基于AT89S52的空调温度控制系统的设计

2010-05-14裴美珍单正娅

网络安全与数据管理 2010年6期

裴美珍 ,单正娅

(1.宜兴技师学院,江苏宜兴 214206；2.无锡职业技术学院，江苏无锡 214121）

随着人们生活水平的日益提高，空调已成为现代家庭不可或缺的家用电器设备，人们也对空调的舒适性和空气品质提出了更高的要求。温度控制系统是家用空调控制系统的重要组成部分，其设计的好坏决定着空调温度控制的灵敏度。本文设计了一种家用空调温度控制系统,它将外部温度信号经 DS18B20将输入的模拟信号转换成8位的数字信号，通过并口传送到单片机系统。单片机系统将接收的数字信号译码处理，通过 LCD1602将温度显示出来，同时将处理的温度信号与系统设定温度值进行比较,形成可以控制空调制冷、制热与停止工作3种工作状态,从而实现空调的智能化。本系统具有设计原理简单、实现方便、测量精度高、热惯性小、硬件连线简单、可靠性高等特点。

1 系统硬件设计

系统由电源电路、温度采集电路、按键、显示电路、控制电路及其他辅助电路等部分组成,系统框图如图1所示。该系统以单片机为核心，可完成温度显示、温度设定、空调控制及超温报警等多种功能。

图1 系统框图

1.1 温度采集电路

测温电路如图2所示。该电路采用DS18B20温度传感器，它可提供9位温度读数寄存器以指示器件的温度，通信方式简单，仅通过一根接口线写入指令与读出温度；温度变换速度快，用户可定义非易失性的温度告警设置；供电方式简单，可用数据线供电;所需的外围器件极少，甚至不需要外围元件。

1.2 温度设置与显示模块

温度设计与显示模块主要由按键和液晶组成。通过按键可以随意设定报警初始温度值，按键电路如图3所示。在设计中为了节约成本，采用低廉的二极管充当“与”门，当有任意键按下时，拉低该键所接I/O口，并且拉低INT0，此时MCU进入中断服务程序，电阻R和电容C组成一个放电回路防止出现键盘误触发而进入中断服务程序。另外，键盘输入方面采用了软件来修正误操作输入，即输入的温度范围必须在系统硬件所确定的范围内，直接降低由于误操作带来的风险，提高了系统的可靠性，体现了人性化的系统设计原则。

图2 测温电路

图3 键盘电路

本系统选用了专门用于显示字母、数字、符号等点阵式LCD1602，内部控制器为KS0066，能够同时显示16×2即32个字符。接线图如图4所示。

1.3 继电器实时控制电路

图4 LCD1602显示电路

压缩机、室外风机、四通阀均由 AC 220 V供电，所以通过继电器控制AC 220 V的通断便可以控制各个部分的运行。单片机主要控制继电器组来控制电磁四通换向阀的工作状态。采集的温度信号经处理后进入系统时，与系统默认或设定温度比较，形成可以控制空调不同状态的高电平信号[1]。信号经驱动器ULN2003放大处理后驱动继电器工作开关及电磁四通换向阀工作，控制继电器，使压缩机、室外风机和换向阀按要求状态动作，形成可以控制空调制冷、制热及不工作3种状态，从而实现空调的智能化控制[2]。

假如设定温度为 20℃,实际室内温度为 25℃，打开空调制冷，风机启动，室温达到20℃后，风机停止工作，然后检测温度高于20℃后，风机重新启动。为了避免此类频繁启动操作，设计中设置了2℃温差,即如室温低于或等于20℃则压缩机停止工作,高于22℃压缩机才开启。

2 软件设计

本设计采用KEIL C语言编程。KEIL C语言是C语言在嵌入式系统中的应用，它提供了十分完备的规范化流程控制结构，易于实现程序设计的规范化和模块化。为了使程序结构清晰且易于调试和维护，整个程序按功能分成若干个模块，不同的模块完成不同的功能。对于不同的功能模块，分别指定相应的入口参数和出口参数。而经常使用的一些程序则编成函数，这样既有利于整个程序的编写和管理，又可增强可读性和可移植性。系统软件设计流程图如图5所示。