基于單片機(jī)空調(diào)控制器設(shè)計(編輯修改稿)
2025-07-19 16:24 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 溫、控溫，不需要進(jìn)行非線性校準(zhǔn)，外圍電路簡單，它是目前在國內(nèi)外應(yīng)用最為普遍的一種溫度傳感器。綜上所述，不同的傳感器具有不同的應(yīng)用場合，由于在溫度測控系統(tǒng)中，傳感器是前向通道的關(guān)鍵部件，因此選擇合適的傳感器是非常重要的。選擇的原則要考慮溫度范圍、溫控精度、測溫場合、價格等幾方面的因素。 總體方案的確定考慮到該制冷控制系統(tǒng)功能比較少，由單片機(jī)控制即可實(shí)現(xiàn)。而89C52單片機(jī)體積小、重量輕、抗干擾能力強(qiáng)、對環(huán)境要求不高、價格低廉、可靠性高、靈活性好,故本系統(tǒng)選擇采用89C52單片機(jī)。在溫度采集方面，采用單線數(shù)字溫度傳感器DS18B20進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。DSB18B20S數(shù)字溫度計提供9到12位溫度讀數(shù)，指示器件的溫度信息經(jīng)過單線接口送入DS18B20送出，因此從中央處理器到DS18B20僅需連接一條線和地，讀寫和完成溫度變換所需的電源可以由數(shù)據(jù)線本身提供，甚至不需要外部電源。而總體方案和系統(tǒng)電路圖方面基本上和熱敏式傳感器相同，只在數(shù)據(jù)采集方面有所差別。具體電路圖如圖1所示。根據(jù)選擇傳感器的原則，考慮到模擬量輸出傳感器會帶來許多不便，具體體現(xiàn)在接線多、信號處理復(fù)雜等，在硬件實(shí)現(xiàn)方面比較困難。而且在上面也已經(jīng)提及，熱敏電阻式溫度傳感器互換性差，非線性嚴(yán)重。而數(shù)字溫度傳感器DS18B20接線簡單，數(shù)字輸出量能直接作為單片機(jī)的輸入數(shù)據(jù)， 同時考慮到只是在普通環(huán)境下測量，無論在靈敏度、線性范圍、穩(wěn)定性，還是在精度方面，DS18B20的強(qiáng)大功能已足夠滿足設(shè)計需要。但是DS18B20也有缺點(diǎn)，就是軟件實(shí)施方面比較復(fù)雜，但相對于模擬量輸出的硬件實(shí)現(xiàn)方面來說會簡單很多。在本次設(shè)計中，溫度數(shù)據(jù)采集用到的傳感器是DS18B20。圖1 數(shù)字傳感器式溫度控制器3 系統(tǒng)電路總體設(shè)計 系統(tǒng)工作原理該空調(diào)控制系統(tǒng)用到89C52單片機(jī)作為系統(tǒng)的CPU進(jìn)行控制控制，由數(shù)字傳感器DS18B20進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，89C52對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得到各種信號。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(shè)備、電暖設(shè)備的輸入。同時將利用單片機(jī)的其它使能端口實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的復(fù)位，手動調(diào)節(jié)和自動調(diào)節(jié)。 系統(tǒng)硬件設(shè)計 系統(tǒng)的硬件部分主要可分為溫度采集電路，信號處理與控制控制，溫度顯示電路，溫度調(diào)節(jié)電路，控制指示電路五大部分。 溫度采集電路本系統(tǒng)中采集溫度使用的是DS18B20數(shù)字溫度傳感器。 DS18B20是Dallas 半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的世界上第一片支持 “一線總線”接口的溫度傳感器。與之前的傳感器相比，DS18B20體積更小、適用電壓更寬、更經(jīng)濟(jì)。一線總線獨(dú)特而且經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)，使用戶可輕松地組建傳感器網(wǎng)絡(luò)，為測量系統(tǒng)的構(gòu)建引入全新概念。DS18B20 “一線總線”數(shù)字化溫度傳感器支持“一線總線”接口，測量溫度范圍為 55℃到+125℃，在10到+85℃范圍內(nèi),精度為177?！妗，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。適合于惡劣環(huán)境的現(xiàn)場溫度測量，如：環(huán)境控制、設(shè)備或過程控制、測溫類消費(fèi)電子產(chǎn)品等。與前一代產(chǎn)品不同，使系統(tǒng)設(shè)計更靈活、方便。而且新一代產(chǎn)品更便宜，體積更小。DS18B20可以程序設(shè)定9到12位的分辨率，精度為177?！妗．?dāng)分辨率為12位時，轉(zhuǎn)換時間為750ms。使得用戶可選擇更小的封裝方式，更寬的電壓適用范圍和分辨率設(shè)定，同時用戶設(shè)定的報警溫度存儲在EEPROM中，掉電后依然保存。DS18B20一般為三極管型封裝，其引腳圖如圖4所示。這三個引腳分別為：GND——電源地；QD——數(shù)字信號輸入/輸出端；VDD——外接供電電源（可選5V）。圖2 DS18B20引腳圖在單片機(jī)89C52中，輸入/輸出端口分別P0、PPP3。其中P3是一個帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O端口。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。對端口寫1時，通過內(nèi)部的上拉電阻吧端口拉到高電位，這時可用作輸入口。P3作輸入口使用時，因?yàn)橛袃?nèi)部的上拉電阻，那些被電阻拉低的引腳會輸出一個電流。P3端口還用于一些復(fù)用功能，其復(fù)用功能如表1所列。表1 單片機(jī)89C52P3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(rèn)按鈕連接INT1（外部中斷1）與DS18B20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，DS18B20的數(shù)字信號輸入/，作為89C52的數(shù)據(jù)輸入。 信號處理與控制電路信號處理與控制采用52單片機(jī)基本電路。此電路以52單片機(jī)為核心，52的具體引腳圖如圖3。在
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