基于单片机的空调温度控制器设计

admin · 发表于 2019-12-9 14:38

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基于单片机的空调温度控制器设计
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摘  要
设计了基于AT89C52的高精度家用空调温度控制系统，系统硬件主要由电源电路、温度采集电路（DS18B20）、键盘、显示电路、输出控制电路及其他辅助电路组成；软件采用8051C语言编程；该系统可以完成温度的显示、温度的设定、空调的控制等多项功能。

关键词：单片机；DS18B20；温度检测；显示
目录
1 设计目的及要求       1
1.1 设计目的和意义       1
1.2 设计任务与要求       1
2 硬件电路设计       2
2.1 总体方案设计       2
2.2 功能模块电路设计       3
2.2.1 单片机的选型       3
2.2.2 振荡电路设计       5
2.2.3 复位电路设计       5
2.2.4 键盘接口电路设计       6
2.2.5 温度测量电路设计       6
2.2.6 系统显示电路设计       7
2.2.7 输出控制电路设计       8
2.3 总电路设计       8
2.4 系统所用元器件       9
3 软件系统设计       10
3.1 软件系统总体方案设计       10
3.2 软件流程图设计       10
4 系统调试       12
5 总结       13
5.1 本系统存在的问题及改进措施       13
参考文献       14
附录1：系统的源程序清单       15
附录2：系统的PCB图       39

1 设计目的及要求1.1 设计目的和意义
21世纪的人们生活质量不断提高，同时也对高科技电子产业提出了更高的要求，为了使人们生活更人性化、智能化。我设计了这一基于单片机的空调温度控制系统，人们只有生活在一定的温度环境内才能长期感觉舒服，才能保证不中暑不受冻，所以对室内温度要求要高。对于不同地区空调要求不同，有的需要升温，有的需要降温。一般都要维持在21~26°C。
目前，虽然我国大量生产空调制冷产品，但由于我国人口众多，需求量过盛，在我国的北方地区，还有好多家庭还没有安装有效地室内温控系统。温度不能很好的控制在一定的范围内，夏天室内温度过高，冬天温度过低，这些均对人们正常生活带来不利的影响，温度、湿度均达不到人们的要求。以前温度控制主要利用机械通风设备进行室内、外空气的交换来达到降低室内温度，实现室内温度适宜人们生活。以前通风设备的开启和关停，均是由人手动控制的，即由人们定时查看室内外的温度、湿度情况，按要求开关通风设备，这样人们的劳动强度大，可靠性差，而且消耗人们体力，劳累成本过高。为此，需要有一种符合机械温控要求的低成本的控制器，在温差和湿度超过用户设定值范围时，启动制冷通风设备，否则自动关闭制冷通风设备。鉴于目前大多数制冷设备现在状况，我设计了一款基于MCS51单片机的空调温度控制系统。
1.2 设计任务与要求
系统要求利用单片机设计一空调温度控制器，能够实时检测并显示室温，能够利用键盘设定温度，并且和室温进行比较，当室温低于设定温度时，系统能够驱动加热系统工作，当室温高于设定温度时，系统能够驱动制冷系统工作，当两者温度相等时，不做动作。
2 硬件电路设计2.1 总体方案设计
空调温度控制系统，主要要完成对温度的采集、显示以及设定等工作，从而实现对空调的控制。传统采用铂电阻充当测温器件的方案，虽然其中段测量线性度好，精度较高，但是测量电路的设计难度高，且测量电路系统庞大，难于调试，而且成本相对较高。鉴于上述原因，本系统采用DS18B20充当测温器件。外部温度信号经 DS18B20将输入的模拟信号转换成8位的数字信号，通过并口传送到单片机系统( AT89C52) 。单片机系统将接收的数字信号译码处理，通过LCD1602将温度显示出来，同时单片机系统还将完成键盘扫描、按键温度设定、超温报警等程序的处理，将处理的温度信号与系统设定温度值比较，形成可以控制空调制冷、制热与停止工作三种工作状态，从而实现空调的智能化。另外，键盘输入方面，采用了软件来修正误操作输入，即输入的温度范围必须在系统硬件所确定的范围内，直接降低由于误操作带来的风险，提高了系统的可靠性，体现了人性化的系统设计原则。
系统的整体框图如图1所示：

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