空调机温度控制系统的设计.docx

空调机温度控制系统的设计空调机温度控制系统1. 设计要求及预期功能用MCS-51单片机设计一个空调机的温控系统具体要求及功能如下：① 实时测量环境温度，并显示当前温度值② 当室温度高于设定温度，压缩机运转，使室温降低③ 当室温低于设定温度，压缩机停止运转④ 温度设定功能，通过按键输入压缩机启停的温度设定值设定温度过程中显示设定温度 值，以便于操作设定完毕后，改为显示当前测定温度值2. 总体方案(1)系统设计① 根据设计要求，设计出温度控制系统的基本结构框图如图1所示图1温度控制系统的基本结构框图② 系统由四个主要功能模块组成：温度测量、按键输入，数码显示以及控制压缩机启停模块♦温度测量模块的主要功能是将环境温度转化为电参数(电压)，并通过A/D转换得到数字量送入单片机♦按键输入模块主要功能是实现设定温度值的输入♦LED显示模块主要功能是显示当前环境温度值因空调对温度精度要求不高，本设计只要求显示两位整数的温度值♦压缩机控制模块主要功能是单片机根据环境温度与设定温度的比较结果送出开关信号、控制压缩机的启停2)关键技术♦本系统中的关键技术是如何实时测量室内温度在对外界物理量如温度、湿度、压力等 进行测量时，首先要解决的问题是如何将这些非电量转换为电参数(电阻、电压、电流)， 其次，是如何将模拟量(电压)转换为数字量。

♦显然对温度的测量，温度传感器是必不可少的温度传感器的种类、型号很多在本设计中选用的是AD590温度传感器3. 硬件设计及功能说明⑴ 系统的硬件电路：包括主机、温度控制、压缩机的控制、按键及显示5个部分，系统硬 件电路原理图如图2所示⑵ 功能说明① 将AD590作为室内温度传感器，当温度变化时，AD590会产生电流变化，经0PA1将电流转换为电压，由0PA2做零位调整，最后由0PA3反相放大10倍② ADC0804输出最大转换＜=FFH(255),0PA3为放大10倍时，则本电路最大测量温度为：最大显示温度为5.1V/10=0.51V,即51oC(10为放大倍数)255X=51 知X=0.2即先乘2再除10FFf255f255X2—510 R4=0.5 R3=10即 D4=0 D3=5 D2=1 D1=0本电路显示器只取D3、D2两位数③ 按下P2.1按钮，放开后立即进入温度设定模式，显示设定最高温度34C(建立TABLE内)，每按一次设定温度将减少1C直至最低设定温度20C，再按一次又回到34C④ 当室温高于设定温度，压缩机(P3.0)运转，使室温降低，当室温低于设定温度，压缩机停止运转。

⑤ 当进入设定温度模式，如未按下设定按钮(P2.1)，经数秒后自动解除设定模式，回到室温显示模式⑥ 本程序以计时中断，每50毫秒中断一次，比较室温与设定温度一次，而令压缩机运转或停止4. 软件设计(1) 软件设计流程主要包括5个模块：l 主程序l 按键设定温度模块十进制调整和数据转换模块l 控制模块l 显示模块口盂s■■■SiuB-Ty皿i聲］~8 'A—一"芒y *图2 空调硬件电路原理图主程序流程如图3 所示图3 主程序流程图(2) 汇编语言程序：JMPSTART0ORG00H；主程序JMPTIM0；TIMERO中断子程序START0：MOV TMOD，#01H；TIMER0 工作在 MODE1MOV TH0，#HIGH(65536-50000)50毫秒中断一次MOVTL0，#LOW(65536-50000)SETBTR0；启动 TIMER0MOVIE，#82H；TIMER0中断使能MOV24H，#0FFH;设定温度RAM初值ANLP1，#00H；清除显示器MOV R0，#14；至TABLE的取码指针初值START： MOVX@R0，A；令ADC0804开始转换/WR=0WAIT：JNB P2.1SET0；是否设定温度？JBP2.0，ADCJMPWAIT；ADC0804转换完成否？ADC： MOVX A，@R0；是则将转换值载入累加器CALLL1；调用十进制转换子程序CALLDISPJMPSTART；调用显示子程序L1：CLR C；C=0MOV20H，#00H；十进制转换的低位寄存器MOV21H，#00H；十进制转换的高位寄存器MOV R3，#08H作为十进制调整，调整的次数NEXT： RLCA；将取入值转换为十进制MOV R2，A；暂存于R2MOVA，20HADDCA，20H；（20H ）乘2加CDAA；做十进制调整MOV20H，A;结果存回（20H）MOVA，21HADDCA，21H；（21H）乘2 加 CMOV21H，A；做十进制调整MOVA，R2;结果存回（21H）DJNZR3，NEXT；做十进制调整结束？ORG 0BHL2：MOVA，20HADDDAMOVA，20HA20H，A（20H ）乘2；做十进制调整；存回20HADDCA，21HDAAMOV21H，ARETDISP： MOVA，20H的高4位MOV A，21H；（21H）乘 2；做十进制调整；存回（21H）；（取 D2 值）（20H）RAMANLSWAPAMOVMOVA，21HANLSWAPAORLA，22HMOVMOV P1，AMOVR7，#0FFHDJNZSET0：CALLDELAYJNBP2.1，SCALLDELAYA2：CJNER0，#0FFH，A1MOVR0，#14A1：MOVA，R0MOVA，#0F0H；变为低4位存入（22H） RAM22H, A；（取D3值）（21H） RAM的低4位 A，#0FE；变为高4位；D3、D2合成8位存入室温地址（23H）23H，A；输出至P1显示温度；延时R7，SRET；设定温度，按钮消除 抖动；放开否？；消除抖动;是否取完最低温度20OC ；是，则令取码指针指到最高温度 ；至TABLE取设定温度DPTR，#TABLEMOVC A，@A+DPTRMOV P1，AMOV24E，A；输出至P1显示设定温度;设定温度值存入（24H） RAMMOV R5，#4FH；设定P2.1按钮按键时间D4：MOV R7，#0FFHD2：MOVR6，#0FFHD1： JNB P2.1，SET1;有按则跳至SET1JMP STARTSET1： CALL DELAYJNBCALLP2.1，SDELAYDECR0JMPA2下否？TIM0：PUSHACCPUSH PSWMOVTH0，#HIGH(65536-50000)MOV;没按时间到，则回到START;消除抖动;放开否？;消除抖动；将取码指针减去1,即减10C；跳至A2,再检测P2.1有键按；TIMERO中断子程序；重设中断时间TL0，#LOW(65536-50000)CLRCMOVA，24HSUBBA，23HJNCOFFCLRP3.0；C=0（24H）设定温度RAM,（23H）室温RAM；（24H）减（23H）；C=0表示（24H）大，即设定温度大；C=1，设定温度小，令压缩机运转P3.0)RETURN：POP PSWRETIOFF： SETBP3.0压缩机停止JMP RETURNDELAY：MOVR7，#60D3：MOV R6，#248POP ACC；设定温度大，令；消除抖动延时DJNZR6，D1DJNZR7，D2DJNZR5，D4DJNZ R6，SDJNZ R7，D3RETTABLE： DB20H，21H，22H，23H，24H；设定温计值DB 25H，26H，27H，28H，29HDB 30H，31H，32H，33H，34HEND5. 系统调试l 完成了硬件设计、制作和软件编程之后，要使系统能够按设计意图正常运行必须进行系统调试。

l 系统调试包括硬件调试和软件调试两个部分，软硬件的调试是不可能绝对分开的，硬件的调试常常需要利用调试软件，软件的调试也可能需要通过对硬件的测试和控制来进行l 模拟实验时可用发光二极管的亮灭代替压缩机控制模块的起停来进行1) 硬件调试硬件的调试主要是把电路各种参数调整到符合设计要求，排除硬件故障，其中包括设计错误和工艺性故障2) 软件调试软件调试的任务是利用开发工具进行仿真调试，发现和纠正程序错误，同时也能发现硬件故障6. 参考文献《单片机原理及应用》 主编：张毅刚 高等教育出版社《单片机原理及系统设计》 编著：胡汉才 清华大学出版社《MCS-51 单片机应用设计》 作者：张毅刚等 哈尔滨工业大学出版社。