【正文】 l)是設(shè)備啟動(dòng)溫度與設(shè)備停止溫度之差的絕對(duì)值。 ⑥ 滯后溫差 以夏季工況為例 ,室內(nèi)溫度下降到設(shè)備停止溫度后 ,雖然制冷設(shè)備已經(jīng)停止運(yùn)行 ,但由于慣性作用室內(nèi)溫度還會(huì)下降一定范圍 ,最低室內(nèi)溫度與設(shè)備停止溫度之差稱為滯后溫差 (System Lag)。溫度波動(dòng)即溫度容差、 滯后溫差與過沖溫差三者之和。將 20%負(fù)荷下的溫度控制點(diǎn)與 80%負(fù)荷下的溫度控制點(diǎn)之間的溫度差定義為控制點(diǎn)偏移。溫控器的通斷控制由設(shè)備啟動(dòng)溫度和設(shè)備停止溫度決定 ,只有全開、全關(guān)兩種狀態(tài)。除通斷控制外 ,還有一些輔助控制功能以提高溫控器的控制性能 ,包括周期率控制 (CycleRate Control)、補(bǔ)償控制 (AnticipatorControl)和容差控制 (DifferentialControl)。 ② 補(bǔ)償控制 由于空氣具有較大的熱惰性 ,而且溫控器的傳感器通常封裝在溫控器的外殼內(nèi) ,因此傳感器感應(yīng)的室內(nèi)溫度會(huì)滯后于實(shí)際的室內(nèi)溫度 ,會(huì)產(chǎn)生滯后溫差和過沖溫差。 ③ 容差控制 有些可編程式的溫控器可直接調(diào)整溫度容差 ,通常溫控器的溫度容差為 2. 2℃ ,用戶可以調(diào)整的步長(zhǎng)一般為 0. 3℃。由于不同用戶會(huì)有不同的生活習(xí)慣及各自的熱舒適要求 ,而且每個(gè)用戶所選用制冷、供暖設(shè)備的性能和使用要求也不盡相同 ,因此很難確定一個(gè)通用的溫度波動(dòng)同時(shí)滿足舒適性、設(shè)備壽命和節(jié)能的要求。 0. 5℃ )做出響應(yīng) ,可在維持舒適性、提高設(shè)備使用效率、延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命及節(jié)約能源之間求得平衡。同樣 ,也不能只從保護(hù)設(shè)備的角度出發(fā) ,而忽略舒適性要求。過沖溫差由室內(nèi)空氣和其他物體的熱惰性形成 ,滯后溫差反映一個(gè)房間在制冷設(shè)備關(guān)閉后 ,剩余冷量造成室內(nèi)溫度的溫降。熱補(bǔ)償也能 夠在室內(nèi)溫度到達(dá)設(shè)備停止溫度以前就停止制冷設(shè)備的運(yùn)行。對(duì)于供暖的情況也是同樣的道理。 ③ 溫度波動(dòng)、設(shè)定溫度、設(shè)備啟動(dòng)次數(shù)及舒適性之間的關(guān)系。很明顯 ,如果溫度差異過大 ,就會(huì)導(dǎo)致用戶通過降低設(shè)定溫度來消除這種不適。同樣 ,冬季溫度波動(dòng)過大會(huì)導(dǎo)致設(shè)定溫度的升高。設(shè)備啟動(dòng)次數(shù)的減小有利于制冷 (或供暖 )設(shè)備延長(zhǎng)使用壽命 ,但過小的設(shè)備啟動(dòng)次數(shù)會(huì)導(dǎo)致溫度波動(dòng)的增大 ,從而影響到舒適度。設(shè)備啟動(dòng) 次數(shù)影響室內(nèi)溫度波動(dòng)、舒適性、設(shè)備的能耗和設(shè)備的壽命 ,這四個(gè)因素對(duì)于選擇一個(gè)合理的設(shè)備啟動(dòng)次數(shù)進(jìn)行周期率控制很重要。 ④ 控制點(diǎn)偏移的補(bǔ)償。在高負(fù)荷情況下 ,空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間更長(zhǎng) ,這會(huì)導(dǎo)致電流產(chǎn)生的熱量聚集在溫控器內(nèi)部 ,這部分額外的熱量會(huì)導(dǎo)致溫控器內(nèi)的溫度傳感器感應(yīng)到的溫度高于此時(shí)實(shí)際室內(nèi)溫度。 在供暖模式下 ,會(huì)導(dǎo)致溫控器在室內(nèi)溫度到達(dá)設(shè)定值前關(guān)閉供暖設(shè)備 ,因此控制點(diǎn)偏移的存在會(huì)導(dǎo)致用戶舒適性的降低和能耗的增加。二是在軟件方面采用一定的算法來抵消溫控器內(nèi)部積累的這部分熱量的影響。較之不可編程溫控器 ,它更加節(jié)能、更加人性化 ,能夠滿足不同用戶的要求。冬季工況下 ,某日可編程溫控器控制室內(nèi)溫度的過程見圖 2。當(dāng)用戶 18: 00 回到家中時(shí)室內(nèi)溫度未必能夠達(dá)到 25℃ ,這是由于每天在 17: 30— 18: 00 這段時(shí)間內(nèi)室外溫度不同 ,導(dǎo)致冷負(fù)荷也不同。可編程溫控器的學(xué)習(xí)記憶能力能在每天室外溫度變化情況下確定空調(diào)系統(tǒng)的啟動(dòng)時(shí)間 ,以保證在用戶設(shè)定的時(shí)刻準(zhǔn)確地達(dá)到設(shè)定溫度 ,而且節(jié)約了能源。 ○ 1 舒適的設(shè)定溫度 舒適的設(shè)定溫度 (ComfortSetpointTemperature) 指居所或大廈中在有人使用的某一時(shí)間段中用戶希望的室內(nèi)溫度。 ③ 激活點(diǎn) 激活點(diǎn) (ConventionalRecovery)指啟動(dòng)制冷、供暖設(shè)備的時(shí)刻。 隨著生活水平的提高 ,人們對(duì)室內(nèi)舒適性的要求也越來越高 ,同時(shí)能源價(jià)格的上漲使得用戶對(duì)產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)性和節(jié)能性越來越重視。 我們?cè)谠O(shè)計(jì)中 應(yīng)采用先進(jìn)的材料、優(yōu)質(zhì)的元器件和更加合理有效的控制算法 ,輔之以人性化的設(shè)計(jì)理念和友好的人機(jī)交互界面 ,設(shè)計(jì)出適合我國國情性能優(yōu)越的溫控器。 家用自供暖系統(tǒng)溫控器 較傳統(tǒng)的溫度控制器具有更高的 智能性 ， 并且系統(tǒng)的功能更加易于擴(kuò)展和升 級(jí)， 是一種 低成本 的溫度檢測(cè) 、控制方案。但是由于傳統(tǒng)的信號(hào)調(diào)理電路實(shí)現(xiàn)復(fù)雜、易受干擾、不易控制且精度不高。 2 系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì) 單片機(jī)的 溫度 控制器需要完成溫度的檢測(cè)并可以通過按鍵設(shè)定調(diào)整最高溫度和最低溫度值、能夠顯示當(dāng)前溫度值、最高溫度和最低溫度值，同時(shí)要實(shí)現(xiàn) 室溫超過最高溫度 +3 度時(shí)，停止電熱棒加熱并報(bào)警；當(dāng) 室溫 低于最低溫度 3 度時(shí)，啟動(dòng)電熱棒加熱等功能。一般的 說 ， 單 片機(jī)就是在一 塊 硅片上集成 CPU、 RAM、 ROM、 定 時(shí) 器 /計(jì)數(shù) 器、和多種 I/O 的完整的 數(shù)字處 理系 統(tǒng) 。 單 片機(jī)功能 強(qiáng) 、價(jià)格便宜、使 用靈 活，在 計(jì) 算 機(jī) 應(yīng)用領(lǐng) 域中 發(fā)揮著 極其重要的作用。單 片機(jī)以其高性價(jià)比和 靈 活性，牢固 樹 立了其在嵌入式微控制系 統(tǒng) 中的“霸主”地位，在 PC機(jī)以 28 38 Pentium、 PⅢ 高速更新 換代 的同 時(shí) ， 單 片機(jī) 卻 “始終如 一”保持旺盛的生命力。 片機(jī)的 結(jié) 構(gòu)與 組 成 目前， 單 片機(jī)的系 統(tǒng)結(jié) 構(gòu) 有兩種類 型 ： 一種 是將 程序和 數(shù) 據(jù)存 儲(chǔ) 器分 開 使用， 即哈佛 （ Harvard） 結(jié) 構(gòu)， 當(dāng) 前的 單 片機(jī)大都是 這 種 結(jié) 構(gòu)。 EPROM 型 內(nèi) 存 編 程后其 內(nèi) 容可用紫外 線 擦除，用 戶 可反復(fù)使用，故特 別 適用于 開發(fā)過 程，但 EPROM 型 單 片機(jī)價(jià)格很高。 由于 ROM 型 單 片機(jī)的代 碼 只能由生 產(chǎn) 廠商在制造芯片 時(shí)寫 入，故用 戶 要更改程序代 碼 就十分不便，在 產(chǎn) 品未成熟 時(shí)選用 ROM型 單 片機(jī) 風(fēng)險(xiǎn)較 高。 OTP型 單 片機(jī)生 產(chǎn)多 少完全可由用 戶 自己掌握，不存在 ROM 型有最小起 訂 量和掩膜 費(fèi)問題， 另外， 該類單 片機(jī)價(jià)格已同掩膜型十分接近，故特 別 受中小批量客 戶 的 歡 迎。 Flash 型 單 片機(jī) ,即可用于 開發(fā)過 程，也可用于批量生 產(chǎn) ， 隨著 制造 工藝 的改 進(jìn) ， Flash 型 單 片機(jī)價(jià)格不 斷 下降，使用越 來 越普 遍，它已是 現(xiàn) 代 單 片機(jī) 的發(fā) 展 趨勢(shì)。 RAM的 內(nèi) 容是易失性（也有的 稱 易揮發(fā) 性）的，掉 電 后 會(huì)丟 失。 單 片機(jī)通常 還 有特殊寄存器和通用寄存器，它 們 是 單 片機(jī)中存取速度最快的 內(nèi) 存，但通常存 儲(chǔ)空間 很小。 CPU就象人的大 腦 一 樣 ， 決定了單 片機(jī)的 運(yùn) 算能力和 處 理速度。 現(xiàn) 代的 單 片機(jī)的 I/O 口也有不同的功能 ， 有的 內(nèi) 部具有上拉 或下拉 電阻 ，有的是漏極 開 路 輸 出，有的能提供足 夠 的 電 流可以直 接驅(qū)動(dòng) 外部 設(shè)備 。串口 輸 入/輸 出口 ： 用于 單 片機(jī)和串行 設(shè)備或其它單 片機(jī)的通信。不同的 單 片機(jī) 可能提供不同 標(biāo)準(zhǔn)的串行通信接口，如 UART、 SPI、 2IC、 Micro Wire 等。 統(tǒng)時(shí)鐘 通常需要外接石英晶體或其它振 蕩 源 來 提供 時(shí)鐘 信 號(hào)輸 入，也有的使用 內(nèi) 部RC振 蕩 器。 單 片機(jī) 編 程 語 言介 紹 對(duì) 于 51系列 單 片機(jī)， 現(xiàn) 有四 種語 言支持，即 匯編 、 PL/M， C 和 BASIC。一 個(gè) 新 變 量名定 義 之后可在程序中作 變 量使用，非常易 學(xué) ，根據(jù) 解釋 的行可以找到 錯(cuò)誤而 不是 當(dāng) 程 序執(zhí) 行完才能 顯現(xiàn) 出 來 。 BASIC 為簡(jiǎn) 化使用 變 量，所有變 量都用 浮點(diǎn) 值。 PL/M 是 Intel 從 8080 微 處 理器 開始為 其系列 產(chǎn) 品 開發(fā)的編 程 語 言。 PL/M 編譯 器好像 匯編器一樣 可 產(chǎn) 生 緊湊 代 碼 。但 對(duì) 51系列， PL/M 不支持復(fù) 雜的 算 術(shù)運(yùn) 算、 浮點(diǎn)變 量而 無 豐富的庫 函 數(shù) 支持。 C語 言是一種源于 編寫 UNIX 操作系 統(tǒng) 的 語 言，它是一種 結(jié) 構(gòu) 化語 言，可 產(chǎn)生 壓縮 代 碼 。 C可以 進(jìn) 行 許多機(jī)器 級(jí) 函 數(shù) 控制而不用 匯編語 言。這 種方式可使程序 結(jié) 構(gòu)化 將可變 的 選擇與 特殊操 作組 合在一起的能力，改善了程序的可 讀 性 編 程及程 序調(diào)試時(shí)間顯著縮 短， 從 而提高效率提供的 庫 包含 許 多 標(biāo) 準(zhǔn)子程序，具有 較強(qiáng) 的 數(shù) 據(jù) 處 理能 將 已 編 好程序可容易的植入新程序，因 為 它具有方便的模 塊 化 編 程技 術(shù) C語 言作 為 一種非常方便的 語 言而得到 廣泛 的支持， C語 言程序本 身并不依 賴于 機(jī)器硬件系 統(tǒng) ，基本上不做修改就可根據(jù) 單 片機(jī)不同較快 地移植 過來 。指令系 統(tǒng) 比第一代微 處 理器要 強(qiáng) 一些。 盡 管懂得 匯編語 言不是你的目的，看懂一些可 幫 助你了解影 響 任何 語 言效率的 51特殊 規(guī) 定。要求使用 浮點(diǎn) 和 啟 用函 數(shù)時(shí)只 有具 備匯編編程經(jīng)驗(yàn) 才能 避免生 成龐 大的、效率低的程序， 這 需要考 慮簡(jiǎn)單 的算 術(shù)運(yùn) 算或先算好的查表法。 由此 來 看， 單 片機(jī)有 著 微 處 理器所不具 備 的功能，它可 單獨(dú)地 完成 現(xiàn) 代 工業(yè)控制所要求的智能化控制功能， 這 是 單 片機(jī)最大的特征。 AT89C51 是美 國ATMEL 公司生 產(chǎn) 的低功耗，高性能 CMOS 8 位 單 片機(jī)， 片內(nèi) 含 4k bytes 的可系 統(tǒng)編 程的 Flash 只 讀 程序 內(nèi) 存，器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存 儲(chǔ) 技 術(shù)生 產(chǎn) ，兼 容標(biāo) 準(zhǔn) 8051 指令系 統(tǒng) 及引 腳 。 主要性能 參數(shù) ： （ 1）與 MCS51產(chǎn) 品指令系 統(tǒng) 完全兼容 （ 2） 4K 字 節(jié) 在系 統(tǒng)編 程 （ ISP） Flash 閃 速 內(nèi) 存 （ 3） 1000 次擦 寫 周期 （ 4） 的工作 電壓 范 圍 （ 5）全 靜態(tài) 工作模式： 0Hz— 33MHz （ 6）三 級(jí) 程序加 密鎖 （ 7） 256?8字體 內(nèi) 部 RAM （ 8） 32 個(gè) 可 編 程 I/O 口 線 （ 9） 3個(gè) 16 位 定時(shí) /計(jì)數(shù)器 （ 10） 5 個(gè) 中 斷 源 （ 11）全 雙 工串行 UART 通道 （ 12）低功耗 空閑 和掉 電 模式 （ 13）中 斷可從空閑 模 喚醒 系 統(tǒng) （ 14）看 門 狗 （ WDT） 及 雙數(shù) 據(jù)指 針 （ 15）掉 電標(biāo)識(shí) 和快速 編 程特性 （ 16） 靈 活的在系 統(tǒng)編 程（ ISP— 字 節(jié) 或 頁寫 模式） 其 內(nèi)部結(jié) 構(gòu) 結(jié) 構(gòu)如 圖 ： AT89C51引 腳 功能介 紹 源引 腳 Vcc和 GND Vcc： 電 源 電壓， GND(10 腳 )：接地端。在 內(nèi) 它是振 蕩電 路反相放大器的 輸 出端，振 蕩電 路的 頻 率就是晶體的固有 頻 率。 XTAL 1(19 腳 )：接外部晶體的微 調(diào)電 容的另一端。若需采用外部 時(shí)鐘電 路 時(shí) ， 該 引 腳輸 入外部 時(shí)鐘脈沖 如 圖， 所示。 當(dāng) 此 輸 入端保 持兩個(gè) 機(jī)器周期 (24 個(gè)時(shí)鐘 振 蕩 周期 )的 高 電平時(shí) ，可以完成復(fù)位操作。作 為 漏極八路的 輸出端口，每次 能驅(qū)動(dòng) 8 個(gè) Ls 型 TTL 負(fù)載 。 P1 口 (1— 8腳 )： P1 口是一 個(gè)帶 上拉 電阻 的 8位準(zhǔn) 雙向 I/O端口每一 位能驅(qū)動(dòng) (吸 收 成輸 出 電 流 )4 個(gè) LS 型 TTL 負(fù)載 。 P2 口 (21— 28 腳 )： P2口是一 個(gè)帶內(nèi) 部上接 電阻 的 8位準(zhǔn) 雙向 埠。 P3 口 (21— 28 腳 )： P3口是一 個(gè)帶內(nèi) 部上接 電阻 的 8位準(zhǔn) 雙向 埠。 P3口與其它的 I/O 埠有很大區(qū)別 ，它除作 為 — 般準(zhǔn) 雙向 I/O 口外，每 個(gè) 引 腳還 具有 專門 的功能， 見 表 31。其 電 路 結(jié)構(gòu)見 圖 。 實(shí)質(zhì)上 拉 電阻 是 兩個(gè)場(chǎng) 效 應(yīng)管 (FET)并在一起， — 個(gè) FET 為負(fù)載管 ，其 電阻 固定；另一 個(gè) FET 可工作在 導(dǎo) 通或截止 兩 種 狀態(tài) ，使其 總電阻 值 變 化近 為 0或阻值很大 兩 種情 況 。 當(dāng) P1 口 輸 出高 電平時(shí) ，能向外提供拉 電 流 負(fù)載 ，所以不必再接上拉 電阻 。由于 片內(nèi)負(fù)載電阻較 大 ，約 20k— 40k，所以不 會(huì)對(duì)輸 入的 數(shù) 據(jù) 產(chǎn) 生影 響 。而可組網(wǎng)數(shù)字溫度傳感器DS18B20 則是 DS1820 的更新產(chǎn)品，它在電壓、特性及封裝方面都更具有優(yōu)勢(shì)，給了用戶更多的選擇，讓用戶可以更方便的構(gòu)建適合自己的測(cè)溫系統(tǒng)。 DS18B20 簡(jiǎn)介 DS18B20 是美國 DALLAS 公司最新推出的一種可組網(wǎng)數(shù)字式溫度傳感器，與DS1820 相同， DS18B20 也能夠直接讀取被測(cè)物體的溫度值，但是與 DS1820 相比，DS18B20 的功能更強(qiáng)大些。另外， DS18B20 有多種封裝可選，如 TO9 SOIC 及 CSP封裝。 由圖 可見， DS18B20 只是一個(gè)數(shù)據(jù)輸入 /輸出口，屬于單總線專用芯片之一。其內(nèi)部采用在板溫度測(cè)量專用技術(shù)，測(cè)量范圍為 55℃~+125℃，在 10℃ ~+85℃時(shí)，精度為 ? ℃。另外用戶還可自設(shè)定非易失性溫度報(bào)警上下限值 TH和 TL（掉電后依然保存）。 圖 DS18B20 的內(nèi)部存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)圖，它包括一個(gè)暫存 RAM和一個(gè)非易失性可擦除 2ERAM 。溫度 /數(shù)字對(duì)應(yīng)關(guān)系如上表 所示。字節(jié)結(jié)構(gòu)如