【正文】 名 尹迪淵 同組同學(xué) 丁港朔、馬躍、孫忠國、常建凱、尹迪淵、張冉 指導(dǎo)教師 高國強(qiáng) 職 稱 副教授 選題調(diào)查報(bào)告、 設(shè)計(jì)方案、論文提綱概述： 一、題目：空調(diào)機(jī)的溫度控制 二、市場調(diào)查結(jié)果分析： 單片機(jī)具有體積小、功能強(qiáng)、成本低、應(yīng)用面廣等優(yōu)點(diǎn) ,可以說 ,智能控制與自動(dòng)控制的核心就是單片機(jī)。 空調(diào)作為智能溫度控制的代表，所以單片機(jī)廣泛應(yīng)用在空調(diào)中。目前天津很多大項(xiàng)目正在建設(shè)之中，另外主城區(qū)邊緣一些新開發(fā)的高檔社區(qū)也使得以多聯(lián)機(jī)組為代表的中小型中央空調(diào)非常暢銷。其中，主機(jī)市場約占 80%，末端市場約占 20%。 三、設(shè)計(jì)方案及提綱： 這次做的設(shè)計(jì)主要做的是空調(diào)溫度控制系統(tǒng) 總體設(shè)計(jì)階段： 硬 件設(shè)計(jì)：先尋找單元電路最合適的設(shè)計(jì)方案，在進(jìn)行單元電路設(shè)計(jì)。 （ 2） A/D轉(zhuǎn)換電路。 軟件設(shè)計(jì)： （ 1）擬定程序的總體方案。 （ 3）編制具體程序。 四、時(shí)間進(jìn)度安排： 9 月 8 日 —— 9 月 14 日：復(fù)習(xí)單片機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)，根據(jù)課題要求，收集相關(guān)設(shè)計(jì)資料。 9 月 22 日 —— 9 月 30 日：設(shè)計(jì)硬件電路并畫出電路圖。 10 月 11 日 —— 10月 16 日：設(shè)計(jì)子程序，繼續(xù)軟件的編制。 10 月 24 日 —— 10月 27 日：調(diào)試主程序，完成程序的統(tǒng)調(diào)。 11 月 7 日 —— 11 月 14 日：畢業(yè)設(shè)計(jì)論文電子稿的錄入。 11 月 25 日 畢業(yè)答辯。 ： 目錄是 論文總體提綱，是了解論文的整體結(jié)構(gòu)和重點(diǎn)的表現(xiàn)形式，在目錄中應(yīng)標(biāo)示出論文各部分的標(biāo)題。摘要力求精練，以 200— 300 字為宜。關(guān)鍵字使用作計(jì)算機(jī)系統(tǒng)標(biāo)引論文內(nèi)容特征的詞語，便于信息系統(tǒng)匯集，以供讀者檢索。 ： （ 1）引言：引言又 稱前言、序言和導(dǎo)言，用在論文的開頭。引言要 短小精悍、緊扣主題。 主體部分包括以下內(nèi)容： ①提出問題 論點(diǎn)； ②分析問題 論據(jù)和論證； ③解決問題 論證方法與步驟； ④結(jié)論 （ 3） 語言準(zhǔn)確、表達(dá)簡明；體式明確，標(biāo)注規(guī)范；論證嚴(yán)密，富有邏輯性。 所列參考文獻(xiàn)的要求是 ： （ 1）所列參考文獻(xiàn)應(yīng)是正式出版社，以便讀者考證。 畢業(yè)論文、畢業(yè)設(shè)計(jì)課題要求 。 。 ，調(diào)試程序?qū)懗鐾暾撐摹? 天津市城市職業(yè)學(xué)院新華分院畢業(yè)論文 目錄 一 總體方案設(shè)計(jì) 1 二 單片機(jī)簡介 8 五 AD590 11 七 顯示部分的概述 12 八 74LS47 13 九 數(shù)碼管 15 十 鍵盤部分 20 十二 主程序的設(shè)計(jì) 22 十三 十六進(jìn)制 —— 十進(jìn)制轉(zhuǎn)換程序的設(shè)計(jì) 23 十四 中斷服務(wù)子程序的設(shè)計(jì) 24 十五 標(biāo)度轉(zhuǎn)換子程序的設(shè)計(jì) 25 十六 整體程序 26 十七 仿真 33 十八 總結(jié) 38 十九 附錄 39 天津市城市職業(yè)學(xué)院新華分院畢業(yè)論文 空調(diào)機(jī)的溫度控制 尹迪淵 摘要： 本文介紹了空調(diào)機(jī)溫度控制系統(tǒng)。主要過程如下：利用溫度傳感器收集的信號(hào)，將電信號(hào)通過 A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，傳送給單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，并向壓縮機(jī)輸出控制信號(hào)，來決定制冷或者制熱。 關(guān)鍵字： 單片機(jī)，溫度傳感器， A/D 轉(zhuǎn)換 天津市城市職 業(yè)學(xué)院新華分院畢業(yè)論文 1 一、總體方案設(shè)計(jì) 用是以 AT89C51 作為核心部分，控制調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度。按下 （ ）按鈕，放開后立即進(jìn)入溫度設(shè)定模式（進(jìn)入減 1 度或增 1度設(shè)定溫度模式，），并顯示上一次設(shè)定值，在溫度范圍內(nèi)，每按一次設(shè)定溫度將減（加） 1 OC 直到最低設(shè)定溫度 15 OC（直到設(shè)定最高溫度 35 OC），再按一次又回到最高設(shè)定溫度 35 OC（回到最低設(shè)定溫度 15 OC）。當(dāng)進(jìn)入減 1 度或增 1 度設(shè)定溫度模式，如未再次按下按鈕，經(jīng)大約 2 秒后自動(dòng)解除設(shè)定模式（已設(shè)定的值有效），回到室溫顯示模式。 通過鍵盤設(shè)定溫度，在溫度范圍內(nèi)任意設(shè)定溫度，超出范圍設(shè)定無效并返回到原來設(shè)定的溫度；欲設(shè)定溫度時(shí)，輸入“ *”（設(shè)定），就進(jìn)入設(shè) 定模式，顯示器顯示“ 35”（設(shè)定初值）（如已設(shè)定過，則顯示上一次設(shè)定值），開始輸入鍵盤設(shè)定溫度，設(shè)定完成后按“ ”（確認(rèn)）就可回到現(xiàn)在溫度顯示模式；如果沒按下確定鍵則設(shè)定的溫度無效。由于將多功能 8 位 CPU和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中， ATMEL 的 AT89C51 是一種高效微控制器， AT89C2051 是它的一種精簡版本。外形及引腳排列如圖 1 所示 : 圖 1 主要特征： ? 與 MCS51 兼容 ? 4K字節(jié)可編程閃爍存儲(chǔ)器 ? 壽命： 1000 寫 /擦循環(huán) ? 數(shù)據(jù)保 留時(shí)間： 10 年 ? 全靜態(tài)工作： 0Hz24MHz ? 三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定 ? 1288 位內(nèi)部 RAM ? 32可編程 I/O 線 天津市城市職 業(yè)學(xué)院新華分院畢業(yè)論文 3 ? 兩個(gè) 16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 ? 5 個(gè)中斷源 ? 可編程串行通道 ? 低功耗的閑置和掉電模式 ? 片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路 管腳說明： VCC：供電電壓。 P0 口： P0口是一組 8 位漏極開路型雙向 I／ O 口，也即地址／數(shù)據(jù)總線復(fù)用口。在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器或程序存儲(chǔ)器時(shí)，這組口線分時(shí)轉(zhuǎn)換地址（低 8位）和數(shù)據(jù)總線復(fù)用，在訪問期間激活內(nèi)部上拉電阻。 P1 口 ： P1是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向 I／ O口， P1的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流） 4個(gè) TTL邏輯門電路。作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流（ IIL）。 P2 口 ： P2是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向 I／ O口， P2的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流） 4個(gè) TTL邏輯門電路。在訪問外部程序存儲(chǔ)器或 16位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（例如執(zhí)行 MOVXDPTR指令）時(shí)， P2口送出高 8位地址數(shù)據(jù)。 Flash編程或校驗(yàn)時(shí)， P2亦接收高位地址和其它控制信號(hào)。當(dāng) P3 口寫入 “1” 后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。 P3 口也可作為 AT89C51 的一些特殊功能口，如下表所示： 口管腳 備選功能 （ RXD） （串行輸入口） （ TXD） （串行輸出口） （ 1INT ） （ 外部中斷 0） （ 1INT ） （外部中斷 1） （ T0） （記時(shí)器 0 外部輸入） （ T1） （記時(shí)器 1 外部輸入） （ WR ） （外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通） 天津市城市職 業(yè)學(xué)院新華分院畢業(yè)論文 4 （ RD ） （外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通） P3 口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持 RST 腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。即使不訪問外部存儲(chǔ)器， ALE 仍以時(shí)鐘振蕩頻率的 l／ 6 輸出固定的正脈沖信號(hào)，因此它可對(duì)外輸出時(shí)鐘或用于定時(shí)目的。 PSEN ：外部程序存儲(chǔ)器 的選通信號(hào)。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的 /PSEN 信號(hào)將不出現(xiàn)。注意加密方式 1時(shí)， EA 將內(nèi)部鎖定為 RESET；當(dāng) EA 端保持高電平時(shí)，此 間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。 XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。 振蕩器特性 : XTAL1和 XTAL2 分別為反向放大器的輸入和輸出。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。有余輸入至內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)要通過一個(gè)二分頻觸發(fā)器，因此對(duì)外部時(shí)鐘信號(hào)的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。這兩種方式是控制專用寄存器 PCON 中的 PD和 IDL位來實(shí)現(xiàn)的。 IDL 是閑散等待方式，當(dāng) IDL=1，激活閑散工作狀態(tài)，單片機(jī)進(jìn)入睡眠狀態(tài)。在閑散工作模式狀態(tài)，中央處理器 CPU 保持睡眠狀態(tài)，而所有片內(nèi)的外設(shè)仍保持激活狀態(tài)，這種方式由軟件產(chǎn)生。閑散模式可由任何允許的中斷請求或硬件復(fù)位終止。程序會(huì)首先影響中斷，進(jìn)入中斷服務(wù)程序，執(zhí)行完中斷服務(wù)程序，并緊隨 RETI 指令后，下一條要執(zhí)行的指令就是使單片機(jī)進(jìn)入閑散工作模式，那條指令后面的一條指令。需要注意的是：當(dāng)由硬件復(fù)位來終止閑散工作模式時(shí)，中央處理器 CPU通常是從激活空閑模式那條指令的下一條開始繼續(xù)執(zhí)行程序的，要完成內(nèi)部復(fù)位操作，硬件復(fù)位脈沖要保持兩個(gè)機(jī)器 周期有效，在這種情況下，內(nèi)部禁止中央處理器 CPU訪問片內(nèi) RAM，而允許訪問其他端口，為了避免可能對(duì)端口產(chǎn)生的意外寫入：激活閑散模式的那條指令后面的一條指令不應(yīng)是一條對(duì)端口或外部存儲(chǔ)器的寫入指天津市城市職 業(yè)學(xué)院新華分院畢業(yè)論文 5 令。退出掉電模式的唯一方法是硬件復(fù)位，復(fù)位后將從新定義全部特殊功能寄存器但不改變 RAM 中的內(nèi)容，在VCC 恢復(fù)到正常工作電平前，復(fù)位應(yīng)無效切必須保持一定時(shí)間以使振蕩器從新啟動(dòng)并穩(wěn)定工作。分辨率 8 位，轉(zhuǎn)換時(shí)間 100μs ，存儲(chǔ)時(shí)間 135μs ，輸入電壓范圍 0～ 5V，增加某些外部電路后，輸入模擬電壓可為 5V。 ADC0804 芯片外引腳圖如2 所示。其中 CS 和 WR 用來控制 A/D轉(zhuǎn)換的啟動(dòng)信號(hào)。 CLKIN（引腳 4）和 CLKR（引腳 19）： ADC0801～ ADC0805 片內(nèi)有時(shí)鐘電路，只要在外部“ CLKIN”和“ CLKR”兩端外接一對(duì)電阻電容即可產(chǎn)生 A/D 轉(zhuǎn)換所要的時(shí)鐘，其震蕩頻率為 FCLK≈ 1/。若采用外部時(shí)鐘，則外部 FCLK 可以從 CLKIN 端送入，此時(shí)不接R、 C。 天津市城市職 業(yè)學(xué)院新華分院畢業(yè)論文 6 INTR （引腳 5）： INTR 是轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)輸出端，輸出跳轉(zhuǎn)為低電平表示本次轉(zhuǎn)換已經(jīng)完成，可作為微處理器的中斷或查詢信號(hào)。當(dāng) FCLK 超過 640KHZ，轉(zhuǎn)換精度下降，超過極限值 1460KHZ時(shí)便不能正常工作。如果輸入電 壓 VIN 的變化范圍從 0V到 Vmax，則芯片的 VIN（ ）端接地，輸入電壓加到 VIN（ +）引腳。此時(shí)芯片的 VIN（ ）端應(yīng)該接入等于 Vmin 的恒值電碼墳上，而輸入電壓 VIN 仍然加到 VIN（ +）引腳上。模擬地AGND和數(shù)字地 DGND分別設(shè)置引入端，使數(shù)字電路的地電流不影響模擬信號(hào)回路，以防止寄生耦合造成的干擾。 放大 10 倍 : 本電路 A/D→十進(jìn)制→乘 2→顯示，取二位整數(shù)輸出最大轉(zhuǎn)換值 =FFH（ 225）， OPA3為放大 10 倍時(shí)，則本電路最大測量度為：最大顯示溫度 =度（ 10為放大倍數(shù)） 255x=51，知 x=，即先乘 2再除以 10， FHH→ 255→ 255*2=510，R4=， R3=10，即 D4=0， D3=5， D2=1， D1=0 本電路顯示器只取 D3， D2 兩位數(shù)。當(dāng) AT89C51 向 ADC0804 發(fā) WR (啟動(dòng)轉(zhuǎn)換 )、 RD (讀取結(jié)果 )信號(hào)時(shí)，只要虛擬一個(gè)系統(tǒng)不占用的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器地址即可 天津市城市職 業(yè)學(xué)院新華分院畢業(yè)論文 7 圖 3 A/D 轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)接口電路圖 在使用時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： （ 1）轉(zhuǎn)換時(shí)序 圖 4 ADC0804 控制信號(hào)時(shí)序圖 ADC0804 控制信號(hào)的時(shí)序圖如 圖 4 所示 ， 各 控制信號(hào)時(shí)序關(guān)系為：當(dāng) CS 與 WR 同時(shí)為低電平 A/D 轉(zhuǎn)換器被啟動(dòng)切在 INTR 上升沿后 100模數(shù)完成轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換結(jié)果存入數(shù)據(jù)鎖存器，同時(shí)， INTR 自動(dòng)變?yōu)榈碗娖?，表示本次轉(zhuǎn)換已結(jié)束。 （ 2）零點(diǎn)和滿刻度調(diào)節(jié) ADC0804 的零點(diǎn)無須調(diào)整。當(dāng)輸入電壓與值相當(dāng)時(shí)，調(diào)整端電壓值使輸出碼為 FEH 或 FFH。如輸入 電壓動(dòng)態(tài)范圍較小，則可調(diào)節(jié)參考電壓，以保證小信號(hào)輸入時(shí) ADC0804 芯片 8位的轉(zhuǎn)換精度。 A/D、 D/A 及取樣保持芯片上都提供了獨(dú)立的模擬地（ AGND）和數(shù)字地（ DGND）的引腳。 四 . 溫度檢測（ AD590、 LM741C） 溫度檢測原理圖： 五 . AD590 AD590 是美國模擬器件公司生產(chǎn)的單片集成兩端感溫電 流源。 天津市城市職 業(yè)學(xué)院新華分院畢業(yè)論文 9 AD590 溫度與電流、電壓關(guān)系如下表： 攝氏溫度（℃） AD590 電流（μ A） 流經(jīng) 10KΩ 形成電壓（ V） 0 10 20 25 30 40 50 51 OPA1 跟隨器使前后電路隔 離和提高帶負(fù)載能力。 OPA2組成調(diào)零電路，在 0℃時(shí)，調(diào) VR2使 OPA2 輸出為 0V。這樣，在 0℃～ 51℃溫度范圍內(nèi)， OPA3 的輸出端就得到 0～ + 電壓信號(hào)，目的是適應(yīng) ADC0804 輸入信號(hào)電壓為0～ + 范圍的要求。根據(jù)特性分檔， AD590 的后