的溫度系數(shù)比合金的高，因此均采用純金屬作為熱電阻組件。它的理論基礎是建立在熱電效應上，將熱能轉(zhuǎn)化為電能。模擬集成溫度傳感器的主要特點是功能單一（僅測量溫度）、測溫誤差小、價格低、響應速度快、傳輸距離遠、體積小、微功耗，適合遠距離測溫、控溫，不需要進行非線性校準。目前，行許多著名的集成電路生產(chǎn)已開發(fā)出上百種智能溫度傳感器產(chǎn)品。 溫度傳感器的選擇在介紹溫度傳感器的選擇原則之前，首先介紹在測控系統(tǒng)中選擇傳感器的總原則，本原則適用于各種傳感器的選擇。作為單片機測控系統(tǒng)前向通道的關(guān)鍵部件，在選擇傳感器時應考慮一下幾個方面：（1）根據(jù)測控對象與測控環(huán)境確定傳感器的類型首先要考慮采用何種原理的傳感器，這需要分析多方面的因素之后才能確定。（3）頻率響應特性傳感器的頻率響應特性決定了被測量的頻率范圍，傳感器的頻率響應好，可測的信號頻率范圍就寬，傳感器的輸出信號必須在允許的頻率范圍內(nèi)保持不失真，實際上傳感器的響應總有一定得延遲，希望延遲時間越來越好。在選擇傳感器時，當傳感器的種類確定之后首先要看其量程是否滿足要求。（6）精度的選擇精度是傳感器的一個重要的性能指標，它是關(guān)系到整個測控系統(tǒng)測量精度的一個重要環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)上分立式溫度傳感器是最常用的溫度傳感器元件，而集成溫度傳感器特點是測溫誤差小、價格低、響應速度快、傳輸距離遠、體積小、微功耗，適合遠距離測溫、控溫，不需要進行非線性校準，外圍電路簡單，它是目前在國內(nèi)外應用最為普遍的一種溫度傳感器。①D/A轉(zhuǎn)換器模擬輸出電壓可能被分離的等級數(shù)－－可用輸入數(shù)字量的位數(shù)n表示D/A轉(zhuǎn)換器的分辨率；②可用D/A轉(zhuǎn)換器的最小輸出電壓與最大輸出電壓之比來表示分辨率。目前單片集成D/A轉(zhuǎn)換器（不包括運算放大器）。開關(guān)Si的位置受數(shù)據(jù)鎖存器輸出的數(shù)碼di控制：當di=1時，Si將對應的權(quán)電阻接到參考電壓UREF上；當di=0時，Si將對應的權(quán)電阻接地。并且在與集成電路焊接是比數(shù)碼管接線簡單。圖32 權(quán)電路示意圖圖33權(quán)電路圖電路經(jīng)過輸入的數(shù)字電路通過單片機的程序，輸出通過權(quán)電路，然后2R189。功能，按鍵二實現(xiàn)一枚硬幣平衡擺動的功能，按鍵三實現(xiàn)八枚硬幣平衡擺動的功能，按鍵四實現(xiàn)始終指向一點的功能。權(quán)電路是由P1口來驅(qū)動的。與之前的傳感器相比，AD590體積更小、適用電壓更寬、更經(jīng)濟?，F(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。AD590可以程序設定9到12位的分辨率，精度為177。AD590一般為三極管型封裝，其引腳圖如圖37所示。P3的輸出緩沖器可驅(qū)動（吸收或輸出電流方式）4個TTL輸入。表31 單片機89c51P3口的功能及在本系統(tǒng)中的應用端口引腳復用功能本系統(tǒng)接口分配RXD（串行口輸入口）與手動升溫按鈕連接TXD（串行口輸出口）與手動降溫按鈕連接INT0（外部中斷）與手動調(diào)節(jié)確認按鈕連接INT1（外部中斷1）與AD590的I/O端口通訊T0（定時器0的外部輸入）與高溫報警的二極管連接T1（定時器1的外部輸入）與低溫報警的二極管連接WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通）備用RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通）備用在該系統(tǒng)中，AD590的數(shù)字信號輸入/，作為89c51的數(shù)據(jù)輸入。當前一對單精度型的額定電流為500mA，有比較高的電流容量，它的應用軟件包括繼電器驅(qū)動器、顯示驅(qū)動器，線驅(qū)動器和邏輯緩沖器等。而這些信號將分別作為LED數(shù)碼管顯示的信號輸入和啟動制冷設備、電暖設備的輸入。本設計采用MCS51系列的AT89C51單片機，因為AT89C51單片機應用廣泛，性能穩(wěn)定，抗干擾能力強，性價比高。其主要引腳功能如下：（1）RD，WR：讀選通信號和選通信號（低電平有效）。（5）CS：片選信號輸入端，低電平有效，一旦CS有效，表明A/D轉(zhuǎn)換器被選中，可啟動。（8）CLK:為外部時鐘輸入端，時鐘頻率高，A/D轉(zhuǎn)換速度快。 A/D轉(zhuǎn)換電路工作原理A/D 轉(zhuǎn)換電路如圖39所示。（低電平有效）ADC0801的兩模擬信號輸入端，用以接受單極性、雙極性和差摸輸入信號，與WR同時為低電平A/D轉(zhuǎn)換器被啟動切在WR上升沿后100 模數(shù)完成轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換結(jié)果存入數(shù)據(jù)鎖存器，同時，INTR自動變?yōu)榈碗娖?，表示本次轉(zhuǎn)換已結(jié)束。它的主要特性如下：(1)流過器件的電流（mA）等于器件所處環(huán)境的熱力學溫度（開爾文）度數(shù)；即：式中：(1)Ir—流過器件（AD590）的電流，單位為mA；T—熱力學溫度，單位為K。圖310 TTL7447 BCD顯示電路第4章 系統(tǒng)軟件設計軟件設計的任務包括啟動A/D轉(zhuǎn)換、A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果、設置溫度、溫度控制等，其中啟動A/D轉(zhuǎn)換、讀A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果、設置溫度等工作在主程序中完成，溫度控制在中斷服務程序中完成，即每隔一段時間對比測量溫度與設定溫度之間的大小關(guān)系，根據(jù)對比結(jié)果給出控制信號，令壓縮機的運行或停止，實現(xiàn)溫度調(diào)控。圖43 溫度設置軟件流程圖 圖44 溫度顯示軟件流程圖 AD590數(shù)據(jù)通信概述 和AD590通信，其命令序列有3步：初始化、ROM命令（跟隨需要交換的數(shù)據(jù)）和功能命令（跟隨需要交換的數(shù)據(jù)）。2. ROM命令在主機檢測到應答脈沖后，就可以發(fā)出ROM命令。主機通過重復執(zhí)行搜索ROM循環(huán)（搜索ROM命令跟隨著位數(shù)據(jù)交換），以找出總線上所有的從機設備。如果該命令用于多節(jié)點，系統(tǒng)則必然發(fā)生數(shù)據(jù)沖突，因為每個從機設備都會響應該命令。例如，主機通過在發(fā)出跳越ROM命令后，跟隨轉(zhuǎn)換溫度命令[44h]就可以同時命令總線上所有