基于單片機(jī)的空調(diào)控制器設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2024-07-17 12:43 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 用功能如表 1 所列。表 1 單片機(jī) 89C51P3 口的功能及在本系統(tǒng)中的應(yīng)用端口引腳 復(fù)用功能 本系統(tǒng)接口分配 RXD（串行口輸入口） 與手動(dòng)降溫按鈕連接 TXD（串行口輸出口） 與手動(dòng)升溫按鈕連接 INT0（外部中斷） 與手動(dòng)調(diào)節(jié)確認(rèn)按鈕連接 INT1（外部中斷 1） 與 DS18B20 的 I/O 端口通訊 T0（定時(shí)器 0 的外部輸入） 與高溫報(bào)警的二極管連接 T1（定時(shí)器 1 的外部輸入） 與低溫報(bào)警的二極管連接 WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通） 備用 RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通） 備用在該系統(tǒng)中，DS18B20 的數(shù)字信號(hào)輸入/輸出端連接到 89C52 的 中，作為89C51 的數(shù)據(jù)輸入。10 信號(hào)處理與控制電路信號(hào)處理與控制采用 1 單片機(jī)基本電路。此電路以 51 單片機(jī)為核心，52 的具體引腳圖如圖 5。在該系統(tǒng)中，要使單片機(jī)實(shí)現(xiàn)信號(hào)處理與控制，則要使單片機(jī)的 20 腳（GND）接地，40 腳（Vcc）和 31 腳（/EA）接正 5V 電源。119 腳（XTALXTAL1）接 12MHz 的晶振和兩個(gè)電容，組成片內(nèi)振蕩電路，為單片機(jī)提供時(shí)鐘脈沖。9 腳（RST）接按鍵復(fù)位電路，提供復(fù)位信號(hào)給單片機(jī)。圖 5 89C52 引腳圖 89C52 芯片內(nèi)部有一個(gè)高增益反相放大器，用于構(gòu)成振蕩器。反相放大器的輸入端為 XTAL1，輸出端為 XTAL2，兩端跨接石英晶體及兩個(gè)電容就可以構(gòu)成穩(wěn)定的自激振蕩器。兩個(gè)電容通常取 30pF 左右，穩(wěn)定頻率并對(duì)震蕩頻率有微調(diào)作用。如圖 6 所示。11X1C130pC230p圖 6 晶振電路 手動(dòng)復(fù)位是通過(guò)接通一按鈕開(kāi)關(guān)，使單片機(jī)進(jìn)入復(fù)位狀態(tài)。系統(tǒng)上電運(yùn)行后，若需要復(fù)位，則通過(guò)手動(dòng)復(fù)位來(lái)實(shí)現(xiàn)的。如圖 7 所示。K4C310uR510k圖 7 手動(dòng)復(fù)位電路 溫度顯示電路本系統(tǒng)中，溫度顯示硬件由 74HC138 八位二進(jìn)制譯十進(jìn)制譯碼器，74HC245 信號(hào)功率放大和四位一體共陰數(shù)碼管構(gòu)成。1. 四位一體共陰數(shù)碼管四位一體共陰數(shù)碼管引腳圖如圖 8 所示。它的 7 腳為位選腳，分別對(duì)應(yīng)從左到右四個(gè)數(shù)碼管，輸入低電平選通。剩下的其他引腳為數(shù)據(jù)輸入腳，此電路中數(shù)碼 12管的 8 個(gè)數(shù)據(jù)引腳（a、b、c、d、e、f、g、dp）。圖 8 LED 數(shù)碼管引腳圖 2. 八位二進(jìn)制譯十進(jìn)制譯碼器由于要對(duì)四位一體共陰數(shù)碼管提供位選信號(hào)，供其選通四個(gè)數(shù)碼管,所以在系統(tǒng)中使用了74HC138 八位二進(jìn)制譯十進(jìn)制譯碼器。其引腳圖如圖 9 所示。引腳說(shuō)明：第 3 腳 A、B、C 二進(jìn)制輸入腳。第 6 腳片選信號(hào)控制，只有在 5 腳為“0” ，6 腳為“1”時(shí)，才會(huì)被選通，輸出受 A、B、C 信號(hào)控制。其它任何組合方式將不被選通，且 Y0~Y7 輸出全為“1” 。第 8 腳為 GND，電源地。第 15 腳為 VCC，電源正極。 圖 9 74HC138 引腳圖74HC138 的 3 腳分別與單片機(jī)的 、 腳相連，單片機(jī)的這三個(gè)管腳輸出選通二進(jìn)制信號(hào)，輸入到 74HC138 譯碼，由 74HC138 的 Y0 至 Y7 腳（本電路只用了 Y0、YY3）將譯碼十進(jìn)制信號(hào)輸出到四位一體共陰數(shù)碼管，以達(dá)到對(duì)數(shù)碼管的位選作用。譯碼電路如圖 10 所示。13A1 B2C3E16 E24E35Y0 15Y1 14Y2 13Y3 12Y4 11Y5 10Y6 9Y7 7U174HC138R15k1圖 10 譯碼電路3. 信號(hào)功率放大電路為了使 LED 能夠獲得足夠的功率顯示溫度，在本系統(tǒng)中采用了 74HC245 功率放大器，把單片機(jī)處理后的溫度數(shù)據(jù)經(jīng)由 74HC245 進(jìn)行功率放大后，再把它輸入給 LED 數(shù)碼管顯示。74HC245 引腳圖如圖 11 所示。引腳說(shuō)明：第 1 腳 DIR，為輸入輸出端口轉(zhuǎn)換用，DIR=“1”高電平時(shí)信號(hào)由“A”端輸入“B”端輸出，DIR=“0”低電平時(shí)信號(hào)由“B”端輸入“A”端輸出。第 2 到 9 腳“A”信號(hào)輸入輸出端，A1=B1……A8=B8，A1 與 B1 是一組，如果 DIR=“1”,G=“0”則 A1 輸入 B1 輸出，其它類同。如果DIR=“0”G=“0”則 B1 輸入 A1 輸出，其它類同。第 11 到 18 腳“B”信號(hào)輸入輸出端，功能與“A”端一樣，不再贅述。 圖 11 74HC245 引腳圖第 19 腳 G 使能端，若該腳為“1” ，A/B 端的信號(hào)將不導(dǎo)通，只有為“0”時(shí) A/B 端才被啟用，該腳也就是起到開(kāi)關(guān)的作用。第 10 腳 GND，電源地。第 20 腳 VCC，電源正極。本電路選擇 DIR=“1”，G=“0”則 A1 輸入 B1 輸出，單片機(jī) P2 口輸出顯示 8 位二進(jìn)制數(shù)據(jù)信號(hào)到 74HC245 的 A1~A8 腳，使信號(hào)功率放大，再通過(guò) B1 到 B8 腳輸出到四位一14體共陰數(shù)碼管數(shù)據(jù)腳，驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管顯示。具體電路圖如圖 12 所示。A02 B0 18A13 B1 17A24 B2 16A35 B3 15A46 B4 14A57 B5 13A68 B6 12A79 B7 11CE19 AB/BA1U374HC245圖 12 信號(hào)功率放大電路圖 溫度設(shè)置電路溫度調(diào)節(jié)由三個(gè)不鎖按鍵電路實(shí)現(xiàn)。電路圖如圖 13 所示。按鍵 K1 一端與單片機(jī)的外部中斷 0（/INT0,12 腳）相連，另一端接地。其功能是當(dāng)按鍵按下一次時(shí)，給單片機(jī)一個(gè)低電平，進(jìn)入溫度設(shè)定狀態(tài)；再次按下時(shí)，則退出溫度設(shè)定狀態(tài)。按鍵 KK3，一端接地，另一端與單片機(jī)的 10 腳、11 腳相連，其功能是每按下一次按鍵，溫度顯示值加 1 或減 1。K3K1K2R2R3R415圖 13 溫度設(shè)置電路 控制指示電路控制指示電路由兩個(gè)彩燈構(gòu)成，由單片機(jī) （引腳 14） 、(引腳 15，見(jiàn)表 1)輸出控制信號(hào)，控制彩燈的亮滅。在該系統(tǒng)中，當(dāng)溫度超過(guò) 26 攝氏度時(shí)，單片機(jī) 輸出高電平，驅(qū)動(dòng)高溫彩燈亮，啟動(dòng)制冷設(shè)備。當(dāng)溫度低于 18 攝氏度時(shí)，單片機(jī) 輸出高電平，驅(qū)動(dòng)低溫彩燈亮，啟動(dòng)電暖設(shè)備。當(dāng)不滿足條件時(shí)，彩燈熄滅。 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) DS18B20 數(shù)據(jù)通信概述 和 DS18B20 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)）。每次訪問(wèn) DS18B20，必須嚴(yán)格遵守這個(gè)命令時(shí)序，如果出現(xiàn)序列混亂，則單總線則單總線器件不會(huì)響應(yīng)主機(jī)。這個(gè)準(zhǔn)則對(duì)于搜索 ROM 命令和報(bào)警搜索命令例外，在執(zhí)行兩者中任何一條命令之后，主機(jī)不能執(zhí)行其后的功能命令，而必須返回至第一步。1. 初始化單總線上的所有傳輸過(guò)程都是以初始化開(kāi)始的，初始化過(guò)程由主機(jī)發(fā)出的復(fù)位脈沖和從機(jī)響應(yīng)的應(yīng)答脈沖組成，應(yīng)答脈沖使主機(jī)知道總線上有從機(jī)設(shè)備且準(zhǔn)備就緒。2. ROM 命令在主機(jī)檢測(cè)到應(yīng)答脈沖后，就可以發(fā)出 ROM 命令。ROM 命令與各個(gè)從機(jī)設(shè)備的唯一64 位 ROM 代碼相關(guān)，允許主機(jī)在單總線上連接多個(gè)從機(jī)設(shè)備時(shí)，指定操作某個(gè)從機(jī)設(shè)備。ROM 命令還允許能夠檢測(cè)到總線上有多少個(gè)從機(jī)設(shè)備及其設(shè)備類型，或者有沒(méi)有設(shè)備處于報(bào)警狀
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