【正文】 12864 液晶作為顯示工具，用 DS18B20 測(cè)得實(shí)時(shí)溫度，根據(jù)工作模式的設(shè)定并且與設(shè)定溫度相比較決定電機(jī)是否工作。圖 10 顯示初始信息淮北師范大學(xué) 2022 屆學(xué)士畢業(yè)論文 基于單片機(jī)的模擬空調(diào)控制系統(tǒng)20 圖 11 開(kāi)機(jī)顯示實(shí)時(shí)溫度 圖 12 進(jìn)入設(shè)定模式淮北師范大學(xué) 2022 屆學(xué)士畢業(yè)論文 基于單片機(jī)的模擬空調(diào)控制系統(tǒng)21 圖 13 選擇工作模式圖 14 選擇風(fēng)量的大小淮北師范大學(xué) 2022 屆學(xué)士畢業(yè)論文 基于單片機(jī)的模擬空調(diào)控制系統(tǒng)22 圖 15 設(shè)定溫度設(shè)定完成后，在制熱模式下設(shè)定溫度（23 攝氏度）大于當(dāng)前實(shí)測(cè)溫度（攝氏度） ，則電機(jī)啟動(dòng)工作。最后再次按下休眠鍵 S1，系統(tǒng)判斷輸入什么狀態(tài)后，用實(shí)際溫度和設(shè)置溫度比較，然后決定電機(jī)是否轉(zhuǎn)動(dòng)。S4 用來(lái)調(diào)節(jié)風(fēng)量，風(fēng)量有三種工作模式，分別為強(qiáng)、中、弱用逐次遞增的小方格圖形來(lái)表示，用 S4 便可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)按鍵的循回選擇。按鍵 S1~S5 分別對(duì)應(yīng) P0~P4，其中 S1 為休眠鍵，按下后會(huì)進(jìn)入設(shè)定狀態(tài)。從USB 上對(duì)單片機(jī)進(jìn)行供電時(shí)電流有一定的范圍，當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)會(huì)從液晶上奪取一部分電流造成液晶的供電不足，解決方案是加上一個(gè)電源轉(zhuǎn)換模塊從外部電源供電，7805 穩(wěn)壓模塊可以提供最大 的電流，這個(gè)問(wèn)題便迎刃而解了。由上式可知，當(dāng)電源電壓不變的情況下，電樞的端電壓的平均值為DmaxV=V*D，因此改變占空比 D 就可以改變端電壓的平均值，從而達(dá)到調(diào)速的淮北師范大學(xué) 2022 屆學(xué)士畢業(yè)論文 基于單片機(jī)的模擬空調(diào)控制系統(tǒng)19 目的，這就是 PWM 調(diào)速原理。電機(jī)始終接通電源時(shí)，設(shè)占空比為D=t／T，式中 t 表示一個(gè)周期內(nèi)開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通的時(shí)間，T 表示一個(gè)周期的時(shí)間。在脈沖作用下，當(dāng)電機(jī)通電時(shí)，速度增加；電機(jī)斷電時(shí)，速度逐漸減少。通過(guò)改變直流電機(jī)電樞上電壓的占空比來(lái)改變平均電壓的大小，從而控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。 調(diào)試過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題及解決辦法在調(diào)試過(guò)程中，出現(xiàn)了下列問(wèn)題：（1） 、PWM 脈寬調(diào)制對(duì)電機(jī)進(jìn)行調(diào)速的問(wèn)題，（2） 、LCD12864 不能正確顯示從 DS128B20 上讀取的溫度，從 USB 口供電時(shí)加上電機(jī)后液晶屏幕變暗。Keil uVision4是美國(guó) Keil Software 公司研發(fā)的單片機(jī) C 語(yǔ)言軟件開(kāi)發(fā)系統(tǒng)，該軟件引入林火的窗口管理系統(tǒng)，是開(kāi)發(fā)人員能夠使用多臺(tái)監(jiān)視器，并提供了視覺(jué)上的表面對(duì)窗口位置的完全控制的任何地方 [13]。在 2022 年隨著 ARM 等新一代產(chǎn)品的推出該公司又增加了 Cortex和 DSP 系列處理器，并持續(xù)增加其他系列處理器模型。它是目前使用率較高的仿真工具，深受單片機(jī)愛(ài)好者、各高校師生、從事單片機(jī)教學(xué)的教師以及致力于單片機(jī)開(kāi)發(fā)應(yīng)用工作者的贊賞。 }} while( Key_add = = 0) 。 if( Key_add= = 0) { speed = speed + 1。在電機(jī)調(diào)速的過(guò)程中占空比是非常重要的參數(shù) [9]，當(dāng)電源電壓不變的情況下輸出電壓的平均值 U 取決于占空比 D 的大小，改變 D值也就改變輸出電壓的平均值，從而達(dá)到控制電機(jī)轉(zhuǎn)速的目的，實(shí)現(xiàn) PWM 控制。 //取出小數(shù)一位（乘以 10 以后了） Display_temperature(flag,temperature,Dot)。 //高、低字節(jié)合成溫度 Dot = (temp_Lowamp。 //負(fù)溫度標(biāo)志位 } else flag = 0。 //向高位進(jìn)位 } else { temp_High = ~temp_High。 //高位 if(temp_High127) //判斷是否為負(fù)溫度 { temp_Low = (~temp_Low)+1。 //讀取溫度寄存器 temp_Low = Sensor_Read_Byte()。 //復(fù)位 18B20 Sensor_Write_Byte( 0xCC )。 //跳過(guò)讀序號(hào)列號(hào)的操作 Sensor_Write_Byte( 0x44 )。 //臨時(shí)變量高、低字節(jié) Sensor_Initial()。但是對(duì)于一個(gè) DS18B20 就不需要讀 ROM 了，可跳過(guò) ROM 命令?；幢睅煼洞髮W(xué) 2022 屆學(xué)士畢業(yè)論文 基于單片機(jī)的模擬空調(diào)控制系統(tǒng)16 ? ECH告警搜索命令。? CCH跳過(guò) ROM。? F0H搜索 ROM。? 55H匹配 ROM?？刂?DS18B20 的指令可以分為 [8]：? 33H讀 ROM。 EN=0。 EN=1。 //數(shù)據(jù) RW=0。}void write_LCD_data(unsigned char value) //寫數(shù)據(jù)函數(shù){ Read_busy()。 //下降沿寫入 delayXus(20)。 //”寫“ LCD_databus=value。 RS=0。 //一直檢測(cè) P0 口數(shù)據(jù)最高位是否為”1 淮北師范大學(xué) 2022 屆學(xué)士畢業(yè)論文 基于單片機(jī)的模擬空調(diào)控制系統(tǒng)15 EN=0。 //高電平讀數(shù)據(jù) while(P0amp。 //”命令 “ RW=1。void Read_busy() //讀“忙”函數(shù)，數(shù)據(jù)位的最高位 DB7 為 1 則忙，每次操作液晶都要讀忙{ LCD_databus=0x00。但是首先要用取模工具先對(duì)要顯示的各種圖形或者漢字取模。} 顯示子程序12864 無(wú)字庫(kù)液晶有 20 個(gè)引腳，額定電壓為+5V，對(duì)比度可調(diào)，內(nèi)含復(fù)位電路，提供多種控制命令。 (ReadData ^ Cont)。示例程序：void KeyRead(void){ unsigned char ReadData = P1^0xff。所謂軟件消抖 [7]，就是在第一次檢測(cè)到有鍵按下時(shí)先不動(dòng)作，延時(shí)一段時(shí)間，再次檢測(cè)按鍵的狀態(tài)，如果仍保持閉合狀態(tài)，則確認(rèn)真正有鍵按下。這種情況下我們要對(duì)按鍵進(jìn)行消抖處理。通過(guò)檢測(cè)有無(wú)按鍵按下，切換 LCD 顯示屏顯示的內(nèi)容。結(jié)束圖 8 主程序流程圖開(kāi)始初始化LCD 顯示溫度刷新是否按下休眠鍵電機(jī)按鍵掃描按鍵設(shè)定溫度刷新YYNN是否有按鍵按下結(jié)束淮北師范大學(xué) 2022 屆學(xué)士畢業(yè)論文 基于單片機(jī)的模擬空調(diào)控制系統(tǒng)14 子程序的設(shè)計(jì)此實(shí)驗(yàn)主要有三個(gè)子程序供主程序調(diào)用，即鍵盤子程序、顯示子程序、測(cè)溫子程序、驅(qū)動(dòng)子程序。主程序循環(huán)中主要工作是掃描是否有按鍵按下，若有則進(jìn)入設(shè)定模式否則實(shí)時(shí)顯示現(xiàn)場(chǎng)溫度。程序采用模塊化、結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)，其軟件的可靠性較好，可維護(hù)性強(qiáng)。 （6）調(diào)試、修改，直至通過(guò)。（4）出程序流程圖，以圖示形式表示解決具體問(wèn)題的思路和方法。（3）模塊分析。程序設(shè)計(jì)步驟 [11]：（1）對(duì)實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行抽象化處理，提煉成數(shù)學(xué)模型。 C 語(yǔ)言程序的設(shè)計(jì)方法為了使計(jì)算機(jī)能按照人的意志進(jìn)行工作，我們必須根據(jù)實(shí)際問(wèn)題的需要及要求，編寫出相應(yīng)的程序。缺點(diǎn)是占用資源多，執(zhí)行效率低。C 語(yǔ)言是一種結(jié)構(gòu)化的高級(jí)語(yǔ)言。高級(jí)語(yǔ)言直觀易學(xué)，易理解，易修改，易維護(hù)，易推廣，通用性強(qiáng)。用低級(jí)語(yǔ)言編寫程序很不直觀，繁瑣枯燥，工作量大，無(wú)通用性。由此便產(chǎn)生了計(jì)算機(jī)語(yǔ)言，讓我們來(lái)告訴計(jì)算機(jī)要做什么。圖 8 7805 電源模塊引腳連接圖淮北師范大學(xué) 2022 屆學(xué)士畢業(yè)論文 基于單片機(jī)的模擬空調(diào)控制系統(tǒng)11 整體電路圖圖 9 模擬空調(diào)控制系統(tǒng)整體電路圖淮北師范大學(xué) 2022 屆學(xué)士畢業(yè)論文 基于單片機(jī)的模擬空調(diào)控制系統(tǒng)12 3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)自從 1946 年世界上出現(xiàn)了第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)以來(lái)，計(jì)算機(jī)改變了世界，改變了人類的生活。7805 電源模塊的接線圖如圖 8 所示。淮北師范大學(xué) 2022 屆學(xué)士畢業(yè)論文 基于單片機(jī)的模擬空調(diào)控制系統(tǒng)10 圖 7 L298N 模塊引腳連接圖 電源模塊用 7805 組成的穩(wěn)壓電源模塊所需的外圍元件極少，電路內(nèi)部還有過(guò)流、過(guò)熱和調(diào)整管的保護(hù)電路，最大輸出電流為 ，具有短路保護(hù)功能 [10] ，使用起來(lái)可靠、方便而且性價(jià)比高。? ENA 和 ENB：TTL 電平兼容輸入使能端，低電平禁止輸出。? OUT1~OUT4：用來(lái)連接兩個(gè)電機(jī)，該驅(qū)動(dòng)電路既可以負(fù)載直流電機(jī)同時(shí)也可以負(fù)載步進(jìn)電機(jī)。 電機(jī)模塊L298N 是 SGS 公司的產(chǎn)品，內(nèi)部包含四通道邏輯驅(qū)動(dòng)電路是一種兩相和四相電機(jī)的專用驅(qū)動(dòng)器，其內(nèi)含兩個(gè) H 橋的高電壓大電流雙全橋式驅(qū)動(dòng)器，接受標(biāo)準(zhǔn)TTL 邏輯電平信號(hào) [9]?！妫?） 、先進(jìn)的總線數(shù)據(jù)通信（7） 、12 位分辨率時(shí)最大的工作周期是 750ms（8） 、可選擇寄生工作方式（9） 、檢測(cè)溫度范圍為－55 ℃~＋125 ℃（－67 F~＋257 F ）（10） 、內(nèi)置 EEPROM，限溫報(bào)警功能（11） 、64 位光刻 ROM，內(nèi)置產(chǎn)品序列號(hào)，方便多機(jī)掛接（12） 、多樣封裝形式適應(yīng)不同硬件系統(tǒng)。該芯片具有體積小、硬件開(kāi)消小、抗干擾能力強(qiáng)、精度高、附加功能強(qiáng)著稱，是當(dāng)今溫度傳感器中的主流。 測(cè)溫模塊DS18B20 單線數(shù)字溫度傳感器是 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。 口是空調(diào)制冷、制熱模式的選擇，和風(fēng)量選擇一樣可以進(jìn)行循環(huán)操作。 口用來(lái)調(diào)節(jié)風(fēng)量的大小，風(fēng)量分為三個(gè)等級(jí)：強(qiáng)、中、弱風(fēng)。 口在進(jìn)入設(shè)定狀態(tài)后用來(lái)增加設(shè)定溫度。一旦有鍵按下，則輸入端電平就會(huì)被拉低，所以，通過(guò)讀取輸入端的電平就可得知是否有鍵按下了。其次實(shí)驗(yàn)中所用按鍵個(gè)數(shù)不是很多，所以可以使用簡(jiǎn)單鍵盤。LCD12864 管腳及其與單片機(jī)連接方式如圖 4 所示，管腳功能 [7]如表 5所示：表 5 LCD12864 管腳功能名稱 參數(shù) 說(shuō)明VDD +5V 模塊電源 +5V DCVSS GND 0V 模塊電源 地V0 0V ~ 10V 外部液晶偏置電壓（負(fù)壓）輸入端DB0 H/L 數(shù)據(jù)線 0 （H 表示高電平， L 表示低電平）DB1 H/L 數(shù)據(jù)線 1DB2 H/L 數(shù)據(jù)線 2圖 3 單片機(jī)外圍電路淮北師范大學(xué) 2022 屆學(xué)士畢業(yè)論文 基于單片機(jī)的模擬空調(diào)控制系統(tǒng)7 DB3 H/L 數(shù)據(jù)線 3DB4 H/L 數(shù)據(jù)線 4DB5 H/L 數(shù)據(jù)線 5DB6 H/L 數(shù)據(jù)線 6DB7 H/L 數(shù)據(jù)線 7Error! H/L 左半屏使能 （低電平有效）Error! H/L 右半屏使能 （低電平有效）RST H/L LCM 復(fù)位 （低電平有效）RW H/L H：LCM 讀數(shù)據(jù) L：LCM 寫數(shù)據(jù)RS H/L H：數(shù)據(jù) L：指令E H/L LCM 使能Vout +5V LED 背光電源 +5V DC單片機(jī) ~ 分別連接到 LCD 的 E、RW、RS、 Error!、Error! 端口，液晶的數(shù)據(jù)口與單片機(jī) P0 口依次相連，使得單片機(jī)處理出來(lái)的數(shù)據(jù)傳輸?shù)揭壕э@示。由于此次設(shè)計(jì)中單片機(jī)的接口剩余較多且要實(shí)時(shí)刷新 DS18B20 所以采用并行口連接方式。該顯示模塊分為兩種一種是帶字庫(kù)的一種是不帶字庫(kù)的，并且有串行口連接和并行口連接兩種方式，在用串口方式連接時(shí)可以節(jié)省單片機(jī)的端口資源，但是傳輸速率較慢。晶振在電路中的作用主要是提供頻率穩(wěn)定的時(shí)鐘信號(hào)，晶振有不同的赫茲如：、 12MHz 和 24MHz，圖 3 啟振電路中 C2=C3=30pF，晶振 X1 的振蕩頻率為 24MHz，復(fù)位電路中 C1=10uF，R6=R7=10k。假如單片機(jī)不