應用方案spmc65p2408a在空調(diào)中的v1

1、應用方案SPMC65 系列單片機應用方案 V1.1 2005.05.09單片機推廣中心海淀上地信息產(chǎn)業(yè)中黎科技園 1 號樓 5 層.cnh: 86-10-62981668FAX: 86-10-62962425E-保留對此文件修改之權利且不另行通知。所提供之信息相信為正確且可靠之信息，但并不保證本文件中絕無錯誤。請于向科技股份提出訂單前，自行確定所使用之相關技術文件及規(guī)格為之版本。若因貴公司使用本公司之文件或產(chǎn)品，而涉及第三人之專利或著作權等智能權之應用及配合時，則應由貴公司負責取得同意及，本公司僅單純販售產(chǎn)品，上述關于同意及，非屬本公司應為保證之責任。又之正式，本公司之所有產(chǎn)品不得使用于醫(yī)療器

2、材，維持生命系統(tǒng)及飛航等相關設備。目 錄1空調(diào)工作原理22功能介紹33系統(tǒng)總體方案介紹44系統(tǒng)硬件設計54.1 空調(diào)電路原理54.2特性簡介6供電系統(tǒng)分析7過零檢測電路7室內(nèi)風機的控制8室內(nèi)風機風速檢測8過流檢測電路9低電壓檢測電路9壓縮機、四通閥、外風機和負離子產(chǎn)生器（健康運行）的控制10驅(qū)動電路114.11 斷電125系統(tǒng)設計135.1 主流程136結語147參考文獻14+,-./%0 123!456789!#$-6:;?4ABC DEFG& 8 H+,- SPMC65P2408A IKL(MN AD ?OPQAC220V RSTURVWKL(YZ%U?-&VWT_VWKL(abcdefi

3、Yj&klmmSPMC65P2408A no&pdTqr&stuvwqx#$-Qyz-|R+,-SPMC65P2408A#$%#Z_ !LJ9abc/de2000 _ !Q9KJfghijabk 1800no2003 p_qr !LQ9sKJtuiv1 40002004pwxyzij|k 5500 !_9 !LJi#$%sJ9 3/5 no!_i&()*+9 !L;,|_-./01&23 !LKJ/1697!_ !LQ98sJ9F:;j?A9BC*! 2001 pA2003 pF 2004 p9BCDEFGEZHIJKLMqN9 !LOPQPEFRS !OP/ T5UVWX|YZ_6K9|,

4、!_9 !L-/d?A0;)1234?8 5=j?S?AS091623789):L;5=95E ?=j): L;)1A96BS?AS09;)123:CS?DES?DEj1F=G HIJ?J0=2aLt/K!9?L2a5MNO6;B56 ?bUu=2aL9PQuQ6RStTA679U)9?EVW56*G56E ?bUXYZkJ0p99H2IJL*+ 1-2 !;6$% !6;6pr;)-.9?):6656 ?9*+ 1-2 ,-?A0;)1DE/2aL62a56S0S?;)1?E/):L6A6):6;6/C1BCD_U;)19XYWB$;)8./a2aL956bIU&;6/92a Lwc;)-.

5、/5E5656A6+d;699 2 :-2930E-2) * + ,M JKef0pgOh16ij30iklef0p 24imPnopcqrtM NO/stPugvLef0pwyf0pefgOh16ij30i:;Lz560pFef0p9V9yfPugvM1)2)3)4)JLef0pgOh16ij30i mPn)7rt mPzort mPS0cqrtMPQRS7|QuSbef0p,:;M BTU/VW,-f/n8/Q 10 /!#uQe&f/QkZ !TF()8.M1)2)3)QXY()Ze&7*8.+Av,-fv;)AstAV7F.T/7/ 1500q 1050Q|1 450aN2/T;6/7

6、/ 900q 1500Q|1 600aN2/TM_ /34gvLJKNOGHIuQ ?56M a_ef.TPugv/ !Lz560pqef0p9V9.T7fP ugvef0pkl 24iM bc8990p:;.T!F560pc&rIPx?ABC9;M FdUVDE,FG/ Br!HnuQ8An8A;)F;6 3 :-2930E-3- . / 0 1 2 + ,IJK&L+*+ 3-1 ,-Xw CPUAMN34F:;O/K&CPU iPQLa9REMNSTUVWy?34678p34bIF560p34QE-_PD2PB2/PB3/ PA4/PA5PC0PC1PB5PB1/PB0/ PC3/C2P

7、B4PD1PA2PA7/PB7PA3PB6PD0PA6/PA5 PA1/PA04242BCD:;?8:;cdL:;eu8:;NOPQ:;5EA5678:;4系統(tǒng)硬件設計4.1 空調(diào)電路原理硬件電路如圖 4-1 所示。根據(jù)工作電壓的不同，整個系統(tǒng)可以分為三部分：微控系統(tǒng)、繼電器控制和強電控制，分別工作于 DC5V、DC12V 和 AC220V。圖 4-1 系統(tǒng)電路原理圖 5 :-2930E-IRx+12211 2 con1 3 con2ground2GND1 31 34567NC NC NC NC 1 31 3PTCVCC C8OM SCL SDA/ XIerXOLVD RESETCOD SDT

8、S2 Neg TS1 ValveIMC ComprKey 1BuzzerIR D7 SDA xKey-ScanVCC6 VCCxShow-BoardS15 erxKey4 Timex3 RunxD33R51 C302 Rx 1 VSSxSDA x1D32REV1erx21VCCxR52D31Timex 21R53D30Runx 21VCCx C32VSSxVSSxC31Speed DetectorVCCR21VCCSD1R31 2Q523C16J8VCCPanelJ47R12SDA6R14er5R15Time4R16Run3IR2R181C20 C21 C22 C23VCCTem Sensor

9、C10 + C11J10R241 1TS2 2TS1 324 3R264C25C18 R28R29CLK-RESVCCVCCR30R22D6RESETXIXOC27C28C26VCC24C01-MemoryU5C9R32A0 VCC 8A1 WP 7R50A2 SCL 6CLSDA/GND SDA 5Zero DetectVCCR23ZDZDS R27Q6 C142ZDPB4PC3PB3PB0PB2PB1CTime16 BRUN15 A2803 DriveNeg- 1 U418 Neg- C 12V R6Valve 2 IB1C 17 ValveCCompr 3 2B2C 16 ComprCB

10、uzzer 4 3B3CJ9 D5 4B4CC6 5B5C1B7 6B6C2A8 7B7C38B8C 104GND COM512VLVD12VR11LVDC7R17V2R5R743R8L1COD+C19C6Current_DetectControl J2NR12C11L12VSI1RE1D2R4 ComprC 12VLD3RE2ValveC R1312VLD4Q2 R19RE3R33J5OMN 12VLD5 RE4J7R20 N Neg- C123212Moter-DriveVCC U1ANODE GATE 15CATHODE T2 13 MC R34 2 R2T1 11T2 9Q1NR3LJ

11、3C41C523L2V1 ZDSerJ1D112VVCC 3U224 -+ 3 1 VIVO 31+C2 +C3C17R104.2./01SPMC65P2408A pwmneoa9 8 %8p$8qrSPMC65 6rsA#$CzQZ%t.uVmPd|9f/oyLAvw9EO!Ux y ADCA|rtCr+Cr8:Ao8:;FqZSPMC65P2408A P 28 IF 32I| !32 I ! UART rteo#r 28 I !*+ 4-2 ,-28 I !9mE()*Lh8.?h3.0Vj5.5V8.?.%rt/Y0*1rt 4-2 SPMC65P2408A*28P +, 6 :-293

12、0E-SPMC65P2408A(AN7)PA7 128 VDD(AN6)PA6 227 VSS(AN5)PA5 326 XI/RC/ECLK(AN4)PA4 425 XO(AN3)PA3 524 RESET(AN2)PA2 623 PD0(2)(AN1)PA1 722 PD1(3)(AN0)PA0 821 PD2(P3)(AVref)PB7 920 PC0(SRDB)( BUZ )PB6 1019 PC1(SCK)(1/TC3)PB5 1118 PC2(SDI)(0/TC2)PB4 1217 PC3(SDO)(P1)PB3 1316 PB0(TC0)(COMP0)PB2 1415 PB1(TC

13、1)4.3 供電系統(tǒng)分析整個主控板上有三種電壓：AC220V、DC12V 和 DC5V。AC220V 直接給壓縮機、室外風機、室內(nèi)風機和負離子產(chǎn)生器供電；AC220V 經(jīng)過降壓，變?yōu)?DC12V 和 DC5V，用于繼電器和微控系統(tǒng)供電。供電系統(tǒng)如圖 4-3 所示，AC220V 先經(jīng)過變壓器降壓，然后從插座 J1 輸入，經(jīng)過整流橋進行全波整流，通過電容 C2 濾波，得到 DC12V，再經(jīng)過穩(wěn)壓片 7805 穩(wěn)壓，得到 DC5V。圖中的采樣點 ZDS 用于過零點的檢測，二極管 D1 防止濾波電容 C2 對采樣點 ZDS 的影響。圖 4-3 供電系統(tǒng)4.4 過零檢測電路過零檢測電路如圖 4-4 所示

14、，用于檢測 AC220V 的過零點，在整流橋路中采樣全波整流信號，經(jīng)過三極管及電阻電容組成整形電路，整形成脈沖波，可以觸發(fā)外部中斷，進行過零檢測。采樣點和整形后的信號如圖 4-5 所示。過零檢測的作用是為了控制光耦可控硅的觸發(fā)角，從而控制室內(nèi)風機風速的大小。圖 4-4 過零檢測電路 7 :-2930E-211 32GNDZeroDetectVCCR23ZDZDS R27Q6C14 2 V1 ZDS erJ1D112VVCC U234 3 132-+VIVO1+C2 +C3C17R10圖 4-5 采樣點和整形后的信號4.5 室內(nèi)風機的控制圖 4-6 為內(nèi)風機控制電路，U1 為光耦可控硅，用于控制

15、 AC220V 的導通時間，從而實現(xiàn)內(nèi)風機風速的調(diào)節(jié)。U3 的 3 腳為觸發(fā)腳，由三極管驅(qū)動。AC220V 從管腳 11 輸入，管腳 13 輸出，具體導通時間受控于觸發(fā)角的觸發(fā)。室內(nèi)風機風速具體控制方法：首先過零檢測電路檢測到 AC220V 的過零點，產(chǎn)生過零中斷；然后，在中斷處理子程序中，打開 Timer 的定時功能，比如定時 4ms，4ms 后由 CPU 產(chǎn)生一個觸發(fā)脈沖，經(jīng)三極管驅(qū)動，從 U3 的 3 腳輸入，觸發(fā) U3 的電路，從而使 U3 的管腳 11 和 13 的導通，AC220V 給室內(nèi)風機供電。這樣，通過定時器的定時長度的改變可以控制 AC220V 在每半個周期內(nèi)的導通時間，從

16、而控制室內(nèi)風機的功率和轉速。圖 4-6 室內(nèi)風機控制電路4.6 室內(nèi)風機風速檢測當室內(nèi)風機工作時，速度傳感器將室內(nèi)風機的轉速以正弦波的形式反饋回來，正弦波的頻率與風機轉，CPU 采用外部中斷進行頻率檢測，從速成特定的對應關系，見下表所示。正弦波經(jīng)過三極管整形為而實現(xiàn)對風速的測量。 8 :-2930E-1 34567NC NC NC NCMoter-DriveVCC U1ANODEGATE 15CATHODET2 13IMC R34 2 R2T1 11 9Q1T2NR3 LJ3C41C523L2圖 4-7 室內(nèi)風機風速檢測電路4.7 過流檢測電路采用電流互感器 L1 檢測火線上電流的變化情況。圖

17、中 L1 為電流互感器，輸出 05mA 的交流電。當電流突然增大時，電流互感器輸出電流也隨之增大，經(jīng)過全橋整流、電流電壓轉換、低通濾波，從 COD端輸出直流電壓信號。CPU 通過對 COD 端電壓的 AD壓過高時，CPU 可以對電路采取保護措施。來感知 AC220V 電流的變化，當 COD 端的電圖 4-8 過流檢測電路4.8 低電壓檢測電路采用電阻分壓原理，CPU 利用 AD對 7805 前端的 12V 電壓進行檢測。當電網(wǎng)掉電后，AD 端會到 7805 前端的 12V 電壓的降低，由于 7805 輸出端電容的存在，所以即使 12V 電壓降低到 6V，7805仍能提供 5V 電壓使 CPU

18、正常工作， 此時，CPU 立即將空調(diào)當前的運行參數(shù)保存在 AT24C01 里面。 9 :-2930E-121 3V2R5R743R8L1COD+C19C6Current_DetectSpeedDetector VCCR21VCCSDR31 2 Q5 C16123J8風速高中低風機頻率（Hz）705030圖 4-9 低電壓檢測電路4.9 壓縮機、四通閥、外風機和負離子產(chǎn)生器（健康運行）的控制壓縮機、室外風機、四通閥和負離子產(chǎn)生器均由 AC220V 供電，所以通過繼電器控制 AC220V 的通斷便可以控制各個部分的運行。R1 為壓敏電阻，用于過壓保護。SI1 為保險管。插座 J2 為 AC220V

19、 輸出端，外接變壓器，將 AC220V 降壓，降壓后接到電源模塊，分別得到 DC12V和 DC5V。 10 :-2930E-LVD12VR11LVDC7R17圖 4-10 壓縮機、四通閥和健康運行的控制電路4.10 驅(qū)動電路繼電器、峰鳴器和步進電機均由 12V 直流電壓控制，U4 為驅(qū)動NeglonC 控制負離子發(fā)生器的繼電器；ValveC 控制四通閥的繼電器； ComprC 控制壓縮機的繼電器； Buzzer 控制峰鳴器；A、B、C、D 為步進電機的四相。 11 :-2930E-1 3PTCControl J2R1N2C11L12VSI1RE1D2R4ComprC 12VL D3RE2ValveC R1312VL D42 Q2R19RE3R33J53OMN 2112VL D5RE4J7 R20 N Neg- C