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空調(diào)溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文-文庫吧資料

2024-09-05 04:27本頁面
  

【正文】 E3LCD1LM016LVCC2 3 4 5 6 7 8 91+5VX112MHzC122pFC222pFR210k+5V1uFON_OFFMODEPLUSMINUSC4(1)18.0DQ2VCC3GND1U2DS18B20R310k+5VPNP4.7k4.7k+5VPNP4.7k4.7k+5VPNP4.7k4.7k+5V+12V1kD2LEDBLUE1k1kD3LEDBLUED4LEDBLUE總開關(guān)加熱絲半導(dǎo)體制冷片總開關(guān)指示燈加熱指示燈制冷指示燈12U3:A7404無線接收模塊D0D1D2D3VTGNDVCC 空調(diào)溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 21 附錄 2 include include include include include include bit state = 0。在駱老師的指導(dǎo)下,我們明確了每一階段的任務(wù),解決了設(shè)計(jì)中的疑難雜癥,設(shè)計(jì)和論文才能這么順利的完成。 空調(diào)溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 18 致謝 我的畢業(yè)設(shè)計(jì)能夠順利完成要感謝同學(xué)們對我的幫助,更要感謝我的指導(dǎo)老師 —— 王 老師對我的關(guān)懷。但是,我知道這些不足就會是我提高自己的機(jī)會。這些工作讓我體會到怎樣又好又快的做一件事情。 在畢業(yè)設(shè)計(jì)中,本人按照畢業(yè)設(shè)計(jì)的規(guī)定認(rèn)真完成每個(gè)步驟,學(xué)到了做一個(gè)設(shè)計(jì)應(yīng)有的態(tài)度和完整工作,尤其是足夠的細(xì)致的工作,這些工作是提升自己的絕佳機(jī)會。本人付出了汗水和痛苦,經(jīng)歷了一次次失敗和最后的成功,可以說受益匪淺。 圖 55 待機(jī)模式時(shí)的液晶顯示圖 系統(tǒng)整體實(shí)物圖 系統(tǒng)整體實(shí)物圖如圖 511 所示。大功率模塊實(shí)物圖如圖 54 所示。加熱絲測試時(shí),一開始用的是 1 米長左右的電熱絲,但是制 熱效果很差??墒乔皟蓚€(gè)辦法需要更多的投入,制作成本較高,所以我只能采取第三種辦法。另外,封閉空間的隔熱也并非理想,所以一開始測試時(shí)制冷片的制冷效果并不能滿足設(shè)計(jì)的需要。本人首先制作了一個(gè)封閉的空間以達(dá)到一定的絕熱效果,然后將制冷片和加熱絲分別裝進(jìn)這個(gè)空間中 ,用溫度空調(diào)溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 16 傳感器去檢測制熱和制冷效果。繼電器模塊實(shí)物圖如圖 53 所示。這個(gè)繼電器只有在正常工作狀態(tài)下才會導(dǎo)通,待機(jī)模式下便斷開。 繼電器驅(qū)動模塊調(diào)試 在設(shè)計(jì)中,起初只設(shè)計(jì)了兩個(gè)繼電器,分別控制加熱絲和制冷片。在設(shè)計(jì)中,由于時(shí)序程序中延時(shí)的錯誤導(dǎo)致不能正確通信。但是,軟件開銷很大。所以,設(shè)計(jì)在中斷服務(wù)程序的最后加了一句中斷標(biāo)志位清零的程序,這種狀況有所改善??墒?,有可能因?yàn)榘聪潞吞疬^程中的抖 動使中斷標(biāo)志位重新置 1。但是存在著一些不穩(wěn)定因素,比如模式鍵按一下,模式有時(shí)連續(xù)切換兩次。 按鍵模塊及無線遙控模塊調(diào)試 由于元件短缺,本人用三極管代替二極管。 表 51 元器件清單表 AT89S52 1 片 繼電器 3 個(gè) 7404 1 片 LED 紅色指示燈 3 個(gè) 10K 排阻 1 個(gè) 按 鍵 4 個(gè) LCD1602 1 個(gè) 加熱絲 1 段 DS18B20 1 個(gè) 制冷片及配套散熱模塊 1 套 8550 三極管 3 個(gè) 瓷片電容 30uF 2 個(gè) 1N4007 10 個(gè) 12MH 晶振 1 個(gè) 1 kΩ 電阻 3 個(gè) 電解電容 30uF 1 個(gè) 10K 電阻 2 個(gè) 杜邦線 若干 電阻 6 個(gè) 無線遙控發(fā)射器 1 個(gè) 無線遙控接收模塊 1 套 茶杯 1 個(gè) 系統(tǒng) 調(diào)試 單片機(jī)最小系統(tǒng)及液晶顯示模塊調(diào)試 本人制作了一個(gè)最小系統(tǒng)板,為了避免重復(fù)插拔芯片和下載程序的方便,最小系統(tǒng)板上帶有一個(gè) USBISP 接口。由于文件比較多,所以只列 一個(gè)文件的程序,程序見附錄 2。 是系統(tǒng)的主要工作文件, 包含了系統(tǒng)調(diào)用的功能函數(shù), 是 LCD1602 有關(guān)的程序, 是 DS18B20 有關(guān) 的程 序 , 包 含了 兩 個(gè)常 用的 延 時(shí)函 數(shù) 。本設(shè)計(jì)把這個(gè)執(zhí)行周期設(shè)置成( 65536*2) us,即大概 ,實(shí)踐中可以滿足設(shè)計(jì)要求。系統(tǒng)選用的是 12M 的晶振,這樣定時(shí)器從 0 計(jì)數(shù)到溢出,中斷一次的定時(shí)時(shí)間就是 65536us。 中 斷 入 口中 斷 次 數(shù) 清 0判 斷 時(shí) 間 是 否 到 ( 6 5 5 3 6 * 2 ) u s判 斷 模 式 是 否 為 加 熱判 斷 是 否 正 在 加 熱 判 斷 是 否 正 在 制 冷YYN實(shí) 際 溫 度 是 否 高 于 等 于 設(shè) 定 溫 度Y關(guān) 閉 加 熱中 斷 結(jié) 束YN實(shí) 際 溫 度 是 否 小 于 ( 設(shè) 定溫 度 — 2 )N開 啟 加 熱YN關(guān) 閉 制 冷 關(guān) 閉 加 熱實(shí) 際 溫 度 是 否 高 于 ( 設(shè) 定溫 度 + 2 )實(shí) 際 溫 度 是 否 小 于 等 于 設(shè) 定溫 度關(guān) 閉 制 冷開 啟 制 冷NYYY NN中 斷 次 數(shù) 加 一N 圖 44 控制 執(zhí)行 程序流程圖 控制 執(zhí)行 程序簡介 控制 執(zhí)行 程序是放在定時(shí)器 0 的中斷服務(wù)程序中。利用 sign_flag 記錄實(shí)際溫度的符號值 [15]。如果溫度為負(fù),還需要求取溫度的原碼并去掉最高位的符號位,轉(zhuǎn)化為十進(jìn)制的實(shí)際溫度。 ReadTemp()函數(shù)首先初始化 DS18B20,然后啟動溫度轉(zhuǎn)化,接下來讀取溫度,得到兩個(gè)字節(jié)的記錄溫度的二進(jìn)制數(shù)。 空調(diào)溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 11 溫度采集與顯示程序設(shè)計(jì) 溫度采集與顯示程序流程圖 溫度采集與顯示程序流程圖如圖 43 所示。如果是 ON_OFF鍵按下就關(guān)機(jī),如果是 MODE 鍵按下就切換狀態(tài),如果是 PLUS 鍵按下就增加設(shè)定溫度值,如果是 MINUS 鍵按下就減小設(shè)定溫度值。當(dāng)處于待機(jī)狀態(tài)時(shí),判斷是否是開 /關(guān)機(jī)鍵( ON_OFF 鍵)按下,如果是就開機(jī)初始化,如果不是就繼續(xù)待機(jī) [14]。如果確實(shí)有按鍵按下,就通過讀取 P1 端口的低四位獲取按鍵值。當(dāng)任意的一個(gè)按鍵按下,都會觸發(fā)外部中斷 0。 按鍵程序設(shè)計(jì) 按鍵程序流程圖 按鍵程序流程圖如圖 42 所示。這個(gè)循環(huán)程序不斷判斷系統(tǒng)的狀態(tài),如果是待機(jī)狀態(tài)就進(jìn)行待機(jī)初始化,最后讓單片機(jī)進(jìn)入掉電模式。初始化工作包括 LCD1602 設(shè)置成兩行顯示模式,單片機(jī)的兩個(gè)外部中斷都使能,定時(shí)器 0 中斷也使能。 主程序設(shè)計(jì) 主程序流程圖 主程序流程圖如圖 41 所示。外部中斷 1 的服務(wù)程序是無線遙控功能實(shí)現(xiàn)程序,與鍵盤功能程序類似。 空調(diào)溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 9 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)構(gòu)思 系統(tǒng)主程序主要是用來不斷更在顯示器上更新出設(shè)定模式、設(shè)定溫度和實(shí)際溫度。 圖 311 半導(dǎo)體制冷片與加熱絲實(shí)物圖 制冷片工作電壓1 2 伏時(shí)功率約5 6 瓦,加熱絲1 2 伏工作時(shí)功率約2 8 瓦,本設(shè)計(jì)選用電壓1 2 伏,最大輸出電流6安的開關(guān)電源。之所以在繼電器的輸 入端加上一個(gè)反向的二極管,這是由于當(dāng)繼電器由導(dǎo)通變?yōu)閿嚅_的過程中,輸入端線圈會因?yàn)樽愿凶饔靡鹱愿行?yīng)對繼電器造成 破壞,當(dāng)加上一個(gè)反向二極管后就可以給這個(gè)線圈一個(gè)放電 回路而消空調(diào)溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 8 除自感的不良影響 [10]。由于單片機(jī)驅(qū)動能力有限,有考慮到單片機(jī)的灌電流相較更大些,所以選用 PNP 型的三極管。 系統(tǒng)中繼電器驅(qū)動電路 繼電器驅(qū)動電路圖如圖 310 所示。它的工作原理是是當(dāng)輸入量(激勵量)的變化達(dá)到規(guī)定要求時(shí),就會使輸入端線圈達(dá)到一定的磁場強(qiáng)度從而使輸出回路的柱頭上的接頭切換,最終在電氣輸出電路中使被控量發(fā)生預(yù)定的階躍變化 [9]。本設(shè)計(jì)用的是 鎳鉻 材料,阻值約 5歐的電熱絲, 12V 時(shí)功率約為 28 瓦 [8]。 加熱絲簡介 加熱絲實(shí)際上就是一個(gè)電阻,它把電能盡可能的轉(zhuǎn)化為熱能。而且,這種制冷器件 可靠性要求高,無 污染。 P 2 .32 7 .0DQ2V C C3G ND1U1 DS 1 8 B 2 0 R11 0 k 空調(diào)溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 7 圖 39 DS18B20 模塊電路 輸出驅(qū)動電路 半導(dǎo)體制冷片簡介 半導(dǎo)體制冷片沒 有滑動部件, 這是區(qū)別于常規(guī)制冷器件的很大優(yōu)點(diǎn)。 DS18B20 的數(shù)據(jù)通信端口接的是單片機(jī)的 端口,這樣的單總線方式硬件連接非常方便,甚至利用它的寄生電源的功能連電源線也可以省去。C ~+1 25176。 (4)可選擇寄生工作方式。 (2)最高 12 位分辨率,精度可達(dá)土 攝氏度。 在硬件上, DS18B20 通過一個(gè)單總線接口與處理器交互信息,而且DS18B20 能直接從數(shù)據(jù)線上吸取能量,這種寄生電源的方式可以使它的應(yīng)用更方便、更靈活 [5]。 系統(tǒng)中無線遙控接口電路 系統(tǒng)中無線遙控接收模塊的輸出引腳如表 32 所示。為了傳輸?shù)目煽啃?,通常都會在傳輸?shù)挠行?shù)據(jù)碼前加上地址碼,只有地址匹配了才能接收數(shù)據(jù)碼;為了解碼的需要,通常還需要對傳輸?shù)拇a字加上同步碼,以實(shí)現(xiàn)可靠的通信 [4]。無線發(fā)射模塊把需要傳輸?shù)男畔⒄{(diào)制到載波信號上,然后通過天線發(fā)射出去。另外,中斷服務(wù)程序中也采用了軟件去抖動程序以增加系統(tǒng)的穩(wěn)定性。設(shè)計(jì)中,用四個(gè)二極管充當(dāng)四輸入與門,這樣既節(jié)省了成本,也簡化了電路。當(dāng)某一個(gè)鍵按下時(shí),會將 P1 口的一位拉低,同時(shí)也會在 端口引起一個(gè)下降沿。 鍵盤電路 本設(shè)計(jì)的鍵盤電路模塊如圖 36 所示。 表 31 LCD1602的引腳 編號 符號 引腳說明 編號 符號 引腳說明 1 VSS 電源地 9 D2 Data I/O 2 VDD 電源正極 10 D3 Data I/O 3 VL 液晶顯示偏壓信 號 11 D4 Data I/O 4 RS 數(shù)據(jù) /命令選擇端 12 D5 Data I/O 5 R/W 讀 /寫選擇端 13 D6 Data I/O 6 E 使能信號 14 D7 Data I/O 7 D0 Data I/O 15 BLA 背光電源正極 8 D1 Data I/O 16 BLK 背光電源負(fù)極 系統(tǒng)中 LCD1602 接口電路 本設(shè)計(jì)中, LCD1602 的數(shù)據(jù)端口接單片機(jī)的 P0 口,單片機(jī)的 P0口用作通用 I/O口時(shí)要接上拉電阻。 LCD1602 顯示器簡介及接口電路 LCD1602 簡介 LCD1602 液晶顯示器具有微功耗、體積小、顯示內(nèi)容豐富的特征,常用在袖珍式儀表和低功耗應(yīng)用系統(tǒng)中。此種方式用于多片單片機(jī)同時(shí)工作,以便于各單片機(jī)的同步。在 80C51 單片機(jī)內(nèi)部有一振蕩電路,只要在單片機(jī)的 XTAL1 和
點(diǎn)擊復(fù)制文檔內(nèi)容
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