【文章內(nèi)容簡介】 單片機硬件控制器與風管道式中央空調(diào)電氣控制系統(tǒng)設備的連接，以及風管道式中央空調(diào)電氣控制設備在建筑平面圖中的布置 。 單片機硬件控制器按照單片機內(nèi)程序通過繼電器 、交流接觸 器等控制和保護空調(diào)的電氣設備 ， 與暖通工程共同組成一個完整的風管式中央空調(diào)的單片機控制系統(tǒng) ，來實現(xiàn)對空調(diào)房間的空氣調(diào)節(jié)。單片機硬件和軟件與繼電器、接觸器、室內(nèi)外風機、壓縮機以及四通閥、傳感器等組成風管式中央空調(diào)的電氣控制系統(tǒng)。 外電路中的執(zhí)行器是指壓縮機、四通閥、室內(nèi)外風機電機等執(zhí)行機構(gòu) ,被控對象指：溫度、濕度、潔凈度和流通速度等。本設計只考慮溫度。 四、控制器軟件流程與說明 進行應用軟件的設計通常采用模塊化的程序設計方法，其優(yōu)點是： 1） 每個模塊的程序結(jié)構(gòu)簡單，任務明確，易于編寫，調(diào)試和修改。 2） 程 序可讀性好，對程序的修改可局部進行，其他部分可保持不變，便于功 能擴充和版本升級。 3） 對于使用頻繁的子程序可建立子程序庫，便于多個模塊調(diào)用。 4） 便于分工合作，多個程序員同時進行程序的編寫和調(diào)試工作，加快軟件研 制進度。 4． 1．軟件設計方案 合理的軟件結(jié)構(gòu)是設計出一個性能優(yōu)良的單片機應用系統(tǒng)的基礎。本控制 系統(tǒng)的軟件采用模塊化的設計方法，根據(jù)控制規(guī)格書的要求，決定完成各項功能的模塊（子程序），主要包括：初始化模塊、顯示模塊、 A\D 轉(zhuǎn)換模塊、鍵處理模塊、自動運行模塊、模式轉(zhuǎn)換模塊、風機運行模塊和中斷計時等模塊組 成。如下圖所示： 11 本控制器應用程用程序是一個單系統(tǒng)多任務操作系統(tǒng)，對需要完成的任務，如：邏輯運算、 I/O 口操作采取順序流程、模塊運算的方法，一個程序模塊完成一項功能。 1）主程序的設計。 主程序的內(nèi)容包括：初始化程序入口、中斷程序入口、各功能子程序入口等。根據(jù)空調(diào)控制邏輯，順序的調(diào)用和返回各子程序，完成控制規(guī)格書的各項功能。 2） T0 中斷服務程序 空調(diào)的運行過程中，有很多需要定時的量，這些量主要包括：按鍵防誤操作延時， 500MS；制熱時，開四通閥 3S 后開壓縮機；開壓縮機 2S 后開室外風機；制熱時，開壓縮機 20S 后開室內(nèi)風機；制熱時，關(guān)壓縮機 90S 后關(guān)四通閥。 一般情況下， 10MS 以下可采用軟件延時。以上功能明顯不能用軟件延時。本中斷服務程序就是給這些延時量計時。把相應的標志位置位。綜合各延時量， T0 中斷選擇 50ms。本設計選用晶振頻率為 12MHz，一個機器周期為 1US， T0 定時 50MS 時進入中斷服務程序。 顯示程序 本程序采用動態(tài)掃描的顯示程序。主程序沒循環(huán)一次每個 LED 點亮 1MS。單片機初次上電后， LED 顯示室內(nèi)溫度；調(diào)溫鍵按下后，顯示設定溫度。 顯示程序首先讀入 ADC0809 輸出的溫度數(shù)據(jù)，把兩位 16 進制數(shù)轉(zhuǎn)換成兩位 10主程序 初始化模塊 顯示模塊 A\D轉(zhuǎn)換模塊 鍵處理模塊 自動運行模塊 模式轉(zhuǎn)換模塊 風機運行模塊 中斷計時模塊 12 進制數(shù)，把高位和低位分別送顯示單元進行譯碼和顯示。 自動運行程序 自動運行程序（ AUTO）根據(jù)室內(nèi)溫度選擇運行模式。 進入制熱模式時， 01H=1；進入制冷模式時， 02H=1；進入通風模式時， 03H=1； 模式控制 本程序首先判斷是否有按鍵標志置位，如有標志位置位，進入相應的工作模式。各模式控制子程序根據(jù)室內(nèi)溫度及延時標志判斷壓縮機、四通閥及室外風機的開啟與停止 ，從而達到控制規(guī)格書要求的各項功能。 風機控制程序 空調(diào)風機分為室內(nèi)風機和室外風機。本空調(diào)器為雙風機機組，并行連接，單路信號控制，室外風機由模式程序控制，本程序為室內(nèi)風機控制程序。室內(nèi)風機分為三種高、中、低三種風速。風速由當前工作模式、室內(nèi)溫度、室外溫度和延時標志共同決定。程序首先判斷是否有按鍵使控制標志位置位。如果有則進入設定風速；如果沒有，則進入判斷程序，決定進入何種風速。各控制標志功能如下： 7）按鍵處理程序 進入該程序后，首先判斷鍵輸入管腳 、 、 、 的狀態(tài) ，其狀態(tài)為低電平有效。有效鍵按下后，跳轉(zhuǎn)到該鍵的處理程序。 本控制程器設四個按鍵，對應四個處理程序。升溫鍵按下后，首先讀入正在顯示的溫度數(shù)據(jù)，將此溫度加一，送顯示程序顯示，再把設定溫度送存儲單元。每按鍵一次，設定溫度加一，直至所需溫度。設定溫度范圍為 1833 度。降溫鍵與升溫鍵遠理類似，每按鍵一次，設定溫度降低一度。模式鍵按下后，讀入當前工作模式標志位，使改位清零，進入下一個工作模式，模式鍵每按一次，工作模式改變一次，工作模式在制熱、制冷、通風模式三種狀態(tài)間循環(huán)。 風速鍵按下后，首先讀入當前風速標志位，使該 位清零，進入下一種風速。每按鍵一次，風速改變一次，并且風速在高、中、低三檔間轉(zhuǎn)換。 六、電路硬件結(jié)構(gòu)與原理 中央空調(diào)硬件設計總體上可分為電源的產(chǎn)生，輸入電路。輸出電路，保護電路和單片機的基本外圍電路。下面簡單介紹一下總體的設計方案：中央空調(diào)的控制系統(tǒng)主要是由單片機通過外界的溫度變化調(diào)節(jié)室內(nèi)的溫度使其保持在一定范圍內(nèi)恒定。為13 此硬件配合軟件實現(xiàn)其功能硬件設計主要有把傳感器的信號通過硬件輸入電路轉(zhuǎn)化為單片機可處理的信號，經(jīng)過單片機的處理處處指令通過硬件的輸出電路翻譯將其轉(zhuǎn)化為控制外圍電動機的信號。中央空調(diào)的氟壓 和三相電必須報護，故有保護電路，包括氟壓保護和相序保護。另外在單片機的控制中需外界輸入控制，故在外圍設有按鍵四個。基于此，硬件大體方案是：傳感器信號通過一個濾波電路濾掉諧波，再經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，再經(jīng)過單片機處理發(fā)出指令通過輸出電路放大控制電機，保護電路使用光藕保護。 本設計是以 AT89C51 為處理核心的風管道式中央空調(diào)控制器。 ATMEL 公司推出的 AT89C51型單片機是一種采用高性能靜態(tài) 80C51設計的通用性 MCU。有先進的 CMOS工藝制造，并帶有非易失性的 FLASH 程序存儲器。 AT89C51 單片機包含 128 字節(jié)片內(nèi) RAM， 4K 字節(jié) FLASH， 32條 I/O 線，三個 16位定時器 /計數(shù)器， 6 個輸入中斷源，1個串行口，以及片內(nèi)振蕩電路和時鐘電路，操作頻率范圍寬， 40 腳封裝，內(nèi)部資源豐富，易于擴展。 其芯片引腳圖如圖 下面為其各腳的功能： Vss：地 Vcc：電源 ： p0 口： p0口是開漏雙向口，可以寫為 1 使其狀態(tài)為懸浮用作高阻輸入。 P0 也可以在訪問外部程序存儲器時作地址的低字節(jié)，在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時作數(shù)據(jù)總線，此時通過內(nèi)部強上拉輸出 1。 — ： P1口： p0 口是帶內(nèi)部上拉的雙向 I/O口，向 P1 口寫入 1時， P1口被內(nèi)部上為高電平，可用作輸入口。當作為輸入腳時，被外部拉低的 P1 口會因14 為內(nèi)部上拉而輸出電流。 — ： P2口是帶內(nèi)部上拉的雙向 I/O 口，向 P2 口寫入 1時， P2口被上拉為高電平，可用作輸入口。當作為輸入腳時，被外部拉低的 P2 口會因為內(nèi)部上拉而輸出電流。在訪問外部程序存儲器和外部數(shù)據(jù)時分別作為地址高位字節(jié)和 16位地址（ MOVX@DPTR） ，此時通過內(nèi)部強上拉傳送 1。當使用 8 位尋址方式 (MOV@Ri) 訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時， P2 口發(fā)送 P2特殊功 能寄存器的內(nèi)容。 — ： P3口 。P3口是內(nèi)部上拉的雙向 I/O 口，向 P3口寫入 1 時， P3口被內(nèi)部上拉為高電平，可用作輸入口，當作為輸入腳時，被外部拉低的 P3 口會因為內(nèi)部上拉而輸出電流。 RST：復位：當晶振在運行中，只要復位管腳出現(xiàn) 2 個機器周期高電平即可復位，內(nèi)部有擴散電阻連接到 Vss，僅需要外接一個電容到 Vss即可實現(xiàn)上電復位。 ALE：地址鎖存使能：在訪問外部存儲器時，使出脈沖鎖存地址的低字節(jié)，在正常情況下， ALE 輸出信號恒定為 1/6 振蕩頻率。并可用作外部時鐘或定時，注意每次訪問外部數(shù)據(jù)時一個 ALE 脈沖竟被忽略。 ALE 可通過復位 SFR 的 禁止，置位后 ALE 只能執(zhí)行 MOVX 指令時被激活。 PSEN ：程序存儲使能 :當執(zhí)行外部程序存儲器代碼時， PSEN 沒