空调器单片机控制技术与检测技巧分析

2021-04-04严栋梁

信息记录材料 2021年9期

严栋梁

（常州刘国钧高等职业技术学校江苏常州 213000）

1 引言

空调市场上，分体式柜式的空调器当中普遍使用的是单片机控制技术，其中使用的控制程序也主要集中书写在空调机的单片机芯当中，此类空调机一般功能齐全，且使用起来可靠程度也很高。但需要注意的是行业内工作人员初次接触单片机控制电路，难免会产生此种电路复杂程度很高的想法。此种情况的解决方式十分简单，只需要工作人员在实际工作当中不断提升自身能力，同时结合已有经验进行摸索和实践，也能够在短时间内快速掌握空调机电路的实际维修和检测技术。

我国空调器生产行业当中，采用单片机控制电路的空调器种类当中，投入适应的芯片很多。空调器维修人员只需要利用业余时间查询相关芯片的信息资料，就能够达到提升自己对此类设备掌握程度的效果。

2 单片机

单片机本质上是指一种集成电路芯片，属于常见芯片当中的一个类别[1]。此种芯片一般有规模较大的集成电路和相关技术，还有具备数据处理能力的中央处理CPU。不仅如此，随着时代的进步，我国单片机也具有存储器和只读存储器等先进系统，多种系统集合而成再微缩到一小块硅片上，就能构建成为完善且微小的计算机系统，从而在工业制造领域广泛使用。我国相关行业从20世纪80年代初开始发展，到现在已经从当时的4位和8位单机片逐渐发展到当前能够应用的300 M单机片，这无疑是质的飞跃。

我国常见的主流单机片包括CPUC、ROM计数器等，其主要特点就是结构简单、使用方便，且能够帮助空调器实现模块化。此种芯片的单机可靠性很高，同时兼具处理速度快和功能强的优势，属于典型的低电压、功耗的便携产品。不仅如此，此种芯片对环境的适应力和控制功能也很强大。

3 单片机控制的电路组成作用

3.1 信号检测

单片机控制的电路当中信号检测的相关部分能够完成多种模拟信号量，以及开关信号量的检测。其中，温度传感器的输出信号经过放大之后，A/D转换就能够送到空调器单片机当中的CPU内。同样的压力开关和化霜开关等也是通过相似的转换方式进入CPU。

3.2 功能设置

在单片机控制电路当中，功能设置部分的内容，会根据用户提供的案件需要进行所对应功能的转换，常见的就是空调器的制冷、制热和温度定时等功能。

3.3 控制

控制部分的功能则是可以利用多种模拟量、开关量和功能键的识别技术，同步发出相对应的指令，像空调器压缩机的开关以及温度调节功能，都是该部分负责的任务。不仅如此，控制功能还可以在空调器产生工作异常情况时提供保护的作用。

3.4 显示

近年来，生产的空调器都添加了显示功能，此种功能能够通过LED或者液晶显示屏，直观地将空调器实际工作状态展现出来，包括但不限于风速、温度等。

3.5 执行

执行功能是空调器单片机不可或缺的一部分功能，该部分功能可以依靠微处理产生的控制命令，对空调器的压缩机等部分设备零件进行控制，促使它们能够做出相应的动作执行部件功能。当下部分空调器厂商为了扩大设备的微处理器输出驱动能力，通常会在空调器内部的微处理器和执行部件之间增加驱动接口。

3.6 红外遥控与接收

所有通过遥控器控制的空调器都装备了红外遥控和接收的能力，当用户使用遥控器时，遥控器的红外发光管就能够发出信号，与空调器当中的红外接收器交互连接之后，就能够将指令传输到微处理器内，最终执行相应的命令。随着科学技术的发展，这一过程所用的时间已经越来越短，几乎趋近于实时执行。

3.7 其他

空调器的电源电路能够整流和滤波220 V的交流电，再将其转化成两组直流电输出[2]。其中一组是+5 V电压的微处理器和晶体管等相关工作，而另一组则是+12 V电压驱动的继电器工作。空调器当中的振荡电路以及复位电路部分的工作，基本都是由单片机提供稳定频率以及相关复位功能[3]。

4 空调器单片机控制器技术流程

4.1 自动运行模式

空调器的单片机控制器技术流程可以以某品牌空调为例进行分析，在空调器连接电源之后，其内部的微处理CPU上电复位就会开始工作。同时该空调器在每次正式开始工作之前都会进行电路自检工作，再将检查结果输入键盘之后扫描，该工作的落实目的是判断空调器是否已经处于开机的状态。当已经处于开机状态时，空调器如果没有断电，就会按照上次运行所设置的参数再次运行，反之若断过电则要用户重新设置。如果检测结果是空调器未处于开机的状态，那么空调器的风量、模式等量键依旧有效，用户可以利用这一功能对空调器进行预设置。

空调器在开机后的第一步通常都是检查通信电路和传感器等部件是否处于正常工作的状态。当发现产生异常，空调器就会在单片机控制技术的辅助下停机发出警告，如果没有在检查过程中发现异常，单片控制技术就会促使空调器进入测温的状态，检测的方向主要是室温，同时还会将空调器的实际工作状态以及测试所得的温度传达到显示的部分，方便用户观察。空调器的自检结果如果是重新开机，空调器就会进入自动运行的状态，同样的微处理器也会启动自动运行程序。单片控制技术这一操作能根据空调器所在环境的实际温度自动选择用户需要的功能，智能化程度较高。

4.2 制冷、制热与停机

以某品牌空调器为例，该空调器的扫描键若是制冷功能，则空调器单片机控制就会转到制冷运行的程序当中。单片机控制技术会将实际温度和空调设定的温度相互比较，判断实际温度比设定温度高时，就会启动内部压缩机进行制冷[4]。当实际温度与设定温度时间的误差=1 ℃时，就会控制压缩机停止工作；同样的，当误差＞1 ℃，又会启动制冷功能。

单片机控制技术下的空调器制热功能与制冷十分相似，不同的是会先判断是否需要进行除霜工作。如果不需要进行除霜，就会判定实际温度和设定温度之间的关系，若实际温度小于设定温度，就会启动压缩机制热，同时控制换向阀进行工作，形成循环制热的效果。同样的实际温度与设定温度之间的误差=1 ℃，单片机控制技术就会促使空调器停止工作；在发现实际温度＜设定温度1 ℃，就又会启动制热功能。

当扫描键盘的功能是停机时，该空调器的微处理器就会发出停机的指令，空调机接收指令后会在短时间内关闭全部负载，但若未断电会依旧显示温度。显然在没有断电的情况下，该品牌空调器虽然执行停机指令，但实际上内部的微处理器依旧处于工作状态。

5 空调器单片机检测技巧

5.1 设备不启动

空调器单片机的检测技巧以KFR-22G空调器单片机UPD75028（NEC）控制电路为例，若案例中的空调器接通电源之后无法使用遥控器控制启动，同时蜂鸣器和指示灯都没有反应，用户发现此种情况后若使用应急开关重启后也是一样的情况。则工作人员需要先检查供电电源，以及电源变压器的稳定程度等细节，若+5 V正常，就要检查CPU是否有+5 V供电，以及芯片的复位脚电压情况和单片机晶振电路。

5.2 感温不准

判断空调器产生温感不准的依据有很多，即插件插错、御寒和接触不良等都能够成为故障原因，最终导致的结果就是室外压缩机不启动，启停不稳定也是表现之一。显然检测方向需要根据判断依据，发现故障立即整改维修就能够使空调器恢复正常工作。

5.3 遥控器失灵

需要掌握的是KFR-22G空调器遥控器电池的电压应≥2.4 V，否则就要及时更换电池[5]。若遥控器在正常电压状态下失灵，需要检查遥控器内的电池“+”“-”两极片是否存在氧化腐蚀的情况，若有就要及时更换极片。正常的空调遥控器靠近收音机后按任意一个按键，都应该听到“嘟嘟”的声音，有收音机的用户可以使用此种方式进行自检。若检查后发现遥控器正常，工作人员就要检查室内遥控器的接收集成块能否正常工作，需要注意的是集成块触点的虚焊和松动都会导致遥控器失灵。

5.4 蜂鸣器不工作

KFR-22G空调器产生蜂鸣器不工作的情况，需要对单片机芯片和蜂鸣器相连接的引脚进行检查。即检查KFR-22G空调器单片机UPD75028芯片5脚是否有2 048 Hz方波输出。已知的是遥控器按动一次就会输出一串方波，每次时间为0.5 s，如果同时检查蜂鸣器和遥控器，遥控器工作正常，就说明蜂鸣器已经出现故障。