空調(diào)溫度控制單元設(shè)計(jì)1江蘇廣播電視大學(xué)五年制（高職）畢業(yè)設(shè)計(jì)論文設(shè)計(jì)課題：空調(diào)溫度控制單元設(shè)計(jì)學(xué)校：江蘇廣播電視大學(xué)常熟學(xué)院年級(jí)：2006級(jí)專(zhuān)業(yè)：應(yīng)用電子技術(shù)姓名：學(xué)號(hào)：指導(dǎo)教師：職稱(chēng)：高級(jí)工程師二零一零年十二月空調(diào)溫度控制單元設(shè)計(jì)2目錄前言.4第一章課題簡(jiǎn)介與方案設(shè)計(jì).5第二章硬件設(shè)計(jì).62.1溫度采集電路.62.2溫度傳感部分設(shè)計(jì).62.2.1溫度傳感AD590.72.3A/D轉(zhuǎn)換電路.122.3.1A/D轉(zhuǎn)換的常用方式.122.3.2A/D轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標(biāo).132.3.3ADC0809的主要特性和內(nèi)部結(jié)構(gòu).142.3.4ADC0809管腳功能及定義.162.3.5ADC0809與8031接口電路.172.4數(shù)字顯示電路.172.5加熱降溫驅(qū)動(dòng)控制電路.192.6鍵盤(pán)電路.212.7穩(wěn)壓電源電路設(shè)計(jì).222.8電源電路.23第三章軟件設(shè)計(jì).253.1主程序流程圖.253.2A/D轉(zhuǎn)換子程序.26空調(diào)溫度控制單元設(shè)計(jì)33.3顯示子程序.273.4鍵盤(pán)掃描子程序.283.5溫度采樣.303.6主程序清單.31第四章系統(tǒng)調(diào)試.384.1靜態(tài)測(cè)試.384.2通電測(cè)量.384.3動(dòng)態(tài)測(cè)試.384.4聯(lián)機(jī)統(tǒng)調(diào).38設(shè)計(jì)結(jié)論.39設(shè)計(jì)體會(huì).40主要參考文獻(xiàn).41空調(diào)溫度控制單元設(shè)計(jì)4前言當(dāng)今社會(huì)，溫度測(cè)量系統(tǒng)被廣泛的應(yīng)用于社會(huì)生產(chǎn)、生活的各個(gè)領(lǐng)域。在工業(yè)、環(huán)境檢測(cè)、醫(yī)療、家庭等多方面均有應(yīng)用。同事單片機(jī)在電子產(chǎn)品中的應(yīng)用已經(jīng)越來(lái)越廣泛。在很多電子產(chǎn)品中將其用到溫度檢測(cè)和溫度控制。目前溫度測(cè)量系統(tǒng)種類(lèi)繁多，功能參差不齊。有簡(jiǎn)單的應(yīng)用于家庭的如空調(diào)、電飯煲、太陽(yáng)能熱水器、電冰箱等家用電器的溫度進(jìn)行檢測(cè)和控制。傳統(tǒng)的溫度采集方法不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且精度差，單片機(jī)的出現(xiàn)使得溫度的采集和數(shù)據(jù)處理問(wèn)題能夠得到很好的解決。溫度是生活、工業(yè)、農(nóng)業(yè)等，對(duì)象中的一個(gè)重要的被控參數(shù)。然而所采用的測(cè)溫元件和測(cè)量方法也不相同；產(chǎn)品的工藝不同，控制溫度的精度也不相同。因此對(duì)數(shù)據(jù)采集的精度和采用的控制方法也不相同。采用AT89S51單片機(jī)來(lái)對(duì)溫度進(jìn)行控制，不僅具有控制方便、組態(tài)簡(jiǎn)單和靈活性大等有點(diǎn)。而且可以大幅度提高被控制溫度的技術(shù)指標(biāo)，從而能夠大大提高產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量。單片機(jī)以其功能強(qiáng)、體積小、可靠性高、造價(jià)低和開(kāi)發(fā)周期短等有點(diǎn)，為自動(dòng)化和各個(gè)測(cè)控領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用的器件，在日常生活中成為必不可少的器件，尤其是在日常生活中發(fā)揮的作用也越來(lái)越大。因此，單片機(jī)對(duì)溫度的控制問(wèn)題是一個(gè)日常生活中的疆場(chǎng)會(huì)遇到的問(wèn)題。本文以上述問(wèn)題為出發(fā)點(diǎn)，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了溫度實(shí)時(shí)測(cè)量、顯示、控制系統(tǒng)。在編寫(xiě)過(guò)程中筆者參考了許多圖書(shū)和資料，我寫(xiě)出了主要的參考書(shū)目，在此謹(jǐn)向參考文獻(xiàn)的作者表示忠心的感謝由于編者水平有限，書(shū)中尚有許多錯(cuò)誤和不足之處望各位老師、同學(xué)批評(píng)指正，也希望得到老師的意見(jiàn)和建議。編者：蘇夢(mèng)華2010年12月空調(diào)溫度控制單元設(shè)計(jì)5第一章課題簡(jiǎn)介與方案設(shè)計(jì)本課題設(shè)計(jì)一個(gè)空調(diào)機(jī)的溫度控制單元。用單片機(jī)技術(shù)及相應(yīng)仿真平臺(tái)、進(jìn)行開(kāi)發(fā)，通過(guò)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，對(duì)溫度進(jìn)行采集并作A/D轉(zhuǎn)換，再傳輸給單片機(jī)。以空調(diào)機(jī)為執(zhí)行器件，通過(guò)單片機(jī)程序來(lái)完成對(duì)室內(nèi)溫度的控制。本設(shè)計(jì)是一個(gè)典型的智能電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)。以AD590為采集器、89S51為處理器、空調(diào)機(jī)相應(yīng)電路為執(zhí)行器來(lái)完成設(shè)計(jì)任務(wù)提出的溫度控制要求。該設(shè)計(jì)分總體方案設(shè)計(jì)、硬件設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)、系統(tǒng)仿真及調(diào)試幾個(gè)部分。選用89S51單片機(jī)為中央處理器，通過(guò)溫度傳感器對(duì)空氣進(jìn)行溫度采集，將采集到的溫度信號(hào)傳輸給單片機(jī)，再由單片機(jī)控制顯示器，并比較采集溫度與設(shè)定溫度是否一致，然后驅(qū)動(dòng)空調(diào)機(jī)的加熱或降溫循環(huán)對(duì)空氣進(jìn)行處理，從而模擬實(shí)現(xiàn)溫度控制單元的工作情況。總體方案結(jié)構(gòu)圖1所示。圖1空調(diào)溫度控制單元結(jié)構(gòu)圖實(shí)現(xiàn)方案的技術(shù)路線(xiàn)為：用按鈕輸入標(biāo)準(zhǔn)溫度值，用LED實(shí)時(shí)顯示環(huán)境空氣溫度，用驅(qū)動(dòng)電路控制壓縮機(jī)完成加熱和制冷調(diào)節(jié)，用ISIS軟件對(duì)設(shè)計(jì)仿真，用匯編語(yǔ)言完成軟件編程。空調(diào)溫度控制單元設(shè)計(jì)6第二章硬件設(shè)計(jì)2.1溫度采集電路選用溫度傳感器AD590，AD590具有較高的精度和重復(fù)性（重復(fù)優(yōu)于0.1，其良好的非線(xiàn)形性可以保證優(yōu)于0.1的測(cè)量精度，利用其重復(fù)性較好的特點(diǎn)，通過(guò)非飛線(xiàn)形補(bǔ)償，可以達(dá)到0.1測(cè)量精度）。超低溫漂移高精度運(yùn)算放大器OP-07將“溫度-電壓”信號(hào)進(jìn)行放大，便于A(yíng)/D進(jìn)行轉(zhuǎn)換，以提高溫度采集電路的可靠性。集成溫度傳感器的形式分為電壓輸出和電流輸出兩種。電壓輸出型的靈敏度一般為10Mv/K，溫度0時(shí)輸出為0，溫度25時(shí)輸出為2.982V。電流輸出型的靈敏度一般為1Ua/K。這樣便于A(yíng)/D轉(zhuǎn)換器采集數(shù)據(jù)。溫度采集系統(tǒng)主要由AD590、OP07、ICL8069組成，如圖2所示。圖2溫度采集系統(tǒng)電路2.2溫度傳感部分設(shè)計(jì)要求對(duì)溫度和與溫度有關(guān)的參量進(jìn)行檢測(cè),應(yīng)該考慮用熱電阻傳感器。按照熱電阻的性質(zhì)可以分為半導(dǎo)體熱電阻和金屬熱電阻兩大類(lèi)，前者通常稱(chēng)為熱敏電阻，后者稱(chēng)為熱電阻。采用集成溫度傳感器，如常用的AD590和LM35。AD590是電流型溫度傳感器。空調(diào)溫度控制單元設(shè)計(jì)7這種器件以電流作為輸出量指示溫度，其典型的電流溫度靈敏度是1A/K。它是二端器件，使用非常方便，作為一種高阻電流源，它不需要嚴(yán)格考慮傳輸線(xiàn)上的電壓信號(hào)損失和噪聲干擾問(wèn)題，因此特別適合作為遠(yuǎn)距離測(cè)量或控制用。另外，AD590也特別適用于多點(diǎn)溫度測(cè)量系統(tǒng)，而不必考慮選擇開(kāi)關(guān)或CMOS多路轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)所引起的附加電阻造成的誤差。由于采用了一種獨(dú)特的電路結(jié)構(gòu)，并利用最新的薄膜電阻激光微調(diào)技術(shù)校準(zhǔn)，使得AD590具有很高的精度，并且應(yīng)用電路簡(jiǎn)單穩(wěn)定可靠，便于設(shè)計(jì)，無(wú)需調(diào)試，與A/D連接方便。2.2.1溫度傳感AD590溫度是最普通最基本的物理量，用電測(cè)法測(cè)量溫度時(shí)，首先要通過(guò)溫度傳感器將溫度轉(zhuǎn)換成電量，溫度傳感器有熱膨脹式（雙金屬元件和水銀柱開(kāi)關(guān)），溫差電勢(shì)效應(yīng)電壓式（熱電偶），電阻效應(yīng)式電阻溫度計(jì)（有鉑、鎳、及鎳鐵合金和熱敏電阻），半導(dǎo)體感受式（測(cè)溫電阻、二極管和集成電路器件如AD590）。這里采用AD590作為溫度傳感器。AD590是AD公司利用PN結(jié)正向電流與溫度的關(guān)系制成的電流輸出型兩端溫度傳器。這種器件在被測(cè)溫度一定時(shí)，相當(dāng)于一個(gè)恒流源。該器件具有良好的線(xiàn)性和互換性，測(cè)量精度高，并具有清除電源波動(dòng)的特性。即使電源在5V15V之間變化，其電流只是在1uA以下作微小變化。集成溫度傳感器實(shí)質(zhì)上是一中半導(dǎo)體集成電路，它是利用晶體管的b-e結(jié)壓降的不飽和值VBE與熱力學(xué)溫度T和通過(guò)發(fā)射極電流I的下述關(guān)系實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的檢測(cè)：式中：K為波