家用空調(diào)控制器的設(shè)計

1、機電與車輛工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）題目： 家用空調(diào)控制器的研究與設(shè)計專業(yè)：電子信息工程班級： 09（ 2）班姓名：張滿意學(xué)號： 1665090238指導(dǎo)教師：丁西明日期：2012年 12月 28日目錄摘要 01 前言 12 系統(tǒng)方案的確定 12.1 溫度傳感器產(chǎn)品分類與選擇1常用的測溫方法3溫度傳感器產(chǎn)品分類3溫度傳感器的選擇42.2總體方案的確定 53 系統(tǒng)電路總體設(shè)計63.1 系統(tǒng)工作原理 63.2 系統(tǒng)硬件設(shè)計 6溫度采集電路 6信號處理與控制電路8溫度顯示電路10溫度設(shè)置電路13控制指示電路143.3 系統(tǒng)軟件設(shè)計 14數(shù)據(jù)通信 14系統(tǒng)流程圖設(shè)計164結(jié)論 19參考文獻20家用空調(diào)控

2、制器的研究與設(shè)計摘 要： 在自動控制領(lǐng)域中，溫度檢測和控制是非常重要的。溫度測量控制系統(tǒng)在工業(yè)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，科學(xué)研究和人們的生活，已被廣泛使用。因此，溫度傳感器應(yīng)用在第一批各種傳感器中。目前，該溫度傳感器從模擬到數(shù)字集成化方向快速發(fā)展。本文概述了溫度控制器的發(fā)展和基本原理，介紹了其原理和特點，在充分分析了各種溫度傳感器的優(yōu)點和缺點的基礎(chǔ)上，設(shè)計了溫度采集的部分電路，并討論了溫度測量系統(tǒng)的一些主要參數(shù)。同時，在溫度控制系統(tǒng)功能的基礎(chǔ)上，提出了系統(tǒng)的總體構(gòu)成。對溫度采集，接收，處理，顯示的整體設(shè)計方案進行論證，進一步介紹了單片機在系統(tǒng)中的應(yīng)用，分析了系統(tǒng)各部分的硬件和軟件。本文介紹了 89C52單片

3、機為核心的空調(diào)溫度控制系統(tǒng)。空調(diào)溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計原理，是由單片機完成數(shù)據(jù)采集，處理，顯示。該系統(tǒng)在正常條件下對溫度值進行測量，確定是否滿足設(shè)定要求，利用單片機控制空調(diào)指令系統(tǒng)從而達到所需溫度。關(guān)鍵詞：單片機控制DS18B20 傳感器度 LED 顯示器1 前言現(xiàn)代信息技術(shù)基礎(chǔ)是信息采集和控制（即，溫度控制器技術(shù)），信息傳輸（通信）和信息處理（計算機技術(shù)）。溫度控制器，屬于信息技術(shù)的前沿尖端的產(chǎn)品，尤其是溫度控制器廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，科學(xué)研究和其他領(lǐng)域的生活，這個數(shù)量還在上升。近百年來，溫控器的發(fā)展經(jīng)歷了以下幾個階段：（ 1）仿真，集成溫度控制器；（ 2）智能數(shù)字溫度控制器。目前，國際新型溫控

4、器從模擬到數(shù)字，從集成到智能化，且向網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。溫度控制器是一種溫度控制裝置，其根據(jù)溫度和設(shè)定溫度之差控制中央空調(diào)末端水閥（閥）和風(fēng)扇，從而改變溫度以滿足用戶的要求。實現(xiàn)上述目的的方法有很多，但目前主要有機械式溫度控制器和智能電子式系列。普通空調(diào)溫度控制基本上是一個獨立的閉環(huán)溫度控制系統(tǒng)，主要由溫度傳感器，雙控制器，溫度設(shè)定機構(gòu)，手動三速開關(guān)和開關(guān)切換。它的控制原理是空調(diào)控制器根據(jù)溫度傳感器采集的溫度和設(shè)定值的比較結(jié)果產(chǎn)生雙位控制信號，控制冷、熱水循環(huán)管路電動水閥（ 2 路閥或閥）開關(guān)，切斷和開放線圈內(nèi)的水流循環(huán)方式，調(diào)整供應(yīng)空氣溫度（冷卻能力）。第一代的恒溫空調(diào)電器的空調(diào)溫度控制普遍存在

5、 “設(shè)定溫度分度值太厚 ”，“時間常數(shù)太大 ”， “機械式開關(guān)易損壞 ”等問題。下一代電子產(chǎn)品空調(diào)溫度控制，使用溫度傳感器熱敏電阻傳感器，部分產(chǎn)品的溫度和風(fēng)速開關(guān)通過觸摸按鍵和液晶屏實現(xiàn)人機交互界面，并自動切換，運算放大電路和開關(guān)電路實現(xiàn)雙調(diào)節(jié)。這種智能空調(diào)溫度控制產(chǎn)品提供高人機交互接口，解決 “設(shè)定溫度分度值太粗 ”等問題，但仍存在精確度不高等問題。目前，國內(nèi)外廠商開發(fā)的第三代智能型房間空調(diào)的溫度控制，應(yīng)用新的模型和數(shù)值控制芯片實現(xiàn)智能控制。開發(fā)出的許多智能型室溫空調(diào)溫控器，已應(yīng)用于實際工程。2 系統(tǒng)方案的確定2.1溫度傳感器產(chǎn)品分類與選擇溫度是日常生活中經(jīng)常遇到的一個物理量，它也是研究和生

6、產(chǎn)中最常見的，一個最基本的物理量。在很多場合需要溫度控制，溫度控制首先要有溫度傳感器來感應(yīng)溫度，因此，掌握正確的溫度測量方法和溫度傳感器的使用方法是非常重要的常用的測溫方法一個物體被加熱至高溫，任何2 個溫度不同的物體接觸都會產(chǎn)生熱交換，直到兩者溫度平衡。因此，可以選擇一個溫度傳感器與被測物體接觸來測量溫度，這種方法稱為接觸式溫度測量。接觸式溫度測量適用于低溫度的測量此外，該物體加熱到溫度很高時也伴隨著熱輻射，因此，可利用溫度傳感器接收被測物體在不同溫度和不同的輻射能量來測量溫度，這種測量方法稱為非接觸式溫度測量。非接觸溫度測量適用于高溫測量。溫度傳感器產(chǎn)品分類目前，對溫度傳感器進行分類還沒有

7、統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)輸出分類可分為數(shù)字溫度傳感器和模擬溫度傳感器。根據(jù)測溫方式分類有接觸示溫度傳感器和非接觸式溫度傳感器。按類型分類離散溫度，可分為模擬集成溫度傳感器和數(shù)字溫度傳感器。模擬溫度器的輸出是隨溫度變化的模擬信號，其特點是響應(yīng)速度快和微處理器接口復(fù)雜。數(shù)字溫度傳感器的輸出是隨溫度變化的數(shù)字量，與模擬輸出相比，速度較慢，但微處理器容易處理。以下對常用溫度傳感器的應(yīng)用作簡單介紹：1.熱敏電阻傳感器熱敏電阻溫度傳感器的特點是，其電阻值隨溫度的變化而變化。電阻式溫度傳感器是利用半導(dǎo)體材料和熱敏電阻型敏感元件，通常用在熱敏電阻溫度傳感器的電阻具有負溫度系數(shù)，它的電阻率受溫度的影響很大，而且隨溫度的

8、升高而減少，簡稱 NTC，其優(yōu)點是靈敏度高，體積小，使用壽命長，運行穩(wěn)定，易于實現(xiàn)遠距離測控；缺點是互換性差，非線性嚴重。2.熱電阻式溫度傳感器利用熱電阻溫度系數(shù)隨溫度變化的特性而制成的溫度傳感器。稱為熱電溫度傳感器。對于大多數(shù)金屬導(dǎo)體，其電阻值隨溫度升高的特點。因此純金屬溫度系數(shù)較高，因此采用純金屬的電阻元件。常用的金屬導(dǎo)體材料為鉑，銅，鐵和鎳。3. 熱電偶式溫度傳感器熱電偶是一種溫度傳感器，溫度范圍為- 50至 + 1600 到+ 2800，測量精度高。此外，熱電偶產(chǎn)品已標(biāo)準(zhǔn)化，系列化，選擇簡單，可以使用電腦做線性補償，因此到目前為止，在溫度場中仍廣泛使用。它的理論基礎(chǔ)是建立在熱電效應(yīng)上，

9、將熱能轉(zhuǎn)化為電能。4. 模擬集成溫度傳感器集成傳感器是采用硅半導(dǎo)體集成工藝制成，因此亦稱硅傳感器或單片集成傳感器。模擬集成溫度傳感器是在十九年代出來的。它是溫度傳感器集成在一個芯片，可以實現(xiàn)溫度測量和模擬信號輸出功能的集成電路，它屬于一種最簡單的集成溫度傳感器。模擬集成溫度傳感器的主要特點是功能單一（只測量溫度），測溫誤差小，成本低，響應(yīng)速度快，傳輸距離遠，體積小，功耗低，適合長距離的測量，溫度控制。具有無需校準(zhǔn)的非線性。它是目前國內(nèi)外，廣泛使用的集成傳感器。5. 智能溫度傳感器智能溫度傳感器（亦稱數(shù)字溫度傳感器）是在20 世紀 90 年代中期問世的。智能溫度傳感器是微電子技術(shù)，計算機技術(shù)和自

10、動測試技術(shù)的結(jié)晶，它是集成溫度傳感器領(lǐng)域中最具活力和潛力的新產(chǎn)品。目前，許多著名的集成電路生產(chǎn)商已開發(fā)出數(shù)百種智能溫度傳感器產(chǎn)品。智能溫度傳感器具有以下三個特點：第一，可以輸出溫度數(shù)據(jù)和溫度控制相關(guān)量，適應(yīng)各種微控制器（單片機）；其次，具有優(yōu)越的性價比，多功能智能溫度測量與控制系統(tǒng)；第三，它是在硬件的基礎(chǔ)上通過軟件實現(xiàn)測試功能，其智能化程度也取決于軟件開發(fā)水平。智能溫度傳感器內(nèi)部包含一個傳感器，內(nèi)存（或注冊）和接口電路。一些產(chǎn)品還帶有多路控制器，中央控制器（中央處理器），隨機存取記憶體（內(nèi)存）和只讀存儲器（光盤）等 。溫度傳感器的選擇在介紹溫度傳感器的選擇原則之前，首先介紹了測控系統(tǒng)的一般原理

11、和傳感器的選擇。1. 選擇傳感器的總原則合理的選擇傳感器要根據(jù)具體的控制目標(biāo)，控制對象和控制環(huán)境。單片機測控系統(tǒng)首先要考慮的是溫度，溫度的感應(yīng)尤為重要。如何選擇才算合理，作為單片機測控系統(tǒng)前向通道的重要組成部分，在傳感器的選擇應(yīng)考慮以下幾個方面：（1）根據(jù)測控對象與測控環(huán)境確定傳感器的類型首先考慮了傳感器的工作原理，這需要分析多種因素。因為，即使是測量同一物理量，傳感器原理也有多種可供選擇的方案，往往只有一個傳感器的工作原理是比較合適的，首先考慮傳感器的一些重要參數(shù)：（ 1）傳感器的測量范圍；（ 2）傳感器對測量位置的要求； 3）測量接觸或非接觸的要求， 4）輸出是有線或無線的； 5）購買或研

12、制的傳感器的價格因素。在充分綜合考慮上述因素方可確定選擇什么類型的傳感器。然后考慮傳感器的具體性能指標(biāo)：（1）敏感性選擇，在滿足測量范圍的既相互上，傳感器的靈敏度越高越好。（2）頻率響應(yīng)特性傳感器的頻率響應(yīng)特性決定了被測量的頻率范圍，傳感器的頻率響應(yīng)好，可測的信號頻率范圍就寬，輸出信號的傳感器必須在頻率允許的范圍內(nèi)保持不變形，事實上，傳感器的反應(yīng)總是有延遲的。（3）線性范圍傳感器的線性范圍是指輸出信號與輸入量成正比的范圍。從理論上講，在此范圍內(nèi)靈敏度應(yīng)保持定值。在選擇傳感器，當(dāng)傳感器類型確定后的第一個看線性范圍是否滿足要求。（4）穩(wěn)定性傳感器使用一段時間后，其性能保持不變化的能力稱為穩(wěn)定性。影

13、響穩(wěn)定的因素除了傳感器結(jié)構(gòu)本身結(jié)構(gòu)外，主要是傳感器的使用環(huán)境。因此，要使傳感器具有良好的穩(wěn)定性，傳感器必須有較強的環(huán)境適應(yīng)能力。（5）準(zhǔn)確性，準(zhǔn)確性是傳感器的一個重要性能指標(biāo)，它涉及到測量和控制系統(tǒng)的一個重要部分是測量精度。傳感器的精度高，價格昂貴，因此，選擇時要充分考慮2 溫度傳感器的選擇傳感器技術(shù)已廣泛應(yīng)用于電子產(chǎn)品，玩具，家用電子產(chǎn)品，工業(yè)測量和控制系統(tǒng)，計算機應(yīng)用。傳統(tǒng)上垂直溫度傳感器是最常用的溫度傳感器元件，集成溫度傳感器的特點是測量誤差小，價格低，響應(yīng)速度快，傳輸距離遠，體積小，功耗低，適合長距離的測量，溫度控制，而不需要一個非線性校正，外圍電路簡單，它是目前國內(nèi)外最常見的應(yīng)用溫度

14、傳感器。綜上所述，不同傳感器，不同的應(yīng)用場合、溫度測量和控制系統(tǒng)，傳感器是一個關(guān)鍵組成，因此選擇合適的傳感器是非常重要的。選擇原則是先考慮溫度范圍，溫度控制精度，溫度測量環(huán)境，價格和其他方面的因素。2.2總體方案的確定考慮到制冷控制系統(tǒng)功能比較小，可實現(xiàn)單片機控制。而AT89C52單片機體積小，重量輕，抗干擾能力強，對環(huán)境要求不高，價格低廉，可靠性高，靈活性好，系統(tǒng)采用89C52 單片機。在溫度采集方面使用單線數(shù)字溫度傳感器DS18B20采集數(shù)據(jù)。 DS18B20數(shù)字溫度計讀數(shù)范圍是9 到 12 溫度，裝置溫度信息通過單線接口送入DS18B20，所以中央處理器 DS18B20只需一個連接線，讀

15、寫完成溫度變換所需的電源可以通過數(shù)據(jù)線本身提供，即使沒有外部電源供應(yīng)器。而總體方案和系統(tǒng)電路圖方面基本上和熱敏式傳感器相同，只在數(shù)據(jù)采集方面有所差別。具體電路圖見附錄所示。根據(jù)傳感器的選型原則，同時考慮到模擬輸出傳感器會帶來許多不便，體現(xiàn)在布線，信號處理復(fù)雜，硬件實現(xiàn)困難上。上文已經(jīng)提到，熱敏電阻溫度傳感器互換性，非線性嚴重。數(shù)字溫度傳感器 DS18B20數(shù)字輸出接線簡單，可以直接用來作為輸入數(shù)據(jù)，考慮到在一般環(huán)境下，其靈敏度，線性范圍，穩(wěn)定，或在精度方面的強大功能，能充分滿足設(shè)計要求。但 DS18B20也有缺點，就是軟件實現(xiàn)更復(fù)雜，但相對于模擬輸出的硬件實現(xiàn)，這將是一個更容易。在本設(shè)計中，溫

16、度數(shù)據(jù)采集使用DS18B20傳感器。3 系統(tǒng)電路總體設(shè)計3.1系統(tǒng)工作原理空調(diào)控制系統(tǒng)用 AT89C52單片機作為系統(tǒng)的中央處理器，控數(shù)字式傳感器 DS18B20 對溫度進行數(shù)據(jù)采集，單片機將采集到的數(shù)據(jù)進行處理，得到各種信號。這些信號被用來作為數(shù)碼管顯示輸入信號和啟動制冷設(shè)備，電熱設(shè)備輸入。同時，利用單片機的其他端口實現(xiàn)系統(tǒng)復(fù)位，手動調(diào)節(jié)和自動調(diào)節(jié)3.2系統(tǒng)硬件設(shè)計系統(tǒng)硬件由溫度采集電路，信號處理和控制電路，溫度設(shè)置電路，溫度顯示電路和控制指示電路五部分組成。溫度采集電路系統(tǒng)采用 DS18B20采集溫度轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，DS18B20是達拉斯半導(dǎo)體公司在世界上第一個支持“一線總線溫度傳感器接口

17、，”。和之前的傳感器相比，DS18B20更小，更經(jīng)濟，更廣泛地適用電壓。具有巴士線和獨特的經(jīng)濟特性，使用戶可以輕松地建立了一個傳感器網(wǎng)絡(luò)，為測量系統(tǒng)的構(gòu)建引入了新概念?！皢慰偩€數(shù)字溫度傳感器DS18B20”支持“一線總線”界面，測量溫度范圍為-55 到 +125，在 -10 到+85范圍內(nèi) , 精度為±0.5 。現(xiàn)場溫度直接向“總線”傳輸數(shù)字化，提高了系統(tǒng)的抗干擾性能。適合于惡劣環(huán)境的現(xiàn)場溫度測量，如：環(huán)境控制，設(shè)備或過程控制，電子消費產(chǎn)品的溫度測量。與前一代產(chǎn)品，新產(chǎn)品支持5.5v 電壓范圍，使系統(tǒng)更加靈活、方便，更便宜。DS18B20可以編程 9 到 12 位的分辨率，精度

18、77; 0.5 。當(dāng)為 12 位的分辨率，轉(zhuǎn)換時間為750ms。用戶可以選擇一個更小的封裝，較寬的電壓范圍和分辨率設(shè)置，而用戶設(shè)置報警溫度存儲在 EE PROM，掉電后依然保存。DS18B20一般為三極管型封裝，引腳圖如圖4 所示。引腳分別為： GND地線； QD數(shù)字信號輸入 /輸出端； VDD外接供電電源（可選 5V）。圖 2 DS18B20引腳圖單片機 89C52，輸入 / 輸出端口分別為P 1 ，P 2 ，P 3 。其中 P 3 是一個內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向輸入 / 輸出端口。 P3 的輸出緩沖器可驅(qū)動（吸收或輸出電流方式）4 個 TTL 輸入。對端口寫 1 時，通過內(nèi)部的上拉電阻端口

19、拉到高電位，這時可用作輸入口。P3 作輸入口使用時，因為有內(nèi)部的上拉電阻，那些被電阻拉低的引腳會輸出一個電流。P3 的端口也用于一些復(fù)用功能，如表1 所示。表 1單片機 89C52-P3口的功能及在本系統(tǒng)中的應(yīng)用端口引腳復(fù)用功能本系統(tǒng)接口分配P3.0RXD（串行口輸入口）與手動升溫按鈕連接P3.1TXD（串行口輸出口）與手動降溫按鈕連接P3.2INT0（外部中斷）與手動調(diào)節(jié)確認按鈕連接P3.3INT1（外部中斷 1）與 DS18B20的 I/O端口通訊P3.4T0（定時器0 的外部輸與高溫報警的二極管連接入）P3.5T1（定時器1 的外部輸與低溫報警的二極管連接入）P3.6WR（外部數(shù)據(jù)存儲器

20、寫選備用通）P3.7RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選備用通）在該系統(tǒng)中， DS18B20的數(shù)字信號輸入 / 輸出端連接到 89C52的 P3.3 中，作為 89C52的數(shù)據(jù)輸入。信號處理與控制電路信號處理和控制是以52 單片機為核心的基本電路。此電路以52 單片機為核心， 52的具體引腳圖如圖3。在該系統(tǒng)中，要使單片機實現(xiàn)信號處理與控制，則要使單片機的20 腳（ GND）接地， 40 腳（ Vcc）和 31 腳（ /EA）接正 5V 電源。 18、19 腳（ XTAL2、XTAL1）接 12MHz的晶振和兩個電容，組成片內(nèi)振蕩電路，為單片機提供時鐘脈沖。9 腳（ RST）接按鍵復(fù)位電路，提供復(fù)位信號給

21、單片機。圖 3 89C52 引腳圖89C 52 芯片內(nèi)高增益反相放大器，用于形成振蕩器。反相放大器的輸為XTAL1，輸出端為XTAL2，石英晶體和電容可以形成穩(wěn)定的自激振蕩器。兩只電容器通常大約是30pf ，穩(wěn)定的頻率對振蕩頻率的有調(diào)節(jié)作用。如圖4 所示。C130pX1C230p圖 4晶振電路手動復(fù)位是通過接通一按鈕開關(guān)，使單片機進入復(fù)位狀態(tài)。系統(tǒng)上電運行后，若需要復(fù)位，則通過手動復(fù)位來實現(xiàn)的。如圖5 所示。K4R5C310k10u圖 5 手動復(fù)位電路溫度顯示電路本系統(tǒng)中，溫度顯示硬件由74HC138八位二進制譯十進制譯碼，信號放大器和四位一共陰數(shù)碼管構(gòu)成。在這個系統(tǒng)中，溫度顯示硬件由74HC

22、38八位二進制轉(zhuǎn)換十進制譯碼器， 74hc245 信號功率放大和四個共陰極數(shù)碼管。四位一體共陰數(shù)碼管構(gòu)成。這是1，4，5，7 英尺的選擇，分別從左至右，四個數(shù)碼管，低電平輸入選通。其余的其他引腳輸入數(shù)據(jù)的電路，數(shù)碼管的8 個數(shù)據(jù)引腳（ a、 b、 c、 d、 e、 f 、 g、 d、 p）。見圖 6圖 6 LED 數(shù)碼管引腳圖由于要對四位一體共陰數(shù)碼管提供位選信號，供其選通四個數(shù)碼管, 所以在系統(tǒng)中使用了 74HC138八位二進制譯十進制譯碼器74HC138八位二進制十進制譯碼器第 1、2、3 腳 A、 B、 C 為二進制輸入腳。其引腳圖如圖7 所示。圖 7、 74HC138 引腳圖74HC1

23、38的 1、2、3 腳分別與單片機的P1.0 、P1.1 、P1.2 腳相連，單片機的這三個管腳輸出選通二進制信號，輸入到74HC138譯碼，由 74HC138的 Y0 至 Y7 腳（本電路只用了Y0、 Y1、Y3）將譯碼十進制信號輸出到四位一體共陰數(shù)碼管，以達到對數(shù)碼管的位選作用。譯碼電路如圖8 所示。R1U15k11AY015214BY1313CY212Y311Y4610E1Y549E2Y657E3Y774HC138圖 8譯碼電路信號功率放大電路為了使結(jié)果獲得足夠大的電流來顯示溫度，該系統(tǒng)使用74hc245功率放大器，單片機處理溫度數(shù)據(jù)通過 74hc245 功率放大器，然后輸入到數(shù)碼管顯示

24、。 74HC245引腳圖如圖9所示。引腳說明：第 1 腳 DIR，為輸入輸出端口轉(zhuǎn)換用， DIR=“1”高電平時信號由“ A”端輸入“ B”端輸出， DIR=“ 0”低電平時U32A0B018317A1B1信號由“ B”端輸入“ A”端輸出。164A2B2515A3B3614A4B4第 2 到 9 腳“ A”信號輸入7輸出端， A1=B1A8=B8，138A5B512A6B6911A7B7A1 與 B1 是一組，如果 DIR=“ 1” ,G=“0”則A1 輸入 B1 輸出，其它類同。如果19CEDIR=“0”G=“0”則 B1 輸入 A1 輸出，AB/BA其它類同。74HC245第 11 到

25、18 腳“ B”信號輸入輸出端，功能與“ A”端一樣，不再贅述。圖 9 74HC245引腳圖第 19 腳 G使能端，若該腳為“ 1”， A/B 端的信號將不導(dǎo)通，只有為“0”時 A/B 端才被啟用，該腳也就是起到開關(guān)的作用。第10 腳GND，電源地。第20 腳VCC，電源正極。本電路選擇DIR=“1”， G=“0”則A1 輸入B1 輸出，單片機P2 口輸出顯示8 位二進制數(shù)據(jù)信號到74HC245的A1A8腳，使信號功率放大，再通過B1 到B8 腳輸出到四位一體共陰數(shù)碼管數(shù)據(jù)腳，驅(qū)動數(shù)碼管顯示。具體電路圖如圖10 所示。圖 10 信號功率放大電路圖溫度設(shè)置電路溫度調(diào)節(jié)器是由三個不鎖按鍵電路的實現(xiàn)

26、。電路圖如圖11 所示。 K 1 鍵與單片機的外部中斷0（/ int0,12）連接，另一端接地。它的功能是當(dāng)按下按鈕，為單片機低一級，進入溫度設(shè)定狀態(tài)；當(dāng)再次按下，然后退出設(shè)定狀態(tài)。K 2 ，K 3 ，一端接地，另一端與單片機10 引腳和11 引腳相連接，它的功能是每按下一個鍵，溫度顯示值加1 或-1。K1R2K2R3K3R4圖 11溫度設(shè)置電路控制指示電路控制電路由兩只顯示燈，由單片機 p3.4 （引腳 14）， p3.5 （引腳 15，見表 1）輸出信號控制。在這個系統(tǒng)中，當(dāng)溫度超過 26 攝氏度，單片機 p3.5 輸出高電平，高溫彩色光驅(qū)動器，啟動制冷設(shè)備。當(dāng)溫度低于攝氏 18 度，單片

27、機 p3.4 輸出高電平，啟動電加熱設(shè)備。3.3 系統(tǒng)軟件設(shè)計數(shù)據(jù)通信DS18B20數(shù)據(jù)通信，其命令序列有3 步：初始化、 ROM命令（跟隨需要交換的數(shù)據(jù)）和功能命令（跟隨需要交換的數(shù)據(jù)）。每次訪問 DS18B20，必須嚴格遵守這個命令時序，如果出現(xiàn)序列混亂，則單總線則單總線器件不會響應(yīng)主機。這個準(zhǔn)則對于搜索 ROM命令和報警搜索命令例外，在執(zhí)行兩者中任何一條命令之后，主機不能執(zhí)行其后的功能命令，而必須返回至第一步。1. 初始化單總線上的所有傳輸過程都是以初始化開始的，初始化過程由主機發(fā)出的復(fù)位脈沖和從機響應(yīng)的應(yīng)答脈沖組成，應(yīng)答脈沖使主機知道總線上有從機設(shè)備且準(zhǔn)備就緒。2.ROM命令在主機檢測

28、到應(yīng)答脈沖后，就可以發(fā)出ROM命令。 ROM命令與各個從機設(shè)備的唯一64 位 ROM代碼相關(guān)，允許主機在單總線上連接多個從機設(shè)備時，指定操作某個從機設(shè)備。 ROM命令還允許能夠檢測到總線上有多少個從機設(shè)備及其設(shè)備類型，或者有沒有設(shè)備處于報警狀態(tài)。(1) 搜索 ROMF0h當(dāng)系統(tǒng)初始上電時，主機必須找出總線上所有從機設(shè)備的ROM代碼，這樣主機才能夠判斷出從機的數(shù)目和類型。主機通過重復(fù)執(zhí)行搜索ROM循環(huán)（搜索 ROM命令跟隨著位數(shù)據(jù)交換），以找出總線上所有的從機設(shè)備。如果總線只有一個從機設(shè)備，則可以采用讀 ROM命令來替代搜索 ROM命令。在每次執(zhí)行完搜索 ROM循環(huán)后，主機必須返回至命令序列的第

29、一步：初始化。（2）讀ROM33h（僅適合于單節(jié)點）該命令僅適用于總線上只有一個從機設(shè)備，它允許主機直接讀出從機的64 位ROM代碼，而無須執(zhí)行搜索 ROM過程。如果該命令用于多節(jié)點，系統(tǒng)則必然發(fā)生數(shù)據(jù)沖突，因為每個從機設(shè)備都會響應(yīng)該命令。（3）匹配 ROM55h匹配 ROM命令跟隨 64 位 ROM代碼，從而允許主機訪問多節(jié)點系統(tǒng)中某個指定的從機設(shè)備。僅當(dāng)從機完全匹配 64 位 ROM代碼時，才會響應(yīng)主機隨后發(fā)出的功能命令，其他設(shè)備將處于等待復(fù)位脈沖狀態(tài)。（4）跳躍 ROMCCh(僅適合于單節(jié)點 )主機能夠采用該命令同時訪問總線上的所有從機設(shè)備，而無須發(fā)出任何 ROM代碼信息。例如，主機通過

30、在發(fā)出跳越 ROM命令后，跟隨轉(zhuǎn)換溫度命令 44h 就可以同時命令總線上所有的 DS18B20開始轉(zhuǎn)換速度，這樣大大節(jié)省了主機的時間。注意：如果跳越ROM命令跟隨的是讀操作命令，則該命令只能應(yīng)用于單節(jié)點系統(tǒng)，否則將由于多個節(jié)點都響應(yīng)該命令而引起數(shù)據(jù)沖突。（5）報警搜索 Ech除那些設(shè)置了報警標(biāo)志的從機響應(yīng)外，該命令的工作方式完全等同于搜索ROM命令，該命令允許主機設(shè)備判斷哪些從機設(shè)備發(fā)生了報警（如最近的測量溫度過高或過低等）。同搜索 ROM命令一樣，在完成報警搜索循環(huán)后，主機必須返回至命令序列的第一步。3. 功能命令在主機發(fā)出 ROM命令，以訪問某個指定的 DS18B20，接著就可以發(fā)出 DS

31、18B20的某個功能命令。這些命令允許主機寫入或讀出 DS18B20的存儲器，啟動溫度轉(zhuǎn)換以及判斷從機的供電方式。（1）讀 RAM存儲器 BEh此命令讀 RAM存儲器的內(nèi)容，開始讀字節(jié)0，并繼續(xù)讀到第九個字節(jié)（CRC）。如果不是所有位置均可讀，那么主機可以再任何時候發(fā)出一復(fù)位命令以中止讀操作。(2) 復(fù)制 RAM存儲器（ 48h）此命令讀 RAM存儲器的內(nèi)容，開始讀字節(jié) 0，并繼續(xù)讀到第九個字節(jié)（ CRC）。如果不是所有位置均可讀，那么主機可以再任何時候發(fā)出一復(fù)位命令以中止讀操作。（ 3）重新調(diào)出 EERAMB8h此命令把存儲在 EERAM中 TH、 TL、CONF的值重新調(diào)至 RAM存儲器。

32、這種重新調(diào)出的操作在對 DS18B20上電時也自動發(fā)生，因此只要器件一接電，暫存存儲器內(nèi)就有有效的數(shù)據(jù)可供使用。（4）讀電源 B4h在此命令送至 DS18B20之后最先發(fā)出的讀數(shù)據(jù)時間片，器件都會給其電源方式的信號： 0=強上拉電阻供電； 1=電源供電。（5）寫 RAM存儲器 44h寫數(shù)據(jù)到 RAM存儲器，地址為第2、第 3、第 4 字節(jié)（ TH、 TL、CONF）。（6）溫度變換 44h此命令開始溫度變換，不需要另外的數(shù)據(jù)。溫度變換將被執(zhí)行，接著DS18B20便保持在空閑狀態(tài)。3.3.2系統(tǒng)流程圖設(shè)計1)主程序模塊（如圖 12 所示）。2)DS18B20通訊模塊（如圖13 所示）。3)溫度設(shè)

33、置模塊（如圖14所示）。4)溫度顯示模塊（如圖15所示）。5)讀取溫度信號值。6)與設(shè)定值比較，決定空調(diào)狀態(tài)（制冷還是制暖）。主程序流程圖如圖12 所示。主程序開始讀取溫度溫度轉(zhuǎn)換溫度顯示溫度大于26 度溫度小于10 度啟動制冷設(shè)備啟動電暖設(shè)備結(jié)束圖 12主程序流程圖根據(jù)上述 DS18B20的通信原理， DS18B20的工作流程如圖所示。圖 13 DS18B20 工作流程圖圖 14溫度設(shè)置軟件流程圖圖 15溫度顯示4 結(jié)論基于 AT89C52 為核心的溫度控制器在實際應(yīng)用中取得了良好的效果，提高了溫度采集系統(tǒng)的可靠性，且因硬件電路中所用的器件價格低廉硬件電路設(shè)計較合理，系統(tǒng)成本低，測溫精確，可

34、靠性較高，從而一定程度上滿足了溫度控制器的設(shè)計要求。致謝經(jīng)過半年的忙碌和工作，本次畢業(yè)設(shè)計已經(jīng)接近尾聲，作為一個本科生的畢業(yè)設(shè)計，由于經(jīng)驗的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒有導(dǎo)師的督促指導(dǎo)，以及一起工作的同學(xué)們的支持，想要完成這個設(shè)計是難以想象的。在這里要感謝我的導(dǎo)師丁西明老師。她平日里工作繁多，但在我做畢業(yè)設(shè)計的每個階段，從查閱資料，到設(shè)計草案的確定和修改，從中期檢查，到后期詳細設(shè)計，裝配草圖等整個過程中都給予了我悉心的指導(dǎo)。我的設(shè)計較為復(fù)雜煩瑣，但是丁老師仍然細心并改正我設(shè)計中的錯誤。除了敬佩丁老師的專業(yè)水平外，她的治學(xué)嚴謹和科學(xué)研究的精神也是我永遠學(xué)習(xí)的榜樣，并將積極影響我今后的

35、學(xué)習(xí)和工作。最后還要感謝大學(xué)四年來所有的老師，為我們打下專業(yè)知識的基礎(chǔ)；同時還要感謝所有的同學(xué)們，正是因為有了你們的支持和鼓勵。此次畢業(yè)設(shè)計才會順利完成。參考文獻1 宋亞偉 .2008. 基于 DS18B29的溫度控制采集系統(tǒng) . 機電工程技術(shù) .37(09) ：89-912 羅平 , 陶冶 . 袁永超 .2007. 基于 DS18B20的溫度測量系統(tǒng) .3 趙佩華 .2003. 單片機接口技術(shù)及應(yīng)用 . 北京：機械工業(yè)出版社4 曹柏榮 .2003. 單片機原理及其應(yīng)用技術(shù) . 上海：原子能出版社5 曹海平 .2008. 基于單片機和DS18B20的分布式多點溫度檢測系統(tǒng)的設(shè)計. 魏澤鼎.20

36、05.6 單片機應(yīng)用技術(shù)與實例 . 北京：電子工業(yè)出版自動化技術(shù)與應(yīng)用 .27(11) ：90-937 魏英智 .2005.DS18B20 在溫度控制中的應(yīng)用 . 煤礦機械 .(3) ：92-938 秦實宏，周龍，肖鐘 . 單片機原理與應(yīng)用技術(shù) M. 北京：中國水利水電出版社， 2005.9 李建中 . 單片機原理及應(yīng)用 M. 西安 : 西安電子科技大學(xué)出版社， 2002. 陳光東 . 單片10 微型計算機原理與接口技術(shù) . 武漢 M ：華中科技大學(xué)出版社， 1999.11 周航慈 . 單片機應(yīng)用程序設(shè)計技術(shù) M. 北京 : 北京航空航天大學(xué)出版社 ,1992.8 .12 張迎新，樊桂花著 .

37、 單片機初級教程 M. 北京：北京航空航天大學(xué)出版社， 2001.13 傅揚烈著 . 單片機原理與應(yīng)用教程 M. 成都 . 電子工業(yè)出版社 ,2002.14 朱定華，戴汝平單片機微機原理與應(yīng)用M 北京：北京交通大學(xué)出版社，200315 史嘉權(quán) . 微型計算機技術(shù)及應(yīng)用 M. 北京 : 清華大學(xué)出版社， 1996.16 趙秀菊著 . 單片微機與測控技術(shù) M. 南京 . 東南大學(xué)出版社， 1996.17 黃遵熹著 . 單片機原理接口與應(yīng)用 . 西安 M: 西北工業(yè)大學(xué)出版 ,1997.20 于珍珠 , 趙娜 , 趙剛等 .2007. 基于 51 單片機的溫度測量系統(tǒng) . 單片機開發(fā)與應(yīng)用 .21

38、王沫楠 .2007. 單片機原理及應(yīng)用 . 北京：中國計量出版社22 李朝青 .2008. 單片機原理及接口技術(shù)（第 3 版） . 北京：北京航空航天大學(xué)出版社23 齊建家 , 胡天明 .2008. 基于 DS18B20的數(shù)字溫度設(shè)計及其應(yīng)用 . 黑龍江工程學(xué)院學(xué)報 .英文翻譯Abstract: in the field of automatic control, temperature detection and control is very important.Temperaturemeasurementandcontrolsystemintheindustrialandagricult

39、uralproduction,scientificresearchandpeople'slife,it hasbeenwidelyused.Therefore,theapplicationoftemperature sensor in the first batch of various sensors. At present, the temperature sensor fromanalog to digital and integrated development. This article provides an overview of the temperaturecontr

40、oller of the development and basic principle, introduces the principle and characteristic, in fullof all kinds of temperature sensors and the advantages and disadvantages of the basis, design oftemperatureacquisitionportionof the circuit,anddiscussessomeof themainparametersoftemperaturemeasuringsyst

41、em.At the same time,in the temperaturecontrolsystembasedonfunction, the overall composition of the system. According to the temperature of mining, receiving,processing,displaytheoveralldesignof thedemonstration,furtherintroducedthemonolithicintegratedcircuitin the systemapplication,analysisof eachpa

42、rt of thesystemhardwareandsoftware.This paper introduces the 89C 52 single chip as a core to the air conditioning temperature controlsystem. Air conditioning temperature control system principle of design, by the MCU to completedataacquisition,processing,display.Thesystemundernormalconditionsthemeas

43、uredtemperaturevalues,determinewhethermeettherequirementsas set,usingSCMcontrolairconditioning system so as to achieve the required temperature.Key words: SCM control DS 18B 20 temperature display附錄：2 程序#include <reg52.h>#include <intrins.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigne

44、d intsbit DS=P33。/定義 DS18B20 接口sbit p30=P30。sbit p31=P31。sbit at=P34。/定義增溫控制接口sbit dt=P35。/定義減溫控制接口static int temp。uint cout=0。static int l_tmp。uchar flag1。uint i=0。void display(void) 。code unsigned char table=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x40,0x80,0x00 。/共陰數(shù)碼管 0-9 空表Unsignedchar l_tmpdate8=0,0,0,0,0,0,0,0。/ 定義數(shù)組變量，并賦值1， 2， 3， 4，