1、 1 1 1 总体方案设计总体方案设计 随着人们生活水平的提高，人们对空调的舒适性和空气品质的要求越来越高，分体式空调已不能满足 人们的要求，户式中央空调得到了迅猛的发展。就室内居住环境而言，恒温环境并非是卫生和舒适的。因 为除了温度外，还有湿度、空气流速、空气洁净度等诸多因素影响到舒适的程度。而传统的中央空调靠设 置机械温控开关来实现房间的恒温控制。这种控制方法，一方面操作不方便；另一方面温度波动范围大， 不但影响人的舒适感，而且会造成一定的能量损耗。采用单片机温度控制系统控制的户式中央空调系统， 可以根据室内的环境因素，调节风机的转速，为人们创造一个舒适的室内环境，同时又节省电。 随着电子
2、技术的发展，特别是随着大规模集成电路的产生，给人们的生活带来了根本性的变化，如果 说微型计算机的出现使现代的科学研究得到了质的飞跃，那么单片机技术的出现则是给现代工业控制测控 领域带来了一次新的革命。目前，单片机在工业控制系统诸多领域得到了极为广泛的应用。特别是其中的 C51 系列的单片机3的出现，具有更好的稳定性，更快和更准确的运算精度，推动了工业生产，影响着人 们的工作和学习。 而本次设计就是要通过以C51 系列单片机为控制核心， 实现空调机温度控制系统的设计。 1.11.1 方案一方案一 选用 AT89C51 单片机为中央处理器，通过温度传感器 DS18B20 对空气进行温度采集，将采集
3、到的温度 信号传输给单片机，由单片机控制显示器，并比较采集温度与设定温度是否一致，然后驱动空调机的加热 或降温系统对空气进行处理，从而模拟实现空调温度控制单元的工作情况。在整个设计中，涉及到温度检 测电路、驱动控制电路、显示电路、键盘电路以及电源的设计等电路。其中单片机的控制程序是起到各个 电路之间的相互协调，控制各个电路正常工作的至关重要的作用。其方框图如下: 图 1-1 方案一设计图框 该图控制简单，思路清晰，各单元模块的相互衔接较简单，同时成本低廉，用的各种器件都是常用器 件，更具有使用性。 1.21.2 方案二方案二 该方案采用的是 AT89C51单片机为核心控制器件， 用它来处理各个
4、单元电路的工作以及检测其运行情 2 况。本方案中采用的是 LM35DZ 温度传感器，通过温度采集电路采集相关温度数值，再由 ADC0809 组成的 A/D 转换电路进行转换，最终得到数字信号，将其直接传输给单片机，然后由单片机根据内部程序判断， 执行相关控制程序，驱动各单元电路的工作。其方框图如下: 图 1-2 方案二设计图框 该方案容易控制，系统原理比较简单，电路可靠。但其中的温度测量电路、译码电路复杂，容易产生 误差和由电路复杂而导致的设备使用寿命低等一系列问题。 1.31.3 总体方案选择及实现总体方案选择及实现 1.3.1 1.3.1 方案选择方案选择 选择方案一。控制简单，思路清晰，
5、各单元模块的相互连接较简单，同时成本低廉，用到的各种器件 都是常用器件，更具有使用性。 1 1.3.2.3.2 具体的实现方案具体的实现方案 实现方案的技术线路为：用按钮输入标准温度值，用 LED实时显示环境空气温度，用驱动电路控制压 缩机完成加热和制冷调节，用 ISIS 软件对设计进行仿真，用 C 语言完成软件编程。单片机 AT89S51 中央 处理器如图所示： 图 1-3 单片机 AT89C51 3 Vcc、Vss：用于外接单片机的工作电源，电源电压为 5V。XTAL1、XTALL2：用于外接晶振构成振荡电 路或直接输入时钟信号。RST：复位信号输入引脚，高电平有效。ALE：地址锁存信号输
6、出引脚，固定输出 1/6 振荡频率的脉冲，可作为脉冲信号源使用。/EA：片内、片外程序存储器选择控制引脚。 输入部分:AT89S51、A/D 转换 、驱动控制、温度控制器、加热、制冷。空气显示部分:4/PSEN：片外 程序存储器读允许控制器。P0.0P0.7：P0 口 I/O 引脚，或数据线/低 8 位地址总线复用引脚。P1.0P1.7： P1 口 I/O 引脚。P2.0P2.7：P2 口I/O 引脚，或高 8 位地址总线引脚。P3.0P3.7：P3 口 I/O 引脚，此外， 每个引脚都有第二功能。 4 2 2 硬件设计硬件设计 2.12.1 硬件各单元方案设计与选择硬件各单元方案设计与选择 2.1.1 2.1.1 温度传感部分温度传感部分 要求对温度和与温度有关的参量进行检测，应该考虑用热电阻传感器。按照热电阻的性质可以分为 半导体热电阻和金属热电阻两大类，前者通常称为热敏电阻，后者称为热电阻。 半导体热敏电阻是利用某些半导体材料的电阻值随温度的升高而减小（或升高）的特性制成的，大多 数的半导体热敏电阻具有负温度系数。负温度系数热敏电阻器的特点是：在
