第一章系統(tǒng)分析.1概述.11.1功能簡介.11.2方案選擇.11.2.1溫度采集電路方案.1第二章硬件電路設(shè)計.32.1單片機.32.2A/D轉(zhuǎn)換電路.32.2.1ADC0801介紹.32.2.2AD轉(zhuǎn)換電路工作原理.42.3溫度采樣電路.52.3.1AD590型溫度傳感器.52.3.2溫度采樣工作原理.52.4按鍵開關(guān).62.5溫度顯示電路.62.5.1LED驅(qū)動.62.5.2溫度顯示工作原理.72.6壓縮機驅(qū)動電路.72.6.1壓縮機機驅(qū)動芯片.72.6.2壓縮機機驅(qū)動電路.8第三章軟件設(shè)計.93.1軟件設(shè)計思路.93.2程序流程.93.2.1主程序流程.93.2.2中斷服務程序流程.10第四章總結(jié).11附錄A硬件電路圖.12參考文獻.131第一章系統(tǒng)分析概述電子技術(shù)的發(fā)展，特別是隨著大規(guī)模集成電路的產(chǎn)生，給人們的生活帶來了根本性的變化，如果說微型計算機的出現(xiàn)使現(xiàn)代的科學研究得到了質(zhì)的飛躍，那么單片機技術(shù)的出現(xiàn)則是給現(xiàn)代工業(yè)控制測控領(lǐng)域帶來了一次新的革命。目前，單片機在工業(yè)控制系統(tǒng)諸多領(lǐng)域得到了極為廣泛的應用。特別是其中的C51系列的單片機的出現(xiàn)，具有更好的穩(wěn)定性，更快和更準確的運算精度，推動了工業(yè)生產(chǎn)，影響著人們的工作和學習。在現(xiàn)代社會中，溫度控制不僅應用在工廠生產(chǎn)方面，其作用也體現(xiàn)到了各個方面，隨著人們生活質(zhì)量的提高，酒店廠房及家庭生活中都會見到溫度控制的影子，溫度控制將更好的服務于社會.而今，空調(diào)等家用電器隨著生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展和生活水平的提高越來越普及，一個簡單，穩(wěn)定的溫度控制系統(tǒng)能更好的適應市場。而本次設(shè)計就是要通過以MCS-51系列單片機為控制核心，實現(xiàn)空調(diào)機溫度控制器的設(shè)計1.1功能簡介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)空調(diào)溫度控制單元的工作情況1.溫度指標：1630之間任選；偏差：1。2.用“+”和“-”兩個按鍵選擇設(shè)定溫度3.兩位LED交替顯示實際溫度和設(shè)定溫度，間隔1秒鐘1.2方案選擇1.2.1溫度采集電路方案本設(shè)計的重點在于對外部環(huán)境溫度的采集和控制，因此溫度采集電路的選擇關(guān)系到整個設(shè)計結(jié)果實現(xiàn)與否方案一：使用AD590溫度傳感器采集溫度方案如圖1-2-1所示為AD590連接電路圖圖1-2-1AD590溫度傳感器電路方案二：使用DS18B20溫度傳感器采集溫度方案圖2為DS18B20引腳排列圖，在DS18B20中，DQ為數(shù)字信號輸人輸出端；GND為電源地；VDD為外接供電電源輸入端。DS18B20在光刻ROM中的64位序列號是出廠前被光刻好的，它可以看作是該DS18B20的地址序列碼，這樣就可以實現(xiàn)一根總線上掛接多個DS18B20的目的。有兩種方法可確保DS18B20在有效轉(zhuǎn)換期內(nèi)得到足夠的電源電流。第一種方法是在溫度變換時，在IO口接一個強的上拉。第二種是將其連到VCC外部電源，這樣就不用在IO口接強上拉，也可在溫度變換期間使口線保持高電平。以在變換時間內(nèi)允許其它數(shù)據(jù)在單總線上傳輸。也可使用外部電源通過發(fā)跳過ROM命令和變換命令T來完成溫度變換。需要注意的是：在工作狀態(tài)，GND不能懸空。DS18B20利用單總線進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)?，并且直接輸出的是?shù)字量，省去了A/D轉(zhuǎn)換部分，但考慮到設(shè)計的學習與練習性，通過比較，決定使用AD590溫度傳感器經(jīng)行溫度檢測。3第二章硬件電路設(shè)計2.1單片機由于空調(diào)溫度控制器的核心就是單片機，單片機的選擇將直接關(guān)系到控制系統(tǒng)的工作是否有效和協(xié)調(diào)。本設(shè)計采用MCS-51系列的8051單片機，因為8051單片機應用廣泛，性能穩(wěn)定，抗干擾能力強，性價比高。8051包含了8位CPU，片內(nèi)振蕩器，4K字節(jié)ROM,128字節(jié)RAM,2個16位定時器，計數(shù)器，中斷結(jié)構(gòu)，I/O接口等?？蛇M行計算，定時等一系列功能。如圖2-1圖2-1單片機最小體統(tǒng)2.2A/D轉(zhuǎn)換電路2.2.1ADC0801介紹ADC0801是8位全MOS中速A/D轉(zhuǎn)換器、它是逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器，片內(nèi)有三態(tài)數(shù)據(jù)輸出鎖存器，可以和單片機直接口接，管腳圖如2.2.1所示。其主4要引腳功能如下：（1）RD，WR：讀選通信號和選通信號（低電平有效）。（2）CLK：時鐘脈沖輸入端，上升有效。（3）DB0DB7是輸入信號。（4）CLKR：內(nèi)部時鐘發(fā)生器外接電阻端，與CLKIN端配合可由芯片自身產(chǎn)生時鐘脈沖，其頻率為1/1.1RC。（5）CS：片選信號輸入端，低電平有效，一旦CS有效，表明A/D轉(zhuǎn)換器被選中，可啟動。（6）WR：寫信號輸入，接受微機系統(tǒng)或其它數(shù)字系統(tǒng)控制芯片的啟動輸入端，低電平有效，CS、WR同時為低電平時，啟動轉(zhuǎn)換。(7)INTR：轉(zhuǎn)換結(jié)束輸出信號，低電平有效，輸出低電平表示本次轉(zhuǎn)換已完成。該信號常作為向微機系統(tǒng)發(fā)出的中斷請求信號。（8）CLK:為外部時鐘輸入端，時鐘頻率高，A/D轉(zhuǎn)換速度快。允許范圍為10-1280KHZ，典型值為640KHZ，此時，A/D轉(zhuǎn)換時間為10us。通常由MCS51單片機ALE端直接或分頻后與其相連。當MCS單片機與讀寫外，RAM操作時，ALE信號固定為CPU時鐘頻率的1/6，若單片外接的晶振為6MHZ，則1/6為1MHZ，A/D轉(zhuǎn)換時間為64us。圖2.2.1ADC0801管腳圖2.2.2AD轉(zhuǎn)換電路工作原理A/D轉(zhuǎn)換電路如圖2.2.2所示。ADC0801的A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果輸出端DB0DB7與8051的P0.0-P0.7相連，INTR與P2.0口相連，INTR端用于給出A/D轉(zhuǎn)換完成信號，所以通過查詢P2.0便可以獲知A/D轉(zhuǎn)換是否完成。RD與8051RD相連，WR也是跟8051WR相連。CS、VIN+接地。（低電平有效）ADC0801的兩模擬信號輸入端，用以接受單極性、雙極性和差摸輸入信號，與WR同時為低電平A/D轉(zhuǎn)換器被啟動切在WR上升沿后100模數(shù)完成轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換結(jié)果存入數(shù)據(jù)鎖存器，同時，INTR自動變?yōu)榈碗娖剑硎颈敬无D(zhuǎn)換已結(jié)束。如CS、RD同時來低電平，則數(shù)據(jù)鎖存器三態(tài)門打開，數(shù)字信號送出，而RD高電平到來后三態(tài)門處于高阻狀態(tài)。5圖2.2.2A/D轉(zhuǎn)換電路圖2.3溫度采樣電路2.3.1AD590型溫度傳感器AD590是電流型溫度傳感器，通過對電流的測量可得到所需要的溫度值。在被測溫度一定時，AD590相當于一個恒流源，AD590溫度感測器是一種已經(jīng)IC化的溫度感測器,它會將溫度轉(zhuǎn)換為電流,由于此信號為模擬信號，因此，要進行進一步的控制及數(shù)碼顯示，還需將此信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。它的主要特性如下：(1)流過器件的電流（mA）等于器件所處環(huán)境的熱力學溫度（開爾文）度數(shù)；即：式中：/1IrTIr流過器件（AD590）的電流，單位mA；T熱力學溫度，單位K。(2)AD590的測溫范圍為-55+150；(3)AD590的電源電壓范圍為4V30V；2.3.2溫度采樣工作原理如圖2-3-2所示，因為AD590是將溫度轉(zhuǎn)換為電流，而單片機對電壓信號更好測量，所以要將電流轉(zhuǎn)化為電壓，同時對電壓信號進行放大后輸入A/D轉(zhuǎn)換ADC0801的VI-端口。電流轉(zhuǎn)化為電壓表達式如下：0rfUIR(2)由反相比例運算放大電路，根據(jù)“虛斷”，“虛短”，集成運放凈輸入電壓為零，凈輸入電流為零，凈輸入電流為零等推算出表達式為：60(1/)IfVRRU(3)最后由(1),(2),(3)得到：(1/)IffVRRTR圖2-3-2AD590溫度傳感器電路2.4按鍵開關(guān)按鍵開關(guān)電路由一按鍵連接到8051的P2.1端口所示。按下P2.1按鍵，放開后進入溫度設(shè)定模式，顯示設(shè)定最高溫度30oC，每按一次設(shè)定溫度將減小1oC，直至最低設(shè)定溫度16oC，再按一次回到30oC。2.5溫度顯示電路2.5.1LED驅(qū)動7447介紹：7447是一塊BCD碼轉(zhuǎn)換成7段