變頻空調(diào)控制系統(tǒng)設(shè)計機電一體化課程設(shè)計

1、<p>　　1 空調(diào)器的發(fā)展和基本分類</p><p>　　隨著近年來我國人民生活水平的提高，空調(diào)越來越多的進(jìn)入到普通家庭。而定速空調(diào)與變頻空調(diào)相比，存在高能耗，低效，溫度波動大，舒適感較差等缺點。本次變頻空調(diào)的設(shè)計可以減小房間溫度的波動，使人感覺到舒適，同時又能省電節(jié)能，而且使空調(diào)的控制功能增強，控制設(shè)計人性化，這就為空調(diào)控制器的設(shè)計提出了更高的要求。設(shè)計提出以后就有了對變頻空調(diào)的控制要求。按季節(jié)來分

2、：夏季溫度較高，濕度較大，空調(diào)器可以降溫和減濕。冬季氣溫較低而且干燥，空調(diào)器可以升溫和加濕。本次設(shè)計是結(jié)合普通實物空調(diào)，在分析了其電氣控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，針對普通空調(diào)的缺點，在充分考慮系統(tǒng)安全性與可靠性的基礎(chǔ)上，對變頻空調(diào)進(jìn)行設(shè)計開發(fā)</p><p>　　2 變頻空調(diào)器的結(jié)構(gòu)框圖</p><p>　　根據(jù)任務(wù)書可知，該系統(tǒng)需要人機界面（按鍵輸入LCD1602顯示），AD采樣，以及單片機控制部

3、分等模塊，并且可以得到以下硬件系統(tǒng)框圖</p><p><b>　　圖 3硬件系統(tǒng)框圖</b></p><p>　　3變頻空調(diào)器制冷制熱的工作原理</p><p>　　變頻空調(diào)與普通空調(diào)或稱定轉(zhuǎn)速空調(diào)的主要區(qū)別是前者增加了變頻器。變頻空調(diào)的微電腦隨時收集室內(nèi)環(huán)境的有關(guān)信息與內(nèi)部的設(shè)定值比較，經(jīng)運算處理輸出控制信號。交流變頻空調(diào)的工作原理是把工頻

4、交流電轉(zhuǎn)換為直流電源，并把它送到功率模塊(大功率晶體管開關(guān)組合)；同時模塊受微電腦送來的控制信號控制，輸出頻率可調(diào)的交變電源(合成波形近似正弦波)，使壓縮機電機的轉(zhuǎn)速隨電源頻率的變化作相應(yīng)的變化，從而控制壓縮機的排量，調(diào)節(jié)制冷量或制熱量。直流變頻空調(diào)同樣把工頻交流電轉(zhuǎn)換為直流電源，并送至功率模塊，模塊同樣受微電腦送來的控制信號控制，所不同的是模塊輸出受控的直流電源(無逆變環(huán)節(jié))送至壓縮機的直流電機，控制壓縮機的排量，因此直流變頻空調(diào)更省

5、電，噪聲更小。</p><p>　　其運行經(jīng)濟性、舒適性以及其特點如下：</p><p>　　1、變頻器能使壓縮機電動機的轉(zhuǎn)速無級連續(xù)可調(diào)，其轉(zhuǎn)速是根據(jù)室內(nèi)空調(diào)負(fù)荷而成比例變化的，當(dāng)室內(nèi)需要急速降溫(或急速升溫)，空調(diào)負(fù)荷加大時，壓縮機轉(zhuǎn)速就加快，制冷量(或制熱量)就按比例增加，當(dāng)達(dá)到設(shè)定溫度時，隨即處于低速運轉(zhuǎn)維持室溫基本不變。 2、變頻空調(diào)的節(jié)流是運用電子膨脹閥控制流量，它的室外

6、微處理器可以根據(jù)設(shè)在膨脹閥進(jìn)出口、壓縮機中氣管處的溫度傳感器收集的信息來控制閥門的開啟度，隨時改變制冷劑的流量。壓縮機的轉(zhuǎn)速與膨脹閥的開啟度相對應(yīng)，使蒸發(fā)器的能力得到最大限度的發(fā)揮。同時，由于采用了電子膨脹閥作為節(jié)流元件，化霜時不停機，利用壓縮機排氣的熱量先向室內(nèi)供熱，余下熱量送到室外，將換熱器翅片上的霜融化。 3、常規(guī)定速熱泵型空調(diào)的制熱量、制熱系數(shù)受室外環(huán)境的影響較大。天氣越冷，房間需要的供熱量就越大，然而此時由于室外溫度低，

7、蒸發(fā)溫度也就越低，室外機從環(huán)境中所能提取的熱量就少，因此往往不能達(dá)到供熱需求，也就是說常規(guī)定速熱泵運行的熱舒適性較差。而變頻熱泵空調(diào)就能克服這一缺陷。在室外溫度較低時，它能以較高的頻率運行，因此變頻熱泵在供熱需求量高的寒冷天氣里依舊能提供足夠的供熱量，運行的熱舒</p><p>　　4 變頻空調(diào)器的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計</p><p>　　4.1硬件單元電路的設(shè)計</p><p

8、>　　根據(jù)前一章的理論分析，和在理論分析基礎(chǔ)上提出的方案論證，最后得到設(shè)計的最終方案，我們就根據(jù)上面提出的方案來進(jìn)行單元電路的設(shè)計。這部分的設(shè)計是具體的硬件電路的搭接，就是運用最基本的電器元件或集成元件進(jìn)行硬件電路的設(shè)計。</p><p>　　根據(jù)前面提到的，我們本部分將設(shè)計以下幾個電路：電源電路、溫度采集電路、步進(jìn)電機的控制電路、風(fēng)扇電機的控制電路、顯示電路、紅外接收電路、通信電路以及過流、過壓、過零電路

9、的設(shè)計。</p><p>　　在這些電路的設(shè)計搭接過程中，我們還將對一些用到的元氣件進(jìn)行參數(shù)的計算、校驗和元氣件的選型。對具體的元氣件我將列出詳細(xì)的元氣件清單和參數(shù)表做為設(shè)計的依據(jù)。</p><p>　　4.2電源電路的設(shè)計</p><p>　　根據(jù)方案選擇和確定中，對電源電路和設(shè)計中對電源的要求做出分析，列出電源設(shè)計方案，在此將設(shè)計電源的實際電路。下面將先畫出電源

10、的設(shè)計電路，然后進(jìn)行工作方式的分析。</p><p>　　圖 3.4 空調(diào)電源的電路圖</p><p>　　本電源設(shè)計中，220v的原始電源是從市電取的，即才插頭P1取的。在這個電路中FU是快速熔斷器，是為了保護該電路在短路的情況下，不損壞設(shè)備及相關(guān)的電器元件。220v的電源一路經(jīng)P2送室外機用電；一路經(jīng)過FU，由濾波電容C0濾波，壓敏電阻防止過壓后，經(jīng)三繞組變壓器T0后，變成13.5v和

11、6.5v兩個電壓級別的電壓，供室內(nèi)機的控制單元和驅(qū)動單元使用。</p><p>　　變壓器T0的選擇：三邊的電壓等級比為：220：13：6，這也是變壓器繞組數(shù)的比例。在變壓器的容量選擇上，我們選擇電壓等級220v，容量的計算：容量等于功率和電流的乘積，在這個電路中，電壓為220v。原邊的最大電流是副邊的所有電流的和。由電路可以知，微處理器控制端的電壓最大是30毫安，在驅(qū)動電路側(cè)，功率大的電機有風(fēng)扇電機和步進(jìn)電機，

12、對于風(fēng)扇電機，選擇的是12w，額定電壓220v的電機；步進(jìn)電機選擇的是3w—6w的電機，額定電壓12v。由此可以見變壓器的容量，也就是30w左右，可選的型號有：MTD—30w的變壓器做為我們電源側(cè)的變壓器。</p><p>　　變壓器的副邊的穩(wěn)壓和濾波調(diào)制單元中，13v等級的電壓經(jīng)整流器進(jìn)行整流，使輸出為直流，整流后的電壓經(jīng)帶極性電容C1和固態(tài)電容的濾波，送入穩(wěn)壓器LM7812，輸出+12的直流穩(wěn)壓電源，這部分電

13、源主要供給步進(jìn)電機的驅(qū)動和風(fēng)扇電機的控制電路使用；另一路6.5v等級的電壓經(jīng)整流器進(jìn)行整流，再經(jīng)電解電容和固態(tài)電容濾波后，送入穩(wěn)壓器LM7805，輸出+5v的直流穩(wěn)壓電源，這一路的電源可以直接供給控制電路作為控制信號的觸發(fā)或者是驅(qū)動環(huán)節(jié)的控制，+5v電源經(jīng)過2個2極管后降壓成3.4v左右的直流電源，這部分就供給主控制器SPCE061A的VDD使用，這是因為SPCE061A的端口承受的最大電壓是3.3v左右，所以我們要采取這樣的做法，這樣

14、一方面可以保護控制器的安全工作；另一方面，還可以保證控制器內(nèi)部的程序、以及控制命令的正確運行。</p><p>　　以上就是本次設(shè)計中電源模塊的硬件電路設(shè)計，因為穩(wěn)壓電源在實際工作中，已經(jīng)很成熟而且很完善，所以本次設(shè)計中，只是利用一些實際中常用的參數(shù)作為本次電源的設(shè)計參數(shù)。這樣可以提高電壓的可靠性，使工作更加安全、流程更加完善。</p><p>　　4.3步進(jìn)電機的控制電路的設(shè)計</

15、p><p>　　根據(jù)設(shè)計任務(wù)書的要求，以及前面對設(shè)計方案的選擇和論證，我們可以知道，本次設(shè)計中步進(jìn)電機的控制的作用，也就是對風(fēng)擺電機的控制，近而控制進(jìn)入室內(nèi)的風(fēng)的風(fēng)向風(fēng)素，以及風(fēng)的強若，以達(dá)到使室內(nèi)流動的風(fēng)給人們最好的感覺，風(fēng)山電機的控制只是根據(jù)人對風(fēng)的感受，進(jìn)行控制。所以說在程序和硬件接線圖上，并沒了什么特別的地方，只是四相八拍的步進(jìn)電機的接法值得思考和學(xué)習(xí)。下面我們先列出本次設(shè)計的步進(jìn)電機的控制電路的電路圖，然后

16、再從設(shè)計原理、參數(shù)計算等方面進(jìn)行詳細(xì)的闡述。</p><p>　　圖 2.6 四項八拍電機的電路圖</p><p>　　從實際電路圖可以看出，主要由驅(qū)動器ULN2003，以及四相八拍的電機構(gòu)成整個電路。下面就這兩塊的內(nèi)容進(jìn)行解釋。</p><p>　　ULN2003是具有7個達(dá)林頓電路的集成驅(qū)動芯片,此芯片集電極可以收集電流達(dá)500mA。下面我們就其原理圖進(jìn)行分析：

17、</p><p>　　圖 2.7 ULN2003原理圖</p><p>　　這是一組達(dá)林頓管的工作原理圖，進(jìn)信號經(jīng)2.7K電阻分壓，然后經(jīng)達(dá)林頓管的嵌位信號，最好反向輸出，在此過程中，對進(jìn)入信號進(jìn)行了放大和增強，使得輸出信號具有一定功率范圍的驅(qū)動能力。</p><p>　　下面我們就步進(jìn)電機進(jìn)行選型和參數(shù)校正：</p><p>　　根據(jù)設(shè)計要

18、求，要采用四相八拍的，功率在3w—6w，額定工作電壓直流12v的直流步進(jìn)電機，根據(jù)這些要求我們選：57BYG007型。其主要參數(shù)是：額定電壓DC+12v，相數(shù)四相，步距角0.72°，電流0.38A，電阻32歐姆，最大力矩29.3g.cm。</p><p>　　整個的性能指標(biāo)和參數(shù)要求，都符合我們設(shè)計要求，其基本電路圖為：</p><p>　　圖 2.8 直流進(jìn)步電機電路圖<

19、/p><p>　　下面就步進(jìn)電機的工作特性和選取原則進(jìn)行說明：</p><p>　　步進(jìn)電機是將電脈沖信號轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元件。在非超載的情況下，電機的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數(shù)，而不受負(fù)載變化的影響，即給電機加一個脈沖信號，電機則轉(zhuǎn)過一個步距角。這一線性關(guān)系的存在，加上步進(jìn)電機只有周期性的誤差而無累積誤差等特點。使得在速度、位置等控制領(lǐng)域用步進(jìn)電機來控制變的

20、非常的簡單。</p><p>　　步進(jìn)電機有步距角（涉及到相數(shù)）、靜轉(zhuǎn)矩、及電流三大要素組成。一旦三大要素確定，步進(jìn)電機的型號便確定下來了。</p><p><b>　?、?步距角的選擇</b></p><p>　　電機的步距角取決于負(fù)載精度的要求，將負(fù)載的最小分辨率（當(dāng)量）換算到電機軸上，每個當(dāng)量電機應(yīng)走多少角度（包括減速）。電機的步距角應(yīng)

21、等于或小于此角度。目前市場上步進(jìn)電機的步距角一般有0.36度/0.72度（五相電機）、0.9度/1.8度（二、四相電機）、1.5度/3度 （三相電機）等。</p><p><b>　?、?靜力矩的選擇</b></p><p>　　步進(jìn)電機的動態(tài)力矩一下子很難確定，我們往往先確定電機的靜力矩。靜力矩選擇的依據(jù)是電機工作的負(fù)載，而負(fù)載可分為慣性負(fù)載和摩擦負(fù)載二種。單一的

22、慣性負(fù)載和單一的摩擦負(fù)載是不存在的。直接起動時（一般由低速）時二種負(fù)載均要考慮，加速起動時主要考慮慣性負(fù)載，恒速運行進(jìn)只要考慮摩擦負(fù)載。一般情況下，靜力矩應(yīng)為摩擦負(fù)載的2-3倍內(nèi)好，靜力矩一旦選定，電機的機座及長度便能確定下來（幾何尺寸）</p><p>　　根據(jù)以上的選擇步進(jìn)電機的方法，我選擇了我們現(xiàn)在使用的這個57BYG007型的步進(jìn)電機，在滿足我們設(shè)計要求的前提下，在性價比、重量等其他非主要因素上也是具有很

23、突出的特點。</p><p>　　4.4各部分硬件的設(shè)計</p><p>　　(1).a溫度傳感器選擇</p><p>　　根據(jù)任務(wù)要求我們選擇了AT590作為溫度傳感器，根據(jù)電阻分壓（如下圖左），實現(xiàn)由溫度到電壓值的轉(zhuǎn)換，因為AT590的溫度系數(shù)比較大，經(jīng)計算當(dāng)溫度變化范圍是0-99度時，可以不用運放，直接送到AD采樣的輸入端進(jìn)行AD采樣。</p>

24、<p>　　b.溫度傳感器AD590基本知識</p><p>　　AD590產(chǎn)生的電流與絕對溫度成正比，它可接收的工作電壓為4V－30V，檢測的溫度范圍為－55℃－＋150℃，它有非常好的線性輸出性能，溫度每增加1℃，其電流增加1uA，AD590溫度與電流的關(guān)系如表1所示。</p><p><b>　　表 1</b></p><p>

25、　　圖4 溫度傳感器電路</p><p>　　(2).AD轉(zhuǎn)換器的選擇</p><p>　　因為溫度變化范圍是-50--50度，理論上AD位數(shù)只要7位（128級）就夠了，</p><p>　　所以系統(tǒng)采用了經(jīng)典的ADC0809（8位AD）作為AD采樣芯片。</p><p>　　溫度的計算公式：V=5*Rt/(R+R1+Rt)。</p&g

26、t;<p>　　ADC0809是帶有8位A/D轉(zhuǎn)換器、8路多路開關(guān)以及微處理機兼容的控制邏輯的CMOS組件。它是逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器，可以和單片機直接接口。</p><p>　　a.ADC0809的內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)</p><p>　　圖 5 ADC0809內(nèi)部原理</p><p>　　由圖5可知，ADC0809由一個8路模擬開關(guān)、一個地址鎖存與譯碼器、

27、一個A/D轉(zhuǎn)換器和一個三態(tài)輸出鎖存器組成。多路開關(guān)可選通8個模擬通道，允許8路模擬量分時輸入，共用A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。三態(tài)輸出鎖器用于鎖存A/D轉(zhuǎn)換完的數(shù)字量，當(dāng)OE端為高電平時，才可以從三態(tài)輸出鎖存器取走轉(zhuǎn)換完的數(shù)據(jù)。</p><p>　　b.引腳結(jié)構(gòu)(如圖6)</p><p>　　IN0－IN7：8條模擬量輸入通道 圖6 ADC0809引腳圖</p&g

28、t;<p>　　ADC0809對輸入模擬量要求：信號單極性，電壓范圍是0－5V，若信號太小，必須進(jìn)行放大；地址輸入和控制線：4條。</p><p>　　ALE為地址鎖存允許輸入線，高電平有效。當(dāng)ALE線為高電平時，地址鎖存與譯碼器將A，B，C三條地址線的地址信號進(jìn)行鎖存，經(jīng)譯碼后被選中的通道的模擬量進(jìn)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。A，B和C為地址輸入線，用于選通IN0－IN7上的一路模擬量輸入。通道選擇表如表2所

29、示。</p><p><b>　　表 2</b></p><p>　　數(shù)字量輸出及控制線：11條</p><p>　　ST為轉(zhuǎn)換啟動信號。當(dāng)ST上跳沿時，所有內(nèi)部寄存器清零；下跳沿時，開始進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換；在轉(zhuǎn)換期間，ST應(yīng)保持低電平。EOC為轉(zhuǎn)換結(jié)束信號。當(dāng)EOC為高電平時，表明轉(zhuǎn)換結(jié)束；否則，表明正在進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。OE為輸出允許信號，用于控

30、制三條輸出鎖存器向單片機輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)。OE＝1，輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)；OE＝0，輸出數(shù)據(jù)線呈高阻狀態(tài)。D7－D0為數(shù)字量輸出線。</p><p>　　CLK為時鐘輸入信號線。因ADC0809的內(nèi)部沒有時鐘電路，所需時鐘信號必須由外界提供，通常使用頻率為500KHZ，VREF（＋），VREF（－）為參考電壓輸入。</p><p>　　c.ADC0809應(yīng)用說明</p>&l

31、t;p>　　① ADC0809內(nèi)部帶有輸出鎖存器，可以與AT89S51單片機直接相連。</p><p>　?、诔跏蓟瘯r，使ST和OE信號全為低電平。</p><p>　?、鬯鸵D(zhuǎn)換的哪一通道的地址到A，B，C端口上。</p><p>　　④在ST端給出一個至少有100ns寬的正脈沖信號。</p><p>　?、菔欠褶D(zhuǎn)換完畢，我們根據(jù)EO

32、C信號來判斷。</p><p>　?、蕻?dāng)EOC變?yōu)楦唠娖綍r，給OE為高電平，轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)就輸出給單片機了。</p><p>　　5 變頻空調(diào)器的控制系統(tǒng)設(shè)計</p><p>　　5.1 風(fēng)機的控制電路</p><p>　　室內(nèi)風(fēng)扇電機的作用，根據(jù)從理解設(shè)計任務(wù)書可以得知，室內(nèi)風(fēng)扇主要是進(jìn)行盤管溫度的快速傳遞，室內(nèi)風(fēng)扇的風(fēng)速的控制也就是控制向室內(nèi)

33、流動的調(diào)節(jié)后的風(fēng)量的多少。從任務(wù)書可以理解到，風(fēng)扇的主要工作速度不是很高，主要是在中頻段。這就要對風(fēng)扇進(jìn)行合理的控制使其能隨著溫度的變化進(jìn)行必要的速度調(diào)節(jié)，以下將就在滿足設(shè)計要求的前提下，怎么調(diào)節(jié)風(fēng)扇的速度才能使室內(nèi)的空氣流量最合理。下面我們就把這次設(shè)計中設(shè)計的風(fēng)扇電機的驅(qū)動電路列出來，并進(jìn)行詳細(xì)的原理和參數(shù)計算等方面的闡述。</p><p>　　圖 2.9 風(fēng)扇電機的驅(qū)動電路圖</p><p

34、>　　由這個電路的設(shè)計可以看出，里面包括了告訴雙向三極閘流晶閘管，交流風(fēng)扇電機這兩塊構(gòu)成。以下就這兩快分別進(jìn)行闡述。雙向三極閘流晶閘管，在本設(shè)計可以看出，其額定電壓是220v，通態(tài)電流要根據(jù)電機的大小來計算。在這個電路設(shè)計當(dāng)中，電機的額定最大功率是30w，所以在次設(shè)計中，雙向三極閘流晶閘管的通態(tài)電流大約是0.136A。在此基礎(chǔ)上，我們選擇的雙向三極閘流晶閘管的型號是：3CT16S。其具體參數(shù)如下：</p><p

35、>　　3CT16S 是NPNPN 雙向三極閘流晶閘管封裝形式為TO-220。</p><p>　　制造中采用的主要工藝技術(shù)有：P＋隔離擴散技術(shù)、臺面玻璃鈍化技術(shù)、多層金屬化技術(shù)等</p><p>　　在Tc=25℃時候的額定參數(shù)是：</p><p>　　通態(tài)方均根電流 IT（RMS），15 A</p><p>　　通態(tài)浪涌電流 ITSM

36、 ，150 A</p><p>　　斷態(tài)重復(fù)峰值電壓 VDRM ，±400，±500，±600 V</p><p>　　門極耗散峰值功率 PGM ，20 W</p><p>　　門極耗散平均功率 PG（AV）， 0.5 W</p><p>　　門極正向峰值電流 VRGM ，5 V</p><p

37、>　　等效結(jié)溫 Tvj ，125 ℃</p><p>　　存儲溫度 Tstg ，-40－150 ℃</p><p>　　按照以上的參數(shù)，我們可以看出在我們設(shè)計的這個電路中，是完全可以滿足我們設(shè)計要求的。在這里闡述雙向晶閘管控制的調(diào)壓調(diào)速依據(jù)為：</p><p>　　異步電動機的電磁轉(zhuǎn)矩為</p><p><b>　　(2-1)

38、</b></p><p>　　上式就是異步電動機的機械特性方程式，由方程式可知，當(dāng)轉(zhuǎn)速或轉(zhuǎn)差率一定時，電磁轉(zhuǎn)矩與電壓的平方成正比。這樣可以調(diào)節(jié)電壓來控制電磁轉(zhuǎn)矩的大小。</p><p>　　負(fù)載電壓有效值U和晶閘管導(dǎo)通角的關(guān)系為： </p><p><b>　　(2-2)</b></p><p>　　式中為觸

39、發(fā)角，為導(dǎo)通角。</p><p>　　晶閘管電流有效值和負(fù)載電流有效分別為</p><p><b>　　(2-3)</b></p><p>　　由(2-1)式和(2-2)式可知，當(dāng)改變晶閘管的導(dǎo)通角時，相應(yīng)的就改變了電動機定子上的電壓，從而改變了電動機的電磁轉(zhuǎn)矩。</p><p>　　下面將風(fēng)扇電機的選型給以說明。<

40、;/p><p>　　在風(fēng)扇電機的選擇，一，必須滿足我們設(shè)計中對風(fēng)扇電機的要求；二，價格要便宜等附加因素。我們這個設(shè)計中，因為是空調(diào)的設(shè)計，所以首先電機的體積要下，功率不是很大。額定電壓是220v，電流大約在1A以內(nèi)。在此基礎(chǔ)上我們選的是：YDK—30E型，是由湖州越球電機生產(chǎn)的。其參數(shù)如下：</p><p>　　額定電壓：220v，頻率：50HZ，電容：3.5uf，</p>&l

41、t;p>　　轉(zhuǎn)速H:530，M:450，L:410， 功率：30w。</p><p>　　電機和雙向三極閘流晶閘管選擇好以后，我將其控制功能在此進(jìn)行簡單的闡述。在本次設(shè)計中，我們可以充分利用控制器SPCE061A的IOB8端具有的PWM輸出口，來實現(xiàn)對風(fēng)扇電機的控制。這樣設(shè)計電路中就一個很關(guān)鍵的問題，就是PWM信號的頻率與風(fēng)扇電機的驅(qū)動電源之間的頻率同頻的問題。在SPCE061A中我們可以通過檢測電源同

42、向輸入端的電壓過零信號，來觸發(fā)PWM的發(fā)出，去控制風(fēng)扇電機的控制電路。在程序中，我們可以將過零信號接到INTEXT1上，用每次的中斷來控制PWM的輸出，達(dá)到最終對風(fēng)扇電機的控制。</p><p>　　5.2 變頻空調(diào)模型分析</p><p><b>　　5.2.1模型分析</b></p><p>　?。?）空調(diào)模型相當(dāng)于一個積分環(huán)節(jié)與一個慣性環(huán)

43、節(jié)的串聯(lián)。房間模型主要考慮室內(nèi)外溫度干擾與散熱片熱量共同作用于具有初始溫度房間，經(jīng)空氣導(dǎo)熱延遲，簡化為具有一階慣性環(huán)節(jié)。 </p><p>　?。?）由任務(wù)書給定條件：房間熱慣性時間常數(shù) =450，空氣導(dǎo)熱延遲τ=35，通過分析,我們選擇PID控制算法進(jìn)行控制。 </p><p>　　5.2.2 MATLAB仿真</p><p>　　圖 1 MATLAB仿真<

44、/p><p><b>　　5.2.3仿真結(jié)果</b></p><p>　　圖 2 MATLAB仿真結(jié)果</p><p>　　6 軟件流程圖和主程序</p><p>　　6.1系統(tǒng)程序流程圖</p><p>　　6.1.1主程序設(shè)計</p><p>　　先列出其流程圖：如圖3.1

45、，主程序是本次設(shè)計中，一切控制的開始，是整個系統(tǒng)中個單元模塊集合的地方，是集成度最高的地方。</p><p>　　程序一開始，先對在本次設(shè)計中用到的I/O端口進(jìn)行設(shè)置，這里面包括，設(shè)置輸入、輸出口以及一些特殊功能口，為整個程序打下基礎(chǔ)。先進(jìn)行室內(nèi)溫度的采集并送顯示，這主要是為用戶進(jìn)行設(shè)定溫度提供參考點。然后檢測遙控器的控制命令的信號，要是有遙控器的控制命令，就根據(jù)命令的要求，進(jìn)入遙控器控制子程序，進(jìn)行處理。然后根

46、據(jù)設(shè)定溫度和實際室內(nèi)的溫度進(jìn)行比較做出，空調(diào)工作方式的選擇，即制冷或制熱。根據(jù)差值計算出壓縮機要運行的頻率，送下位機壓縮機運行。同時啟動故障檢測，檢測是否有過流、過壓，要是有就進(jìn)行故障處理，要是沒就繼續(xù)等待遙控器的控制命令和整個系統(tǒng)的調(diào)節(jié)。</p><p>　　圖 10 系統(tǒng)流程圖</p><p>　　6.1.2 路溫度采集程序設(shè)計</p><p>　　先列出其流程

47、圖：如圖3.2、圖3.3</p><p>　　溫度采集電路的作用，有兩部分，一是完成室內(nèi)環(huán)境溫度的采集，供控制器與設(shè)置溫度進(jìn)行比較，然后作出運行方式的判斷處理；二是完成盤管溫度的采集的工作，然后根據(jù)盤管的溫度對風(fēng)扇電機、壓縮機、電子膨脹閥進(jìn)行控制。</p><p>　　在本次溫度采集程序設(shè)計中。在溫度采集主程序中如圖1，一開始對要使用的IOA0和IOA1口進(jìn)行端口設(shè)置，即進(jìn)行輸入設(shè)置。然后

48、開A口允許AD轉(zhuǎn)換，進(jìn)行轉(zhuǎn)換通道的選擇，選擇好轉(zhuǎn)換通道以后，就進(jìn)入該通道溫度采集子程序，如圖2，先置采集次數(shù)計數(shù)器為4次，讀取轉(zhuǎn)換的數(shù)值到存儲寄存器，判斷是否完成4次溫度采集，要是沒到4次，就繼續(xù)采集，要是到了4次，求其平均值，送判斷處理，返回采集值到主程序。主程序中先進(jìn)行是否完成2通道轉(zhuǎn)換進(jìn)行判斷，要是沒了完成就繼續(xù)上面的轉(zhuǎn)換，要是完成了，就把AD采集的值讀入到存儲器中，然后把測得的電壓值轉(zhuǎn)換成溫度值，作為本程序的返回值。</p

49、><p>　　6.1.3 顯示部分程序設(shè)計</p><p>　　先列出其流程圖：如圖3.4</p><p>　　顯示部分主要實現(xiàn)的功能，一是完成溫度的顯示，這主要包括室內(nèi)環(huán)境溫度的先，和用戶設(shè)定溫度的顯示兩部分；二是完成對整個系統(tǒng)的運行狀態(tài)的顯示，這包括運行、故障、除濕、除霜等。</p><p>　　在本設(shè)計中，充分利用SPCE061A的SIO串

50、行數(shù)據(jù)傳送口的功能，使顯示節(jié)省了大量的I/O口。程序一開始先對SIO口即IOB0和IOB1口進(jìn)行設(shè)置，然后先檢測遙控器的溫度設(shè)置是否有，如果有就先顯示設(shè)置溫度，先啟動SIO數(shù)據(jù)傳送功能，然后讀取溫度設(shè)定值，對這些顯示值進(jìn)行處理，即把十位顯示和個位顯示分出來，分別送顯示寄存器，顯示完后返回主程序。</p><p>　　在室內(nèi)溫度的顯示上，先是啟動SIO數(shù)據(jù)傳送，然后從溫度采集程序中，讀取溫度值，然后對這些值進(jìn)行處理

51、，把十位和個位分開，分別送顯示寄存器顯示。完成后返回主程序。</p><p>　　以上就是顯示程序完成的功能和實現(xiàn)的過程。</p><p>　　6.1.4 風(fēng)擺電機控制程序</p><p>　　先列出其流程圖：如圖3.5</p><p>　　完成室內(nèi)風(fēng)擺電機的控制，這主要是控制導(dǎo)風(fēng)板的開度，而導(dǎo)風(fēng)板的開度又決定著吹進(jìn)室內(nèi)的風(fēng)的風(fēng)向和風(fēng)的舒適度

52、</p><p>　　風(fēng)擺電機的控制，主要是根據(jù)遙控器的控制信號的命令進(jìn)行控制，當(dāng)有遙控器控制信號時，先進(jìn)行命令的判斷，先判斷命令是增大開度還是減小開度，然后根據(jù)命令的要求，對步進(jìn)電機的運行步序進(jìn)行調(diào)節(jié)，增加或減小步序。當(dāng)步序小到0時或大到最大值的時候，就對遙控器的減小和增大信號，無作用，不作出反應(yīng)。這也為防止步進(jìn)電機過載而做的程序保護。</p><p>　　圖 3.1 主程序流程圖<