【正文】 足風(fēng)葉開(kāi)度的要求之上，進(jìn)一步提高我們調(diào)速系統(tǒng)的可靠性。這種控制方法在硬件上比較簡(jiǎn)單，在軟件程序設(shè)計(jì)上也比較簡(jiǎn)單，只需要進(jìn)行必要的幾種運(yùn)行方式的設(shè)定就行。本設(shè)計(jì)將利用此方案。這樣設(shè)計(jì)電路中就一個(gè)很關(guān)鍵的問(wèn)題，就是 PWM信號(hào)的頻率與風(fēng)扇電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電源之間的頻率同頻的問(wèn)題。因此這個(gè)設(shè)計(jì)方案不是最佳方案。這就要對(duì)風(fēng)扇進(jìn)行合理的控制使其能隨著溫度的變化進(jìn)行必要的速度調(diào)節(jié)，以下將就在滿足設(shè)計(jì)要求的前提下，怎么調(diào)節(jié)風(fēng)扇的速度才能使室內(nèi)的空氣流量最合理，為此提出以下幾個(gè)方案： 方案一： 風(fēng)扇電機(jī)的調(diào)速我們可以運(yùn)用最 基本的調(diào)壓調(diào)速，可以通過(guò)控制給風(fēng)扇電機(jī)的電壓來(lái)控制其轉(zhuǎn)速。在滿足這些要求的基礎(chǔ)上，我們采用由日本 東芝公司生產(chǎn)的 AT8141S型紅外接收模塊，這個(gè)模塊的輸出信號(hào)頻率是 38KB，完全能夠滿足我們控制器單片機(jī)的要求。用光敏二極管作為遙控器信號(hào)的接受電路，利用光敏二極管的導(dǎo)通把該端口的電壓拉到高電平，這樣的一同一斷，在控制器的端口形成 0， 1， 0，1的高低電平信號(hào)的交叉，把控制命令傳輸給控制器。在紅外接收上，我們將采用穩(wěn)定的、可靠性高的設(shè)備器件來(lái)實(shí)現(xiàn) 。我們這次的設(shè)計(jì)用 RS485也可以，這對(duì)于微型控制器的控制性能會(huì)得到保證。 綜上所述，我們可以很顯然地看到，方案二不管從可行性上，還是可靠性上都要優(yōu)于方案，而且在實(shí)際應(yīng)用中可以減少硬件的成本，因此我們選取方案二作為我們的最終硬件設(shè)計(jì)方案。 方案二： 按照設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)的要求，采用 4位 LED顯示來(lái)完成室內(nèi)溫度和設(shè)定溫度的顯示，我們注意到，設(shè)定溫度只是遙控器給控制器的命令，是有時(shí)間性和可預(yù)見(jiàn)性的，那我們可以在顯示輸出端口上，采用復(fù)用的方式，即在有遙控命令設(shè)定值的時(shí)候顯示 設(shè)定溫度，在其他時(shí)間，可以在保持顯示設(shè)定溫度的基礎(chǔ)上，顯示室內(nèi)的實(shí)際溫度。溫度的十進(jìn)制顯示，在顯示中我們采用 1塊 MC14495為譯碼、驅(qū)動(dòng)電路 ，利用控制器 8個(gè)端口輸出 8位數(shù)據(jù)，分別經(jīng)鎖存器后送入 LED顯示，時(shí)鐘信號(hào)用普通 I/O的中斷方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。 顯示模塊 的設(shè)計(jì) 方案： 在本次設(shè)計(jì)中，顯示電路主要是顯示室內(nèi)環(huán)境的溫度值、認(rèn)為設(shè)定的溫度值、運(yùn)行顯示、故障顯示、 除濕顯示、除霜顯示等。 采用專門的溫度傳感器模塊，可以大大節(jié)省控制器的端口的占用也可以減少程序的編輯，在精度上和設(shè)備的可靠性上也是很好的，但是這會(huì)無(wú)形中提高設(shè)計(jì)成本，對(duì)基于 SPCE061A單片機(jī)的變頻空調(diào)控制器的設(shè)計(jì)的論文（說(shuō)明書(shū)） 12 于產(chǎn)品的推廣很不利。 方案二：采用電阻和電容并聯(lián)，然后再串聯(lián)，組成比較電路，將測(cè)到的熱敏電阻上電壓變化，與給 定 的電壓值進(jìn)行比較， 采用隔離干擾的措施，使檢測(cè)到的電壓值更加準(zhǔn)確。所以在電源設(shè)計(jì)中，我們采用三繞組變壓器設(shè)計(jì)方案，完成電源單元電路的設(shè)計(jì)。 ⑵、方案二，主電源取市電 220v，進(jìn)線經(jīng)過(guò)電容濾波、壓敏電阻保護(hù)，經(jīng)過(guò)三 繞組變壓器變成 和 兩個(gè)電壓等級(jí)的分列式電源， 經(jīng)過(guò) 7812穩(wěn)壓器穩(wěn)成 +12DC 電源，滿足驅(qū)動(dòng)電源的要求。 對(duì)滿足這樣的供電要求的設(shè)備，我提出以下兩個(gè)方案： ⑴、方案一，主電源取市電 220v，進(jìn)線經(jīng)過(guò)電容濾波、壓敏電阻保護(hù)，經(jīng) 1級(jí)變壓器變成 的交流電，經(jīng)過(guò)整流電路整成 +12v 左右的直流點(diǎn)，經(jīng) 7812穩(wěn)壓器穩(wěn)成 +12v 的控制電壓供控制單元使用。 空調(diào)的發(fā)展已經(jīng)經(jīng)歷了很長(zhǎng)時(shí)間，各項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)達(dá)到成熟的標(biāo)準(zhǔn)，所以本次設(shè)計(jì)中，將在個(gè)別技術(shù)難點(diǎn)了進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明和設(shè)計(jì)，在一些已經(jīng)很成熟和完美的單元模塊，我們將采用比較成熟和性價(jià)比高的單元器件，以達(dá)到設(shè)計(jì)的要求 ，滿足設(shè)計(jì)的內(nèi)容的目的。 (15)室內(nèi)換熱器盤(pán)管過(guò)熱保護(hù) 。 (11)24小時(shí)定時(shí)開(kāi)機(jī)、關(guān)機(jī) 。 基于 SPCE061A單片機(jī)的變頻空調(diào)控制器的設(shè)計(jì)的論文（說(shuō)明書(shū)） 10 (7) 控制百葉窗的工作狀態(tài)，調(diào)節(jié)室內(nèi)吹風(fēng)是否擺風(fēng) 。 (3) 接受遙控器傳來(lái)的信號(hào)，并判斷用戶要求是否合理 。本次設(shè)計(jì)的變頻空調(diào)由任務(wù)書(shū)可以知由上位機(jī)和下位機(jī)兩部分組成，各完成自己的控制功能和控制算法。天氣越冷，房間需要的供熱量就越大，然而此時(shí)由于室外溫度低，蒸發(fā)溫度也就越低，室外機(jī)從環(huán)境中所能提取的熱量就少，因此往往不能達(dá)到供熱需求，也就是說(shuō)常規(guī)定速熱泵運(yùn)行的熱舒適性 較差。 變頻空調(diào)器的節(jié)流是運(yùn)用電子膨脹閥控制流量，它的室外微處理器可以根據(jù)設(shè)在膨脹閥進(jìn)出口、壓縮機(jī)中 氣管處的溫度傳感器收集的信息來(lái)控制閥門的開(kāi)啟度，隨時(shí)改變制冷劑的流量。變頻空調(diào)器的微電腦隨時(shí)收集室內(nèi)環(huán)境的有關(guān)信息與內(nèi)部的設(shè)定值比較，經(jīng)運(yùn)算處理輸出控制信號(hào)。相反，當(dāng)房間的制冷或制熱量較小時(shí)，壓縮機(jī)以正常速度或較低速度運(yùn)轉(zhuǎn)，因此，變頻空調(diào)具有連續(xù)的制冷量的調(diào)節(jié)，使 得房間的溫度波動(dòng)較小。由于供電頻率不能改變，定頻空調(diào)的壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速基本不變，所以 它不能大幅度地調(diào)節(jié)制冷（熱）量，而是通過(guò)頻繁開(kāi)啟和關(guān)閉壓縮機(jī)的方式來(lái)調(diào)節(jié)房間溫度的高低?？刂葡到y(tǒng)包括室內(nèi)機(jī)控制電路、遙控器、室內(nèi)機(jī)顯示面板、室外機(jī)控制板電路和電源控制板電路。因此，必須及時(shí)除去熱交換器上的霜層。除濕可以給人們提供健康的生存環(huán)境，使皮膚感覺(jué)干爽舒適，使人們的生活品位有所提高。室內(nèi)空氣被分機(jī)吸入到發(fā)熱元件表面，流經(jīng)發(fā)熱元件后溫度升高。 空調(diào)器的制熱原理 ： 空調(diào)器的制熱可分為電熱制熱和熱泵制熱兩種方式。 空調(diào)器的制冷原理： 制冷實(shí)質(zhì) 就是能量的轉(zhuǎn)移。（ 2）不可能把熱從低溫物體傳向高溫物體而不引起其他變化。 一個(gè)既定空間內(nèi)的空氣環(huán)境，一般要經(jīng)受來(lái)自空間內(nèi)部產(chǎn)生的熱、濕和其它有害物的干擾及來(lái)自空間外部氣候變化、太陽(yáng)輻射和外氣中有害物的干擾。 2 基于 SPCE061A單片機(jī)的變頻空調(diào)控制器的設(shè)計(jì)的論文（說(shuō)明書(shū)） 5 再有SPCE061A 的時(shí)鐘最高可達(dá) 49M， 具有 32 個(gè) I/O 口，而且具有一定的語(yǔ)音處理功能等，這些都為我們實(shí)現(xiàn)電路提供了非常便利的條件。 SPCE061A 內(nèi)核采用 16 位的微處理器，工作電壓在 — 之間， I/O 端口基于 SPCE061A單片機(jī)的變頻空調(diào)控制器的設(shè)計(jì)的論文（說(shuō)明書(shū)） 4 的高電平是 ，具有驅(qū)動(dòng)一般設(shè)備的電壓等級(jí)，其內(nèi)部?jī)?nèi)置 2KB 的 SRAM 和32KB 的內(nèi)存 FLASH，兩個(gè) 16 位的可編程定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器提供了方便的計(jì)時(shí)和計(jì)數(shù)功能，兩路 10 位數(shù) /模轉(zhuǎn)換（ DAC）輸出通道， 32 位的通用可編程 I/O 端口 A口 B 口， 14 個(gè)中斷源和 7 通道的 10 位電壓模 /數(shù)轉(zhuǎn)換（ ADC）和單通道的聲音模/數(shù)轉(zhuǎn)換，這些都為我們的設(shè)計(jì)提供了良好的接入口，完全滿足我們?cè)O(shè)計(jì)的要求，也能實(shí)現(xiàn)我們實(shí)際的功能和目的。具有體積小、 集成度高、易擴(kuò)展、可靠性高、功耗低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、中斷能力強(qiáng)等特點(diǎn)，內(nèi)嵌 32K 字閃存 FLASH、處理速度快、能夠很方便地完成普通單片機(jī)的功能。 、 設(shè)計(jì) 原理 設(shè)計(jì)原理就是設(shè)計(jì)的理論依據(jù)和科學(xué)校驗(yàn)。我國(guó)已成為世界上的空調(diào)生產(chǎn)和消費(fèi)大國(guó)。 基于 SPCE061A單片機(jī)的變頻空調(diào)控制器的設(shè)計(jì)的論文（說(shuō)明書(shū)） 3 第 3 章 硬件設(shè)計(jì) 由設(shè)計(jì)任務(wù)要求知，硬件設(shè)計(jì)是本設(shè)計(jì)控制器設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)部分，也是從原理上去理解設(shè)計(jì)內(nèi)容，給出基本設(shè)計(jì)方案和思路的設(shè)計(jì)。上位機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)室內(nèi)溫度的采集、室內(nèi)機(jī)的控制、紅外遙控信號(hào)的接收和處理、 LED/LCD 顯示室 內(nèi)溫度、設(shè)定值溫度、運(yùn)行狀態(tài)等、導(dǎo)風(fēng)板電機(jī)的控制、室內(nèi)風(fēng)扇電機(jī)的控制、以及與下位機(jī)的通信等，對(duì)下位機(jī)，上位機(jī)要實(shí)現(xiàn)對(duì)下位機(jī)的控制、保護(hù)、以及硬件的管理等作用。 做為上位機(jī)要承擔(dān)的主要設(shè)計(jì)內(nèi)容是： ⑴、 與同組同學(xué)完成系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)和集成； ⑵、采用 SPCE061A 單 片機(jī)，獨(dú)自完成上為機(jī)的設(shè)計(jì)，包括硬件部分和軟件部分。與變頻空調(diào)相比，定速空調(diào)存在高能耗，低效，溫度波動(dòng)大，舒適感較差等缺點(diǎn)，因此，變頻空調(diào)一經(jīng)推出，就引起了政府、廠家和用戶的關(guān)注。 一個(gè)既定空間內(nèi)的空氣環(huán)境，一般要經(jīng)受來(lái)自空間內(nèi)部產(chǎn)生的熱、濕和其它有害物的干擾及來(lái)自 空間外部氣候變化、太陽(yáng)輻射和外氣中有害物的干擾?？照{(diào)器還可以用來(lái)調(diào)節(jié)室內(nèi)空氣流動(dòng)速度，因流動(dòng)的空氣比靜止的空氣使人感 覺(jué)舒適（在制冷時(shí)，室內(nèi)空氣的流速以不超過(guò) 0． 5m/s 的速度吹出 1517℃的冷空氣為宜）?；?SPCE061A單片機(jī)的變頻空調(diào)控制器的設(shè)計(jì)的論文（說(shuō)明書(shū)） 1 第 1 章 緒 論 空調(diào)是伴隨社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展，在生產(chǎn)過(guò)程所要求的空氣狀態(tài)以及人類自身工作和居住所要求的空氣狀態(tài)不斷提高的條件下產(chǎn)生和發(fā)展的。冬季氣溫較低而且干燥，空調(diào)器可以升溫和加濕，使室內(nèi)溫度維持在 2022℃，相對(duì)濕度維持在 55﹪ 60﹪。前者以滿足使用者和居住者的熱舒適為主要目的；后者則以滿足工藝生產(chǎn)過(guò)程對(duì)空氣環(huán)境的要求為主要目的。我國(guó)已成為世界上的空調(diào)生產(chǎn)和消費(fèi)大國(guó)。 主要設(shè)計(jì)參數(shù)為： 電源： AC220V/50HZ，壓縮機(jī)的功率為 2KW，風(fēng)扇電機(jī)為 AC220V/20W，換向閥為 AC220V/20W。室內(nèi)機(jī)作為上位機(jī)，室外機(jī)作為下位機(jī)。 1℃，壓縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)頻率范圍為： 30— 100HZ，啟動(dòng)頻率為： 20HZ，空調(diào)使用溫度條件為： 15℃ —+45℃。 方案的提出和選擇 隨著近年來(lái)我國(guó)人民生活水平的提高，空調(diào)越來(lái)越多的進(jìn)入到普通家庭。我們將從空調(diào)的基本原理入手，逐步了解和深入，在此基礎(chǔ)上提出我們合理的設(shè)計(jì)方案。 、 SPCE061A 應(yīng)用于空調(diào)控制的原理 SPCE061A 型單片機(jī)是由陵陽(yáng)科技公司最新推出的一款 16 位的微處理器。在這次設(shè)計(jì)中，我們要用到普通的 I/O 口、具有串行通信功能的串行數(shù)據(jù)輸出口、還要有外部中斷和外部時(shí)鐘控制等端口。主要性能如下 ： ■16位 u’nSP 微處理器； ■工作電壓： VDD 為 ~(CPU), VDDH 為 ~(I/O)； ■CPU時(shí)鐘： 32768Hz~ ； ■內(nèi)置 2K 字 SRAM、內(nèi)置 32K FLASH； ■可編程音頻處理； ■32位通用可編程輸入 /輸出端口； ■32768Hz 實(shí)時(shí)時(shí)鐘，鎖相環(huán) PLL 振蕩器提供系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)； ■16位可編程定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 (可自動(dòng)預(yù)置初始計(jì)數(shù)值 )； ■2個(gè) 10 位 DAC(數(shù) 模轉(zhuǎn)換 )輸出通道； ■7通道 10 位電壓模 數(shù)轉(zhuǎn)換器 (ADC)和單通道語(yǔ)音模 數(shù)轉(zhuǎn)換器； ■聲音模 數(shù)轉(zhuǎn)換器輸入通道內(nèi)置麥克風(fēng)放大器自動(dòng)增益控制 (AGC)功能； ■系統(tǒng)處于備用狀態(tài)下 (時(shí)鐘處于停止?fàn)顟B(tài) )耗電小于 ； ■具備觸鍵喚醒的功能； ■14個(gè)中斷源：定時(shí)器 A / B， 2 個(gè)外部時(shí)鐘源輸入，時(shí)基，鍵喚醒等； ■使用凌陽(yáng)音頻編碼 SACM_S240 方式 ( 位 /秒 )，能容納 210 秒的語(yǔ)音數(shù)據(jù)； ■具備異步、同步串行設(shè)備接口； ■具有 WatchDog 功能 ■具有保密能力； SPCE061A 具有的我們?cè)O(shè)計(jì)中能用到的參數(shù)特性： 特性參數(shù) SPCE061A SRAM 容量 2K 字 ROM 容量 (字 ) 32K 閃存 ROM 并行 I/O 端口 A IOA15~0 并行 I/O 端口 B IOB15~0 音頻輸出方式 DAC179。 、變頻空調(diào)機(jī)的原理和基本組成： (一 )、空調(diào)器的基本組成和制冷制熱原理： 空調(diào)器的基本組成 空調(diào)是伴隨社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展，在生產(chǎn)過(guò)程所要求的空氣狀態(tài)以及人類自身工作和居住所要求的空氣狀態(tài)不斷提高的條件下產(chǎn)生和發(fā)展的。 中斷源 TimerA/B、時(shí)基信號(hào)發(fā)生器、外部中斷、觸鍵喚醒 喚醒源 IOA7~0 其它中斷源 定時(shí) /計(jì)數(shù)器 雙 16 位加計(jì)數(shù)定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 雙通道 PWM 輸出 UART 具備 ADC 7 通道 10 位電壓模 數(shù)轉(zhuǎn)換器 (ADC)和 單通道聲音模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (ADC) 串行 SRAM 接口 具備 (凌陽(yáng)格式 ) 晶振 具備 低電壓復(fù)位 具備 低電壓監(jiān)測(cè) 具備 內(nèi)置 ICE 接口 具備 上電復(fù)位 具備 定時(shí)器 具備 麥克風(fēng)放大器和 自動(dòng)增益控制 單通道 節(jié)電功能 具備 中斷控制功能 具備 基于 SPCE061A單片機(jī)的變頻空調(diào)控制器的設(shè)計(jì)的論文（說(shuō)明書(shū)） 6 圖 空調(diào)器的基本組成 空調(diào)機(jī)工作的能量轉(zhuǎn)換依據(jù) ： 空調(diào)之所以能夠制冷制熱，它主要是遵循熱力學(xué)原理，即： 熱力學(xué)第一定律：即熱傳導(dǎo) 中的能量守恒定律 熱力學(xué)第二定律 : (1)機(jī)械功可以全部變成熱，但熱卻不能無(wú)條件地全部轉(zhuǎn)換成機(jī)械功，即不可能從單一熱源取熱使之完全變?yōu)楣Χ灰鹌渌淖兓?。這樣，我們就可以通過(guò)控制壓縮機(jī)輸出的壓力，來(lái)使制冷裝置輸出我們想要的溫度值。在制冷的過(guò)程中，壓縮機(jī)是能量的搬運(yùn)者，制冷劑 THR03b 為運(yùn)送能量的媒介。當(dāng)達(dá)到設(shè)定溫度值時(shí)，分機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。 除濕原理： ⑴、環(huán)境決定 夏天濕度較大霉菌易于生長(zhǎng)，產(chǎn)生異味，且給人以悶熱的感覺(jué)。 除霜原理： ⑴、室外環(huán)境溫度決定 冷暖型空調(diào)器在制熱運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下，當(dāng)室外環(huán)境溫度低于 0℃以下時(shí)，室外熱交換器的蒸發(fā)器溫度就會(huì)在 8℃以下，導(dǎo)致熱交換器換熱能力下降，室內(nèi)溫度緩慢下降。 ⑵