畢設(shè)論文 調(diào)空控制系統(tǒng).doc

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1、1總體方案設(shè)計隨著人們生活水平的提高，人們對空調(diào)的舒適性和空氣品質(zhì)的要求越來越高，分體式空調(diào)已不能滿足人們的要求，戶式中央空調(diào)得到了迅猛的發(fā)展。就室內(nèi)居住環(huán)境而言，恒溫環(huán)境并非是衛(wèi)生和舒適的。因為除了溫度外，還有濕度、空氣流速、空氣潔凈度等諸多因素影響到舒適的程度。而傳統(tǒng)的中央空調(diào)靠設(shè)置機械溫控開關(guān)來實現(xiàn)房間的恒溫控制。這種控制方法，一方面操作不方便；另一方面溫度波動范圍大，不但影響人的舒適感，而且會造成一定的能量損耗。采用單片機溫度控制系統(tǒng)控制的戶式中央空調(diào)系統(tǒng)，可以根據(jù)室內(nèi)的環(huán)境因素，調(diào)節(jié)風(fēng)機的轉(zhuǎn)速，為人們創(chuàng)造一個舒適的室內(nèi)環(huán)境，同時又節(jié)省電。隨

2、著電子技術(shù)的發(fā)展，特別是隨著大規(guī)模集成電路的產(chǎn)生，給人們的生活帶來了根本性的變化，如果說微型計算機的出現(xiàn)使現(xiàn)代的科學(xué)研究得到了質(zhì)的飛躍，那么單片機技術(shù)的出現(xiàn)則是給現(xiàn)代工業(yè)控制測控領(lǐng)域帶來了一次新的革命。目前，單片機在工業(yè)控制系統(tǒng)諸多領(lǐng)域得到了極為廣泛的應(yīng)用。特別是其中的C51系列的單片機[3]的出現(xiàn)，具有更好的穩(wěn)定性，更快和更準(zhǔn)確的運算精度，推動了工業(yè)生產(chǎn)，影響著人們的工作和學(xué)習(xí)。而本次設(shè)計就是要通過以C51系列單片機為控制核心，實現(xiàn)空調(diào)機溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計。1.1方案一選用AT89C51單片機為中央處理器，通過溫度傳感器DS18B20對空氣進(jìn)行溫度

3、采集，將采集到的溫度信號傳輸給單片機，由單片機控制顯示器，并比較采集溫度與設(shè)定溫度是否一致，然后驅(qū)動空調(diào)機的加熱或降溫系統(tǒng)對空氣進(jìn)行處理，從而模擬實現(xiàn)空調(diào)溫度控制單元的工作情況。在整個設(shè)計中，涉及到溫度檢測電路、驅(qū)動控制電路、顯示電路、鍵盤電路以及電源的設(shè)計等電路。其中單片機的控制程序是起到各個電路之間的相互協(xié)調(diào)，控制各個電路正常工作的至關(guān)重要的作用。其方框圖如下:圖1-1方案一設(shè)計圖框該圖控制簡單，思路清晰，各單元模塊的相互銜接較簡單，同時成本低廉，用的各種器件都是常用器件，更具有使用性。1.2方案二29該方案采用的是AT89C51單片機為核心控制

4、器件，用它來處理各個單元電路的工作以及檢測其運行情況。本方案中采用的是LM35DZ溫度傳感器，通過溫度采集電路采集相關(guān)溫度數(shù)值，再由ADC0809組成的A/D轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行轉(zhuǎn)換，最終得到數(shù)字信號，將其直接傳輸給單片機，然后由單片機根據(jù)內(nèi)部程序判斷，執(zhí)行相關(guān)控制程序，驅(qū)動各單元電路的工作。其方框圖如下:圖1-2方案二設(shè)計圖框該方案容易控制，系統(tǒng)原理比較簡單，電路可靠。但其中的溫度測量電路、譯碼電路復(fù)雜，容易產(chǎn)生誤差和由電路復(fù)雜而導(dǎo)致的設(shè)備使用壽命低等一系列問題。1.3總體方案選擇及實現(xiàn)1.3.1方案選擇選擇方案一?？刂坪唵危悸非逦?，各單元模塊的相互連接

5、較簡單，同時成本低廉，用到的各種器件都是常用器件，更具有使用性。1.3.2具體的實現(xiàn)方案實現(xiàn)方案的技術(shù)線路為：用按鈕輸入標(biāo)準(zhǔn)溫度值，用LED實時顯示環(huán)境空氣溫度，用驅(qū)動電路控制壓縮機完成加熱和制冷調(diào)節(jié)，用ISIS軟件對設(shè)計進(jìn)行仿真，用C語言完成軟件編程。單片機AT89S51中央處理器如圖所示：圖1-3單片機AT89C5129Vcc、Vss：用于外接單片機的工作電源，電源電壓為5V。XTAL1、XTALL2：用于外接晶振構(gòu)成振蕩電路或直接輸入時鐘信號。RST：復(fù)位信號輸入引腳，高電平有效。ALE：地址鎖存信號輸出引腳，固定輸出1/6振蕩頻率的脈沖，可作

6、為脈沖信號源使用。/EA：片內(nèi)、片外程序存儲器選擇控制引腳。輸入部分:AT89S51、A/D轉(zhuǎn)換、驅(qū)動控制、溫度控制器、加熱、制冷。空氣顯示部分:4/PSEN：片外程序存儲器讀允許控制器。P0.0~P0.7：P0口I/O引腳，或數(shù)據(jù)線/低8位地址總線復(fù)用引腳。P1.0~P1.7：P1口I/O引腳。P2.0~P2.7：P2口I/O引腳，或高8位地址總線引腳。P3.0~P3.7：P3口I/O引腳，此外，每個引腳都有第二功能。292硬件設(shè)計2.1硬件各單元方案設(shè)計與選擇2.1.1溫度傳感部分要求對溫度和與溫度有關(guān)的參量進(jìn)行檢測，應(yīng)該考慮用熱電阻傳感器。按照

7、熱電阻的性質(zhì)可以分為半導(dǎo)體熱電阻和金屬熱電阻兩大類，前者通常稱為熱敏電阻，后者稱為熱電阻。半導(dǎo)體熱敏電阻是利用某些半導(dǎo)體材料的電阻值隨溫度的升高而減?。ɑ蛏撸┑奶匦灾瞥傻?，大多數(shù)的半導(dǎo)體熱敏電阻具有負(fù)溫度系數(shù)。負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器的特點是：在工作溫度范圍內(nèi)電阻阻值隨溫度的升高而降低?？蓾M足40℃～90℃測量范圍，具有靈敏度高，電阻值高，體積小，結(jié)構(gòu)簡單，價格低廉，化學(xué)穩(wěn)定性好，使用壽命長等優(yōu)點；但其互換性較差，而且線性度也很差，不能直接用于A/D轉(zhuǎn)換，應(yīng)該用硬件或軟件對其進(jìn)行線性化補償。金屬熱電阻中屬鉑電阻和銅電阻最為常用，這里以鉑電阻Pt1000

8、為例。鉑熱電阻的物理化學(xué)性能在高溫和氧化性介質(zhì)中很穩(wěn)定，它能用作工業(yè)測溫元件，且此元件線性較好，在0℃～10