空調(diào)控制器課程設(shè)計(jì)報(bào)告書

1、. . . . 陽(yáng) 工 程 學(xué) 院課 程 設(shè) 計(jì)設(shè)計(jì)題目： 空調(diào)控制器設(shè)計(jì) 1.設(shè)計(jì)主要容與要求；設(shè)計(jì)一個(gè)空調(diào)控制器。要求：1）硬件電路設(shè)計(jì)，包括原理圖和PCB板圖。 2）控制器軟件設(shè)計(jì)。 3）要求能夠設(shè)定溫度、測(cè)量溫度、顯示溫度、制冷控制以與風(fēng)機(jī)控制。2.對(duì)設(shè)計(jì)論文撰寫容、格式、字?jǐn)?shù)的要求；（1）.課程設(shè)計(jì)論文是體現(xiàn)和總結(jié)課程設(shè)計(jì)成果的載體，一般不應(yīng)少于3000字。（2）.學(xué)生應(yīng)撰寫的容為：中文摘要和關(guān)鍵詞、目錄、正文、參考文獻(xiàn)等。課程設(shè)計(jì)論文的結(jié)構(gòu)與各部分容要求可參照工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）撰寫規(guī)執(zhí)行。應(yīng)做到文理通順，容正確完整，書寫工整，裝訂整齊。（3）.論文要求打印，打印時(shí)按工程學(xué)院畢

2、業(yè)設(shè)計(jì)（論文）撰寫規(guī)的要求進(jìn)行打印。（4）.課程設(shè)計(jì)論文裝訂順序?yàn)椋悍饷?、任?wù)書、成績(jī)?cè)u(píng)審意見表、中文摘要和關(guān)鍵詞、目錄、正文、參考文獻(xiàn)。3.時(shí)間進(jìn)度安排；順序階段日期計(jì) 劃 完 成 容備注18月30日教師講解題目，學(xué)生查閱相關(guān)資料28月31日查閱相關(guān)資料、進(jìn)行方案論證39月1日參數(shù)計(jì)算、確定方案49月2日繪制原理圖，設(shè)計(jì)PCB板圖59月3日設(shè)計(jì)PCB板圖，程序設(shè)計(jì)69月6日程序設(shè)計(jì)79月7日8日程序調(diào)試89月9日撰寫論文79月10日論文答辯，成品驗(yàn)收智能儀器課程設(shè)計(jì)成績(jī)?cè)u(píng)定表指 導(dǎo) 教 師 評(píng) 審 意 見評(píng)價(jià)容具 體 要 求權(quán)重評(píng)分加權(quán)分調(diào)研論證能獨(dú)立查閱文獻(xiàn),收集資料；能制定課程設(shè)計(jì)方案和

3、日程安排。0.15432工作能力態(tài)度工作態(tài)度認(rèn)真，遵守紀(jì)律，出勤情況是否良好，能夠獨(dú)立完成設(shè)計(jì)工作， 0.25432工作量按期圓滿完成規(guī)定的設(shè)計(jì)任務(wù)，工作量飽滿，難度適宜。0.25432說明書的質(zhì)量說明書立論正確，論述充分，結(jié)論嚴(yán)謹(jǐn)合理，文字通順，技術(shù)用語(yǔ)準(zhǔn)確，符號(hào)統(tǒng)一，編號(hào)齊全，圖表完備，書寫工整規(guī)。0.55432指導(dǎo)教師評(píng)審成績(jī)（加權(quán)分合計(jì)乘以12） 分加權(quán)分合計(jì)指 導(dǎo) 教 師 簽 名：年 月 日評(píng) 閱 教 師 評(píng) 審 意 見評(píng)價(jià)容具 體 要 求權(quán)重評(píng)分加權(quán)分查閱文獻(xiàn)查閱文獻(xiàn)有一定廣泛性；有綜合歸納資料的能力0.25432工作量工作量飽滿，難度適中。0.55432說明書的質(zhì)量說明書立論正確

4、，論述充分，結(jié)論嚴(yán)謹(jǐn)合理，文字通順，技術(shù)用語(yǔ)準(zhǔn)確，符號(hào)統(tǒng)一，編號(hào)齊全，圖表完備，書寫工整規(guī)。0.35432評(píng)閱教師評(píng)審成績(jī)（加權(quán)分合計(jì)乘以8）分加權(quán)分合計(jì)評(píng) 閱 教 師 簽 名：年 月 日課 程 設(shè) 計(jì) 總 評(píng) 成 績(jī)分25 / 32中文摘要隨著人工智能和自動(dòng)控制的不斷發(fā)展，各種各樣的智能化產(chǎn)品也應(yīng)運(yùn)而生。例如，智能手機(jī)、智能電冰箱、智能空調(diào)等等。所謂的智能儀器就是指含有微型計(jì)算機(jī)或者微型處理器的一種測(cè)量?jī)x器，擁有對(duì)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)運(yùn)算邏輯判斷與自動(dòng)化操作等功能。智能儀器的出現(xiàn)，極擴(kuò)充了傳統(tǒng)儀器的應(yīng)用圍，它憑借著體積小、功能強(qiáng)、功耗低等優(yōu)勢(shì)，迅速的在家用電器、科研單位和工業(yè)企業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。智

5、能儀器的工作原理是，傳感器拾取被測(cè)參量的信息并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，經(jīng)濾波去除干擾后送入多路模擬開關(guān)；由單片機(jī)逐路選通模擬開關(guān)將各輸入通道的信號(hào)逐一送入程控增益放大器，放大后的信號(hào)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器換成相應(yīng)的脈沖信號(hào)送入單片機(jī)中；單片機(jī)根據(jù)儀器所設(shè)定的初值進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)運(yùn)算和處理；運(yùn)算的結(jié)果被轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示和打?。煌瑫r(shí)單片機(jī)把運(yùn)算結(jié)果與存儲(chǔ)于片閃速寄存器的設(shè)定參數(shù)進(jìn)行運(yùn)算比較后，根據(jù)運(yùn)算結(jié)果和控制要求，輸出相應(yīng)的控制信號(hào)。此外，智能儀器還可以與PC機(jī)組成分布式測(cè)控系統(tǒng)，由單片機(jī)作為下位機(jī)采集各種測(cè)量信號(hào)與數(shù)據(jù)，通過串行通信將信息傳輸給上位機(jī)，由PC機(jī)進(jìn)行全局管理。隨著科技的發(fā)展，目前有些空調(diào)控制

6、器采用了電腦智能溫控與LED（或LCD）顯示。所謂智能溫控就是通過感溫頭精確感應(yīng)室溫度，把室的溫度變化傳遞給中央控制控制芯片單片機(jī)，由單片機(jī)控制制冷系統(tǒng)和加熱系統(tǒng)，使室溫度達(dá)到顯示屏上的設(shè)定值，室人員只需根據(jù)自己的需要設(shè)定想要的溫度即可，以給人最舒適的感覺。本文主要介紹了一種空調(diào)智能控制器系統(tǒng)的硬件和軟件設(shè)計(jì)方法以與整個(gè)系統(tǒng)的功能。它的硬件主要由7部分組成：?jiǎn)纹瑱C(jī)系統(tǒng)與外圍電路、電源電路、按鍵輸入電路、LED顯示電路、報(bào)警電路、加熱和制冷控制電路和溫度檢測(cè)電路。主控制器采用成本低廉且工作可靠的C8051F020單片機(jī)，采用12MHz晶振，電源電路采用普通的市電經(jīng)壓降整流，然后經(jīng)集成穩(wěn)壓器（LM

7、7805）穩(wěn)壓輸出+5V電壓。我設(shè)計(jì)的空調(diào)控制器采集溫度的傳感器選擇熱電偶，熱電偶采集的溫度經(jīng)過一系列的變換后，輸出的電壓值經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換后進(jìn)入單片機(jī)，在單片機(jī)中看到的采集值是一數(shù)字量，這個(gè)數(shù)字量和鍵盤輸入的數(shù)字量相比較，如果采集的值比設(shè)定的值小，就啟動(dòng)電機(jī)進(jìn)行加熱，如果采集的值比設(shè)定的值大，就啟動(dòng)壓縮機(jī)進(jìn)行制冷。而且采集的值和設(shè)定的值都可以通過LED顯示出來。在設(shè)計(jì)中，我還設(shè)定了一個(gè)適宜的溫度，當(dāng)溫度低于20或高于25時(shí)就會(huì)產(chǎn)生報(bào)警。關(guān)鍵詞 傳感器，溫度采集，單片機(jī)，空調(diào)控制器目錄中文摘要IV1 設(shè)計(jì)任務(wù)描述11.1 設(shè)計(jì)題目11.2 設(shè)計(jì)要求11.2.1 設(shè)計(jì)目的11.3 基本要求11.3

8、.1 發(fā)揮部分12 設(shè)計(jì)思路22.1 溫度傳感器的選擇22.2 +5V穩(wěn)壓電源的實(shí)現(xiàn)22.3 溫度顯示功能的實(shí)現(xiàn)22.4 溫度設(shè)定功能的實(shí)現(xiàn)22.5 溫度測(cè)量功能的實(shí)現(xiàn)22.6 制冷和加熱功能的實(shí)現(xiàn)33 設(shè)計(jì)方框圖44 硬件設(shè)計(jì)54.1 +5V穩(wěn)壓電源的實(shí)現(xiàn)54.1.1 LM7805的介紹54.1.2 +5V穩(wěn)壓電源電路54.2 溫度測(cè)量的基本組成部分54.2.1 溫度傳感器54.2.2 測(cè)量電路64.2.3 A/D轉(zhuǎn)換器64.3 溫度測(cè)量信號(hào)的采集64.3.1 LM135系列的性能特點(diǎn)64.3.2 熱電偶的工作原理64.3.3 熱電偶冷端溫度補(bǔ)償電路74.3.4 鍵盤輸入電路74.3.5 數(shù)

9、碼顯示電路84.4 8255芯片簡(jiǎn)介85 系統(tǒng)軟件105.1 軟件流程圖105.2 各部分程序設(shè)計(jì)115.2.1 主程序115.2.2 I/O口初始化115.2.3 8255初始化125.2.4 溫度采集125.2.5 顯示子程序135.2.6 制冷和加熱136 程序的調(diào)試157 工作過程分析168 主要元器件介紹178.1 熱電偶178.2 8255芯片178.3 LM7805的介紹178.4 C8051單片機(jī)17小結(jié)18致19參考文獻(xiàn)20附錄A1 程序清單21附錄A2 空調(diào)控制器原理圖27附錄A3 PCB板圖281設(shè)計(jì)任務(wù)描述1.1 設(shè)計(jì)題目空調(diào)控制器的設(shè)計(jì)1.2 設(shè)計(jì)要求1.2.1設(shè)計(jì)目

10、的1）學(xué)會(huì)選擇合適的傳感器以與用法。2）掌握軟件編程方法與思路。3）會(huì)用protel99SE繪制PCB板圖。1.3 基本要求1）硬件電路設(shè)計(jì)，包括原理圖和PCB板圖。2）控制器軟件設(shè)計(jì)。3）要求能夠設(shè)定溫度、測(cè)量溫度、顯示溫度、制冷控制以與風(fēng)機(jī)控制。1.3.1 發(fā)揮部分超過設(shè)定溫度時(shí)點(diǎn)亮LED燈報(bào)警。2設(shè)計(jì)思路2.1溫度傳感器的選擇溫度檢測(cè)的方法較多，最經(jīng)典的方法就是用熱敏電阻（或熱敏傳感器）組成電橋來采集信號(hào)，在經(jīng)放大、AD轉(zhuǎn)換后送單片機(jī)。目前比較先進(jìn)的方法是采用專門的集成測(cè)溫傳感器，直接將溫度轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)傳送給單片機(jī)。為了設(shè)計(jì)需要，本文采用了由LM335構(gòu)成的K型熱電偶冷端溫度補(bǔ)償電路。

11、因?yàn)樗鼧?gòu)成的電路可以測(cè)量攝氏溫度，而且溫度系數(shù)為10mv/。2.2 +5V穩(wěn)壓電源的實(shí)現(xiàn)在設(shè)計(jì)中使用了很多集成元器件，根據(jù)它們的技術(shù)要求，正常工作時(shí)均為5V供電，且電路工作穩(wěn)態(tài)電流較小，因此對(duì)電源要求不高。因此在本次設(shè)計(jì)中我選用LM7805集成穩(wěn)壓電路，它的輸出電壓為5V，輸出電流可達(dá)1.5A。由LM7805集成穩(wěn)壓器組成的5V電壓源主要由變壓器、整流電路、濾波電路、穩(wěn)壓電路組成。2.3 溫度顯示功能的實(shí)現(xiàn)為了使室的溫度更直觀的展現(xiàn)在使用者的面前，我在這個(gè)程序中添加了數(shù)碼管顯示部分。溫度的設(shè)定和采集都要顯示出來，顯示功能是通過軟件編程來實(shí)現(xiàn)的。顯示功能主要是應(yīng)用8255來實(shí)現(xiàn)的，通過設(shè)置825

12、52.4 溫度設(shè)定功能的實(shí)現(xiàn)溫度設(shè)定功能也是通過軟件編程來實(shí)現(xiàn)的，在本次設(shè)計(jì)中溫度的設(shè)定是通過鍵盤輸入設(shè)定的。2.5 溫度測(cè)量功能的實(shí)現(xiàn)通過溫度傳感器感測(cè)外界的溫度，然后傳感器把溫度的變化轉(zhuǎn)換成有用模擬量電壓值，但是單片機(jī)只能處理數(shù)字量，所以從傳感器出來的模擬量還要經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換器，把模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量。所以在軟件編程時(shí)，要對(duì)A/D初始化和啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換器，這樣就把溫度轉(zhuǎn)換成了十六進(jìn)制的數(shù)字量，然后再把從A/D轉(zhuǎn)換器采集進(jìn)來的數(shù)通過查表轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制的數(shù)，通過數(shù)碼管顯示出來，這樣顯示在人們眼前的就是室的實(shí)際溫度值。2.6 制冷和加熱功能的實(shí)現(xiàn)通過鍵盤輸入的是設(shè)定的溫度值，也就是人們希望達(dá)到的溫度

13、，它進(jìn)入單片機(jī)之后就是一個(gè)數(shù)字量，輸入的這個(gè)數(shù)字量和采集進(jìn)來的數(shù)字量進(jìn)行比較，如果采集的值比設(shè)定的值小，就啟動(dòng)電機(jī)進(jìn)行加熱，如果采集的值比設(shè)定的值大，就啟動(dòng)壓縮機(jī)進(jìn)行制冷。3 設(shè)計(jì)方框圖C8051單片機(jī)+5V穩(wěn)壓電 源鍵盤輸入設(shè)置溫度溫度傳感器LM335顯示報(bào)警制冷加熱AD轉(zhuǎn)換圖3-1空調(diào)控制器總體方框圖4 硬件設(shè)計(jì)4.1+5V穩(wěn)壓電源的實(shí)現(xiàn)4.1.1LM7805的介紹產(chǎn)生+5V穩(wěn)壓電源的核心元件是集成穩(wěn)壓器LM7805，LM7805是美國(guó)半導(dǎo)體公司的固定輸出三端正穩(wěn)壓器集成電路，輸出電流在1A以上，輸出電壓是+5V。其部包括過熱、過流和調(diào)整管保護(hù)等電路，誤差放大電路，基準(zhǔn)電壓電路和調(diào)整電路，

14、使用比較方便且穩(wěn)定精度高。4.1.2+5V穩(wěn)壓電源電路該電路主要由變壓器、整流電路、濾波電路和穩(wěn)壓電路組成。整流電路是由四個(gè)二極管組成的整流橋，整流電路主要是利用二極管的單向?qū)щ娦浴V波電路是通過電容來實(shí)現(xiàn)的。+5V穩(wěn)壓電源電路如圖4-1所示。圖4-1 +5V穩(wěn)壓電源電路4.2溫度測(cè)量的基本組成部分一個(gè)完整的溫度采集系統(tǒng)通常包含幾個(gè)部分，包括溫度傳感器、測(cè)量電路、模擬前端信號(hào)處理、AD轉(zhuǎn)換器三個(gè)基本組成部分。4.2.1溫度傳感器獲取生產(chǎn)或生活中被測(cè)環(huán)境或者被測(cè)物質(zhì)的溫度信息，一般都離不開傳感器，這里由于被測(cè)對(duì)象的狀態(tài)往往是一種非物理量（如溫度），而MCU是一個(gè)只能識(shí)別和處理電信號(hào)的數(shù)字系統(tǒng)，因

15、此需要利用傳感器將非電物理量轉(zhuǎn)換成電信號(hào)才能完成溫度測(cè)量和控制的任務(wù)。4.2.2測(cè)量電路通常傳感器的輸出可能是電阻值、電容值或者電流值，這些信號(hào)不適宜進(jìn)行直接測(cè)量，往往需要轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，傳遞給后面的A/D轉(zhuǎn)換器，所以很多時(shí)候需要搭建簡(jiǎn)單的測(cè)量電路，使得傳感器輸出的參數(shù)變化轉(zhuǎn)換為電壓的變化。4.2.3A/D轉(zhuǎn)換器無論是計(jì)算機(jī)，還是各種MCU、或者DSP等處理器只能處理數(shù)字信號(hào)，即使經(jīng)過處理的信號(hào)仍然只是模擬物理量，還不能直接和這些處理器通信，而A/D轉(zhuǎn)換器就是實(shí)現(xiàn)從模擬量到數(shù)字量轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵器件。模數(shù)轉(zhuǎn)換技術(shù)是實(shí)現(xiàn)各種模擬信號(hào)通向數(shù)字世界的橋梁。4.3溫度測(cè)量信號(hào)的采集4.3.1LM135系列的

16、性能特點(diǎn)在設(shè)計(jì)中我用的溫度采集電路是熱電偶冷端溫度補(bǔ)償電路，這個(gè)電路是由LM335構(gòu)成的K型熱電偶冷端溫度補(bǔ)償電路。下面介紹LM335的性能特點(diǎn)如下：（1）它屬于電壓輸出式精密集成溫度傳感器，電壓溫度系數(shù)為+10mV/K，輸出電壓與熱力學(xué)溫度成正比。（2）測(cè)溫精度高，測(cè)溫圍寬。LM335測(cè)溫圍為40+100。（3）動(dòng)態(tài)阻抗低。當(dāng)工作電流為0.45mA時(shí)，其動(dòng)態(tài)阻抗僅為0.50.6（4）具有類似于穩(wěn)壓管的特性，使用時(shí)須經(jīng)過限流電阻接正電源，亦可由集成恒流源給它提供恒定的工作電流。（5）價(jià)格低，易校準(zhǔn)。利用一只10電位器即可校準(zhǔn)+25時(shí)的輸出電壓值。4.3.2熱電偶的工作原理熱電偶的工作原理可以這

17、樣解釋，當(dāng)兩種不同的導(dǎo)體或半導(dǎo)體A或B組成一個(gè)回路，其兩端相互連接時(shí)，只要兩端（一端溫度為T，稱為工作端或者是熱端；另一端溫度為，稱為自由端，也稱參考端或者冷端）的溫度不同，則回路中就會(huì)有電流產(chǎn)生，回路中存在的電動(dòng)勢(shì)稱為熱電動(dòng)勢(shì)。熱電偶就是利用這一效應(yīng)來工作的。4.3.3熱電偶冷端溫度補(bǔ)償電路由LM335構(gòu)成的K型熱電偶冷端溫度補(bǔ)償電路如圖4-2所示。利用LM335來測(cè)量熱電偶的冷端溫度，為限流電阻，是校準(zhǔn)溫度的電位器。LM335的輸出電壓經(jīng)過和分壓之后，得到所需的補(bǔ)償電壓，其電壓溫度系數(shù)為式（4-1）。（4-1）圖4-2 K型熱電偶冷端溫度補(bǔ)償電路因接運(yùn)算放大器LM308A的反相輸入端，故可

18、視為。型熱電偶產(chǎn)生的溫差熱電勢(shì)e則接到LM308A的同相輸入端。經(jīng)LM308A放大之后就實(shí)現(xiàn)了熱電偶的冷端溫度補(bǔ)償。考慮到LM335的輸出電壓與熱力學(xué)溫度成正比，要想輸出與攝氏溫度成正比的電壓信號(hào)，還應(yīng)扣除LM335在0時(shí)的輸出電壓?，F(xiàn)利用LM329B型6.9V基準(zhǔn)電壓源和精密多圈電位器，得到，也加至LM308A的反相輸入端，因此實(shí)際補(bǔ)償電壓就變成了。最終可使輸出電壓）。4.3.4鍵盤輸入電路鍵盤輸入電路如圖4-3所示。圖4-3 鍵盤輸入電路鍵盤輸入用到了8255，PB和PC口是8255兩個(gè)八位輸出口，8255控制端口的地址分別為8000H，8001H，8002H和8003H，它們由地位地址A

19、0，A1加以區(qū)別，A0，A1從地位地址鎖存器74LS373引出，外設(shè)芯片8255的接口配置與外部存儲(chǔ)器的接口配置方式一樣，同樣占據(jù)數(shù)據(jù)總線和地址總線。4.3.5數(shù)碼顯示電路數(shù)碼顯示電路如圖4-4所示。圖4-4 數(shù)碼顯示電路數(shù)碼管采用共陰極方式，PA口是8位輸入口，用于讀入掃描鍵盤的位置。8255的片選地址是由高八位地址(A8A15)通過74LS138譯碼產(chǎn)生的。從PA0PA3查詢掃描行的輸入狀態(tài)，從PA4PA7查詢功能鍵的輸入狀態(tài)，判斷是否有數(shù)字鍵或功能鍵按下。4.4 8255芯片簡(jiǎn)介8255是Intel公司生產(chǎn)的可編程并行I/O接口芯片，有3個(gè)8位并行I/O口。具有3個(gè)通道3種工作方式的可編

20、程并行接口芯片（40引腳）。 其各口功能可由軟件選擇，使用靈活，通用性強(qiáng)。8255可作為單片機(jī)與多種外設(shè)連接時(shí)的中間接口電路。8255作為主機(jī)與外設(shè)的連接芯片，必須提供與主機(jī)相連的3個(gè)總線接口，即數(shù)據(jù)線、地址線、控制線接口。同時(shí)必須具有與外設(shè)連接的接口A、B、C口。由于8255可編程,所以必須具有邏輯控制部分，因而8255部結(jié)構(gòu)分為3個(gè)部分：與CPU連接部分、與外設(shè)連接部分、控制部分。8255的引腳功能如下：RESET：復(fù)位輸入線，當(dāng)該輸入端處于高電平時(shí)，所有部寄存器（包括控制寄存器）均被清除，所有I/O口均被置成輸入方式。CS：芯片選擇信號(hào)線，當(dāng)這個(gè)輸入引腳為低電平時(shí)，即=0時(shí)，表示芯片被選

21、中，允許8255與CPU進(jìn)行通訊，=1時(shí)，8255無法與CPU做數(shù)據(jù)傳輸。RD：讀信號(hào)線，當(dāng)這個(gè)輸入引腳為低電平時(shí)，即=0且=0時(shí)，允許8255通過數(shù)據(jù)總線向CPU發(fā)送數(shù)據(jù)或狀態(tài)信息，即CPU從8255讀取信息或數(shù)據(jù)。WR：寫入信號(hào)，當(dāng)這個(gè)輸入引腳為低電平時(shí)，即=0且=0時(shí)，允許CPU將數(shù)據(jù)或控制字寫入8255。5系統(tǒng)軟件5.1 軟件流程圖開始系統(tǒng)初始化開A/D轉(zhuǎn)換器中斷初始化A/D轉(zhuǎn)換器溫度采集數(shù)碼管顯示有鍵按下？溫度超出X圍？調(diào)用空調(diào)控制模塊是否異常？調(diào)用報(bào)警返回YNYNY圖5-1 空調(diào)控制器的軟件流程圖5.2 各部分程序設(shè)計(jì)5.2.1主程序MAIN:MOVWDTCN,#0DEH MOVW

22、DTCN,#0ADH MOVXBR2,#40H LCALL PORT LCALL DIGITAL LCALL INT8255 MOV EIE2,#10HMOV P3IF,#00HMOV AMX0CF,#00H MOV AMX0SL,#00HMOV REF0CN,#03HMOV ADC0CF,#58HMOV ADC0CN,#0C0HSETB EA ORLADC0CN,#10H LOP: LCALLLCD AJMPLOP在主函數(shù)之前先設(shè)置A/D轉(zhuǎn)換器的中斷入口，然后再編寫主程序，在主函數(shù)最起初先禁止看門狗程序，然后使能交叉開關(guān)。然后依次調(diào)用I/O口初始化程序，要顯示的數(shù)的斷碼初始化程序，以與825

23、5初始化程序。然后是設(shè)置各端口為漏極開路，即低電平有效。接下來是A/D轉(zhuǎn)換器的初始化，選擇時(shí)鐘周期為1MHz，系統(tǒng)時(shí)鐘是12MHz，增益大小選擇為1，所以ADC0CF設(shè)為58H，啟動(dòng)方式為寫B(tài)USY=1，數(shù)據(jù)位右對(duì)齊，所以ADC0CN設(shè)為C0H。由于A/D轉(zhuǎn)換器是采集外界溫度的，采集結(jié)束之后還要用數(shù)碼管顯示出來，所以在執(zhí)行完A/D中斷結(jié)束之后，返回來要接著條用顯示的程序。因?yàn)锳/D轉(zhuǎn)換器采集外界的溫度是隨時(shí)更新的，因此，在這里是循環(huán)調(diào)用的5.2.2 I/O口初始化PORT:MOVEMI0CF,#2CH MOVP74OUTt,#3FH RETI/O口是單片機(jī)的重要組成部分，所以在編寫程序時(shí)要對(duì)它

24、進(jìn)行初始化。讓EMIF工作在地址/數(shù)據(jù)復(fù)用方式，只用外部存儲(chǔ)器，ALE高/低脈沖占1個(gè)SYSCLK周期，所以EMI0CF設(shè)為2CH；P7為漏極開路方式，P4、P5、P6為推拉方式，所以設(shè)置P74OUT為3FH。5.2.38255初始化int8255: mov DPTR,#8003H mov a,#80H movx DPTR,a ret控制字設(shè)為80H，即設(shè)置PC和PB口為輸出，PA口為輸入。8003H為8255的控制寄存器地址。5.2.4 溫度采集ADC0:mov a,adc0lmov 33H,adc0lswap a anl a,#0FH mov 30H,a mov a,adc0hmov 34

25、H,adc0h swap a anl a,#0F0H orl a,30H mov 31H,a lcall SC lcall COMPARElcall lcd anldc0cn,#0dfH orl adc0cn,#10H moveie2,#10Hreti把溫度轉(zhuǎn)換成易于單片機(jī)處理的數(shù)字信號(hào)，是通過A/D轉(zhuǎn)換器來實(shí)現(xiàn)的。C8051F020有兩個(gè)A/D轉(zhuǎn)換器，分別是ADC0和ADC1，ADC0是12位的A/D轉(zhuǎn)換器，而ADC1是8位的A/D轉(zhuǎn)換器。在此次設(shè)計(jì)中我用的是12位的A/D轉(zhuǎn)換器ADC0，由于ADC0是12位的A/D轉(zhuǎn)換器，所以被采集進(jìn)來的數(shù)是被分在兩個(gè)存儲(chǔ)單元存儲(chǔ)的。存儲(chǔ)的時(shí)候把低8位ad

26、c0l放在33H單元中，把高四位放在adc0h放在34H單元中。由于采集進(jìn)來的數(shù)要和輸入的數(shù)進(jìn)行比較，所以還要把33H和34H中的數(shù)合并在一個(gè)單元中，以便后來進(jìn)行比較。最后我把這兩個(gè)分開的數(shù)合并之后存放在了31H單元中。5.2.5 顯示子程序lcd:mov DPTR,#8001Hmov a,R3movx DPTR,amov DPTR,#8002Hmov a,R1movx DPTR,alcall Delay1mov a,R3rl amov R3,acjne R3,#40H,lop1mov R3,#01Hlop1:inc R1cjne R1,#77H,lcdmov R1,#71HMOV EIE2,

27、#12Hret8255的片選地址是由高八位地址(A8A15)通過74LS138譯碼產(chǎn)生的。鍵盤輸入用到了8255，PB和PC口是8255兩個(gè)八位帶鎖存的輸入口，可實(shí)現(xiàn)輸出數(shù)據(jù)鎖存。PB口的端口地址為8001H，PC口的端口地址為8002H。用PB口作六個(gè)數(shù)碼管的位選。用ULN2003作顯示器的位選驅(qū)動(dòng)。PC口作字型碼鎖存。8255控制字的端口地址是8003H。74LS244作數(shù)碼管字型顯示驅(qū)動(dòng)。數(shù)碼管選擇為共陰極。采集到的溫度值和設(shè)定的溫度值都會(huì)通過數(shù)碼管顯示出來，而且采集的值時(shí)隨時(shí)更新的。5.2.6 制冷和加熱COMPARE:mov a,6CH;adclr c cjne a,6BH,lop8

28、;shuru ajmp stop lop8:jc warmcool:clr p3.5clr p0.1ajmp work warm:setb p3.5setb p0.1ajmp work stop:clr p3.5setb p0.1 work:nopret空調(diào)就是能給人適宜的溫度，當(dāng)室的溫度很高時(shí)，我們會(huì)感覺很悶，所以我們就要設(shè)定一個(gè)自己想要的溫度，如果室的溫度比我們自己設(shè)定的溫度要高，那么空調(diào)控制器就會(huì)啟動(dòng)制冷裝置，使室的溫度達(dá)到我們需要的溫度。在本次設(shè)計(jì)中，在啟動(dòng)制冷裝置時(shí)，我就點(diǎn)亮一個(gè)LED燈。在冬天時(shí)，偶爾室的溫度會(huì)很低，人們會(huì)感覺很不舒適，那么在這時(shí)，空調(diào)控制器就會(huì)啟動(dòng)加熱裝置，使室的

29、溫度可以讓我們感覺溫暖。在啟動(dòng)加熱裝置時(shí)，我用的的是啟動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)。6 程序的調(diào)試我們編寫的每一個(gè)程序都需要進(jìn)行調(diào)試，我在設(shè)計(jì)中遇到了很多困難。首先是在溫度采集的值和我們輸入的值之間進(jìn)行比較這一塊出現(xiàn)了問題，由于A/D轉(zhuǎn)換器采集進(jìn)來的數(shù)是放在兩個(gè)存儲(chǔ)單元中的，而且是十六進(jìn)制的數(shù)字量，一開始我想把從A/D轉(zhuǎn)換器采集進(jìn)來的數(shù)轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制的數(shù)，然后也把從鍵盤輸入的數(shù)字量也轉(zhuǎn)換成使勁數(shù)進(jìn)行比較，可是在調(diào)試的過程中我發(fā)現(xiàn)這種做法很麻煩，所以后來我就把從A/D轉(zhuǎn)換器采集進(jìn)來的數(shù)放在一個(gè)存儲(chǔ)單元中，然后和鍵盤輸入的數(shù)進(jìn)行比較。把A/D轉(zhuǎn)換器采集進(jìn)來的數(shù)合并在一個(gè)存儲(chǔ)單元中的程序如下：ADC0:mov a,a

30、dc0lmov 33H,adc0lswap a anl a,#0FH mov 30H,a mov a,adc0hmov 34H,adc0h swap a anl a,#0F0H orl a,30H mov 31H,a其次，在設(shè)計(jì)中發(fā)現(xiàn)，應(yīng)該限制一個(gè)溫度圍，也就是說，一旦溫度超過設(shè)定的溫度圍就會(huì)產(chǎn)生報(bào)警。溫度圍設(shè)在2025之間，這段程序如下：cjne a,#20h,lop9ljmp lop10 lop9: jc lop14ljmp lop11 lop10: setb p0.0ljmp lop12lop11: cjne a,#25h,lop13ljmp lop10 lop13:jc lop10lo

31、p14: clr p0.0 lop12: swap a mov 6dH,a anl a,#0fH mov dptr,#tabc movc a,a+dptr mov 75H,a mov a,6CHret7 工作過程分析在主函數(shù)之前先設(shè)置A/D轉(zhuǎn)換器的中斷入口，然后再編寫主程序，在主函數(shù)最起初先禁止看門狗程序，然后使能交叉開關(guān)。然后依次調(diào)用I/O口初始化程序，要顯示的數(shù)的斷碼初始化程序，以與8255初始化程序。然后是設(shè)置各端口為漏極開路，即低電平有效。接下來是A/D轉(zhuǎn)換器的初始化，選擇時(shí)鐘周期為1MHz，系統(tǒng)時(shí)鐘是12MHz，增益大小選擇為1，所以ADC0CF設(shè)為58H，啟動(dòng)方式為寫B(tài)USY=1，

32、數(shù)據(jù)位右對(duì)齊，所以ADC0CN設(shè)為C0H。由于A/D轉(zhuǎn)換器是采集外界溫度的，采集結(jié)束之后還要用數(shù)碼管顯示出來，所以在執(zhí)行完A/D中斷結(jié)束之后，返回來要接著條用顯示的程序。因?yàn)锳/D轉(zhuǎn)換器采集外界的溫度是隨時(shí)更新的，因此，在這里是循環(huán)調(diào)用的I/O口是單片機(jī)的重要組成部分，所以在編寫程序時(shí)要對(duì)它進(jìn)行初始化。讓EMIF工作在地址/數(shù)據(jù)復(fù)用方式，只用外部存儲(chǔ)器，ALE高/低脈沖占1個(gè)SYSCLK周期，所以EMI0CF設(shè)為2CH；P7為漏極開路方式，P4、P5、P6為推拉方式，所以設(shè)置P74OUT為3FH。把溫度轉(zhuǎn)換成易于單片機(jī)處理的數(shù)字信號(hào)，是通過A/D轉(zhuǎn)換器來實(shí)現(xiàn)的。C8051F020有兩個(gè)A/D轉(zhuǎn)

33、換器，分別是ADC0和ADC1，ADC0是12位的A/D轉(zhuǎn)換器，而ADC1是8位的A/D轉(zhuǎn)換器。在此次設(shè)計(jì)中我用的是12位的A/D轉(zhuǎn)換器ADC0，由于ADC0是12位的A/D轉(zhuǎn)換器，所以被采集進(jìn)來的數(shù)是被分在兩個(gè)存儲(chǔ)單元存儲(chǔ)的。存儲(chǔ)的時(shí)候把低8位adc0l放在33H單元中，把高四位放在adc0h放在34H單元中。由于采集進(jìn)來的數(shù)要和輸入的數(shù)進(jìn)行比較，所以還要把33H和34H中的數(shù)合并在一個(gè)單元中，以便后來進(jìn)行比較。最后我把這兩個(gè)分開的數(shù)合并之后存放在了31H單元中。8255的片選地址是由高八位地址(A8A15)通過74LS138譯碼產(chǎn)生的。鍵盤輸入用到了8255，PB和PC口是8255兩個(gè)八位

34、帶鎖存的輸入口，可實(shí)現(xiàn)輸出數(shù)據(jù)鎖存。PB口的端口地址為8001H，PC口的端口地址為8002H。用PB口作六個(gè)數(shù)碼管的位選。用ULN2003作顯示器的位選驅(qū)動(dòng)。PC口作字型碼鎖存。8255控制字的端口地址是8003H。74LS244作數(shù)碼管字型顯示驅(qū)動(dòng)。數(shù)碼管選擇為共陰極。采集到的溫度值和設(shè)定的溫度值都會(huì)通過數(shù)碼管顯示出來，而且采集的值時(shí)隨時(shí)更新的。8255的控制字設(shè)為80H，即設(shè)置PC和PB口為輸出，PA口為輸入。8003H為8255的控制寄存器地址。空調(diào)就是能給人適宜的溫度，當(dāng)室的溫度很高時(shí)，我們會(huì)感覺很悶，所以我們就要設(shè)定一個(gè)自己想要的溫度，如果室的溫度比我們自己設(shè)定的溫度要高，那么空調(diào)

35、控制器就會(huì)啟動(dòng)制冷裝置，使室的溫度達(dá)到我們需要的溫度。在本次設(shè)計(jì)中，在啟動(dòng)制冷裝置時(shí)，我就點(diǎn)亮一個(gè)LED燈。在冬天時(shí)，偶爾室的溫度會(huì)很低，人們會(huì)感覺很不舒適，那么在這時(shí)，空調(diào)控制器就會(huì)啟動(dòng)加熱裝置，使室的溫度可以讓我們感覺溫暖。在啟動(dòng)加熱裝置時(shí)，我用的的是啟動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)。8 主要元器件介紹8.1熱電偶熱電偶的工作原理是，當(dāng)兩種不同的導(dǎo)體或半導(dǎo)體A或B組成一個(gè)回路，其兩端相互連接時(shí)，只要兩端（一端溫度為T，稱為工作端或者是熱端；另一端溫度為，稱為自由端，也稱參考端或者冷端）的溫度不同，則回路中就會(huì)有電流產(chǎn)生，回路中存在的電動(dòng)勢(shì)稱為熱電動(dòng)勢(shì)。8.28255芯片8255是Intel公司生產(chǎn)的可編程并

36、行I/O接口芯片，有3個(gè)8位并行I/O口。具有3個(gè)通道3種工作方式的可編程并行接口芯片（40引腳）。 其各口功能可由軟件選擇，使用靈活，通用性強(qiáng)。8255可作為單片機(jī)與多種外設(shè)連接時(shí)的中間接口電路。8255作為主機(jī)與外設(shè)的連接芯片，必須提供與主機(jī)相連的3個(gè)總線接口，即數(shù)據(jù)線、地址線、控制線接口。同時(shí)必須具有與外設(shè)連接的接口A、B、C口。由于8255可編程,所以必須具有邏輯控制部分，因而8255部結(jié)構(gòu)分為3個(gè)部分：與CPU連接部分、與外設(shè)連接部分、控制部分。8.3LM7805的介紹LM7805是美國(guó)半導(dǎo)體公司的固定輸出三端正穩(wěn)壓器集成電路，輸出電流在1A以上，輸出電壓是+5V。其部包括過熱、過流

37、和調(diào)整管保護(hù)等電路，誤差放大電路，基準(zhǔn)電壓電路和調(diào)整電路，使用比較方便且穩(wěn)定精度高。8.4 C8051單片機(jī)C8051系列單片機(jī)是集成的混合信號(hào)片上系統(tǒng)，具有與MCS-51核與指令集完全兼容的微控制器，除了具有標(biāo)準(zhǔn)8051的數(shù)字外設(shè)部件之外，片還集成了數(shù)據(jù)采集和控制系統(tǒng)中常用的模擬部件和其他數(shù)字外設(shè)與功能部件。C8051系列單片機(jī)是真正能獨(dú)立工作的片上系統(tǒng)（SOC）。CPU有效地管理模擬和數(shù)字外設(shè)，可以關(guān)閉單個(gè)或全部外設(shè)以節(jié)省功耗。參考文獻(xiàn)1 周興華. 單片機(jī)智能化產(chǎn)品.：航空航天大學(xué)大學(xué)，20062 樓然苗. 單片機(jī)C程序設(shè)計(jì).：航空航天大學(xué)大學(xué)出版，20053 沙占友. 智能化集成溫度傳感

38、器原理與應(yīng)用.：機(jī)械工業(yè)，20024 萌，湘斌. 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā).:清華大學(xué)， 20075 汪韜. 新型變頻空調(diào)器.:人民郵電， 20066 暢生. 傳感器簡(jiǎn)明手冊(cè)與應(yīng)用電路.:電子科技大學(xué)， 2003附錄A1 程序清單$include(c8051f020.inc)org 00Hajmp mainorg 007BHljmp ADC0org 100Hmain:mov wdtcn,#0deHmov wdtcn,#0adHmov xbr2,#40Hlcall portlcall digtallcall int8255MOV EIE2,#10HMOV P3IF,#00HMOV AMX0CF,#00

39、HMOV AMX0SL,#00HMOV REF0CN,#03HMOV ADC0CF,#58HMOV ADC0CN,#0C0HSETB EAorl adc0cn,#10Hlop:lcall lcdajmp lopwait:mov DPTR,#8001Hmov a,#00Hmovx DPTR,amov DPTR,#8000Hmovx a,DPTRmov R2,acjne R2,#0ffH,lop4ajmp lop5lop4:lcall Keylop5:nopretport:mov emi0cf,#2cHmov p74out,#3fHretint8255: mov DPTR,#8003Hmov a,

40、#90Hmovx DPTR,aretKey :cpl aanl a,#0fHmov 70H,ascan:mov DPTR,#8001Hmov a,67Hmovx DPTR,amov DPTR,#8000Hmovx a,DPTRanl a,#0fHcjne a,#0fH,ppmov a,67Hrl amov 67H,aajmp scanpp:mov a,67Hmov 67H,#0feHanl a,#0fHcpl aanl a,#0fHmov 69H,alcall translatemov a,68Hmov R0,ainc R0cjne R0,#73H,lop6mov R0,#71Hlop6:no

41、pretdigtal: mov R3,#01Hmov R1,#71Hmov R0,#71Hmov 67H,#0feHmov 69H,#00Hmov 70H,#00Hmov 71H,#3fHmov 72H,#06Hmov 73H,#00Hmov 74H,#00Hmov 75H,#5bHmov 76H,#4fHmov R6,#00Hrettranslate:lcall Delay2lcall Delay2mov DPTR,#TABAmov a,69Hmovc a,a+DPTRmov 69H,amov DPTR,#TABBmov a,70Hmovc a,a+DPTRclr cadd a,69Hclr

42、 cmov 68H,amov 6AH,aleave:mov DPTR,#TABCmov a,68Hmovc a,a+DPTRmov 68H,amov DPTR,#TABDmov a,6AHmovc a,a+DPTRmov 6AH,ainc R6mov a,R6cjne a,#02H,lllmov R6,#00Hanl 6BH,#0F0Hmov a,6BHorl a,6AHmov 6BH,aajmp mmmlll:mov a,6AHswap aanl 6BH,#0fHorl a,6BHmov 6BH,ammm:nopretlcd:lcall waitmov DPTR,#8001Hmov a,R3movx DPTR,amov DPTR,#8002Hmov a,R1movx DPTR,alcall Delay1mov a,R3rl amov R3