空調(diào)溫度控制單元設(shè)計.doc

空調(diào)溫度控制單元設(shè)計1江蘇廣播電視大學(xué)五年制（高職）畢業(yè)設(shè)計論文設(shè)計課題：空調(diào)溫度控制單元設(shè)計學(xué)校：江蘇廣播電視大學(xué)常熟學(xué)院年級：2006級專業(yè)：應(yīng)用電子技術(shù)姓名：學(xué)號：指導(dǎo)教師：職稱：高級工程師二零一零年十二月空調(diào)溫度控制單元設(shè)計2目錄前言.4第一章課題簡介與方案設(shè)計.5第二章硬件設(shè)計.62.1溫度采集電路.62.2溫度傳感部分設(shè)計.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)動控制電路.192.6鍵盤電路.212.7穩(wěn)壓電源電路設(shè)計.222.8電源電路.23第三章軟件設(shè)計.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33.3顯示子程序.273.4鍵盤掃描子程序.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)測試.384.2通電測量.384.3動態(tài)測試.384.4聯(lián)機統(tǒng)調(diào).38設(shè)計結(jié)論.39設(shè)計體會.40主要參考文獻.41空調(diào)溫度控制單元設(shè)計4前言當(dāng)今社會，溫度測量系統(tǒng)被廣泛的應(yīng)用于社會生產(chǎn)、生活的各個領(lǐng)域。在工業(yè)、環(huán)境檢測、醫(yī)療、家庭等多方面均有應(yīng)用。同事單片機在電子產(chǎn)品中的應(yīng)用已經(jīng)越來越廣泛。在很多電子產(chǎn)品中將其用到溫度檢測和溫度控制。目前溫度測量系統(tǒng)種類繁多，功能參差不齊。有簡單的應(yīng)用于家庭的如空調(diào)、電飯煲、太陽能熱水器、電冰箱等家用電器的溫度進行檢測和控制。傳統(tǒng)的溫度采集方法不僅費時費力，而且精度差，單片機的出現(xiàn)使得溫度的采集和數(shù)據(jù)處理問題能夠得到很好的解決。溫度是生活、工業(yè)、農(nóng)業(yè)等，對象中的一個重要的被控參數(shù)。然而所采用的測溫元件和測量方法也不相同；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單片機來對溫度進行控制，不僅具有控制方便、組態(tài)簡單和靈活性大等有點。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。單片機以其功能強、體積小、可靠性高、造價低和開發(fā)周期短等有點，為自動化和各個測控領(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)揮的作用也越來越大。因此，單片機對溫度的控制問題是一個日常生活中的疆場會遇到的問題。本文以上述問題為出發(fā)點，設(shè)計實現(xiàn)了溫度實時測量、顯示、控制系統(tǒng)。在編寫過程中筆者參考了許多圖書和資料，我寫出了主要的參考書目，在此謹(jǐn)向參考文獻的作者表示忠心的感謝由于編者水平有限，書中尚有許多錯誤和不足之處望各位老師、同學(xué)批評指正，也希望得到老師的意見和建議。編者：蘇夢華2010年12月空調(diào)溫度控制單元設(shè)計5第一章課題簡介與方案設(shè)計本課題設(shè)計一個空調(diào)機的溫度控制單元。用單片機技術(shù)及相應(yīng)仿真平臺、進行開發(fā)，通過數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，對溫度進行采集并作A/D轉(zhuǎn)換，再傳輸給單片機。以空調(diào)機為執(zhí)行器件，通過單片機程序來完成對室內(nèi)溫度的控制。本設(shè)計是一個典型的智能電子系統(tǒng)設(shè)計。以AD590為采集器、89S51為處理器、空調(diào)機相應(yīng)電路為執(zhí)行器來完成設(shè)計任務(wù)提出的溫度控制要求。該設(shè)計分總體方案設(shè)計、硬件設(shè)計、軟件設(shè)計、系統(tǒng)仿真及調(diào)試幾個部分。選用89S51單片機為中央處理器，通過溫度傳感器對空氣進行溫度采集，將采集到的溫度信號傳輸給單片機，再由單片機控制顯示器，并比較采集溫度與設(shè)定溫度是否一致，然后驅(qū)動空調(diào)機的加熱或降溫循環(huán)對空氣進行處理，從而模擬實現(xiàn)溫度控制單元的工作情況?？傮w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)圖實現(xiàn)方案的技術(shù)路線為：用按鈕輸入標(biāo)準(zhǔn)溫度值，用LED實時顯示環(huán)境空氣溫度，用驅(qū)動電路控制壓縮機完成加熱和制冷調(diào)節(jié)，用ISIS軟件對設(shè)計仿真，用匯編語言完成軟件編程?？照{(diào)溫度控制單元設(shè)計6第二章硬件設(shè)計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，其良好的非線形性可以保證優(yōu)于0.1的測量精度，利用其重復(fù)性較好的特點，通過非飛線形補償，可以達(dá)到0.1測量精度）。超低溫漂移高精度運算放大器OP-07將“溫度-電壓”信號進行放大，便于A/D進行轉(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時輸出為0，溫度25時輸出為2.982V。電流輸出型的靈敏度一般為1Ua/K。這樣便于A/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)計要求對溫度和與溫度有關(guān)的參量進行檢測,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，前者通常稱為熱敏電阻，后者稱為熱電阻。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?？照{(diào)溫度控制單元設(shè)計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)格考慮傳輸線上的電壓信號損失和噪聲干擾問題，因此特別適合作為遠(yuǎn)距離測量或控制用。另外，AD590也特別適用于多點溫度測量系統(tǒng)，而不必考慮選擇開關(guān)或CMOS多路轉(zhuǎn)換開關(guān)所引起的附加電阻造成的誤差。由于采用了一種獨特的電路結(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)用電路簡單穩(wěn)定可靠，便于設(shè)計，無需調(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，用電測法測量溫度時，首先要通過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關(guān)），溫差電勢效應(yīng)電壓式（熱電偶），電阻效應(yīng)式電阻溫度計（有鉑、鎳、及鎳鐵合金和熱敏電阻），半導(dǎo)體感受式（測溫電阻、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。這種器件在被測溫度一定時，相當(dāng)于一個恒流源。該器件具有良好的線性和互換性，測量精度高，并具有清除電源波動的特性。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和通過發(fā)射極電流I的下述關(guān)系實現(xiàn)對溫度的檢測：式中：K為波