空調控制系統(tǒng)畢業(yè)設計

1、<p><b>　　空調控制系統(tǒng)</b></p><p>　　姓 名： </p><p>　　系 部： 電子信息工程系 </p><p>　　專 業(yè)： 應 用 電 子 </p><p>　　班 級：08應用電子（2）班</p><

2、;p>　　學 號： </p><p>　　指導老師： </p><p><b>　　【目錄】</b></p><p>　　摘要…………………………………………………………3</p><p>　　前言………………………………………………4</p><

3、;p>　　總體設計…………………………………………5</p><p><b>　　2.1背景</b></p><p><b>　　2.2電路原理</b></p><p>　　芯片介紹…………………………………………6</p><p>　　3.1 AT89C51芯片</p><

4、;p>　　3.2 ADCTLV1544芯片</p><p>　　相關電路圖………………………………………10</p><p>　　4.1 AD590溫度傳感器</p><p>　　4.2 LED七段數(shù)碼管</p><p><b>　　4.3 按鍵</b></p><p><b>　

5、　4.4 發(fā)光二極管</b></p><p>　　程序設計及流程圖………………………………16</p><p><b>　　5.1 程序</b></p><p><b>　　5.2 流程圖</b></p><p>　　結論………………………………………………27</p>&

6、lt;p>　　【謝詞】……………………………………………………28</p><p><b>　　空調控制系統(tǒng)</b></p><p><b>　　【摘要】</b></p><p>　　近幾年，變頻空調器成為當今房間空調器發(fā)展的方向,它通過變頻控制器調節(jié)壓縮機的轉速(頻率),實現(xiàn)了制冷(熱)量與房間熱(冷)負荷的自動匹

7、配,具有調溫速度快, 低溫制熱效率好,溫度控制精度高,適用溫度、電壓范圍寬等優(yōu)點。特別是隨著變頻技術的發(fā)展，空調變頻從交流變頻轉到直流無刷電機、永磁同步電機變頻，因此變頻空調器無論是從使用電力電子器件，還是控制策略都廣泛地使用了當代的先進技術。</p><p>　　隨著電子技術發(fā)展，特別是隨著大規(guī)模的集成電路的產生，給人們的是生活帶來了根本性質變化。微型計算機的出現(xiàn)使現(xiàn)代的科學研究得到質的飛躍，而單片機技術的出現(xiàn)

8、則是給現(xiàn)代工業(yè)控制以及日常生活帶來了極大的方便，正是電子技術的發(fā)展推動了工業(yè)生產及人們的日常生活水平?？照{控制系統(tǒng)是利用AT89C51、ADCTLV1544模數(shù)轉換器等芯片設計，同時利用AD590溫度傳感器采集溫度，并制做成的一個制冷、制熱、通風和自動運行的手空型空調控制器。在八段數(shù)碼管上顯示當前的運行狀態(tài)及其溫度顯示。</p><p>　　關鍵詞：AT89C51 ADCTLV1544 AD590 <

9、;/p><p><b>　　前言</b></p><p>　　電子技術的飛速發(fā)展，給人類的生活帶來了根本的的變革，特別是隨著大規(guī)模集成電路的產生而出現(xiàn)了微型計算機，更是將人類社會帶入了一個新的時代。利用微機的強大功能。人們可以完成各種各樣的控制。然而，微機造價高，對于大多數(shù)的工業(yè)控制來說，也并不需要微機那樣強大的功能，于是單片機就運用而生了。單片機其實就是一個簡化的微機，

10、將微機的CPU，存儲器，I/O接口。定時器/計數(shù)器等集成在一片芯片上就是單片機了，它主要用來完成各種控制功能。相對微機來說，單片機價格低，非常適合于應用在簡單 的控制場合以降低成本。另外，單片機是按照工業(yè)控制要求設計的，其可靠性很高，可在工業(yè)現(xiàn)場復雜的環(huán)境下運行。單片機依靠其高的可靠性和極高的性價比，在工業(yè)控制，數(shù)據(jù)采集，智能化儀表，家用電器等方面得到極為廣泛的應用。</p><p>　　現(xiàn)代工業(yè)設計，工程建設及

11、日常生活中溫度控制都起著重要的作用，早期的溫度控制主要用于工廠時間生產中，能起到實時采集溫度數(shù)據(jù)，提高生產效率，產品質量之用。隨著人們生活質量的提高，現(xiàn)代社會中的溫度控制不僅應用在工廠生產方面也應用于酒店，廠房以及家庭生活中，在有些應用中，如高精度的生產廠房，對溫度的要求極其嚴格，溫度的變化極有可能對生產的產品造成極大的影響。因此，這就需要一種能夠及時檢測溫度變化以及溫度變化的設備，提供溫度數(shù)據(jù)值，使人們對溫度的變化做及時的調整，多點溫

12、度控制可根據(jù)人們不同的應用環(huán)境自行設置該環(huán)境的溫度值，及時反映生產，生活中溫度變化使人們能及時看到溫度變化的第一手資料，提示人們溫度變化情況，協(xié)助人們能及時的調整，起到溫度報警作用，使溫度控制更好的服務于社會生產，生活。溫度采集使用AD590溫度傳感器，其工作電壓可以從+4V到+30V范圍內，檢測溫度范圍-55·C—150·C的低溫傳感器，該溫度傳感器具有非常高的線性輸出性能。利用ADCTLV1544模數(shù)轉換芯片進行

13、模/數(shù)（A/D）轉換。</p><p><b>　　總體設計</b></p><p><b>　　背景</b></p><p>　　為了方便人們的生活及生產，電子技術有了飛速的發(fā)展。特別是單片機技術的進步及其廣泛的應用，人們設計了各種各樣的電路來控制生產中的操作。</p><p><b>

14、　　電路原理</b></p><p>　　采用AT89C51單片機芯片，通過P口與外圍電路相連接，外圍電路AD590轉換器，ADCTLV1544芯片分別與AT89C51的P2相關引腳相連接，LED顯示與AT89C51單片機P1口引腳連接驅動LED顯示工作。按鍵控制與AT89C51單片機的P0口相連接，狀態(tài)調整時用到的發(fā)光二極管顯示與單片機的P3口相連接。系統(tǒng)原理圖如下：</p><

15、p><b>　　圖1</b></p><p><b>　　芯片介紹</b></p><p>　　3．1 AT89C51芯片 </p><p>　　8951單片機有40個引腳，引腳圖如下：</p><p><b>　　圖2</b></p><p&g

16、t;<b>　　電源引腳</b></p><p>　　VCC（第40引腳）：接電源+5V</p><p>　　GND （第20引腳）：接電源負極，即接地</p><p><b>　　外接晶振引腳</b></p><p>　　XTAL1（第19腳）：片內反相放大器輸入端</p><

17、p>　　XTAL2（第18腳）：片內反相放大器輸出端</p><p><b>　　輸入輸出引腳</b></p><p>　　P0.0~P0.7（第39—32腳）：P0口的8個引腳。P0口是一個漏極開路的8位</p><p>　　雙向I/O口，每位驅動8個LSTTL負載。在訪問外部存儲器或進行I/O口擴展時，它分時作為低8位地址總線和雙向數(shù)

18、據(jù)總線。</p><p>　　P1.0—P1.7（第1-8腳）：P1口的8個引腳。P1口是一個8位的準雙向I/O口，每一位可直接驅動4個LSTTL負載。</p><p>　　P2.0-P2.7（第21—28腳）：P2口的8個引腳。P2口也是一個8位雙向I/O口，</p><p>　　每一位可直接驅動4個LSTTL負載，在訪問外部存儲器時它作為高8位地址總線。<

19、/p><p>　　P3.0—P3.7（第10-17腳）：P3口8個引腳。P3口除作為普通8位準雙向I/O口外，還具有第二功能。</p><p>　　P3.0 ：RXD（串行輸入口，串行通信時，信號由此輸入單片機）。 </p><p>　　P3.1： TXD（串行輸出口，串行通信時，單片機由此把信號輸出）。</p><p>　　P3.2：/INT0

20、（外部中斷0輸入口）。</p><p>　　P3.3：/INT1（外部中斷1輸入口）</p><p>　　P3.4：T0（定時器0外部輸入口）</p><p>　　P3.5：T1（定時器1外部輸入口）</p><p>　　P3.6；/WR（片外數(shù)據(jù)存儲器寫選通輸出口）</p><p>　　P3.7：/RD（片外數(shù)據(jù)存儲

21、器讀選通輸出口）</p><p><b>　　控制引腳</b></p><p>　　/PROG（第30引腳）：地址鎖存有效信號輸出端。</p><p>　　/EA（第31腳）：外部程序存儲器選用端。</p><p>　　/PSEN（第29腳）：程序存儲允許輸出端。</p><p>　　RST（第9

22、腳）：復位信號輸入端。</p><p><b>　　存儲器結構</b></p><p>　　分為程序存儲器（ROM）和數(shù)據(jù)存儲器（RAM）。片內外統(tǒng)一編址64K字節(jié)的ROM，</p><p>　　128（或256）字節(jié)的片內的RAM和64K字節(jié)的片外RAM。</p><p>　　P2.0-P2.7（第21—28腳）：P2

23、口的8個引腳。P2口也是一個8位雙向I/O口，</p><p>　　每一位可直接驅動4個LSTTL負載，在訪問外部存儲器時它作為高8位地址總線。</p><p>　　P3.0—P3.7（第10-17腳）：P3口8個引腳。P3口除作為普通8位準雙向I/O口外，還具有第二功能。</p><p>　　P0.0~P0.7（第39—32腳）：P0口的8個引腳。P0口是一個漏極

24、開路的8位準</p><p>　　雙向I/O口，每位驅動8個LSTTL負載。在訪問外部存儲器或進行I/O口擴展時，它分時作為低8位地址總線和雙向數(shù)據(jù)總線。</p><p>　　3．2 ADCTLV1544芯片</p><p><b>　　引腳排列：</b></p><p>　　D封裝的TLV1544的引腳排列如下

25、圖：</p><p><b>　　圖3</b></p><p><b>　　引腳功能說明：</b></p><p>　　DATA OUT ：輸出轉換的結果</p><p>　　DATA IN： 通道號</p><p>　　I/O CLK： 時鐘信號，上升沿（INV CL

26、K為1），下降沿（INV CLK為0）</p><p>　　EOC：轉換結束信號，</p><p>　　A0~A3：四路模擬輸入通道</p><p>　　CS：片選端，低電平有效。</p><p>　　REF+、REF- ：接VCC 、GND</p><p>　　CSTART： 一般接VCC</p>&l

27、t;p>　　FS：一般接微處理器的VCC</p><p>　　TLV1544是COMS10位開關電容逐次逼近（SAR）模擬—數(shù)字（A/D）轉換器。每個器件具有芯片選擇、輸入—輸出時鐘、數(shù)據(jù)輸入以及數(shù)據(jù)輸出，提供主微處理器的直接4線同步串行外設接口端口。除了高速轉換器和多種控制能力之外，器件還具有片內11通道多路轉換器，它能在8個模擬輸入通道或三個內部自測試電壓中任意選擇一個。A/D轉換結束時，轉換結束輸出變

28、為高電平以指示轉換已完成。TLV1544被設計成能工作于寬電源電壓范圍且具有極低的功耗。通過軟件編程的掉電方式和轉換速率，節(jié)省功率的特性被進一步增強。轉換器把易于比率轉換的差分高阻抗基準輸入，定標，以及模擬電路與邏輯和電源噪聲相隔離特點組合在一起。開關電容設計允許在整個工作溫度范圍內低誤差的轉換。</p><p>　　TLV1544C具有四個模擬輸入通道，有D封裝可共使用，工作溫度范圍為0℃至70℃，TLV154

29、4I可工作于-40℃至85℃的整個工業(yè)溫度范圍。</p><p><b>　　特點：</b></p><p>　　轉換時間小于或等于10us</p><p><b>　　10位分辨率ADC</b></p><p>　　可編程掉電方式：1u A</p><p>　　2.7Vdc

30、至5.5Vdc的寬范圍單電源工作</p><p>　　0V至Vcc的模擬輸入范圍</p><p>　　具有8個模擬輸入通道的內置模擬多路轉換器</p><p>　　轉換結束（EOC）標志</p><p>　　固有的采樣-保持功能</p><p><b>　　內置自測試方式</b></p>

31、;<p>　　可編程電源與轉換速率</p><p>　　擴展采樣轉換的異步啟動</p><p>　　硬件I/O時鐘相位調整輸入</p><p><b>　　相關電路圖</b></p><p>　　AD590溫度傳感器</p><p><b>　　引言</b>&l

32、t;/p><p>　　集成溫度傳感器實質上是一種半導體集成電路，它是利用晶體管的b-e結壓降的不飽和值VBE與熱力學溫度T和通過發(fā)射極電流I的下述關系實現(xiàn)對溫度的檢測：</p><p>　　集成溫度傳感器具有線性好、精度適中、靈敏度高、體積小、使用方便等優(yōu)點，得到廣泛應用。集成溫度傳感器的輸出形式分為電壓輸出和電流輸出兩種。電壓輸出型的靈敏度一般為10mV/K，溫度0℃時輸出為0，溫度25℃時

33、輸出2.982V。電流輸出型的靈敏度一般為1mA/K。</p><p><b>　　AD590簡介</b></p><p>　　AD590的主要特性如下：</p><p>　　1、流過器件的電流（mA）等于器件所處環(huán)境的熱力學溫度（開爾文）度數(shù)，</p><p>　　2、AD590的測溫范圍為-55℃～+150℃。<

34、;/p><p>　　3、AD590的電源電壓范圍為4V～30V。電源電壓可在4V-6V范圍變化，電流變化1mA，相當于溫度變化1K。AD590可以承受44V正向電壓和20V反向電壓，因而器件反接也不會被損壞。</p><p>　　4、輸出電阻為710MW。</p><p>　　5、精度高。AD590共有I、J、K、L、M五檔，其中M檔精度最高，在-55℃～+150℃范圍

35、內，非線性誤差為±0.3℃。</p><p><b>　　基本應用電路：</b></p><p>　　圖4（a）是AD590的封裝形式，圖4（b）是AD590用于測量熱力學溫度的基本應用電路。因為流過AD590的電流與熱力學溫度成正比，當電阻R1和電位器R2的電阻之和為1kW時，輸出電壓VO隨溫度的變化為1mV/K。但由于AD590的增益有偏差，電阻也有誤差

36、，因此應對電路進行調整。調整的方法為：把AD590放于冰水混合物中，調整電位器R2，使VO=273.2mV?；蛟谑覝叵?25℃)條件下調整電位器,使VO=273.2+25=298.2（mV）。但這樣調整只可保證在0℃或25℃附近有較高精度。</p><p>　　AD590的應用電路圖：</p><p><b>　　圖5</b></p><p>

37、<b>　　功能說明：</b></p><p>　　第一步；先調AD590的可變電阻RP1。如以0ºC為參考值則對應使其電壓輸出為2.72V；如以25ºC為參考值，則對應為2.98V</p><p>　　第二步：設RP2使0ºC時，OPA的輸出為2.73V-2.73V=0V，而25ºC時，OPA2的輸出為2.73V-2.98V

38、=-0.25V（反相）（零位調整）。</p><p><b>　　LED七段數(shù)碼管</b></p><p>　　常用7段數(shù)碼管LED顯示器，共陰極和共陽極結構如下圖：</p><p><b>　　圖6</b></p><p>　　LED顯示器是于發(fā)光二極管組成的，用來顯示特定的的顯示器。7段數(shù)碼管發(fā)

39、光二極管使用靈活，簡單方便，當有電流通過時，相應的發(fā)光二極管就點亮；當電流消滅沒有電流時，發(fā)光二極管就滅。同樣。共陽極LED顯示器。就是將所有發(fā)光二極管的陽極接到一起，接到電源正極。這樣，當某個發(fā)光二極管的陰極加有低電平，該發(fā)光二極管即被點亮。</p><p>　　通過a,b,c,d,e,f,g,dp各點和公共點的電位，就可以控制個發(fā)光二極管的亮暗，而不同的發(fā)光的亮暗組合就可以顯示不同的數(shù)字（dp點是來表示小數(shù)點

40、，在顯示數(shù)字中不起作用）。比如，要顯示“3”，則只需點亮a,b,c,d,g5個發(fā)光二極管，而其他均為暗，對于共陰極LED顯示器來說，就是在在這些引腳上輸入高電平即可。</p><p>　　LED顯示器字符段碼表如下：</p><p>　　雙向I/O口，每位驅動8個LSTTL負載。在訪問外部存儲器或進行I/O口擴展時，它分時作為低8位地址總線和雙向數(shù)據(jù)總線。同樣。共陽極LED顯示器。就是將所

41、有發(fā)光二極管的陽極接到一起，接到電源正極。這樣，當某個發(fā)光二極管的陰極加有低電平，該發(fā)光二極管即被點。</p><p>　　4.3 按鍵</p><p>　　用5只按鈕來分別作為啟動/關閉鍵、工作模式鍵、風速選擇鍵、溫度設定上升鍵和下降鍵。還設置一個復位鍵，按鍵的電路圖形如下：</p><p><b>　　圖7</b></p>

42、;<p><b>　　發(fā)光二極管</b></p><p>　　用6只LED發(fā)光二極管來分別表示室內風速的高、中、低三檔，壓縮機、室外風機和四通換向閥，發(fā)光二極管的電路圖如下：</p><p><b>　　圖8</b></p><p><b>　　程序設計與流程圖</b></p>

43、;<p><b>　　程序</b></p><p><b>　　結論</b></p><p>　　常用的單片機應用系統(tǒng)，除了CPU和存儲器之外，都要用到一些外圍電路，以實現(xiàn)人機接口。便于人們的操作和掌握系統(tǒng)的運行。本系統(tǒng)就是根據(jù)這一原理來設計電路，通過本系統(tǒng)可以像計算機輸入數(shù)據(jù)，傳送命令，控制系統(tǒng)的運行，實現(xiàn)多點溫度的檢測控制。&l

44、t;/p><p>　　用單片機實現(xiàn)了自適應控制,彌補了傳統(tǒng) PID控制結構在特定場合下性能下降的不足,設計了一套實用的溫度測控系統(tǒng),使它在不同時間常數(shù)下均可以達到技術指標。適用于環(huán)境參數(shù)經常變化的小型室溫控制系統(tǒng)。</p><p><b>　　1、要求</b></p><p><b>　　溫度控制系統(tǒng)要求：</b></p

45、><p>　　對室溫進行升溫與降溫，同時需要能恒溫設置。</p><p><b>　　2.主要性能指標</b></p><p>　?、?溫度設定范圍：14°—32°</p><p>　?、?控制精度：溫度控制的靜態(tài)誤差小于等于5度。</p><p>　?、?用十進制數(shù)碼顯示實際溫度

46、。</p><p>　　3.該電路原理包括：</p><p>　　溫度傳感器：AD590、</p><p>　　模數(shù)轉換器A/D：ADCTLV1544</p><p><b>　　開發(fā)前要求：</b></p><p>　　開發(fā)前需要論壇通過以下幾點：</p><p>　　總

47、體方案論證, 各部分電路方案論證, 溫度采樣和轉換電路, 溫度控制電路, 單片機控制部分, 鍵盤及數(shù)字顯示部分, 溫度設定和傳送電路,論證他的控制方式的實現(xiàn)，功能的實現(xiàn)。</p><p>　　采用單片機AT89C51為核心。采用了溫度傳感器AD590采集溫度變化信號，A/D采樣芯片ADCTLV1544將其轉換成數(shù)字信號并通過單片機處理后去控制溫度，使其達到穩(wěn)定。使用單片機具有編程靈活，控制簡單的優(yōu)點，使系統(tǒng)能簡單

48、的實現(xiàn)溫度的控制及顯示，并且通過軟件編程能實現(xiàn)各種控制算法使系統(tǒng)還具有控制精度高的特點。</p><p><b>　　【謝 辭】</b></p><p>　　指導老師xx治學嚴謹，學識淵博，品德高尚，平易近人，在我做論文期間不僅傳授了做學問的秘訣，還傳授了做人的準則。這些都將使我終生受益。無論是在平時的階段，還是在論文的選題、資料查詢、開題、研究和撰寫的每一個環(huán)節(jié)，無