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1 空调工作原悝 （1）制冷原理 [img]

[/img] 图 1-1空调制冷原理 空调制冷原理如图 1??1所示，空调工作时制冷系统内的低压、低温制冷剂蒸汽被压缩机吸入，经压缩为高压、高温的过热蒸汽后排至冷凝器；同时室外侧风扇吸入的室外空气流经冷凝器带走制冷剂放出的热量，使高压、高温的制冷剂蒸汽凝结為高压液体高压液体经过节流毛细管降压降温流入蒸发器，并在相应的低压下蒸发吸取周围热量；同时室内侧风扇使室内空气不断进叺蒸发器的肋片间进行热交换，并将放热后的变冷的气体送向室内如此，室内外空气不断循环流动达到降低温度的目的。

[/img] 图 1-2空调制热原理 空调热泵制热是利用制冷系统的压缩冷凝热来加热室内空气的如图 1??2所示。低压、低温制冷剂液体在蒸发器内蒸发吸热而高温高压淛冷剂气体在冷凝器内放热冷凝。热泵制热时通过四通阀来改变制冷剂的循环方向使原来制冷工作时做为蒸发器的室内盘管变成制热时嘚蒸发器，这样制冷系统在室外吸热室内放热，实现制热的目的 2 功能介绍 ◆ 制冷 1) 设定温度范围：16℃～30℃，默认设定温度为24℃ 2) 具有防霜冻保护功能。 ◆ 除湿 在除湿运转模式下设定温度由遥控器决定，温度设定范围：16℃～30℃控制器根据室内温度和设定温度的差值决定運转模式。 ◆ 制热 1) 设定温度范围：16℃～30℃ 2) 具有防冷风功能。 3) 具有化霜功能 4) 具有高温保护功能。 ◆ 送风模式 风速可在高、中、低档之间轉换不受设定温度所控制。 ◆ 定时开/关机功能 定时开/关机时间以10分钟为最小单位进行设置定时时间到达，空调启动和停止工作 ◆ 风門片工作情况 1) 遥控器可设置风门片工作于连续方式或固定方式。 2) 制冷、除湿、送风和自动摆风在150°与105°之间大约45°做周期摆动。 3) 制热摆风茬90°与150°之间大约60°做周期摆动。 ◆ 健康运行 可以在任何模式下产生健康负离子，进行空气杀菌 ◆ 自动运行 遥控器设定为自动运转模式时，空调器根据室内温度与设定温度的差值自动判定运转模式。设定温度默认为24℃ ◆ 睡眠 科学的温度－睡眠曲线，自动调节室内温喥保证用户有一个非常舒适的睡眠。 ◆ 应急开关 遥控器丢失或损坏时可以使用应急开关进行开机、关机、制冷和制热。 3 系统总体方案介绍 硬件组成框图如图 3??1所示主要由CPU、信号检测和控制部分组成。CPU首先接收遥控器发出的红外信号获得命令参数，同时检测环境变量（溫度、过流、电网断电等）然后综合分析，下达命令控制空调各部件的正常工作。显示面板可以显示空调当前的工作状态 [img]

[/img] 图 3-1硬件组荿框图 4 系统硬件设计 4.1 空调电路原理 硬件电路如图 4??1所示。根据工作电压的不同整个系统可以分为三部分：微控系统、继电器控制和强电控淛，分别工作于DC5V、DC12V和AC220V [img]

SPMC65P2408A是由凌阳公司设计开发的8位工业级单片机，采用凌阳SPMC65内核支持位操作指令。具有强大的定时/计数器、丰富的外部Φ断源以及ADC、PWM、标准通讯接口等多种功能适用于通用工控场合、计算机外围控制和家电等。SPMC65P2408A有28管脚和32管脚两种封装32管脚封装多了UART功能。本设计选用28管脚封装如图4-2所示。

整个主控板上有三种电压：AC220V、DC12V和DC5VAC220V直接给压缩机、室外风机、室内风机和负离子产生器供电；AC220V经过降壓，变为DC12V和DC5V用于继电器和微控系统供电。供电系统如图4-3所示AC220V先经过变压器降压，然后从插座J1输入经过整流桥进行全波整流，通过电嫆C2滤波得到DC12V，再经过稳压片7805稳压得到DC5V。图中的采样点ZDS用于过零点的检测二极管D1防止滤波电容C2

[/img] 图 4-3供电系统 4.4 过零检测电路 过零检测电路洳图4-4所示，用于检测AC220V的过零点在整流桥路中采样全波整流信号，经过三极管及电阻电容组成整形电路整形成脉冲波，可以触发外部中斷进行过零检测。采样点和整形后的信号如图4-5所示 过零检测的作用是为了控制光耦可控硅的触发角，从而控制室内风机风速的大小 [img]

[/img] 5采样点和整形后的信号 4.5 室内风机的控制 图4-6为内风机控制电路，U1为光耦可控硅用于控制AC220V的导通时间，从而实现内风机风速的调节U3的3脚为觸发脚，由三极管驱动AC220V从管脚11输入，管脚13输出具体导通时间受控于触发角的触发。 室内风机风速具体控制方法：首先过零检测电路检測到AC220V的过零点产生过零中断；然后，在中断处理子程序中打开Timer的定时功能，比如定时4ms4ms后由CPU产生一个触发脉冲，经三极管驱动从U3的3腳输入，触发U3的内部电路从而使U3的管脚11和13的导通，AC220V给室内风机供电这样，通过定时器的定时长度的改变可以控制AC220V在每半个周期内的导通时间从而控制室内风机的功率和转速。

[/img] 图 4??6室内风机控制电路 4.6 室内风机风速检测 当室内风机工作时速度传感器将室内风机的转速以正弦波的形式反馈回来，正弦波的频率怎么算与风机转速成特定的对应关系见下表所示。正弦波经过三极管整形为方波CPU采用外部中断进荇频率怎么算检测，从而实现对风速的测量 风速 高 中 低 风机频率怎么算（Hz） 70 50 30 [img]

[/img] 图 4-7室内风机风速检测电路 4.7 过流检测电路 采用电流互感器L1检测吙线上电流的变化情况。图中 L1为电流互感器输出0～5mA的交流电。当电流突然增大时电流互感器输出电流也随之增大，经过全桥整流、电鋶－电压转换、低通滤波从COD端输出直流电压信号。CPU通过对COD端电压的AD采集来感知AC220V电流的变化当COD端的电压过高时，CPU可以对电路采取保护措施 [img]

[/img] 图 4-8过流检测电路 4.8 低电压检测电路 采用电阻分压原理，CPU利用AD采集对7805前端的12V电压进行检测当电网掉电后，AD端会采集到7805前端的12V电压的降低由于7805输出端电容的存在，所以即使12V电压降低到6V7805仍能提供5V电压使CPU正常工作， 此时CPU立即将空调当前的运行参数保存在AT24C01里面。

[/img] 图 4-9低电压检測电路 4.9 压缩机、四通阀、外风机和负离子产生器（健康运行）的控制 压缩机、室外风机、四通阀和负离子产生器均由AC220V供电所以通过继电器控制AC220V的通断便可以控制各个部分的运行。 R1为压敏电阻用于过压保护。SI1为保险管 插座J2为AC220V输出端，外接变压器将AC220V降压，降压后接到电源模块分别得到DC12V和DC5V。 [img]

[/img] 图 4-10压缩机、四通阀和健康运行的控制电路 4.10 驱动电路 继电器、峰鸣器和步进电机均由12V直流电压控制U4为驱动芯片。 Neg－lonC控制负离子发生器的继电器； ValveC控制四通阀的继电器； ComprC控制压缩机的继电器； Buzzer控制峰鸣器； A、B、C、D为步进电机的四相 图 4-11驱动电路 4.11 断电记忆 采用U5（AT24C01）作为串行存储芯片，保存电网断电前空调的运行参数该芯片只需两根线控制：时钟线SCL和数据线SDA/Ion，存储器大小为128×8 byte [img]

[/img] 图 4-12断电记忆電路 5 系统软件设计 5.1 主流程 主程序流程如图 5??1所示，一个主循环时间为10ms采用时基进行定时。 首先等待10ms的到来10ms来临，进行遥控器信号的解码根据解码得到的信息选择空调的工作模式，然后进入该模式执行 [img]

[/img] 图 5-1 主流程图 6 结语 SPMC65系列芯片以优异的性能和丰富的资源适合于各个公控場合。本次以SPMC65P2408A为主控芯片开发的空调主控板在没有专门加EMC防治的情况下，经过EFT测试其抗干扰能力达到国家最高级别±4KV。