【正文】 他操作時(shí)無效/VPP：外部程序存儲(chǔ)器選擇信號(hào)，低電平有效。在復(fù)位期間CPU檢測并鎖存/VPP引腳電平狀態(tài)，當(dāng)該引腳為高電平時(shí)，從片內(nèi)程序存儲(chǔ)器取指令，只有當(dāng)程序計(jì)數(shù)器PC超出片內(nèi)程序存儲(chǔ)器地址編碼范圍時(shí)，才轉(zhuǎn)到外部程序存儲(chǔ)器取指令；當(dāng)該引腳為低電平時(shí)，一律從外部程序存儲(chǔ)器取指令。XTAL1：片內(nèi)晶振電路反相振蕩放大器輸入端，接CPU內(nèi)部時(shí)鐘工作電路。XTAL2：片內(nèi)晶振電路反相放大器輸出端。1．串口通信（1）RS232串口通信芯片串口是計(jì)算機(jī)上一種非常通用設(shè)備通信的協(xié)議（不要與通用串行總線Universal Serial Bus或者USB混淆）。大多數(shù)計(jì)算機(jī)包含兩個(gè)基于RS232的串口。串口同時(shí)也是儀器儀表設(shè)備通用的通信協(xié)議；很多GPIB兼容的設(shè)備也帶有RS232口。同時(shí)，串口通信協(xié)議也可以用于獲取遠(yuǎn)程采集設(shè)備的數(shù)據(jù)。典型的RS232信號(hào)在正負(fù)電平之間擺動(dòng)，在發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，發(fā)送端驅(qū)動(dòng)器輸出正電平在+5～+15V，負(fù)電平在5～15V電平。當(dāng)無數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，線上為TTL，從開始傳送數(shù)據(jù)到結(jié)束，線上電平從TTL電平到RS232電平再返回TTL電平。接收器典型的工作電平在+3～+12V與3～12V。由于發(fā)送電平與接收電平的差僅為2V至3V左右，所以其共模抑制能力差，再加上雙絞線上的分布電容，其傳送距離最大為約15米，最高速率為20kb/s。RS232是為點(diǎn)對點(diǎn)（即只用一對收、發(fā)設(shè)備）通訊而設(shè)計(jì)的，其驅(qū)動(dòng)器負(fù)載為3～7kΩ。所以RS232適合本地設(shè)備之間的通信。（2）串口通信電路設(shè)計(jì)串口通信的概念非常簡單，串口按位（bit）發(fā)送和接收字節(jié)。盡管比按字節(jié)（byte）的并行通信慢，但是串口可以在使用一根線發(fā)送數(shù)據(jù)的同時(shí)用另一根線接收數(shù)據(jù)。它很簡單并且能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)距離通信。比如IEEE488定義并行通行狀態(tài)時(shí)，規(guī)定設(shè)備線總長不得超過20米，并且任意兩個(gè)設(shè)備間的長度不得超過2米；而對于串口而言，長度可達(dá)1200米（RS485）。典型地，串口用于ASCII碼字符的傳輸。通信使用3根線完成：（a）地線，（b）發(fā)送，（c）接收。由于串口通信是異步的，端口能夠在一根線上發(fā)送數(shù)據(jù)同時(shí)在另一根線上接收數(shù)據(jù)。其他線用于握手，但不是必須的。串口通信最重要的參數(shù)是波特率、數(shù)據(jù)位、停止位和奇偶校驗(yàn)。 輸入電路1．溫度傳感器的選擇本文研制的控制器選擇著名的Maximamp。Dallas公司的DS18B20型號(hào)溫度傳感器。DS18B20是美國DALLAS公司新推出的一種可組網(wǎng)數(shù)字式溫度傳感器，它是DALLAS公司在前一代溫度傳感器DS1820的基礎(chǔ)上改進(jìn)開發(fā)的，它的優(yōu)勢在可組網(wǎng)特性和可編程提高測溫精度兩個(gè)方面。技術(shù)性能描述如下：（1）獨(dú)特的單線接口方式，DS18B20在與微處理器連接時(shí)僅需要一條端口線即可實(shí)現(xiàn)微處理器與DS18B20的雙向通訊。（2）測溫范圍 －55℃～＋125℃，℃。（3）支持多點(diǎn)組網(wǎng)功能，多個(gè)DS18B20可以并聯(lián)在唯一的三線上，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)測溫。（4）工作電源：3～5V/DC。（5）在使用中不需要任何外圍元件。（6）測量結(jié)果以9～12位數(shù)字量方式串行傳送。（7）不銹鋼保護(hù)管直徑Φ6。 （8）適用于DN15～25，DN40～DN250各種介質(zhì)工業(yè)管道和狹小空間設(shè)備測溫。（9） 標(biāo)準(zhǔn)安裝螺紋 M10X1，G1/2任選。（10） PVC電纜直接出線或德式球型接線盒出線，便于與其它電器設(shè)備連接。DS18B20的出現(xiàn)開辟了溫度傳感器技術(shù)的新領(lǐng)域。它在工作電壓、電氣特性及封裝等方面都有優(yōu)勢，可以輕松的組建傳感器網(wǎng)絡(luò)，提高系統(tǒng)的抗干擾性，使系統(tǒng)設(shè)計(jì)更加靈活方便。DS18B20的溫度轉(zhuǎn)換精度是可調(diào)的，從9位到12位，高精度的溫度轉(zhuǎn)換從而使DS18B20可以有更加寬廣的應(yīng)用領(lǐng)域，但是對于空調(diào)行業(yè)，一般而言。DS18B20不同于其他的溫度傳感器的最大的特點(diǎn)就是硬件連接非常的簡單，只需要一根數(shù)據(jù)線與單片機(jī)的輸入輸出口相連，進(jìn)行雙向通訊。在使用中，它也不需要任何的外圍元件。甚至它可以不需要和電源直接連接，通過數(shù)據(jù)線的上拉電阻，就可以實(shí)現(xiàn)寄生供電。在本設(shè)計(jì)中，采用的是外部電源供電。DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要由4部分組成：64位ROM、溫度傳感器、溫度報(bào)警觸發(fā)器TH和TL、配置寄存器。ROM中的64位序列號(hào)是出廠前被光刻好的，它可以看作是該DS18B20的地址序列碼，每個(gè)DS18B20的64位序列號(hào)均不相同，DS18B20的一線工作協(xié)議流程是：初始化→ROM操作指令→存儲(chǔ)器操作指令→數(shù)據(jù)傳輸。2．DS1302時(shí)鐘芯片DS1302 是DALLAS 公司推出的涓流充電時(shí)鐘芯片內(nèi)含有一個(gè)實(shí)時(shí)時(shí)鐘/日歷和31字節(jié)靜態(tài)RAM ，通過簡單的串行接口與單片機(jī)進(jìn)行通信，實(shí)時(shí)時(shí)鐘/日歷電路提供秒、分、時(shí)、日、日期、月、年的信息，每月的天數(shù)和閏年的天數(shù)可自動(dòng)調(diào)整，時(shí)鐘操作可通過AM/PM 指示決定采用24或12小時(shí)格式。DS1302 與單片機(jī)之間能簡單地采用同步串行的方式進(jìn)行通信，僅需用到三個(gè)口線（RES復(fù)位、I/O 數(shù)據(jù)線、SCLK串行時(shí)鐘）。時(shí)鐘/RAM 的讀/寫數(shù)據(jù)以一個(gè)字節(jié)或多達(dá)31個(gè)字節(jié)的字符組方式通信，DS1302 工作時(shí)功耗很低保持?jǐn)?shù)據(jù)和時(shí)鐘信息時(shí)功率小于1mw。2．鍵盤電路矩陣式鍵盤常應(yīng)用在按鍵數(shù)量比較多的系統(tǒng)之中。這種鍵盤由行線和列線組成，按鍵設(shè)置在行、列結(jié)構(gòu)的交叉點(diǎn)上，行列線分別連在按鍵開關(guān)的兩端。行線通過上拉電阻接至正電源，使無鍵按下時(shí)，行線處于高電平狀態(tài)，鍵盤矩陣與微型計(jì)算機(jī)的連接，應(yīng)用最多的方法是采用I/O接口芯片。 鍵盤處理程序的關(guān)鍵是如何識(shí)別鍵碼，微型計(jì)算機(jī)對鍵盤控制的辦法是“掃描”。 鍵盤處理程序的關(guān)鍵是如何識(shí)別鍵碼，微型計(jì)算機(jī)對鍵盤控制的辦法是“掃描”。根據(jù)微型計(jì)算機(jī)進(jìn)行掃描的方法又可分程控掃描法、定時(shí)掃描法以及中斷掃描法三種。多數(shù)使用中斷掃描法這種辦法的實(shí)質(zhì)是：當(dāng)沒有鍵入操作時(shí)，CPU不對鍵盤進(jìn)行掃描，以節(jié)省出大量時(shí)間對系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控和數(shù)據(jù)處理。一旦鍵盤輸入，即刻向CPU申請中斷。CPU 響應(yīng)中斷后，立刻轉(zhuǎn)到響應(yīng)的中斷服務(wù)程序，對鍵盤進(jìn)行掃描，判別鍵盤上閉合鍵的鍵號(hào)，并做相應(yīng)的處理。若無鍵按下，CPU執(zhí)行主程序或處理其他事務(wù)。這樣節(jié)省了大量的空掃描時(shí)間，進(jìn)而提高了計(jì)算機(jī)的工作效率。： 按鍵電路原理圖在此次設(shè)計(jì)中，采用了矩陣的接法，把多個(gè)按鍵（接在P2[0]～P2[3]）的接地端連在一起，分別接在P2[4]、P2[5]上面，這種復(fù)用的設(shè)計(jì)方法可縮減I/O口的使用量，這里占用6個(gè)I/O口可以得到8個(gè)按鍵，如果再增加兩列，變成44的設(shè)計(jì)，則只用8個(gè)I/O口就有16個(gè)按鍵。我們一般稱P2[0]～P2[3]為行，而P2[4]～P2[5]為列。 輸出電路1．顯示電路（1）LED顯示器LED（Light Emitting Diode）顯示器是由發(fā)光二極管作為顯示字段的數(shù)碼型顯示器件，具有顯示清晰、成本低廉、配置靈活、與單片機(jī)接口簡單易行的特點(diǎn)，在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。LED顯示器內(nèi)部由7段發(fā)光二極管組成，因此亦稱之為七段LED顯示器，由于主要用于顯示各種數(shù)字符號(hào)，故又稱之為LED數(shù)碼管。每個(gè)顯示器還有一個(gè)圓點(diǎn)型發(fā)光二極管（用符號(hào)DP表示），用于顯示小數(shù)點(diǎn)，圖為LED顯示器的符號(hào)與引腳圖。根據(jù)其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，LED顯示器可分為共陰極與共陽極兩種LED顯示器。這個(gè)設(shè)計(jì)采用共陰LED顯示器。 LED顯示器的符號(hào)與引腳圖 （2）顯示電路LED常用的顯示方法有兩種，分別為靜態(tài)顯示和動(dòng)態(tài)顯示，根據(jù)LED數(shù)碼管內(nèi)各筆段LED發(fā)光二極管的連接方式，可將LED數(shù)碼管分為共陰極和共陽極兩大類。對于顯示，本設(shè)計(jì)使用4位7段數(shù)碼管顯示各種參數(shù)及其設(shè)定，采用動(dòng)態(tài)掃描實(shí)現(xiàn)顯示任務(wù)。： 顯示電路原理圖從圖可以看出，數(shù)碼管段a～g、dp共8個(gè)位接在單片機(jī)的P0口對應(yīng)的8個(gè)位上，～，這是一種四個(gè)數(shù)碼管合為一體的結(jié)構(gòu)，所有段口是并在一起的，每個(gè)數(shù)碼管位控制單獨(dú)一條引腳。每個(gè)數(shù)碼管位控制由一只三極管來完成，當(dāng)三極管基極為低電平時(shí)，導(dǎo)通，5V電壓加到數(shù)碼管的公共端。2．風(fēng)機(jī)控制電路（1）PWM脈沖寬度調(diào)制（PWM）是英文“Pulse Width Modulation”的縮寫，簡稱脈寬調(diào)制。它是利用微處理器的數(shù)字輸出來對模擬電路進(jìn)行控制的一種非常有效的技術(shù)，廣泛應(yīng)用于測量，通信，功率控制與變換等許多領(lǐng)域。脈沖寬度調(diào)制（PWM）是一種對模擬信號(hào)電平進(jìn)行數(shù)字編碼的方法。通過高分辨率計(jì)數(shù)器的使用，方波的占空比被調(diào)制用來對一個(gè)具體模擬信號(hào)的電平進(jìn)行編碼。根據(jù)相應(yīng)負(fù)荷的變化來調(diào)制晶體管柵極或基極的偏置，來實(shí)現(xiàn)開關(guān)穩(wěn)壓電源輸出晶 體管或晶體管導(dǎo)通時(shí)間的改變，這種方式能使電源的輸出電壓在工作條件變化時(shí)保持恒定。PWM都可以選擇接通時(shí)間和周期。占空比是接通時(shí)間與周期之比；調(diào)制頻率為周期的倒數(shù)。通常調(diào)制頻率為1kHz到200kHz之間。PWM的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是從處理器到被控系統(tǒng)信號(hào)都是數(shù)字形式的，無需進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換。讓信號(hào)保持為數(shù)字形式可將噪聲影響降到最小。噪聲只有在強(qiáng)到足以將邏輯1改變?yōu)檫壿?或?qū)⑦壿?改變?yōu)檫壿?時(shí)，也才能對數(shù)字信號(hào)產(chǎn)生影響。（2）直流電機(jī)PWM調(diào)速控制本設(shè)計(jì)是通過直流電機(jī)控制風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，直流電機(jī)轉(zhuǎn)速控制，大多數(shù)應(yīng)用場合都使用電樞電壓控制法，用PWM便是常用的改變電樞電壓的一種調(diào)速方法。PWM調(diào)速控制的基本原理是按一個(gè)固定頻率來接通和斷開電源，并根據(jù)需要改變一個(gè)周期內(nèi)接通和斷開的時(shí)間比（占空比）來改變直流電機(jī)電樞上電壓的占空比，從而改變平均電壓，控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速。在脈寬調(diào)速系統(tǒng)中，當(dāng)電機(jī)通電時(shí)其速度增加，電機(jī)斷電時(shí)其速度減低。只要按照一定的規(guī)律改變通、斷電的時(shí)間，即可控制電機(jī)轉(zhuǎn)速。而且采用PWM技術(shù)構(gòu)成的無級(jí)調(diào)速系統(tǒng)。啟停時(shí)對直流系統(tǒng)無沖擊，并且具有啟動(dòng)功耗小、運(yùn)行穩(wěn)定的特點(diǎn)。設(shè)電機(jī)始終接通電源時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)速最大為Vmax，且設(shè)占空比為D=t／T，則電機(jī)的平均速度Vd為： Vd=VmaxD ()由公式可知，當(dāng)改變占空比D=t／T時(shí)，就可以得到不同的電機(jī)平均速度Vd，從而達(dá)到調(diào)速的目的。嚴(yán)格地講，平均速度與占空比D并不是嚴(yán)格的線性關(guān)系，在一般的應(yīng)用中，可將其近似地看成線性關(guān)系。 在直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制電路中，PWM信號(hào)由控制電路提供，并經(jīng)光電隔離電路、電機(jī)驅(qū)動(dòng)邏輯與放大電路后，驅(qū)動(dòng)H橋下臂MOSFET的開關(guān)來改變直流電機(jī)電樞上平均電壓，從而控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)直流電機(jī)PWM調(diào)速。由于時(shí)間和條件的限制，對濕度的調(diào)節(jié)只進(jìn)行了理論分析和設(shè)計(jì)，控制器未開發(fā)該功能，因此，系統(tǒng)的輸出只有一個(gè)，就是風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速變化。 家用中央空調(diào)模糊PID控制器的軟件設(shè)計(jì)家用中央空調(diào)控制軟件設(shè)計(jì)需要完成的功能最主要有溫度的采樣，控制模塊的設(shè)計(jì)，控制量的輸出，這三部分是控制器所要實(shí)現(xiàn)的溫度控制功能的核心部分。此外，還有動(dòng)態(tài)顯示、按鍵輸入的處理、定時(shí)關(guān)機(jī)等。 控制模塊的設(shè)計(jì)家用中央空調(diào)系統(tǒng)處于制冷模式，溫度偏差=實(shí)際溫度－設(shè)定溫度?？紤]到一般的設(shè)定溫度在18℃~30℃之間，而室內(nèi)溫度的范圍一般為15℃~40℃，其溫度偏差的范圍為3℃~22℃之間，其差值為25℃。溫度偏差變化率=前次溫度偏差－本次溫度偏差。由于考慮到一般空調(diào)的制冷能力設(shè)定溫度誤差變化率為0℃~7℃。系統(tǒng)處于制熱模式，為了使制冷模式和制熱模式的溫度誤差和溫度誤差變化率的值的正負(fù)屬性一致，以便單片機(jī)的處理。溫度偏差=設(shè)定溫度－實(shí)際溫度；溫度偏差變化率=前次溫度偏差－本次溫度偏差。相應(yīng)的，設(shè)定了溫度偏差的范圍為3℃~24℃；溫度誤差變化率為O℃~7℃?？刂破鞯膱?zhí)行算法模塊主要采用了增量型PID控制算法和模糊控制算法。1．PID控制模塊的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)PID控制模塊時(shí)預(yù)先設(shè)定好PID參數(shù)。一般對溫度的PID控制比例益為20%~60%；積分時(shí)間常數(shù)為180~600S；微分時(shí)間常數(shù)為3~180S，在軟件編程時(shí)可探索式的在這個(gè)范圍內(nèi)設(shè)定常數(shù)。 增量式PID算法流程圖2．模糊控制模塊的設(shè)計(jì)模糊控制器的輸入變量為溫度偏差e和溫度偏差變化率；溫度模糊控制的輸出變量為具有不同占空比的脈寬調(diào)制信號(hào)。（1）輸入輸出變量的模糊化對溫度偏差e，溫度偏差變化率，溫度模糊控制的輸出變量模糊集及其論域定義如下：溫度偏差e的模糊集為{負(fù)大，負(fù)中，負(fù)小，零，正小，正中，正大}，簡記為{ NB，NM，NS，ZO，PS，PM，PB}，誤差e的論域?yàn)閇3，22]，對稱地映射為7個(gè)整數(shù)，量化級(jí)別為（3，3），量化因子=。溫度偏差變化率的模糊集為{負(fù)大，負(fù)中，負(fù)小，零，正小，正中，正大}，簡記為{ NB，NM，NS，ZO，PS，PM，PB}，變化率的論域?yàn)閇0，7]，對稱地映射為7個(gè)整數(shù)，量化級(jí)別為（3，3），量化因子。溫度模糊控制的輸出變量的模糊集為{負(fù)大，負(fù)中，負(fù)小，零，正小，正中，正大}，簡記為{ NB，NM，NS，ZO，PS，PM，PB}，輸出變量脈寬調(diào)制的占空比為0%100%，對稱地映射為7個(gè)整數(shù)，量化級(jí)別為（3，3）。（2）建立模糊規(guī)則表根據(jù)專家經(jīng)驗(yàn)和我們的知識(shí)確定量化等級(jí)對應(yīng)于模糊子集的隸屬度，則可得到相應(yīng)的三角形的隸屬函數(shù)。e、。建立了對風(fēng)速的控制規(guī)則便可實(shí)現(xiàn)該系統(tǒng)的舒適性模糊控制，再對控制規(guī)則的結(jié)果解模糊就可以得到控制的輸出。 溫度偏差e的隸屬函數(shù) 溫度偏差變化率?e的隸屬函數(shù) Uf的隸屬函數(shù)根據(jù)以上介紹的控制規(guī)則擬定依據(jù)，控制規(guī)則是專家知識(shí)或長期實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的總結(jié)。 Uf的模糊規(guī)則（3）求模糊控制表模糊規(guī)制的一般形式是：if and then 式中、 、為其論域上的語言值，根據(jù)Mamdani 推理法，上述模糊規(guī)則可以用一個(gè)模糊關(guān)系矩陣來描述： ()根據(jù)己知的模糊量和，通過模糊合成運(yùn)算即可求得模糊輸出量： ()根據(jù)上述方法求出每種輸入狀態(tài)下的模糊輸出U后，最后決策用重心法將U 轉(zhuǎn)化為由量化論域表示的實(shí)際值。 Uf的模糊控制表