空調(diào)自動調(diào)溫系統(tǒng)模擬

1、河北工業(yè)大學計算機硬件技術基礎（MCS-51）2007年設計報告學院 班級 姓名 _ 學號 _ 成績 _ _一、題目：空調(diào)自動調(diào)溫系統(tǒng)模擬（題號：自理）二、問題的提出 能否以單片機現(xiàn)有資源模擬變頻空調(diào)自動將溫度控制在適當范圍的功能。三、總體設計1、分析問題的功能需要設備能夠及時采取溫度值并進行分析，并適時對壓縮機轉速進行調(diào)整，進而使得制冷的效果得到有效控制2、系統(tǒng)總體結構設計1）硬件設計：根據(jù)問題確定單片機、I/O接口、定時器、I/O設備、中斷等；使用硬件資源：使用P1,P3接口，D2區(qū)電位器，A7區(qū)A/D轉換器,B10區(qū)直流電機，D1區(qū)8個LED燈。連線：單通道采集接線 使用2×1

2、0的排線連接D7區(qū)的J28接到A7區(qū)的J84； 將D2區(qū)10K電位器的左端金屬孔通過導線連接到該區(qū)的GND金屬孔，而右端金屬孔通過導線連接到該區(qū)的VCC金屬孔；3 D2區(qū)10K電位器的中間金屬孔連接到A7區(qū)的P2_IO2金屬孔（IN0）；4 將A7區(qū)的P2_IO3P2_IO5分別連接到A2區(qū)的A2A0；5 將A7區(qū)的P2_CS連接到A2區(qū)的A15；6 用排線將A2區(qū)的J61與D1區(qū)的J52相連。電機連線（1） 使用導線連接B10區(qū)ZDJ_A與A2區(qū)RXD（2） 使用導線連接B10區(qū)ZDJ_A與該區(qū)GND定時器使用：使用定時器方式2進行中斷，執(zhí)行中斷程序進行占空比掃描。 2）軟件設計：按問題功能

3、分模塊，簡述各模塊功能。根據(jù)實際構思程序分為四個模塊模塊1為電壓采集及轉換模塊模塊2為LED燈顯示電壓（模擬溫度）高低模塊3為電機轉速控制程序模塊4電壓信號轉換為電機轉速控制信號四、詳細設計：1、硬件詳細設計：1）畫出電路圖；2）流程圖：高電平，計數(shù)器賦初值確定脈沖周期長度定時器為方式2、賦初值開始開中斷開始計時P2.0指向通道2啟動A/D轉換調(diào)用子程序延時讀取A/D轉換結果調(diào)用PIZEA高低為互換把A取反的值賦給LED確定高電平長度中斷高低電平互換跳出電壓采集A/D轉換結束3）進行硬件資源分配（包括I/O口地址、所用各存儲單元的用途）。 使用電位器輸出不同電壓值以電壓數(shù)值模擬溫度，通過A/D

4、轉換使電壓值轉變?yōu)闄C器可讀信號。P3口向電機輸入高電平，用直流電機模擬空調(diào)壓縮機，通過改變直流電機轉速實行制冷效果的控制。以LED燈顯示溫度高低。2、軟件詳細設計：按各功能模塊進行程序設計，并說明各功能模塊的實現(xiàn)方法。(1) 電機轉速調(diào)節(jié)模塊：實現(xiàn)方法：調(diào)節(jié)高電平長度，使占空比變化，進而控制電機轉速。PWMHDATA30H;高電平脈沖的個數(shù)PWMDATA31H;PWM周期COUNTERDATA32HTEMPDATA33HORG8000HAJMPMAINORG800BHAJMPINTT0ORG8100HMAIN:MOVSP,#60H;給堆棧指針賦初值MOVPWMH,#02HMOVCOUNTER,

5、#01HMOVPWM,#15HMOVTMOD,#02H;定時器0在模式2下工作MOVTL0,#38H;定時器每200us產(chǎn)生一次溢出MOVTH0,#38H;自動重裝的值SETBET0;使能定時器0中斷SETBEA;使能總中斷SETBTR0;開始計時INTT0: ；中斷進行占空比掃描PUSHPSW;現(xiàn)場保護PUSHACCINCCOUNTER;計數(shù)值加1MOVA,COUNTERCJNEA,PWMH,INTT01;如果等于高電平脈沖數(shù)CLRP3.0;P3.0變?yōu)榈碗娖絀NTT01:CJNEA,PWM,INTT02;如果等于周期數(shù)MOVCOUNTER,#01H;計數(shù)器復位SETBP3.0;P3.0為高

6、電平INTT02:POPACC;出棧POPPSWRETIEND(2) 電壓采集及轉換模塊實現(xiàn)方法：采集D2區(qū)電位器的電壓值，經(jīng)過A7區(qū)A/D轉換，再存入CPUMOV DPTR,#7FF8H ;P2.0=0，且指向通道0MOVX DPTR,A ;啟動A/D轉換CALL DELAYMOVX A,DPTR ;讀取轉換結果DELAY:MOV R6,#0H ;軟件延時，等待A/D轉換結果DELAY1: MOV R5,#0FFH DJNZ R5,$DJNZ R5,$ DJNZ R6,DELAY1RETEND(3) LED燈顯示電壓值模塊：實現(xiàn)方法：將采集電壓值經(jīng)A/D轉換為機器數(shù)，經(jīng)過高低位數(shù)值得依次交換

7、，在經(jīng)過取反，將取反的值賦給連接8個LED燈的P1口，變化成可以用閃亮的LED燈顯示電壓的數(shù)據(jù)。MOV DPTR,#7FF8H ;P2.0=0，且指向通道0MOVX DPTR,A ;啟動A/D轉換CALL DELAYMOVX A,DPTR ;讀取轉換結果PUSH ACC ;讓LED燈顯示電壓數(shù)值LCALL P1ZHCPL AMOV P1,A P1ZH: ；使LED燈從左到右依次顯示電壓高位到低位值MOV 21H,AMOV C,21H.7MOV 00H,CMOV C,ACC.0MOV 21H.7,CMOV C,00HMOV ACC.0,C MOV C,21H.6MOV 00H,CMOV C,AC

8、C.1MOV 21H.6,CMOV C,00HMOV ACC.1,CMOV C,21H.5MOV 00H,CMOV C,ACC.2MOV 21H.5,CMOV C,00HMOV ACC.2,CMOV C,21H.4MOV 00H,CMOV C,ACC.3MOV 21H.4,CMOV C,00HMOV ACC.3,CMOV C,21H.3MOV 00H,CMOV C,ACC.4MOV 21H.3,CMOV C,00HMOV ACC.4,CMOV C,21H.2MOV 00H,CMOV C,ACC.5MOV 21H.2,CMOV C,00HMOV ACC.5,CMOV C,21H.1MOV 00H

9、,CMOV C,ACC.6MOV 21H.1,CMOV C,00HMOV ACC.6,CMOV C,21H.0MOV 00H,CMOV C,ACC.7MOV 21H.0,CMOV C,00HMOV ACC.7,CRETEND(4) 電壓信號轉換為電機轉速調(diào)節(jié)信號模塊：實現(xiàn)方法：通過對電壓值的精確分檔，使電機轉速按程序分檔執(zhí)行，達到電機轉速的分檔及精確調(diào)節(jié)KSCN:MOV DPTR,#7FF8H ;P2.0=0，且指向通道0MOVX DPTR,A ;啟動A/D轉換CALL DELAYMOVX A,DPTR ;讀取轉換結果MOV B,#11H ；根據(jù)電壓值進行占空比調(diào)整實現(xiàn)電機轉速分配，電機轉速分

10、為15檔CJNE A,#22H,NEXNEX: JC NEXX ；如果低于兩檔高電平為最低值電機停止轉動DIV ABMOV PWMH, ASJMPKSCANNEXX: MOV PWMH ,#02H SJMPKSCANEND3、設計中的主要困難及解決方案1）困難1：直流電機轉速的調(diào)節(jié)解決方案：調(diào)整其脈沖占空比改變其正脈沖長度進而調(diào)節(jié)器轉速。2）困難2：協(xié)調(diào)采集的電壓值與電機轉速之間的關系解決方案：將所采集電壓值通過A/D轉換為機器可讀數(shù)據(jù)，以之作為執(zhí)行信號實行脈沖占空比調(diào)節(jié)，最終實現(xiàn)電機轉速的調(diào)節(jié)。3）困難3：應用LED燈顯示電壓值解決方案：依然采用A/D轉換將電壓值轉換為機器可讀數(shù)據(jù)，并將其數(shù)

11、值賦與與LED燈連接的接口，實現(xiàn)其數(shù)值通過LED燈可讀取。4）困難4：電機轉速的精確分檔和調(diào)節(jié)解決方案：通過對電壓值的精確分檔，使電機轉速按程序分檔執(zhí)行，達到電機轉速的分檔及精確調(diào)節(jié)，使電機的調(diào)速過程平滑進行具體過程：電壓及電機轉速的精確分檔：應用除法，將電壓最大值除以所要分檔值得到其各檔之間間隔，然后將其應用于軟件之中，實現(xiàn)其轉速的精確分檔直流電機轉速的精確控制：將脈沖周期值設定為總檔級數(shù)，高電平顯示其電壓所處檔值。程序執(zhí)行時，將所采集電壓值放入A累加器，然后除以分檔間隔，所得結果存入A累加器的商即其所處檔值，將其檔值賦給高電平，改變其占空比，這樣就可以根據(jù)其即時電壓值（即溫度值）所處檔級精

12、確控制占空比，進而精確控制電機轉速。說明：本實驗中電機轉速總共設15檔，其檔之間間隔計算得11H，應用采集電壓的十六進制值執(zhí)行除以11H的程序，結果存入A累加器的商即其電壓檔級，再將其當值賦給高電平是電機執(zhí)行相應檔級的程序。三、程序清單PWMHDATA30H;高電平脈沖的個數(shù)PWMDATA31H;PWM周期COUNTERDATA32HTEMPDATA33HORG8000HAJMPMAINORG800BHAJMPINTT0ORG8100HMAIN:MOVSP,#60H;給堆棧指針賦初值MOVPWMH,#02HMOVCOUNTER,#01HMOVPWM,#15HMOVTMOD,#02H;定時器0在

13、模式2下工作MOVTL0,#38H;定時器每200us產(chǎn)生一次溢出MOVTH0,#38H;自動重裝的值SETBET0;使能定時器0中斷SETBEA;使能總中斷SETBTR0;開始計時KSCAN: MOV DPTR,#7FF8H ;P2.0=0，且指向通道0MOVX DPTR,A ;啟動A/D轉換CALL DELAYMOVX A,DPTR ;讀取轉換結果PUSH ACC ;讓LED燈顯示電壓數(shù)值LCALL P1ZHCPL AMOV P1,A POP ACCMOV B,#11H ；根據(jù)電壓值進行占空比調(diào)整實現(xiàn)電機轉速分配，電機轉速分為15檔CJNE A,#22H,NEXNEX: JC NEXX ；

14、如果低于兩檔高電平為最低值電機停止轉動DIV ABMOV PWMH, A SJMPKSCANNEXX: MOV PWMH ,#02H SJMPKSCANINTT0: ；中斷進行占空比掃描PUSHPSW;現(xiàn)場保護PUSHACCINCCOUNTER;計數(shù)值加1MOVA,COUNTERCJNEA,PWMH,INTT01;如果等于高電平脈沖數(shù)CLRP3.0;P3.0變?yōu)榈碗娖絀NTT01:CJNEA,PWM,INTT02;如果等于周期數(shù)MOVCOUNTER,#01H;計數(shù)器復位SETBP3.0;P3.0為高電平INTT02:POPACC;出棧POPPSWRETIDELAY:MOV R6,#0H ;軟件

15、延時，等待A/D轉換結果DELAY1: MOV R5,#0FFH DJNZ R5,$DJNZ R5,$ DJNZ R6,DELAY1RETP1ZH: ；LED燈從左到右依次顯示電壓高位到低位值MOV 21H,AMOV C,21H.7MOV 00H,CMOV C,ACC.0MOV 21H.7,CMOV C,00HMOV ACC.0,C MOV C,21H.6MOV 00H,CMOV C,ACC.1MOV 21H.6,CMOV C,00HMOV ACC.1,CMOV C,21H.5MOV 00H,CMOV C,ACC.2MOV 21H.5,CMOV C,00HMOV ACC.2,CMOV C,21

16、H.4MOV 00H,CMOV C,ACC.3MOV 21H.4,CMOV C,00HMOV ACC.3,CMOV C,21H.3MOV 00H,CMOV C,ACC.4MOV 21H.3,CMOV C,00HMOV ACC.4,CMOV C,21H.2MOV 00H,CMOV C,ACC.5MOV 21H.2,CMOV C,00HMOV ACC.5,CMOV C,21H.1MOV 00H,CMOV C,ACC.6MOV 21H.1,CMOV C,00HMOV ACC.6,CMOV C,21H.0MOV 00H,CMOV C,ACC.7MOV 21H.0,CMOV C,00HMOV ACC.7

17、,CRETEND四、調(diào)試程序的方法1）硬件調(diào)試方法（確定硬件工作是否正常）先分別運行各模塊簡化程序，如運行一個簡單的電機程序，通過程序修改pwmh值，觀察電機轉速變化情況，確定硬件運行是否正常。2）軟件調(diào)試方法（如何調(diào)試程序的方法）為了兼顧分檔精確與調(diào)速平滑，故對檔位個數(shù)在計算的基礎上進行反復測試，以求達到兩者的最優(yōu)化。五、你所設計的程序最終完成的功能1）說明你編制的程序能完成的功能；先進行溫度即電壓采集，根據(jù)溫度數(shù)值模擬的溫度等級對直流電機的轉速進行調(diào)節(jié)，當溫度過高時，輸出信號使壓縮機即直流電機轉速增加增強制冷效果，溫度過低時則降低壓縮機轉速減弱制冷效果。最終實現(xiàn)對空調(diào)自動調(diào)溫系統(tǒng)的模擬。同時將溫度大小以LED燈直觀顯示出來。說明：本實驗以電壓值的采集模擬空調(diào)系統(tǒng)對溫度的采集，此處電壓值需手動改變。2）準備的測試數(shù)據(jù)，并記錄運行結果。由于本程序為實時控制程序，可在程序運行過程中進行觀察控制?？傮w來說，本程序執(zhí)行過程中電機轉速根據(jù)電壓值（模擬溫度值）不同轉速也相應不同，電壓值（溫度值）越高轉速越快。六、對該設計題目有何更完善的方案1、對自己完成程序進行自我評價。在本次實驗中自己表現(xiàn)積極，用自己掌握的知識，進行編程，對書本知識的到充分的應用，搞懂每一個環(huán)節(jié)。2、對課題提出更完善的方案。對溫度的分檔應更加的