基于单片机智能中央空调控制系统毕业设计_甜梦文库
基于单片机智能中央空调控制系统毕业设计
编 号河南机电高等专科学校 毕业设计（论文）基于单片机的智能中央空调控制 系统设计系 专 班 姓 学部: 业: 级: 名: 号:自动控制系 计算机控制技术 计控 111 贾阳阳
张士磊指导老师 :二零一四年四月
摘要随着时代的进步和发展，空调已经普及到我们生活、工作，极大地改 善了人们的生活品质。本文主要介绍了一个基于 AT89C51 单片机的温度检 测、调节、控制的空调系统，详细描述了利用数字温度传感器 DS18B20 开 发测温系统的过程，重点对传感器在单片机下的硬件连接，软件编程以及 各模块系统流程进行了详尽分析，特别是数字温度传感器 DS18B20 的数据 采集过程。对各部分的电路也一一进行了设计。 该系统可以方便的实现实现温度采集和显示，并可根据需要任意设定 上下限在通过单片机控制温度，它使用起来相当方便，具有精度高、量程 宽、灵敏度高、体积小、功耗低等优点，适合于我们日常生活和工、农业 生产中的温度测量，也可以当作温度处理模块嵌入其它系统中，作为其他 主系统的辅助扩展。 DS18B20 与 AT89C51 结合实现最简温度检测系统，该 系统结构简单，抗干扰能力强，适合于恶劣环境下进行现场温度测量，有 广泛的应用前景。 关键词： AT89C51 ， LED 数码管， DS18B20 ，数字温度计IAbstractWith the era of progress and development, air conditioning has become popular we live, work, greatly improved people's quality of life.This paper describes a temperature measurement based on AT89C51 microcontroller, regulate and control the air conditioning system, a detailed description of the use of digital temperature sensor DS18B20 temperature measurement system development process, focusing on the sensor under the SCM hardware connection, software programming, and the modular systemconducted a detailed analysis of the process, in particular, digital temperature sensor DS18B20 data collection process.On various parts of the circuit is also introduced one by one. The system can easily achieve the realization of temperature acquisition and display, and can be arbitrarily set the upper and lower temperature control through microcontroller. It is very convenient to use, with high precision, wide range, high sensitivity, small size, low power consumption, suitable for our daily lives and industrial and agricultural production in the temperature measurement, as temperature can also be embedded in other systems processing modulein the main system as the other auxiliary expansion.DS18B20 combined with the realization of the simplest AT89C51 temperature detection system, the system is simple, anti-interference ability, suitable for harsh environments spot temperature measurement, a wide range of applications. Key words : AT89C51,LED digital tube,DS18B20 ， TemperatureSensorII目录摘 要 ................................................................................ I Abstract ............................................................................ II1 1 绪论 .............................................................................. 2前 言 ............................................................................... 1.1 空 调 的 概 述 ................................................................. 1.2 空 调 的 发 展 历 史 ............................................................. 1.3 空 调 的 发 展 趋 势 ............................................................. 1.4 系 统 总 体 方 案 及硬 件 设 计 ....................................................2 2 4 41.4.1 中央 空 调 制 冷 循 环 工 作 原 理 ............................................ 4 1.4.2 中央 空 调 系 统 的 设 计 .................................................. 6 2 系统 硬 件 的 选 择 及其 功 能 特 性 ...................................................... 12 2.1 AT89C51 单 片 机 的 结 构 及 其 功 能 .............................................122.1.1 AT89C51 单片 机 的 结 构 ............................................... 12 2.1.2AT89C51 单 片 机 的 引脚 及 其 功 能 ....................................... 13 2.1.3 时钟 震 荡 器 ......................................................... 16 2.1.4 闲散 节 电 模 式 ....................................................... 16 2.1.5 掉电 模 式 ........................................................... 2.1.6 程序 存 储 器 的 加 密 ................................................... 2.2 DS18B20 温 度传 感 器 .......................................................18 18 182.2.1 常 用 的 测 温 方 法 .................................................... 19 2.2.2 温 度 传 感 器 的 选 择 .................................................. 20 2.2.3 DS18B20 概述 ...................................................... 22 2.2.4 DS18B20 测 温 操 作 .................................................. 23 2.2.5 报警 操 作 信 号 ....................................................... 24 2.3 LED 数 码 管 ............................................................... 2.4 总 体 方 案 的 确 定 ...........................................................24 26 27 28 29 29 30 313 硬件 电 路 的 设 计 ................................................................... 27 3.1 时 钟 电 路 .................................................................. 3.2 显 示 电 路 的 设 计 ............................................................ 3.3 按 键 电 路 设 计 .............................................................. 3.4 温 度 传 感 器 电 路 ............................................................ 3.5 复 位 电 路 的 设 计 ............................................................ 3.6 系 统 总 电 路 ................................................................III4 软件 系 统 设 计 ..................................................................... 33 4.1 概 述 ...................................................................... 4.2 主 程 序 流 程 图 .............................................................. 4.3 程 序 源 代 码 ................................................................33 33 33总 结 .............................................................................. 43 致 谢 .............................................................................. 44 参 考 文 献 .......................................................................... 45IV基于单片机的智能中央空调控制系统设计前言随着集成电路技术的发展，单片微型计算机的功能也不断增强，许多高 性能的新型机种不断涌现出来。单片机以其功能强、体积小、可靠性高、造 价低和开发周期短等优点，成为自动化和各个测控领域中广泛应用的器件， 在工业生产中成为必不可少的器件， 尤其是在日常生活中发挥的作用也越来 越大。 如在工业生产中如：锅炉、蒸汽机等大型设备中， PLC( 大型 ) 作为主控 器件有着不可替代的的优势，但是 PLC 设备一般价格比较昂贵，体积也比较 大的，所用电源电压也相对较高。所以在小型系统中多采用单片机，随着单 片机技术的发展，单片机的不断更新换代，其性能有了显著的提高，稳定性 及控制功能也满足了智能空调控制系统的要求，达到自动控制的目的。因此 我们采用基于单片机的控制系统而设计。 此次毕业实习、毕业设计第一阶段的主要工作是，学习有关单片机控制 系统的基本知识，了解单片机对智能空调控制系统的相关技术，并在此基础 上 选 择 了 使 用 AT89C51 单 片 机 作 为 核 心 设 计 ， 同 时 也 研 究 了 另 一 重 要 器 件 DS18B20 温度传感器。这是课题研究的基础性内容。 第二阶段是在指导教师的指导下，设计出具体的电路，并确定满足具体 技术指标的软件，掌握电路中重要器件的使用方法，以及绘制该课题电路。 通过教师的悉心指导，同学的帮助和自己的努力，完成了毕业设计的各 项任务，成功完成基于单片机智能空调控制系统的设计。第1页河南机电高等专科学校毕业论文1 绪论1.1 空调的概述空调即空气调节器 (Room Air Conditioner) ，一般用于给封闭空间区域 提供处理空气的机组。它的功能是对该房间（或封闭空间、区域）内空气 的温度、湿度、洁净度和空气流速等参数进行调节，以满足人体舒适或工 艺过程的要求。 随着人们生活水平的不断提高，人们也越来越追求人性化的事物，传 统的空调已不能满足人们的需求。现代的智能空调不仅利用了数字电路技 术与模拟电路技术，而且采用了单片机技术，实现了软硬件的结合。既完 善了空调的功能，又简化了空调的控制与操作；不仅满足了不同用户对环 境温度的不同要求，而且能全智能调节室内的温度及湿度等，使得空调具 有节能、操作更简单、无机械装置、安全性能更强等特点。随着电子产品 的飞速发展，价格低廉而又实用的控制系统深受广大消费者的喜爱。所以 本次毕业设计就选择基于单片机的智能空调控制系统设计。1.2 空调的发展历史在二十世纪六，七十年代，美国地区发生罕见的干旱天气，为解决干 旱缺水地区的空调冷热源问题，美国率先研制出风冷式冷水机，用空气散 热代替冷却塔，其英文名称是 :Air cool Chiller ，简称为 Chiller 。 在空调历史中，美国已经发展和改进了有风管的中央单元式 系统，并 得到了正在现场安装和修理有风管的单元式空调系统的空调设备分销商和 经销商的强力支持。WRAC 是最简单和最便宜的系统，能够很容易的在零 售商店中购得，并在持续高温来的时候自己安装。同时，无风管的 SRAC 和 SPAC 自 70 年代起在有别于美国市场的动力下在日本得到发展和改进。 之后，设备设计和制造技术在 90 年代被转让到中国，这是通过与当地公司 ( 包括主要元件如压缩机、热交换器、电机、精细阀和电子控制器的本地制 造商 ) 组成的合资公司进行的。在 90 年代中国也从其它先进国家吸收了较 大型空调设备的先进高新技术，并与多数是美国 的大公司组成合资企业。 现今，中国当地主要工厂和合资企业制造了大量 SRAC 和 SPAC 以满足增 长的国内市场和出口需要。中国现今已是最大的空调出口国 ，在 2010 年有 4189 万台机组出口。下面介绍我国家用空调产品外观历史演变第2页基于单片机的智能中央空调控制系统设计1. 第一代格栅式面板家用空调器 1988 年，第一台国产分体壁挂机 KF-19G1A 在华宝空调器厂诞生，当 时华宝还给它取了个很有诗意的名字 ―― 雪莲。雪莲的诞生开启了我国家 用空调器行业的一个新时代，此后，春兰也拥有了自己的挂机生产线 。华 宝和春兰生产的空调器统治了从上个世纪 80 年代末到 90 年代中期近 10 年的时间，他们生产的空调器在外观上极其相似：扁平的大长方体结构。 与此同时， 大量的进口产品外观在 90 年代中期以前与此也大体相仿， 所以， 当时的空调器特别是挂机，如果不看商标很难辨别出是哪个品牌。1988 年 华宝空调器厂研制出第一台分体壁挂机 KF ― 19GA 是格栅式面板产品的一 个典型代表，直到 1995 年，春兰的 KFR ― 22G 依然是挂机市场的主导产 品，这也说明了当时国产空调品仍旧以格栅式面板为主流。 2. 第二代格栅式面板家用空调器 当家用空调器渐渐普及，其外观也在悄悄地发生着变化 。 20 世纪 80 年代甚至到 1995 年，中国空调市场是进口机一统天下，进口机为中国家用 空调行业的发展起到了启蒙作用，许多国产品牌的生产就是引进配件加以 组装，这种启蒙作用也包括对我国家用空调器产品室内机外观的改变。 20 世纪 90 年代中期，以三菱电机、日立、松下等为代表的进口空调 器出现了一种小型室内机，这种室内机一改以往那种庞大敦重的形象，外 观精巧整洁，与家居环境融为一体，深受消费者的青睐。随着国内众多空 调工厂对此类产品的普及生产，第二代格栅式面板空调器主导了空调市场 并流行至今。 3. 第三代光面板时代 2005 年度国内各个工厂的新产品，与往年格栅式面板占主流相比，绝 大多数品牌在 2005 年度推出了光面板系列的空调产品，如格力的天丽系 列、海尔的高效氧吧系列、美的的 Q2 系列和 V 系列等等。空调行业各厂 家的这种集体行为将我国家用空调产品推至光面板时代。 与格栅面板相比，不仅是外观上的一种进步，更是产品技术上的一种 转变。光面板挂机的上进风下出风取代了原来的正面进风下出风的循环风 路，而光面板柜机的侧进风或进风口开合式设计也渐渐与原来传统的下进 风上出风的循环风路共同主导柜机产品的设计趋势。 4. 第四代彩色面板 在国内空调市场，将彩色引入空调面板设计并形成一种传统风格是韩 国品牌三星和 LG 的创举。与此同时，其他工厂开始逐一效仿。至 2005 年第3页河南机电高等专科学校毕业论文度，绝大多数工厂都有彩色面板的产品面市；而且，面板的颜色种类也开 始变得异彩粉纷呈，其中又多款彩色面板产品堪称经典，如海尔的彩屏双 新风、格力的天丽、志高的花好月圆、TCL 的君兰系列和海蒂娜系列等等。1.3 空调的发展趋势由于近几年国家的大力倡导节能减排，促进环保，实施可持续发展的 战略。2004 年 8 月，国家发改委、国家质检总局联合制定并发布《能源效 率标识管理办法》 ，这标志着我国将实施能源效率标识制度 . 我国的能效标 识制度自 2005 年 3 月 1 日起正式实施 . 能效标准是由能效比得来的，首先 介绍一下空调能效比的计算方法 : 能效比 = 制冷量 / 制冷功率。本着响应国家 政策发展节能技术，内的空调生产商也开始逐步走向变频空调的市场。在 2009 年新空调年，美的变频空调整体销售目标为 250 万套，其中国内市场 销售预计达 150 万套，占据国内变频空调 60% 以上市场份额。 “明年对所 有做变频空调的品牌来说都是一个机会，变频空调的销售量很可能翻番， 所占市场份额可能达到 10% 以上。 ”海信科龙总裁王士磊对明年的变频空 调市场抱乐观态度，而作为未来的发展趋势，国内 几大空调厂家闻风而动， 开始对变频空调“投怀送抱” 。 除了发展变频空调外，还有新冷媒 (R410A) 的推广，静电除尘技术的 普遍利用，负离子技术的广泛使用也都预示我国的空调行业向着高效、节 能、环保的趋势前进。1.4 系统总体方案及硬件设计1.4.1 中央空调制冷循环工作原理 人工制冷就是借助一种专门装置，消耗一定的外界能量，迫使热量从 温度较低的被冷却物体，转移到温度较高的周围介质，得到人们所需要的 各种低温，这种专门装置称为制冷装置。人工制冷的方法有蒸发相变制冷、 气体膨胀制冷、涡流管制冷和热电制冷。其中液体蒸发相变 制冷的应用最 为广泛，它是利用液体汽化时的吸热效应而实现制冷的。蒸发相变制冷有 三种类型：蒸气压缩式、吸收式和蒸气喷射式。中、小型空调装置都采用 蒸气压缩式制冷，而吸收式制冷主要用于 ―些大型空调系统中。家用中央 空调是小型空调装置主要用蒸气压缩式制冷循环。 空调器中的制冷装置是由压缩机、冷凝器、蒸发器、节流阀等部件构 成的。它们通过管道连接形成一个封闭的系统，系统中充注着制冷剂，由第4页基于单片机的智能中央空调控制系统设计压缩机和节流阀的节流而完成整个系统的循环工作。 制冷剂在循环中经过四个热力变化过程，其工作过程如图 1.1 所示：冷凝器 放热流动方向 制冷剂液 A 制冷剂蒸 气 A压缩机 节流阀 B 吸热A-A 高压区 B-B 低压区B蒸发器图 1.1 空调器制冷工作过程（ 1） 蒸发过程 （ 2） 压缩过程 （ 3 ）冷凝过程低压制冷剂进入蒸发器中即进行汽化， 变成低压蒸气， 蒸发器中的制冷剂低压蒸气被压缩机吸入到气缸中进 此过程由冷凝器来完成，蒸气状态的制冷剂在冷凝器吸收被冷却物的热量使被冷却物温度降低进行制冷。 行压缩，压力和温度都升高后被排入到冷凝器中。 中把所吸收的热量排出系统，同时制冷剂蒸气冷凝为液体，以便再循环使 用。冷凝器是一个散热器。 （ 4 ）节流过程 节流过程也可认为是降压过程。它是用节流元件来减 小其流量，降低其压力。在小型空调器中，一般采用毛细管来实现节流过 程，也有用热力膨胀阀或电子膨胀阀进行节流。 在压缩机不停的运行中， 上述四个热力过程连续不断地进行循环完成 空调器的制冷过程。第5页河南机电高等专科学校毕业论文1.4.2 中央空调系统的设计 1 ．中央空调系统的比较和选择 各种中央空调系统有不同的优缺点和适用范围，根据其优缺点，本设 计选择以空气源热泵冷热水机组为设计的研究对象。主要研究空气源热泵 冷热水机组系统的末端系统的智能控制系统。 2 ．空气源热泵冷热水系统设计 空气源热泵冷热水系统主要由冷热水机组，水循环系统、风机盘管系 统和膨胀水箱组成，膨胀水箱用于调节系统水量。 （ 1 ） 空气源热泵冷热水机组的介绍 “热泵”是指风可以在低温环境下吸收热量，并将其位能提高后，向 高温环境输出热量的装置机械。这样的系统可以不用水冷，省却了冷却塔。 空气源热泵冷热水机组就属空气一水热泵，其机组室外侧是通过空气 进行热交换，室内侧产生空调冷热水，由管路系统输送到空调房间的末端 装置，在末端装置处冷热水与房间空气进行热量交换，产生冷热风，从而 实现空调房间的夏季供冷和冬季供暖效果。该机组属于一种集中生产冷热 水，但分散处理各房问负荷的空调系统形式。图 1.2 是空气源热泵冷热水 机组示意图。风冷换热器 风扇 供水 节流装置 水 冷 换 热 器分水器 回水压缩机空调水泵集水器图 1.2 空气源热泵冷热水机组示意图空气源热泵冷热水机组的家用中央空调的制冷剂循过程是：制冷时机 组的风冷换热器为冷凝器，机组的水冷换热器为蒸发器；制冷剂经压缩机 压缩成为高温高压过热气体，在风冷换热器中冷凝放热，成为 高压过冷液， 再经节流装置阻力降压后成为低压低温两相流体进入水冷换热器蒸发吸热 6第页基于单片机的智能中央空调控制系统设计( 此时载冷剂被冷却 ) ，最后再回到压缩机进入下一循环。制热时热源是室 外空气，机组的风冷换热器为蒸发器，机组的水冷换热器为冷凝器；制冷 剂经压缩机压缩成为高温高压过热气体， 在水冷换热器中冷凝放热 ( 此时载 冷剂被加热 ) ，成为过冷液，成为过冷液，再经节流装置阻力降压后成为低 压低温两相流体进入风冷换热器蒸发吸热，最后再回到压缩机进入下一循 环。 冷热水机组的制冷剂循环中并没有直接将制冷剂作为输送介质送到用 户的换热器中，而是通过水冷换热器将制冷剂的冷热量传给专门的输送介 质―载冷剂送到用户端。这种载冷剂通常为水。 特别要指出的是，在设计风冷热泵型机组时，其制热过程在室外温度 低于 0 ℃时，风冷换热器的扇片表面温度因低于空气露点温度，水蒸气会 在扇片上凝结，故需要进行合理除霜处理。 同时利用高温高压的制冷剂气 体的过热焓，给空调提供热量，但是，这会要求主机的制热功率加大，而 且，当气温越低，所需的热负荷越大，而主机的制热能力却越低，造成了 矛盾。当气温低于风冷热泵的平衡温度以下时，一般也只能加辅助热源的 办法，来增加其制热功率。辅助热源一般可以用电加热器，燃油锅炉等， 有的可以直接停用冷热泵，全部有电加热器或燃油锅炉提供热量。 （ 1 ）水循环系统的设计 在中央空调的空气调节中，通常用水作为载冷剂来实现热量的传递， 因此水系统是中央空调系统的一个重要组成部分。空气源热泵冷热水机组 家用中央空调的水系统包括冷（热）水系统、冷凝水排放系统。 冷冻水循环系统：来自空调设备的冷冻水回水经集水器、除污器、循 环水泵，进入冷水机组蒸发器内，吸收了制冷剂蒸发的冷量，使其温度降 低成为冷冻水，进入分水器后再送入空调设备的末端风机盘管内，与被处 理的空气进行热交换后，再回到冷水机组内进行循环再冷却。 热水循环系统：主要是完成冬季空调设备所需的热量，使其加热空气 用。从各用户换热器返回的低温回水在集水器中混合，经 循环水泵加压送 入水冷换热器中换热成为高温载冷剂进入分水器，再由分水器分流进入各 空间的空调设备的表冷器或风机盘管内与被处理的空气进行热交换后， 水 由回水管路回到集水器中，进入下一循环。 冷凝水排放系统： 排放空调表冷器表面因结露而形成的冷凝水的水管。 （ 2 ）风机盘管系统 风机盘管系统工作原理 该系统的室内末端装置通常为风机盘管。风机盘管是由风机、换热盘第7页河南机电高等专科学校毕业论文管 ( 小型表面式换热器 ) 和机壳组成，直接安装在房间内，风机将室内一部 分空气进行循环处理 ( 经空气过滤器过滤和盘管进行冷却或加热 ) 后直接送 入房间，以达到对室内空气进行温、湿度调节的目的。房间所需要的新鲜 空气可以通过门窗的渗透或直接通过房间所设新风口进入房间，或将室 外 空气经过新风处理机组集中处理后由管道直接送入被调房间，或者由风机 盘管的空气入口处与室内空气进行混合后经风机盘管进行温度、湿度处理 后送入室内，以满足室内环境的卫生要求。 风机盘管系统是属于半集中式空调系统。风机盘管机组由风机、电动 机、盘管、空气过滤器、室温调节装置及箱体等组成。按风机盘管机外静 压可分为标准型和高静压型、按风机盘管排数可分为两排和三排，换热盘 管一般是采用铜管铝翅片，风机一般采用双进风前弯形叶片离心风机。风 机盘管机组一般容量范围为：风量 0.007~0.236m/s 、制冷量 2.3~7kw 、风 机电动机功率 30~100w 、水量约 0.14~0.22l/s 、盘管水压损失 10~35kpa 等。 风机盘管空调系统具有以下特点： （ a ）风机盘管空调系统在运行中噪声比较小。 （ b ）风机盘管空调系统具有各自独立调节的优越性。由于风机盘管的 分级转速可以分为多档，而且水路系统又采用冷、热水自动控制以及房间 温度调节器的控制等，因而可以灵活的调节各个房间内的温度，室内无人 时又可以停止机组的运转，做到既节约能源，又经济运行。 （ c ）系统可以比较容易的实现分区调节控制。 （ d ）由于风机盘管空调器体积较小，布置和安装都比较方便。 （ e ）由于风机盘管空调系统省去了回风道，同时缩小了送风管道的断 面尺寸，因而减少了或不占用建筑面积和空间及一次投资费用。 风机盘管控制工作原理 风机盘管控制多采用就地控制的方案，分简单控制和温度控制两种： 风机盘管简单控制：使用三速开关直接手动控制风机的三速转换与启停。 风机盘管温度控制： 使用温度控制器根据设定温度与实际检测温度的比较、 运算，自动控制电动两 / 三通阀的开闭；风机的三速转换，或直接控制风机 的三速转换与启停，从而通过控制系统水流或风量来控制送入室内的冷热 量，以达到对每个空调房间进行单独控制和调节，满足各 个房间不向的个 性化空调需求，同时其节能性也较好。由于控制阀门的开度，来控制水的 流量的一般受外界的因素影响较大，控制不稳定，这个控制器以控制风机 的转速为方向。当空调房间内冷热负荷发生变化时，改变风机盘管机组中第8页基于单片机的智能中央空调控制系统设计的风机转速，从而改变通过风机盘管机组的处理空气量，实现房间内的温 湿度调节。控制风机的转速是调压控制方式，输出的矢量是电压。 风机盘管空调系统，没有大风道，只有水管和较小的新风管，具有布 置和安装方便、占用建筑空间小、单独调节好等优点，广泛用于温、湿度 精度要求不高、房间数多、房间较小、需要单独控制的舒适性空调 中。 设计的中央空调空气源热泵冷热水机组安装方便，省去了冷却塔，可 安装于屋顶、阳台或室外，只需连通冷热水管路、水泵即可进行系统冷热 水循环。该机组运转噪声低，对环境影响小，与同等能力的其他类型空调 机相比，运转更加平稳，从而拓宽了其适用范围。小型冷热水空调系统， 可满足用户多居室需求，可适应用户的个性化需求，不受其他用户影响； 采用主机与末端分离安装方式，保证了宁静的居室环境；主机由微电脑控 制，在室内可完成全部操作；室内末端安装可采用暗藏方式，极适宜配合 室内装修；系统可根据实际负荷自动化运行，节约能源及运行费用；将 供 冷、供暖费直接转化为电费，开机计费，停机则不计费，收费直观、合理。 图 1.3 空气源热泵冷热水家用中央空调系统图。膨胀水箱节流阀 风 冷 换 热 器 压缩机 水 冷 换 热 器 调节阀 风 机 风 机 盘 管水泵冷热水机组图 1.3 空气源热泵冷热水家用中央空调系统图为了达到空调的目的，发挥空调的作用，空调系统就是对空气进行处 理和调节，除了对空气的降温和加热，其系统的结构组成还应包括以下几 部分： （ 1 ）新风部分 9第页河南机电高等专科学校毕业论文空调系统在运行过程中必须采用一部分室外的新鲜空气 ( 即新风 ) ，这 部分新风必须满足室内人员所需要的最小新鲜空气量，因此空调系统的新 风取入量决定于空调系统的服务用途和卫生要求。新风的导入口一般设在 周围不受污染影响的地方。这些新风的导入口和空调系统的新风管道以及 新风的滤尘装置 ( 新风空气过滤器 ) 、新风预热器 ( 又称为空调系统的一次加 热器 ) 共同组成了空调系统的新风系统。 （ 2 ）空气的净化部分 空调系统根据其用途不同，对空气的净化处理方式也不同。因此，在 空调净化系统中有设置一级初效空气过滤器的简单净化系统，也有设置一 级初效空气过滤器和一级中效空气过滤器的一般净化系统，还有设置一级 初效空气过滤器，一级中效空气过滤器和一级高效空气过滤器的三级过滤 装置的高净化系统。 （ 3 ）空气的热、湿处理部分 一般情况下，对空气进行加热、加湿和降温、去湿，将有关的处理过 程组合在一起，称为空调系统的热湿处理部分。在对空气进行热、湿处理 过程中， 采用表面式空气换热器 ( 在表面式换热器内通过热水或水蒸气的称 为表面式空气加热器， 简称为空气的汽水加热器 ) 。 设置在系统的新风入口， 一次回风之前的空气加热器称为空气的一次加热器；设置在降温去湿之后 的空气加热器，称为空气的二次加热器；设置在空调房间送风口之前的空 气加热器，称为空气的三次加热器。三次空气加热器主要起调节空调房间 内温度的作用，常用的热媒为热水或电加热。在表面式换热器内通过低温 冷水或制冷剂的称为水冷式表面冷却器或直接蒸发式表面冷却器，也有采 用喷淋冷水或热水的喷水室，还有采用直接喷水蒸汽的处理方法，来实现 空气的热湿处理过程。 （ 4 ）空气的的输送和分配、控制部分 空调系统中的风机和送、回风管道称为空气的输送部分。风管中的调 节风阀、蝶阀、防火阀、启动阀及风口等称为空气的分配、控制部分。根 据空调系统中空气阻力的不同，设置风机的数量也不同，如果空调系统中 设置一 台风机 ，该风 机既起 送风作 用，又 起回风 作用的 称为单 风机系 统 ; 如果空调系统中设置两台风机，一台为送风机，另 一台为回风机的空调系 统称为双风机系统。 本设计关键是测温电路，可以使用热敏电阻之类的器件利用其感温效第10页基于单片机的智能中央空调控制系统设计应，在将随被测温度变化的电压或电流采集过来，进行 A/D 转换后，就可 以用单片机进行数据的处理，在显示电路上，就可以将被测温度显示出来， 这种设计需要用到 A/D 转换电路，其中还涉及到电阻与温度的对应值的计 算，感温电路比较麻烦。而且在对采集的信号进行放大时容易受温度的影 响出现较大的偏差，空调机内高密度的电路以及电子器件更容易出现较大 误差影响空调性能。 进而考虑到用温度传感器，在单片机电路设计中，大多都是使用传感 器，所以这是非常容易想到的，可以采用一只温度传感器 DS18B20 ，此传 感器，可以很容易直接读取被测温度值，进行转换，电路简单，精度高， 软硬件都以实现，而且使用单片机的接口便于系统的再扩展，对于整个系 统费用较低，可靠性高，软件设计也比较简单，满足设计要求。所以此处 选用 DS18B20 方案。空调器温度传 感器单片机继电器 控制系统 LED 温度显示图 1.4 总体控制方案图第11页河南机电高等专科学校毕业论文2 系统硬件的选择及其功能特性本章主要就选择单片机、温度传感器、数码管作说明。2.1 AT89C51 单片机的结构及其功能2.1.1 AT89C51 单片机的结构 AT89C51 单片机与 Intel 80C51 在引脚排列、工作特性、硬件组成、指 令系统完全兼容。 ①内含 4KB 的 Flash 存储器，擦写次数 1000 次 ; ②内含 128 字节的 RAM; ③具有 32 根可编程 I/O 线； ④ 具有 2 个 16 位可编程定时器； ⑤具有 6 个中断源、 5 个中断矢量、 2 级优先权的中断结构； ⑥ 具有 1 个全双工的可编程串行通信接口； ⑦ 具有 1 个数据指针 DPRT ； ⑧ 两种低功耗工作模式，即空闲模式和掉电模式； ⑨具有可编程 3 级程序锁定位； ⑩ AT89C51 的工作电源电压为 5 （ 1±0.2)V 且典型值为 5V ； 其 基 本 组 成 ( 参 见 图 2.1) ： 中 央 处 理 器 、 Flash 存 储 器 、 数 据 存 储 器 (RAM) 、定时 / 计数器、并行接口、串行接口和中断系统等几大单元及数据 总线、地址总线和控制总线等三大总线。 1 ．中央处理器 (CPU) 中央处理器 (CPU) 是整个单片机的核心部件，完成运算和控制功能。 中央处理器主要包括运算器和控制器两部分。 运算器主要用来实现算术运算、逻辑运算和位操作。其中包括逻辑运 算单元 AUL 、累加器Ａ cc 、 B 寄存器、程序状态字 PSW 和两个暂存器。 控制器是识别指令并根据指令性质协调计算机内各组成单元进行工作 的部件。控制器主要包括程序计数器ＰＣ、PC 增量器、指令寄存器、指令 译码器、定时器和逻辑控制器。其功能是控制指令的读入、译码和执行， 并对之灵执行过程进行定时和逻辑控制。 2 ．内部数据存储器 ( 内部 RAM)第12页基于单片机的智能中央空调控制系统设计AT89C51 芯片中共有 128B 位 RAM 单元，用于存放可读写的数据，简称内 部 RAM 。 3 ．外部程序存储器 ( 外部 ROM) AT89C51 芯片内有 4K 字节的可反复擦写的程序存储器（ PENROM ） 4 ．定时 / 计数器 AT89C51 共有两个 16 位的定时 / 计数器，以实现定时或计数功能，并 以其定时或计数结果对计算机进行控制。 2.1.2AT89C51 单片机的引脚及其功能 单片机引脚如图 2.1 所示：1 2 3 4 5 6 7 U 1 1 3 P1.0 2 (AD0)P0.0 3 8 9 8 P1.1 (AD1)P0.1 A 3 3 7 P1.2 4 (AD2)P0.2 3 6 P1.3 5 (AD3)P0.3 3 5 P1.4 6 (AD4)P0.4 3 4 E D C B VCC654321111111109R1ResPack4K?P1.5(MOSI)7(AD5)P0.533F。P1.6(MISO)8(AD6)P0.632GP1.7(SCK)(AD7)P0.7D132P3.3(INT1)12(A8)P2.02P3.2(INT0)(A9)P2.1215(A10)P2.22P3.5(T1)14(A11)P2.32P3.4(T0)(A12)P2.4231(A13)P2.52EA/VPP(A14)P2.621918XTAL1(A15)P2.74XTAL2VCC2GN9D1RST(RXD)P3.0117(TXD)P3.13P3.7(RD)16ALE/PROG2P3.6(WR)图 2.1 单片机引脚图VCC ：电源电压 GND ：地 P0 口： P0 口是一组 8 位漏极开路双向 I/O 口，即地址 / 数据总线复用口。作 为输出口时， 每一个管脚都能够驱动 8 个 TTL 电路。 当 “1” 被写入 P0 口时， 每个管脚都能够作为高阻抗输入端。 P0 口还能够在访问外部数据存储器或 程序存储器时， 转换地址和数据总线复用，并在这时激活内部的上拉电阻。 P0 口在闪烁编程时， P0 口接收指令，在程序校验时，输出指令，需要接 电阻。 P1 口： P1 口一个带内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口， P1 的输出缓冲级可驱 动 4 个 TTL 电路。对端口写 “1” ，通过内部的电阻把端口拉到高电平，此 时可作为输入口。因为内部有电阻，某个引脚被外部信号拉低时输出一个第AT89C5113页PSEN90100087654321P4321河南机电高等专科学校毕业论文电流。闪烁编程时和程序校验时， P1 口接收低 8 位地址。RAM地址 锁存器 P0口 RAM Flash P1口BAcc程序地址寄 存器 SP TMP1 程序计 数器 双 DPTR 缓冲器TMP2ALU定 时 与 控 制 指 令 寄 存 器ISP口 P2口 振荡器 P3口逻辑编程图 2.2 AT89C51 单片机结构框图P2 口： P2 口是一个内部带有上拉电阻的 8 位双向 I/O 口， P2 的输出缓冲级 可驱动 4 个 TTL 电路。对端口写 “1” ，通过内部的电阻把端口拉到高电平， 此时，可作为输入口。因为内部有电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输 出一个电流。在访问外部程序存储器或 16 位地址的外部数据存储器时， P2 口送出高 8 位地址数据。在访问 8 位地址的外部数据存储器时， P2 口 线上的内容在整个运行期间不变。闪烁编程或校验时，P2 口接收高位地址 和其它控制信号。 P3 口： P3 口是一组带有内部电阻的 8 位双向 I/O 口， P3 口输出缓冲故可驱 动 4 个 TTL 电路。对 P3 口写如 “1” 时，它们被内部电阻拉到高电平并可作 为输入端时，被外部拉低的 P3 口将用电阻输出电流。 P3 口除了作为一般 的 I/O 口外，更重要的用途是它的第二功能，如下表 2.1 所示：第14页基于单片机的智能中央空调控制系统设计表 2.1 P3 口第二功能表 端口引脚 P3.0 P3.1 P3.2 P3.3 P3.4 P3.5 P3.6 P3.7 第二功能 RXD TXD INT0 INT1 T0 T1 WR RD除此之外， P3 口还接收一些用于闪烁存储器编程和程序校验的控制信号。 RST ： 复位输入。当震荡器工作时，RET 引脚出现两个机器周期以上的高电 平将使单片机复位。 ALE/ PROG ： 当访问外部程序存储器或数据存储器时， ALE 输出脉冲用于锁存地址 的低 8 位字节。即使不访问外部存储器，ALE 以时钟震荡频率的 1/16 输出 固定的正脉冲信号，因此它可对输出时钟或用于定时目的。要注意的是： 每当访问外部数据存储器时将跳过一个 ALE 脉冲时，闪烁存储器编程时， 这个引脚还用于输入编程脉冲。如果必要，可对特 殊寄存器区中的 8EH 单 元的 D0 位置禁止 ALE 操作。这个位置后只有一条 MOVX 和 MOVC 指令 ALE 才会被应用。此外，这个引脚会微弱拉高，单片机执行外部程序时， 应设置 ALE 无效。 PSEN ： 程序储存允许输出是外部程序存储器的读选通信号， 当 AT89C51 由外 部程序存储器读取指令时，每个机器周期两次 PSEN 有效，即输出两个脉 冲。在此期间，当访问外部数据存储器时，这两次有效的 PSEN 信号不出 现。 EA/VPP ： 外部访问允许。欲使中央处理器仅访问外部程序存储器， EA 端必须 保持低电平。需要注意的是：如果加密位 LBI 被编程，复位时内部会锁存第15页河南机电高等专科学校毕业论文EA 端状态。如 EA 端为高电平， CPU 则执行内部程序存储器中的指令。 闪烁存储器编程时，该引脚加上 +12V 的编程允许电压 VPP ，当然这必须 是该器件是使用 12V 编程电压 VPP 。 XTAL1 ：震荡器反相放大器及内部时钟发生器的输入端。 XTAL2 ：震荡器反相放大器的输出端。 2.1.3 时钟震荡器 AT89C51 中有一个用于构成内部震荡器的高增益反相放大器，引脚 XTAL1 和 XTAL2 分别是该放大器的输入端和输出端。这个放大器与作为 反馈元件的片外石英晶体或陶瓷谐振器一起构成自然震荡器。 外接石英晶 体及电容 C1 ， C2 接在放大器的反馈回路中构成并联震荡电路。对 外接电 容 C1 ， C2 虽然没有十分严格的要求，但电容容量的大小会轻微影响震荡 频率的高低、震荡器工作的稳定性、起振的难易程序及温度稳定性。如果 使用石英晶体，我们推荐电容使用 30PF±10PF ，而如果使用陶瓷振荡器建 议选择 40PF±10PF 。用户也可以采用外部时钟。采用外部时钟的电路如图 示。这种情况下，外部时钟脉冲接到 XTAL1 端，即内部时钟发生器的输 入端，XTAL2 则悬空。由于外部时钟信号是通过一个 2 分频触发器后作为 内部时钟信号的，所以对外部时钟信号的占空比没有特殊要求，但最小高 电平持续时间和最大的低电平持续时间应符合产品技术条件的要求。 2.1.4 闲散节电模式 AT89C51 有两种可用软件编程的省电模式，它们是闲散模式和掉电工 作模式。 这两种方式是控制专用寄存器 PCON 中的 PD 和 IDL 位来实现的。 PD 是掉电模式，当 PD=1 时，激活掉电工作模式，单片机进入掉电工作状 态。 IDL 是闲散等待方式，当 IDL=1 ，激活闲散工作状态，单片机进入睡 眠状态。如需要同时进入两种工作模式，即 PD 和 IDL 同时为 1 ，则先激 活掉电模式。第16页基于单片机的智能中央空调控制系统设计C 11Cap00pF2YC21XTAL11Cap00p图 2.3 内部振荡电路NCFEXTERNALOSCILLATORSIGNALGXTAL1XTAL2N图 2.4 外部振荡电路在闲散工作模式状态，中央处理器 CPU 保持睡眠状态，而所有片内 的外设仍保持激活状态，这种方式由软件产生。此时，片内随机存取数据 存储器和所有特殊功能寄存器的内容保持不变。闲散模式可由任何允许的 中断请求或硬件复位终止。终止闲散工作模式的方法有两种，一是任何一 条被允许中断的事件被激活， IDL 被硬件清除，即刻终止闲散工作模式。 程序会首先影响中断，进入中断服务程序，执行完中断服务程序，并紧随 RETI 指令后，下一条要执行的指令就是使单片机进入闲散工作模式，那条 指令后面的一条指令。二是通过硬件复位也可将闲散工作模式终止。 需要注意的是：当由硬件复位来终止闲散工作模式时，中央处理器 CPU 通常是从激活空闲模式那条指令的下一条开始继续执行程序的，要完 成内部复位操作，硬件复位脉冲要保持两个机器周期有效，在这种情况下， 内部禁止中央处理器 CPU 访问片内 RAM ，而允许访问其他端口，为了避 免可能对端口产生的意外写入：激活闲散模式的那条指令后面的一条指令第17页DXTAL1XTAL2河南机电高等专科学校毕业论文不应是一条对端口或外部存储器的写入指令。 2.1.5 掉电模式 在掉电模式下，振荡器停止工作，进入掉电模式的指令是最后一条被 执行的指令，片内 RAM 和特殊功能寄存器的内容在中指掉电模式前被冻 结。退出掉电模式的唯一方法是硬件复位，复位后将从新定义 全部特殊功 能寄存器但不改变 RAM 中的内容，在 VCC 恢复到正常工作电平前，复位 应无效切必须保持一定时间以使振荡器从新启动并 稳定工作。表 2.2 闲散和掉电模式外部引脚状态 模式 闲散模式 闲散模式 掉电模式 掉电模式 程序存储 器 内部 内部 外部 外部 ALE 1 1 0 0PSENP0 数据 浮空 数据 数据P1 数据 数据 数据 数据P2 数据 地址 数据 数据P3 数据 数据 数据 数据1 1 0 02.1.6 程序存储器的加密 AT89C51 可使用对芯片上的三个加密位 LB1 ， LB2 ， LB3 进行编程 （ P） 或不编程（ U ）得到如下表 2.3 所示的功能：表 2.3 程序加密位 1 2 3 4 U P P P U U P P U U U P 没有程序保护功能 禁止从外部程序存储器中执行 MOVC 指令读取 内部程序存储器的内容 除上表功能外，还禁止程序校验 除以上功能外，同时禁止外部执行 LB1 、 LB2 、 LB3 功能表 保护类型当 LB1 被编程时，在复位期间， EA 端的电平被锁存，如果单片机上 电后一直没有复位，锁存起来的初始值是一个不确定数，这个不确定数 会 一直保存到真正复位位置。为了使单片机正常工作，被锁存的 EA 电平与 这个引脚当前辑电平一致。机密位只能通过整片擦除的方法清除。2.2 DS18B20 温度传感器温度是日常生活中经常遇到的一个物理量，它也是科研和生产中最常第18页基于单片机的智能中央空调控制系统设计见、最基本的产量之一。在很多场合都需要对温度进行测控，而温度测控 离不开温度传感器，因此，掌握正确的测温方法及温度传感器的使用方法 极为重要。 2.2.1 常用的测温方法 物体受热后温度就要升高，任何两个温度不同的物体相接触都必然产 生热交换，直到两者的温度达到平衡为止。据此，可以选择某种温度传感 器与被测物体接触进行温度测量，这种方法称为接触式测温。接触式测温 常用于较低温度的测量。 此外，物体受热后温度升高的同时还伴有热辐射，因此，可利用温度传感 器接收被测物体在不同温度下辐射能量的不同来测量温度，这种测温方法 称为非接触式测温。非接触式测温常用于高温测量。 2.2.2 温度传感器产 品分类 目前，温度传感器没有统一的分类方法。按输出量分类有模拟式温度 传感器和数字式温度传感器。按测温方式分类有接触式温度传感器和非接 触式温度传感器。按类型分类有分立式温度传感器（含敏感元件） 、模拟集 成式温度传感器和智能温度传感器（即数字温度传感器） 。 模拟式温度传感器输出的是随温度变化的模拟量信号。其特点是输出响应 速度较快和 MPU（微处理器）接口较复杂。数字式温度传感器输出的是随 温度变化的数字量，同模拟输出相比，它输出响应较慢，但容易与 MPU 接口。下面对工程中常用的温度传感器做简单介绍。 1. 热敏电阻式温度传感器 电阻式温度传感器分为热电阻式温度传感器和热敏电阻温度传感器， 他们的特点是自身的电阻值随温度而变化。 热敏电阻式利用半导体材料制成的敏感组件，通常所用的热敏电阻温度传 感器都是具有负温度系数的热敏电阻，它的电阻率受温度的影响很大，而 且随温度的升高而减少，简称 NTC 。其优点是灵敏度高，体积小，寿命长， 工作稳定，易于实现远距离；缺点是互换性差，非线性严重。 2. 热电阻式温度传感器 利用热电阻温度系数随温度变化的特性而制成的温度传感器。称为热 电阻温度传感器。对于大多数金属导体，其电阻值都具有随温度升高而增 大的特性。由于纯金属的温度系数比合金的高，因此均采用纯金属作为热 电阻组件。常用的金属导体材料有铂、铜、铁和镍。第19页河南机电高等专科学校毕业论文3. 热电偶式温度传感器 热电偶是一种传统的温度传感器，其测温范围一般为 -50 到 +1600 ℃， 最高可达 +2800 ℃，并且有较高的测量精度。另外，热电偶产品已实现标 准化、系列化，使用时易于选择，可方便地用计算机做线性补偿，因此， 至今在测温领域内仍被广泛使用。它的理论基础是建立在热电效应上，将 热能转化为电能。 4. 模拟集成温度传感器 集成传感器是采用硅半导体集成工艺而制成的，因此亦称硅传感器或 单片集成传感器。模拟集成温度传感器是在 20 世纪 80 年代问世的。它是 将温度传感器集成在一个芯片上、可完成温度测量及模拟信号输出功能的 专用 IC ，它属于最简单的一种集成温度传感器。模拟集成温度传感器的主 要特点是功能单一（仅测量温度） 、测温误差小、价格低、响应速度快、传 输距离远、体积小、微功耗，适合远距离测温、控温，不需要进行非线性 校准。外围电路简单，它是目前在国内外应用较为普遍的一种集成传感器。 5. 智能温度传感器 智能温度传感器（亦称数字温度传感器）是在 20 世纪 90 年代中期问 世的。智能温度传感器是微电子技术、计算机技术和自动测试技术的结晶， 它也是集成温度传感器领域中最具活力和发展前途的一种新产品。目前， 行许多著名的集成电路生产已开发出上百种智能温度传感器产品。 智能温度传感器具有以下三个显著特点：第一，能输出温度数据及相关的 温度控制量，适配各种微控制器（ MCU ） ；第二，能以最简方式构成高性 价比、多功能的智能化温度测控系统；第三，它是在硬件的基础上通过软 件来实现测试功能的，其智能化程度也取决于软件的开发水平。 智能温度传感器内部都包含温度传感器、A/D 传感器、存储器（或寄存器） 和接口电路。有的产品还带多路控制器、中央控制器（ CPU ） 、随机存取储 存器（ RAM ）和只读存储器（ ROM ） 。 2.2.2 温度传感器的选择 在介绍温度传感器的选择原则之前，首先介绍在测控系统中选择传感 器的总原则，本原则适用于各种传感器的选择。 1. 选择传感器的总原则 现代传感器在原理和结构上千差万别，如何根据具体的测控目的、测 控对象以及测控环境合理地选择传感器，是单片机测控系统首先要解决的第20页基于单片机的智能中央空调控制系统设计温度。当传感器选定之后，与之相配套的测控电路也就可以确定了。测控 结果的成败，在很大程度取决于传感器的选择是否合理。作为单片机测控 系统前向通道的关键部件，在选择传感器时应考虑一下几个方面： （ 1 ）根据测控对象与测控环境确定传感器的类型 首先要考虑采用何种原理的传感器，这需要分析多方面的因素之后才 能确定。因为，即使是测量同一物理量，也有多种原理的传感器可供选择， 哪一种原理的传感器更为合适，则需要根据被测量对象的特点和传感器的 使用条件综合考虑一下一些具体问题： 1 ）传感器的量程； 2 ）被测位置对 传感器体积的要求； 3 ）测量方式为接触式还是非接触式； 4 ）传感器信号 的引出是有线还是无线；5 ）是购买传感器还是自行研制传感器以及价格因 素等。 在综合考虑上述因素之后就能确定选择何种类型的传感器，然后再考 虑传感器的具体性能指标。 （ 2 ）灵敏度的选择 通常情况下， 在传感器的线性范围内， 希望传感器的灵敏度越高越好。 （ 3 ）频率响应特性 传感器的频率响应特性决定了被测量的频率范围， 传感器的频率响应 好，可测的信号频率范围就宽，传感器的输出信号必须在允许的频率范围 内保持不失真，实际上传感器的响应总有一定得延迟，希望延迟时间越来 越好。 （ 4 ）线性范围 传感器的线形范围是指输出信号与输入量成正比的范围。 从理论上讲， 在此范围内灵敏度应保持定值。传感器的线性范围越宽，其量程越大，并 且能保证一定的测量精度。在选择传感器时，当传感器的种 类确定之后首 先要看其量程是否满足要求。 （ 5 ）稳定性 传感器使用一段时间后，其性能保持不变化的能力称为稳定性。影响 传感器长期稳定性的因素除传感器本身结构外， 主要是传感器的使用环境。 因此，要使传感器具有良好的稳定性，传感器必须要有较强的环境适应能 力。 （ 6 ）精度的选择 精度是传感器的一个重要的性能指标，它是关系到整个测控系统测量 精度的一个重要环节。传感器的精度越高，其价格越昂贵，因此，传感器第21页河南机电高等专科学校毕业论文的精度只要能满足整个测控系统的精度要求就可以了，不必选得太高。这 样就可以在满足同一测量目的的诸多传感器中选择比较便宜和简单的传感 器。 2. 温度传感器的选择 温度传感器技术被广泛应用于消费类电子产品、玩具、家用电子产品、 工业测控系统以及个人计算机应用中。传统上分立式温度传感器是最常用 的温度传感器元件，而集成温度传感器特点是测温误差小、价格低、响应 速度快、传输距离远、体积小、微功耗，适合远距离测温、控温，不需要 进行非线性校准，外围电路简单，它是目前在国内外应用最为普遍的一种 温度传感器。 综上所述，不同的传感器具有不同的应用场合，由于在温度测控系统 中，传感器是前向通道的关键部件，因此选择合适的传感器是非常重要的。 选择的原则要考虑温度范围、温控精度、测温场合、价格等几方面的因素。 2.2.3 DS18B20 概述 DS18B20 数字温度计提供 9-12 位摄氏温度测量而且有一个高低电平 触发的可编程的不因电源消失而改变的报警功能。DS18B20 通过一个单线 接口发送或接受信息，因此在中央处理器和 DS18B20 之间仅需一条连接 线。它的测温范围为 -55~ +125 ℃， 精度为 ±5 ℃。除此之外， DS18B20 能 直接从单线通讯上级去能量，出去对外部电源的要求。 每个 DS18B20 都有个独特的 64 位序列号，从而允许多只 DS18B20 同时连载一根单总线上；因此，很简单就可以用一个为微处理器去控制很 多覆盖在一大片区域的 DS18B20 。这一特性在很多控制方面非常有用。表 2.4 详细说明其引脚功能。表 2.4 详细的引脚说明8 引 SPIC 封装 5T0-9 封装 1符号 GND说明 接地引脚 数据输入 / 输出引脚。对于单线操作：楼42DQ极开路。当工作寄生电源模式时用来提 供电源33VDD可选的 VDD 引脚。工作与寄生电源模式第22页基于单片机的智能中央空调控制系统设计时 VDD 必须接地。（注：所有上表未提及的引脚都无连接）2.2.4 DS18B20 测温操作 DS18B20 的核心功能是它的直接读数的温度传感器。 温度传感器的精 度为用户可编程的 9 ， ， 10 ， 11 或 12 位，分别以 0.5 ℃， 0.25 ℃， 0.125 ℃ 和 0.0625 ℃增量递增。在上电状态下默认精度为 12 位。 DS18B20 启动后 保持低功耗等待状态；当需要执行温度测量和 AD 转换时，总线控制器必 须发出 [44h] 命令。在那之后，婵真的温度数据以两个字节的形式被存储到 高速暂存器的温度寄存器中， DS18B20 继续保持等待状态。当 DS18B20 由外部电源供电时总线控制器在温度转换指令之后发起“读时序” ， DS18B20 在温度转换中返回 0 ， 转换结束返回 1. 如果 DS18B20 由寄生电源 供电，除非在进入温度转换时总线被强上拉拉高，否则不会有返回值。表 2.5 温度寄存器格式 LS bit7 bit 0 MS bit 15 S bit 14 S bit 13 S bit 12 S bit 11 S bit 1023bit 62221bit 520bit 42 ?12 ?2bit 32 ?3bit 22 ?4bit 126bit 92524bit 8表 2.6 温度 / 数据关系 温度 ℃ +125 +85 +25. +0.5 0 -0.5 -10.125 数据输出（二进制） 01 01 00 01 10 00 00 00 11 11
数据输出（十六进制） 07D0h h 00A2h h FFF8h FF5Eh第23页河南机电高等专科学校毕业论文-25.0625 -5510 00 FE6Eh FC90h2.2.5 报警操作信号 DS18B20 在完成一次温度装换后，就会拿温度值与存储在 TH 和 TL 中一个字节的用户自定义的报警预定值进行比较。标志位（ S ）指出温度 值的正负：正数 S=0 ，负数 S=1 。 TH 和 TL 寄存器是非易室性的，所以他 们在掉电是任保持数据。表 2.7 TH 和 TL 寄存器格式bit 7 当bit 626bit 525bit 424bit 323bit 222bit 121bit 020STH 和 TL 为 8 位寄存器时， 4 位温度寄存器中的 11 个位用来和 TH 、 TL 进行比较。 如果测得的温度高于 TH 或低于 TL， 报警条件成立， DS18B20 内部就会置位一个报警标识。 每进行一次测温就对这个标识进行一次更新； 因此，报警条件不成立了，在下一次温度转换后报警标识将被移去。 总线控制器通过发出报警搜索命令 [ECh] 检测总线上所有的 DS18B20 报警标识。任何置位报警标识的 DS18B20 将响应这条命令，所以总线控制 器能精确定 位每一个 满足报警条 件的 DS18B20 。如果报警 条件 成立，而 TH 或 TL 的设置已经改变，另一个温度转换将从新确认报警条件。2.3 LED 数码管数码管按能显示多少个 “8” 可分为 1 位、 2 位、 4 位等等数码管 按发光二极管单元连接方式分为共阳极数码管和共阴极数码管。共阳 数码管是指将所有发光二极管的阳极接到一起形成公共阳极 (COM) 的数码 管。共阳数码管在应用时应将公共极 COM 接到 +5V ，当某一字段发光二极 管的阴极为低电平时，相应字段就点亮。当某一字段的阴极为高电平时， 相应字段就不亮共阴数码管是指将所有发光二极管的阴极接到一起形成公 共阴极 (COM) 的数码管。共阴数码管在应用时应将公共极 COM 接到地线 GND 上，当某一字段发光二极管的阳极为高电平时，相应字段就点亮。当 某一字段的阳极为低电平时，相应字段就不亮。第24页基于单片机的智能中央空调控制系统设计图 2.5 数码管结构示意图数码管要正常显示，就要用驱动电路来驱动数码管的各个段码，从而 显示出我们要的数字，因此根据数码管的驱动方式的不同，可以分为静态 式和动态式两类。 1 ．静态显示驱动 静态驱动也称直流驱动。静态驱动是指每个数码管的每一个段码图 2.6 数码管内部原理图都由一个单片机的 I/O 端口进行驱动，或者使用如 BCD 码二 - 十进制译码 器译码进行驱动。静态驱动的优点是编程简单，显示亮度高，缺点是占用 I/O 端口多， 如驱动 5 个数码管静态显示则需要 5×8=40 根 I/O 端口来驱动， 要知道一个 89S51 单片机可用的 I/O 端口才 32 个呢： ） ， 实际应用时必须增 加译码驱动器进行驱动，增加了硬件电路的复杂性。 2 ．动态显示驱动 数码管动态显示接口是单片机中应用最为广泛的一种显示方式之一， 动态驱动是将所有数码管的 8 个显示笔划“ a ， b ， c ， d ， e ， f ， g ， dp ”的 同名端连在一起，另外为每个数码管的公共极 COM 增加位选通控制电路， 位选通由各自独立的 I/O 线控制，当单片机输出字形码时，所有数码管都 接收到相同的字形码，但究竟是那个数码管会显示出字形，取决于单片机 对位选通 COM 端电路的控制，所以我们只要将需要显示的数码管的选通 控制打开，该位就显示出字形，没有选通的数码管就不会亮。通过分时轮 流控制各个数码管的的 COM 端，就使各个数码管轮流受控显示，这就是 动态驱动。在轮流显示过程中，每位数码管的点亮时间为 1 ～ 2ms ，由于人第25页河南机电高等专科学校毕业论文的视觉暂留现象及发光二极管的余辉效应，尽管实际上各位数码管并非同 时点亮，但只要扫描的速度足够快，给人的印象就是一组稳定的显示数据 ， 不会有闪烁感， 动态显示的效果和静态显示是一样的， 能够节省大量的 I/O 端口，而且功耗更低。2.4 总体方案的确定考虑到该制冷控制系统功能比较少， 由单片机控制即可实现。 而 89C51 单片机体积小、重量轻、抗干扰能力强、对环境要求不高、价格低廉、可 靠性高、灵活性好 , 故本系统选择采用 89C51 单片机。 在温度采集方面，采用单线数字温度传感器 DS18B20 进行数据采集。 DSB18B20S 数字温度计提供 9 到 12 位温度读数，指示器件的温度信息经 过单线接口送入 DS18B20 送出，因此从中央处理器到 DS18B20 仅需连接 一条线和地，读写和完成温度变换所需的电源可以由数据线本身提供，甚 至不需要外部电源。而总体方案和系统电路图方面基本上和热敏式传感器 相同，只在数据采集方面有所差别。具体电路图如图 1 所示。 根据选择传感器的原则，考虑到模拟量输出传感器会带来许多不便， 具体体现在接线多、信号处理复杂等，在硬件实现方面比较困难。而且在 上面也已经提及，热敏电阻式温度传感器互换性差，非线性严重。而数字 温度传感器 DS18B20 接线简单，数字输出量能直接作为单片机的输入数 据， 同时考虑到只是在普通环境下测量，无论在灵敏度、线性范围、稳定 性，还是在 精度方面 ， DS18B20 的强大 功能已足够 满足设计 需要。但是 DS18B20 也有缺点，就是软件实施方面比较复杂，但相对于模拟量输出的 硬件实现方面来说会简单很多。在本次设计中，温度数据采集用到的传感 器是 DS18B20 。第26页基于单片机的智能中央空调控制系统设计3 硬件电路的设计系统由单片机最小系统、显示电路、按键电路、温度传感器、复位电 路的组成。 电路的原理以及设计中所用的器件都在前已经作了详细的叙述 ， 本章就直接围绕图 3.1 介绍电路的具体设计。单片机复位 空调器DS18B20 温度传感器 单片机 AT89c51 报警温度调整继电器 控制系统报警模块时钟振荡LED 温度显示图 3.1 硬件系统框图3.1 时钟电路在 AT89C51 芯片内部有一个高增益反相放大器， 其输入端为芯片引脚 XTAL1 ，其输出端为引脚 XTAL2 。而在芯片的外部，XTAL1 和 XTAL2 之 间跨接晶体振荡器和微调电容，从而构成一个稳定的自激振荡器，这就是 单片机的时钟电路，如图 3.2 所示。 时钟电路产生的振荡脉冲经过触发器进行二分频之后，才成为单片机 的时钟脉冲信号。 请读者特别注意时钟脉冲与振荡脉冲之间的二分频关系， 否则会造成概念上的错误。一般地，电容 C1 和 C2 取 30uF 左右，晶体的 振荡频率范围是 1.2 ～ 12MHz 。晶体振荡频率高，则系统的时钟频率也高， 单片机运行速度也就快 89C51 的时钟有两种方式，一种是片内时钟振荡方 式，第27页3CapC3CapC0012uu3.2 显示电路的设计F F 1 2 XTAL Y 1 1 1 1 1 3 1 1 1 1钟信号从 XTAL2 脚输入，如图 3.3河南机电高等专科学校毕业论文图 3.2 内部时钟电路图 3.3 外部时钟电路用动态扫描的方式显示扫描结果，电路图如下图 3.4 。由于此处是空调控制系统，对温度测量、控制基本范围为但需在 18 和 19 脚外接石英晶体 (2-12MHz) 和振荡电容，振荡电容的路采用 3 位共阴极 LED 数码管。另外 P0 口由上拉电阻提高驱动能力，作为段码输出并作为数码管的驱动。P2 口的低三位作为数码管的位选端。采0 ℃ -50 ℃内，显然一位的 LED 数码管不能满足其显示要求的，所以显示电值一般取 10p-30p 。另外一种是外部时钟方式，即将 XTAL1 接地，外部时第67 98914523 8765432128AT89C51UP3.6(WR)P3.7(RD)RSTXTAL2EA/VPPP3.4(T0)P3.5(T1)P3.2(INT0)P3.3(INT1)P1.7(SCK)P1.6(MISO)P1.5(MOSI)P1.4P1.3P1.2P1.1P1.01XTAL1页ALE/PROG(TXD)P3.1(RXD)P3.0(AD7)P0.7(AD6)P0.6(AD5)P0.5(AD4)P0.4(AD3)P0.3(AD2)P0.2(AD1)P0.1(AD0)P0.0(A15)P2.7(A14)P2.6(A13)P2.5(A12)P2.4(A11)P2.3(A10)P2.2(A9)P2.1(A8)P2.0PSENG VCCND231124222222223333333390100087654321234567891111311116 9 8 7 6 5 4 3 2 178914523AT89C51UP3.6(WR)P3.7(RD)RSTXTAL2EA/VPPP3.4(T0)P3.5(T1)P3.2(INT0)P3.3(INT1)P1.7(SCK)P1.6(MISO)P1.5(MOSI)P1.4P1.3P1.2P1.1P1.01XTAL1111131111679 8 9 1 4 5 2 387654321AT89C51UP3.6(WR)P3.7(RD)RSTXTAL2EA/VPPP3.4(T0)P3.5(T1)P3.2(INT0)P3.3(INT1)P1.7(SCK)P1.6(MISO)P1.5(MOSI)P1.4P1.3P1.2P1.1P1.01XTAL1ALE/PROG(TXD)P3.1 (AD7)P0.7 (AD6)P0.6 (AD5)P0.5 (AD4)P0.4 (AD3)P0.3 (AD2)P0.2 (AD1)P0.1 (AD0)P0.0(RXD)P3.0(A15)P2.7(A14)P2.6(A13)P2.5(A12)P2.4(A11)P2.3(A10)P2.2抖。电路如图 3.5 。(A9)P2.1 (A8)P2.0 PSEN G VCC N D ALE/PROG (TXD)P3.1 (AD7)P0.7 (AD6)P0.6 (RXD)P3.0 (AD5)P0.5 (AD4)P0.4 (AD3)P0.3 (AD2)P0.2 (AD1)P0.1 (AD0)P0.0 (A15)P2.7 (A14)P2.6 (A13)P2.5 (A12)P2.4 (A11)P2.3 (A10)P2.2 (A9)P2.1 (A8)P2.0 2 G VCC 3 1 1 2 4 2 2 2 2 2 2 2 2 3 3 3 3 3 3 3 3 PSEN 9 0 1 0 0 0 8 7 6 5 4 3 2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 N D 2 3 1 1 2 4 2 2 2 2 2 2 2 2 3 3 3 3 3 3 3 3 9 0 1 0 0 0 8 7 6 5 4 3 2 1 2 3 4 5 6 7 8 93.3 按键电路设计3.4 温度传感器电路基于单片机的智能中央空调控制系统设计图 3.5 按键电路图 3.4 显示电路度和当前温度，另外两个分别用于设置报警温度的加和减。均采用软件消本系统设计三个按键，采用查询方式，一个用于选择切换设置报警温DS18B20 温度传感器是美国 DALLAS 半导体公司最新推出的一种改进第1 R K A S 3 1 D D VCC 1 R K DEC S 2 2 1 R K SET S 1 3VCC2911 621 5页31 441 351 261 171 0891ResPack4RK ?P DGFEDCBA。4321河南机电高等专科学校毕业论文型智能温度传感器，与传统的热敏电阻等测温元件相比，它能直接读出被 测温度，并且可根据实际要求通过简单的编程实现 9~12 位的数字值读数 方式。 DS18B20 的性能特点如下： 1. 独特的单线接口仅需要一个端口引脚进行通信； 2. 多个 DS18B20 可以并联在惟一的三线上，实现多点组网功能 3. 无须外部器件； 4. 可通过数据线供电，电压范围为 3.0~5.5V ； 5. 零待机功耗； 6. 温度以 9 或 12 位数字； 7. 用户可定义报警设置； 8. 报警搜索命令识别并标志超过程序限定温度（温度报 警条件）的器 件； 9. 负电压特性，电源极性接反时，温度计不会因发热而烧毁，但不能 正常工作； DS18B20 可以采用两种方式供电，一种是采用电源供电方式，此时 DS18B20 的 1 脚接地， 2 脚作为信号线， 3 脚接电源。另一种是寄生电源 供电方式， 如图 4 所示单片机端口接单线 总线， 为保证在有效的 DS18B20 时钟周期内提供足够的电流，可用一个 MOSFET 管来完成对总线的上拉。3 (AD0)P0.0 3 U 1 1 2 P1.0当 DS18B20 处于写存储器操作和温度 A/D 转换操作时，总线上必须有强(AD1)P0.1 3 (AD2)P0.2 33P1.14P1.2的上拉，上拉开启时间最大为 10us 。采用寄生电源供电方式时 VDD 端接(AD3)P0.3 3 (AD4)P0.4 35P1.36P1.4地。由于单线制只有一根线，因此发送接口必须是三态的。(AD5)P0.5 3 (AD6)P0.6 3 (AD7)P0.7 2 (A8)P2.0 2 2 1 2 3 VCC781312P3.2(INT0)P3.3(INT1)P1.7(SCK)P1.6(MISO)P1.5(MOSI)(A9)P2.1215(A10)P2.22P3.5(T1)14(A11)P2.32543456789P3.4(T0)(A12)P2.4261R31(A13)P2.527UEA/VPP(A14)P2.62822(A15)P2.7DQ1918XTAL140XTAL2VCC1GN2GN9D100RST(RXD)P3.0117(TXD)P3.13P3.7(RD)16ALE/PROG2P3.6(WR)AT89C51PSEN901图 3.6 温度传感器与单片机的链接3.5 复位电路的设计复位电路在此处的主要作用是系统在出错的状态下恢复正常第30页DS18B20DVCC3K和作用。VCC 1 Res2 R K 2 1 Cap C 0 1 SW-PB 0 S u 1 F 1 Res2 R 0 1 K 1 1 1 1 3 1 1 1 1 6 7 9 8 9 1 4 5 2 3 8 7 6 5 4 AT89C51 P3.6(WR) P3.7(RD) RST XTAL2 EA/VPP P3.4(T0) P3.5(T1) P3.2(INT0) P3.3(INT1) P1.7(SCK) P1.6(MISO) P1.5(MOSI) P1.4 P1.3 P1.2 XTAL13.6 系统总电路321UP1.1P1.01基于单片机的智能中央空调控制系统设计图 3.7 复位电路用也已经在本章的前一部分作了介绍，所以在此处就不在阐述其具体原理综合以上各部分画出以下原理图， 如图 3.8 ，它的各个模块电路及作第31页ALE/PROG(TXD)P3.1(RXD)P3.0(AD7)P0.7(AD6)P0.6(AD5)P0.5(AD4)P0.4(AD3)P0.3(AD2)P0.2(AD1)P0.1(AD0)P0.0(A15)P2.7(A14)P2.6(A13)P2.5(A12)P2.4(A11)P2.3(A10)P2.2(A9)P2.1(A8)P2.0PSENG VCCND23112422222222333333339010008765432123456789VCC1Res2RK 51CapC0 10uFSW-PBS41Res2R0 6K111131111679891452387654321AT89C51UP3.6(WR)P3.7(RD)RSTXTAL2EA/VPPP3.4(T0)P3.5(T1)P3.2(INT0)P3.3(INT1)P1.7(SCK)P1.6(MISO)P1.5(MOSI)P1.4P1.3P1.2P1.1P1.01XTAL13ALE/PROG(TXD)P3.1 (AD7)P0.7 (AD6)P0.6(RXD)P3.0(AD5)P0.5(AD4)P0.4(AD3)P0.3(AD2)P0.2(AD1)P0.1(AD0)P0.0(A15)P2.7(A14)P2.6(A13)P2.5(A12)P2.4(A11)P2.3(A10)P2.2(A9)P2.1(A8)P2.0DS18B20UVCC2PSENG VCCNDG2311242222222233333333DN9010008765432123456789河南机电高等专科学校毕业论文图 3.8 系统原理图第1 R K 2 A S D 1 D 1 R K 3 DEC S 2 1 R K 4 SET S 3 VCCQD1Res2RK 13221VCC页11 621 531 441 351 261 171 0891ResPack4RK 7P DGFEDCBA。4321基于单片机的智能中央空调控制系统设计4 软件系统设计4.1 概述本设计中引入了单片机，将硬件与软件结合在一起，通过硬件电路与 软件编程实现课题，减轻了基于传统的水位控制系统的布 线难度。4.2 主程序流程图流程图如下图 4.1初始化温度SET件事佛按下?Y 预置温度N读温度值计算显示 数据刷新比较温度值与设定 值有偏差发出温度转换 开始命令YN 发出温度调 整命令 调用温度显 示子程序N 结束命令? Y END图 4.1 主程序流程图4.3 程序源代码DS18B20 的读写程序 , 数据脚 P2.7 ，温度传感器 18B20 汇编程序 , 采用 器件默认的 12 位转化，最大转化时间 750 微秒 , 显示温度 -55 到 +125 度 , 显 33第页河南机电高等专科学校毕业论文示精度，为 0.1 度，显示采用 4 位 LED 共阳显示测温值， P0 口为段码输 入 ,P2.0~P2.4 为位选。 程序代码如下： #include&reg51.h& #include&intrins.h& #define dmP0 #define ucharunsignedchar #define uint unsignedint sbitDQ=P2^7; sbitw0=P2^0; sbitw1=P2^1; sbitw2=P2^2; sbitw3=P2^3; sbitbeep=P1^7; sbitset=P2^6; sbitadd=P2^4; sbitdec=P2^5; uchar high=35,low=20; uchar q=0; uchar tt=0; // 温度小数部分用查表法 // // 小数断码表 ucharcodeditab[16]={0x00,0x01,0x01,0x02,0x03,0x03,0x04,0x04,0x05,0x06, 0x06,0x07,0x08,0x08,0x09,0x09}; ucharcodetable_dm[12]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x 6f,0x00,0x40}; // 共阴 LED 段码表 &0& &1& &2& &3& &4& &5&7&&8& &9&& 不亮 &&-& uchartable_dm1[]={0xbf,0x86,0xdb,0xcf,0xe6,0xed,0xfd,0x87,0xff,0xef}; // 个位带小数点的断码表 uchardatatemp_data[2]={0x00,0x00}; // 读出温度暂放 uchardatadisplay[5]={0x00,0x00,0x00,0x00,0x00}; // 温度输入口 // 数码管 4 // 数码 3 // 数码管 2 // 数码管 1 // 蜂鸣器和指示灯 // 温度设置切换键 // 温度加 // 温度减 //_nop_(); 延时函数用 // 段码输出口inttemp1=0; // 显示当前温度和设置温度的标志位为 0 时显示当前温度第34页基于单片机的智能中央空调控制系统设计// 显示单元数据，共 4 个数据和一个运算暂用 voiddelay(uintt) { for(;t&0;t--); } voidscan() { for(j=0;j&4;j++) { switch(j) { case0:dm=table_dm[display[0]];w0=0;delay(50);w0=1;// 小数 case1:dm=table_dm1[display[1]];w1=0;delay(50);w1=1;// 个位 case2:dm=table_dm[display[2]];w2=0;delay(50);w2=1;// 十位 case3:dm=table_dm[display[3]];w3=0;delay(50);w3=1; // 百位 else{dm=table_dm[b3];w3=0;delay(50);w3=1;} } } } ow_reset(void) { charpresence=1; while(presence) { while(presence) { DQ=1;_nop_();_nop_(); DQ=0; delay(50); DQ=1; delay(6); presence=DQ; //66us //presence=0 复位成功 , 继续下一步 //550us // 从高拉倒低 //DS18B20 复位函数 //11us 延时函数第35页河南机电高等专科学校毕业论文} delay(45); presence=~DQ; } DQ=1; } voidwrite_byte(ucharval) { for(i=8;i&0;i--) { DQ=1;_nop_();_nop_(); DQ=val&0x01; delay(6); val=val/2; } DQ=1; delay(1); } ucharread_byte(void) { ucharvalue=0; for(i=8;i&0;i--) { DQ=1;_nop_();_nop_(); value&&=1; DQ=0;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_(); DQ=1;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_(); if(DQ)value|=0x80; delay(6); } DQ=1; //66us //4us //4us // 从总线上取 1 个字节 // 从高拉倒低 //5us // 最低位移出 //66us // 右移 1 位 DQ=0;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_(); // 向 1-WIRE 总线上写 1 个字节 // 拉高电平 // 延时 500us第36页基于单片机的智能中央空调控制系统设计return(value); } read_temp() { ow_reset(); delay(200); write_byte(0xcc); write_byte(0x44); ow_reset(); delay(1); write_byte(0xcc); write_byte(0xbe); temp_data[0]=read_byte(); temp_data[1]=read_byte(); temp=temp_data[1]; temp&&=8; temp=temp|temp_data[0]; } work_temp(uinttem) { ucharn=0; if(tem&6348) { tem=65536-n=1; } display[4]=tem&0x0f; display[0]=ditab[display[4]]; display[4]=tem&& display[3]=display[4]/100; display[1]=display[4]%100; display[2]=display[1]/10; display[1]=display[1]%10; // 负温度求补码 , 标志位置 1 // 取小数部分的值 // 存入小数部分显示值 // 取中间八位 , 即整数部分的值 // 取百位数据暂存 // 取后两位数据暂存 // 取十位数据暂存 // 位数据 // 温度值正负判断 // 温度数据处理函数 // 两字节合成一个整型变量。 // 返回温度值 // 读温度值的第字节 // 读温度值的高字节 // 发命令 // 发命令 // 发转换命令 // 总线复位 // 读出温度函数第37页河南机电高等专科学校毕业论文r=display[1]+display[2]*10+display[3]*100; if(!display[3]) { display[3]=0x0a; if(!display[2]) { display[2]=0x0a; } } if(n) { display[3]=0x0b; } } voidBEEP() { if((r&=high&&r&129)||r&low) { beep=! } Else { beep=0; } } voidxianshi(inthorl) { intn=0; if(horl&128) { horl=256-n=1; } display[3]=horl/100; // 设置温度显示转换 // 负温度时最高位显示 &-& // 次高位为 0 时不显示 // 最高位为 0 时不显示第38页基于单片机的智能中央空调控制系统设计display[3]=display[3]&0x0f; display[2]=horl%100/10; display[1]=horl%10; display[0]=0; if(!display[3]) { display[3]=0x0a; if(!display[2]) { display[2]=0x0a; } } if(n) { display[3]=0x0b; } } voidkeyscan() { inttemp1; if(set==0) { while(1) { delay(500); if(set==0) { temp1++; while(!set) scan(); } if(temp1==1) { // 消抖 // 最高温度和最低温度标志位 // 按键查询程序 // 负温度时最高位显示 &-& // 次高位为 0 时不显示 // 最高位为 0 时不显示第39页河南机电高等专科学校毕业论文xianshi(high); scan(); if(add==0) { while(!add) scan(); high+=1; } if(dec==0) { while(!dec) scan(); high-=1; } } if(temp1==2) { xianshi(low); if(add==0) { while(!add) scan(); low+=1; } if(dec==0) { while(!dec) scan(); low-=1; } scan(); } if(temp1&=3)第40页基于单片机的智能中央空调控制系统设计{ emp1=0; } } } } void main() { dm=0x00; w0=0; w1=0; w2=0; w3=0; for(h=0;h&4;h++) { display[h]=0; } ow_reset(); write_byte(0xcc); write_byte(0x44); for(h=0;h&100;h++) { scan(); } while(1) { if(temp1==0) { work_temp(read_temp()); BEEP(); scan(); keyscan(); // 显示温度值 // 处理温度数据 // 开机先转换一次 //SkipROM // 发转换命令 // 开机显示 &0000& // 开机显示 &0000& // 初始化端口 // 主函数第41页河南机电高等专科学校毕业论文} else keyscan(); } }第42页基于单片机的智能中央空调控制系统设计总结本论文首先简要介绍了基于单片机的智能空调控制系统组成、工作原 理、单片机的有关知识，然后讨论了对系统所用的硬件的选择。第一章绪 论主要介绍了空调的历史与发展趋势，和对控制系统的选择，进行了详细 设计，包括系统硬件设计、软件设计等。接下来第二章简要介绍了本文所 采用的单片机 AT89C51 的结构、工作原理和编程语言。针对该控制系统本 身 的 特 点 和 对 系 统 的 功 能 要 求 采 用 的 核 心 器 件 DS18B20 温 度 传 感 器 及 LED 数码管进行简要的介绍其结构、工作原理。 本系统主要在前面两个部分的基础上，对智能 空调控制系统的硬件和 软件进行详细的分析和设计，以 AT89C51 单片机为核心，利用其强大的控 制功能，加上 DS18B20 的配合，实现对温度的采集，数据处理、分析，比 照设定的温度，再根据处理结果进行控制。这样大大提高了空调的控制性 能，简化了空调的控制操作和控制结构，另外也提高了其控制的稳定性能 利用传感器及 LED 显示能快速直观的反应现实温度。 总的来说，此次毕业实习及毕业设计完成了任务书规定的各项要求， 在学习编程语言、单片机、 Protel 、 Visio 等软件内容的基础上，我进一步 学习了线路设计、安装、检错等多种实用技术，既学习了不少新的知识和 技术，也改变了原来看问题比较片面的缺点。 整个设计的过程，同时也是 专业知识的学习过程，而且是更生动、更切实、更深入的专业知识的学习 ： 由于该课题的实践性较强，鉴于具体应用环境和本人的知识背景，尚 有不足之处，有待于在理论和实践的过程中进一步完善。第43页河南机电高等专科学校毕业论文致谢在此次毕业论文的撰写过程中，得到了多位老师、同学、朋友的关心、 指导和帮助。从入学以来，由于各位老师一直辛勤工作和细心教导使我能 顺利而充实地度过这难忘的三年，使我在综合素质提高、专业理论知识学 习和工作实践能力等方面受益匪浅。 在此，衷心地感谢我的指导教师张士磊老师！在他丰富全面的专业知 识、严谨认真的治学态度和周到系统的细心指导下，我启发颇多，收获颇 丰；他的敦敦教诲、殷殷期盼对我做事做人更是帮助更多。 感谢那些与我朝夕相处了三年的同学，大家一起在紧张的学习之余度 过了许多愉快的时光。与此同时，这些日子，我们一块努力奋斗共进共退， 相互鼓励，相互扶持。 特别要感谢家人在我多年的求学过程中所给予的无私关怀和支持。对 他们所作的一切，我将用以后更加努力的工作和勤奋的学习加以回报！第44页基于单片机的智能中央空调控制系统设计参考文献[1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16]何 立 明 . 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