2022年空调控制器学习课程设计方案 .pdf

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1、沈 阳 工 程 学 院课 程 设 计设计题目： 空调控制器设计1. 设计主要内容及要求；设计一个空调控制器。要求： 1）硬件电路设计，包括原理图和PCB 板图。 2）控制器软件设计。 3）要求能够设定温度、测量温度、显示温度、制冷控制以及风机控制。2. 对设计论文撰写内容、格式、字数的要求；精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 32 页（1）. 课程设计论文是体现和总结课程设计成果的载体，一般不应少于3000 字。（2）. 学生应撰写的内容为：中文摘要和关键词、目录、正文、参考文献等。课程设计论文的结构及各部分内容要求可参照沈

2、阳工程学院毕业设计（论文）撰写规范执行。应做到文理通顺，内容正确完整，书写工整，装订整齐。（3）. 论文要求打印，打印时按沈阳工程学院毕业设计（论文）撰写规范的要求进行打印。（4）. 课程设计论文装订顺序为：封面、任务书、成绩评审意见表、中文摘要和关键词、目录、正文、参考文献。3. 时间进度安排；顺序阶段日期计 划 完 成 内 容备注1 8 月 30 日教师讲解题目，学生查阅相关资料2 8 月 31 日查阅相关资料、进行方案论证3 9 月 1 日参数计算、确定方案4 9 月 2 日绘制原理图，设计PCB板图5 9 月 3 日设计 PCB 板图，程序设计6 9 月 6 日程序设计7 9 月 7

3、日8 日程序调试8 9 月 9 日撰写论文7 9 月 10 日论文答辩，成品验收智能仪器课程设计成绩评定表指 导 教 师 评 审 意 见评价内容具体要求权重评分加权分调研能独立查阅文献, 收集资料；能制定课程设计方案0.1 5 4 3 2 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 32 页论证和日程安排。工作能力态度工作态度认真，遵守纪律，出勤情况是否良好，能够独立完成设计工作，0.2 5 4 3 2 工作量按期圆满完成规定的设计任务，工作量饱满，难度适宜。0.2 5 4 3 2 说明书的质量说明书立论正确，论述充分，结论严谨合理

4、，文字通顺，技术用语准确，符号统一，编号齐全，图表完备，书写工整规范。0.5 5 4 3 2 指导教师评审成绩（加权分合计乘以12）分加权分合计指 导 教 师 签 名：年月日评 阅 教 师 评 审 意 见评价内容具体要求权重评分加权分查阅文献查阅文献有一定广泛性；有综合归纳资料的能力0.2 5 4 3 2 工作量工作量饱满，难度适中。0.5 5 4 3 2 说明书的质量说明书立论正确，论述充分，结论严谨合理，文字通顺，技术用语准确，符号统一，编号齐全，图表完备，书写工整规范。0.3 5 4 3 2 评阅教师评审成绩（加权分合计乘以8）分加权分合计评 阅 教 师 签 名：年月日课 程 设 计 总

5、 评 成 绩分精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 32 页中文摘要随着人工智能和自动控制的不断发展，各种各样的智能化产品也应运而生。例如，智能手机、智能电冰箱、智能空调等等。所谓的智能仪器就是指含有微型计算机或者微型处理器的一种测量仪器，拥有对数据的存储运算逻辑判断及自动化操作等功能。智能仪器的出现，极大地扩充了传统仪器的应用范围，它凭借着体积小、功能强、功耗低等优势，迅速的在家用电器、科研单位和工业企业中得到了广泛的应用。智能仪器的工作原理是，传感器拾取被测参量的信息并转换成电信号，经滤波去除干扰后送入多路模拟开关；由单片

6、机逐路选通模拟开关将各输入通道的信号逐一送入程控增益放大器，放大后的信号经A/D 转换器换成相应的脉冲信号送入单片机中；单片机根据仪器所设定的初值进行相应的数据运算和处理；运算的结果被转换为相应的数据进行显示和打印；同时单片机把运算结果与存储于片内闪速寄存器内的设定参数进行运算比较后，根据运算结果和控制要求，输出相应的控制信号。此外，智能仪器还可以与PC 机组成分布式测控系统，由单片机作为下位机采集各种测量信号与数据，通过串行通信将信息传输给上位机，由PC机进行全局管理。随着科技的发展，目前有些空调控制器采用了电脑智能温控及LED（或 LCD）显示。所谓智能温控就是通过感温头精确感应室内温度，

7、把室内的温度变化传递给中央控制控制芯片单片机，由单片机控制制冷系统和加热系统，使室内温度达到显示屏上的设定值，室内人员只需根据自己的需要设定想要的温度即可，以给人最舒适的感觉。本文主要介绍了一种空调智能控制器系统的硬件和软件设计方法以及整个系统的功能。它的硬件主要由7 部分组成：单片机系统及外围电路、电源电路、按键输入电路、LED 显示电路、报警电路、加热和制冷控制电路和温度检测电路。主控制器采用成本低廉且工作可靠的C8051F020单片机，采用12MHz 晶振，电源电路采用普通的市电经压降整流，然后经集成稳压器（LM7805）稳压输出 +5V 电压。我设计的空调控制器采集温度的传感器选择热电

8、偶，热电偶采集的温度经过一系列的变换后，输出的电压值经过A/D 转换后进入单片机，在单片机中看到的采集值是一数字量，这个数字量和键盘输入的数字量相比较，如果采集的值比设定的值小，就启动电机进行加热，如果采集的值比设定的值大，就启动压缩机进行制冷。而且采集的值和设定的值都可以通过LED 显示出来。在设计中，我还设定了一个适宜的温度，当温度低于20或高于 25时就会产生报警。关键词 传感器，温度采集，单片机，空调控制器目录精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 32 页中文摘要IV 1 设计任务描述1 1.1 设计题目 1 1.2

9、设计要求 1 1.2.1 设计目的1 1.3 基本要求 1 1.3.1 发挥部分1 2 设计思路2 2.1 温度传感器的选择2 2.2 +5V 稳压电源的实现2 2.3 温度显示功能的实现2 2.4 温度设定功能的实现2 2.5 温度测量功能的实现2 2.6 制冷和加热功能的实现3 3 设计方框图4 4 硬件设计5 4.1 +5V 稳压电源的实现5 4.1.1 LM7805 的介绍 5 4.1.2+5V 稳压电源电路5 4.2 温度测量的基本组成部分5 4.2.1 温度传感器5 4.2.2 测量电路6 4.2.3 A/D 转换器 6 4.3 温度测量信号的采集6 4.3.1 LM135 系列的

10、性能特点6 4.3.2 热电偶的工作原理6 4.3.3 热电偶冷端温度补偿电路6 4.3.4 键盘输入电路7 4.3.5 数码显示电路8 4.48255 芯片简介8 5 系统软件10 5.1 软件流程图10 5.2 各部分程序设计11 5.2.1 主程序 11 5.2.2 I/O 口初始化 11 5.2.3 8255 初始化 12 5.2.4 温度采集12 5.2.5 显示子程序13 5.2.6 制冷和加热13 6 程序的调试15 7 工作过程分析16 8 主要元器件介绍17 8.1 热电偶 17 8.2 8255 芯片 17 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 -

11、 - - - - - -第 5 页，共 32 页8.3 LM7805 的介绍 17 8.4 C8051 单片机 17 小结 错误！未定义书签。致谢 错误！未定义书签。参考文献18 附录 A1 程序清单 19 附录 A2 空调控制器原理图25 附录 A3 PCB板图 错误！未定义书签。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 32 页1设计任务描述1.1设计题目空调控制器的设计1.2设计要求1.2.1设计目的1）学会选择合适的传感器以及用法。2）掌握软件编程方法及思路。3）会用 protel99SE 绘制 PCB板图。1.3基本要求

12、1）硬件电路设计，包括原理图和PCB板图。2）控制器软件设计。3）要求能够设定温度、测量温度、显示温度、制冷控制以及风机控制。1.3.1 发挥部分超过设定温度时点亮LED 灯报警。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 32 页2 设计思路2.1温度传感器的选择温度检测的方法较多，最经典的方法就是用热敏电阻（或热敏传感器）组成电桥来采集信号，在经放大、 AD 转换后送单片机。目前比较先进的方法是采用专门的集成测温传感器，直接将温度转换成数字信号传送给单片机。为了设计需要，本文采用了由LM335 构成的 K 型热电偶冷端温度补偿电

13、路。因为它构成的电路可以测量摄氏温度，而且温度系数为 10mv/。2.2 +5V 稳压电源的实现在设计中使用了很多集成元器件，根据它们的技术要求，正常工作时均为5V 供电，且电路工作稳态电流较小，因此对电源要求不高。因此在本次设计中我选用LM7805 集成稳压电路，它的输出电压为5V，输出电流可达1.5A。由 LM7805 集成稳压器组成的 5V 电压源主要由变压器、整流电路、滤波电路、稳压电路组成。2.3 温度显示功能的实现为了使室内的温度更直观的展现在使用者的面前，我在这个程序中添加了数码管显示部分。温度的设定和采集都要显示出来，显示功能是通过软件编程来实现的。显示功能主要是应用 8255

14、来实现的，通过设置8255 2.4 温度设定功能的实现温度设定功能也是通过软件编程来实现的，在本次设计中温度的设定是通过键盘输入设定的。2.5 温度测量功能的实现通过温度传感器感测外界的温度，然后传感器把温度的变化转换成有用模拟量电压值，但是单片机只能处理数字量，所以从传感器出来的模拟量还要经过A/D 转换器，把模拟量转换成数字量。所以在软件编程时，要对A/D 初始化和启动A/D 转换器，这样就把温度转换成了十六进制的数字量，然后再把从A/D 转换器采集进来的数通过查表转换成十进制的数，通过数码管显示出来，这样显示在人们眼前的就是室内的实际温精选学习资料 - - - - - - - - - 名

15、师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 32 页度值。2.6 制冷和加热功能的实现通过键盘输入的是设定的温度值，也就是人们希望达到的温度，它进入单片机之后就是一个数字量，输入的这个数字量和采集进来的数字量进行比较，如果采集的值比设定的值小，就启动电机进行加热，如果采集的值比设定的值大，就启动压缩机进行制冷。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 32 页3 设计方框图图 3-1 空调控制器总体方框图C8051 单片机+5V稳压电 源键盘输入设置温度温度传感器LM335 显示报警制冷加热AD 转换精选学习资料 - -

16、 - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 32 页4 硬件设计4.1+5V 稳压电源的实现4.1.1LM7805 的介绍产生+5V 稳压电源的核心元件是集成稳压器LM7805，LM7805 是美国半导体公司的固定输出三端正稳压器集成电路，输出电流在1A 以上，输出电压是 +5V。内其内部包括过热、过流和调整管保护等电路，误差放大电路，基准电压电路和调整电路，使用比较方便且稳定精度高。4.1.2+5V 稳压电源电路该电路主要由变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路组成。整流电路是由四个二极管组成的整流桥，整流电路主要是利用二极管的单向导电性。滤波电路是

17、通过电容来实现的。 +5V 稳压电源电路如图4-1 所示。231LM7805C1100 uC2470 uR01K12345VD1D2D3D4220 v7.5v图 4-1 +5V 稳压电源电路4.2温度测量的基本组成部分一个完整的温度采集系统通常包含几个部分，包括温度传感器、测量电路、模拟前端信号处理、 AD 转换器三个基本组成部分。4.2.1温度传感器获取生产或生活中被测环境或者被测物质的温度信息，一般都离不开传感器，这里由于被测对象的状态往往是一种非物理量（如温度），而MCU 是一个只能识别和处理电信号的数字系统，因此需要利用传感器将非电物理量转换成电信号才能完成温度测量和控制的任务。精选学

18、习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页，共 32 页4.2.2测量电路通常传感器的输出可能是电阻值、电容值或者电流值，这些信号不适宜进行直接测量，往往需要转换成电压信号，传递给后面的A/D 转换器，所以很多时候需要搭建简单的测量电路，使得传感器输出的参数变化转换为电压的变化。4.2.3A/D 转换器无论是计算机，还是各种MCU、或者 DSP等处理器只能处理数字信号，即使经过处理的信号仍然只是模拟物理量，还不能直接和这些处理器通信，而A/D 转换器就是实现从模拟量到数字量转换的关键器件。模数转换技术是实现各种模拟信号通向数字世界的桥梁。4

19、.3温度测量信号的采集4.3.1LM135 系列的性能特点在设计中我用的温度采集电路是热电偶冷端温度补偿电路，这个电路是由LM335构成的 K 型热电偶冷端温度补偿电路。下面介绍LM335 的性能特点如下：（1）它属于电压输出式精密集成温度传感器，电压温度系数为+10mV/K ，输出电压与热力学温度成正比。（2）测温精度高，测温范围宽。LM335 测温范围为 40+100。（3）动态阻抗低。当工作电流为0.45mA 时，其动态阻抗仅为0.50.6（4）具有类似于稳压管的特性，使用时须经过限流电阻接正电源，亦可由集成恒流源给它提供恒定的工作电流。（5）价格低，易校准。利用一只10K电位器即可校准

20、 +25时的输出电压值。4.3.2热电偶的工作原理热电偶的工作原理可以这样解释，当两种不同的导体或半导体A 或 B 组成一个回路，其两端相互连接时，只要两端（一端温度为T，称为工作端或者是热端；另一端温度为0T ，称为自由端，也称参考端或者冷端）的温度不同，则回路中就会有电流产生，回路中存在的电动势称为热电动势。热电偶就是利用这一效应来工作的。4.3.3热电偶冷端温度补偿电路由 LM335 构成的 K 型热电偶冷端温度补偿电路如图4-2 所示。利用 LM335 来测量热电偶的冷端温度0T ，1R 为限流电阻，1RP是校准温度的电位器。 LM335 的输出电压经精选学习资料 - - - - -

21、- - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页，共 32 页过2R 和6R 分压之后，得到所需的补偿电压BU ，其电压温度系数为式（ 4-1）。62642210/10/41/102422RKmV KmVKVKRRK（4-1）3412105U4ALM308AD8LM335D7LM 329BRP25.1KR1010KR9698KR7102KR6294KR510KC13100PVCCVCCR04.7KRP110KR10422R1110KADC0K型热电偶图 4-2 K 型热电偶冷端温度补偿电路因BU 接运算放大器 LM308A 的反相输入端，故可视为41/KVK。K型热电偶产生

22、的温差热电势e 则接到 LM308A 的同相输入端。经LM308A 放大之后就实现了热电偶的冷端温度补偿。考虑到LM335 的输出电压与热力学温度成正比，要想输出与摄氏温度成正比的电压信号OU，还应扣除LM335 在 0时的输出电压1OU。现利用LM329B 型 6.9V 基准电压源和精密多圈电位器2RP ，得到1OU，也加至 LM308A 的反相输 入 端 ， 因 此 实 际 补 偿 电 压 就 变 成 了1BBOUUU 。 最 终 可 使 输 出 电 压( 1 0/OUm V ） t。4.3.4键盘输入电路键盘输入电路如图4-3 所示。SB10SB21SB32SB43SB54SB65SB7

23、6SB87SB98SB109SA1SA2SA3PA0PA1PA2PA3PA4PA5PB1PB2PB3PB4精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页，共 32 页图 4-3 键盘输入电路键盘输入用到了 8255，PB 和 PC口是 8255两个八位输出口， 8255控制端口的地址分别为 8000H，8001H，8002H 和 8003H，它们由地位地址A0，A1 加以区别， A0，A1从地位地址锁存器74LS373 引出，外设芯片8255 的接口配置与外部存储器的接口配置方式相同，同样占据数据总线和地址总线。4.3.5数码显示电路数码

24、显示电路如图4-4 所示。1G11A122Y431A242Y351A362Y271A482Y19GND102A1111Y4122A2131Y3142A3151Y2162A4171Y1182G19VCC20U574LS244abcdefgdpLED5LEDPC0PC1PC2PC3PC4PC5PC6PC712345678161514131211109RP1RESPACK4abcd efgdpLED1LEDab cdefgdpLED2LEDa bcdefgdpLED3LEDabcdefgdpLED4LEDabc defgdpLED6LED1R12R23R34R45R56R67R7GND8VCC9Q7

25、10Q611Q512Q413Q314Q215Q116ULN2003U7ULN2003PB0PB1PB2PB3PB4PB5VCCVCC图 4-4 数码显示电路数码管采用共阴极方式， PA 口是 8 位输入口，用于读入扫描键盘的位置。8255 的片选地址 CS是由高八位地址 (A8A15)通过 74LS138 译码产生的。从PA0PA3 查询扫描行的输入状态，从PA4PA7 查询功能键的输入状态，判断是否有数字键或功能键按下。4.48255芯片简介8255 是 Intel 公司生产的可编程并行I/O 接口芯片，有3 个 8 位并行 I/O 口。具有 3 个通道 3 种工作方式的可编程并行接口芯片（

26、40 引脚）。其各口功能可由软件选择，使用灵活，通用性强。8255 可作为单片机与多种外设连接时的中间接口电路。8255 作为主机与外设的连接芯片，必须提供与主机相连的3 个总线接口，即数据线、地址线、控制线接口。同时必须具有与外设连接的接口A、B、C 口。由于8255 可编程 ,所以必须具有逻辑控制部分，因而8255 内部结构分为3 个部分：与CPU 连接部分、与外设连接部分、控制部分。8255 的引脚功能如下：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页，共 32 页RESET：复位输入线，当该输入端处于高电平时，所有内部寄存器（包

27、括控制寄存器）均被清除，所有I/O 口均被置成输入方式。CS：芯片选择信号线，当这个输入引脚为低电平时，即CS=0 时，表示芯片被选中，允许 8255 与 CPU 进行通讯， CS=1 时，8255 无法与 CPU 做数据传输。RD：读信号线，当这个输入引脚为低电平时，即RD=0 且 CS=0 时，允许8255通过数据总线向CPU 发送数据或状态信息，即CPU 从 8255 读取信息或数据。WR：写入信号，当这个输入引脚为低电平时，即 WR =0 且 CS=0 时，允许CPU 将数据或控制字写入8255。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -

28、第 15 页，共 32 页5 系统软件5.1 软件流程图图 5-1 空调控制器的软件流程图开始系统初始化开 A/D 转换器中断初始化 A/D 转换器温度采集数码管显示有键按下？温度超出范围？调用空调控制模块是否异常？调用报警返回Y N Y N Y 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 16 页，共 32 页5.2各部分程序设计5.2.1主程序MAIN: MOVWDTCN,#0DEH MOVWDTCN,#0ADH MOVXBR2,#40H LCALL PORT LCALL DIGITAL LCALL INT8255 MOV EIE2,#10

29、H MOV P3IF,#00H MOV AMX0CF,#00H MOV AMX0SL,#00H MOV REF0CN,#03H MOV ADC0CF,#58H MOV ADC0CN,#0C0H SETB EA ORLADC0CN,#10H LOP: LCALLLCD AJMPLOP 在主函数之前先设置A/D 转换器的中断入口，然后再编写主程序，在主函数最起初先禁止看门狗程序，然后使能交叉开关。然后依次调用I/O 口初始化程序，要显示的数的断码初始化程序，以及8255 初始化程序。然后是设置各端口为漏极开路，即低电平有效。接下来是A/D 转换器的初始化，选择时钟周期为1MHz ，系统时钟是12M

30、Hz，增益大小选择为1，所以 ADC0CF 设为 58H，启动方式为写BUSY=1，数据位右对齐，所以ADC0CN 设为 C0H。由于 A/D 转换器是采集外界温度的，采集结束之后还要用数码管显示出来，所以在执行完A/D 中断结束之后，返回来要接着条用显示的程序。因为 A/D 转换器采集外界的温度是随时更新的，因此，在这里是循环调用的5.2.2 I/O 口初始化PORT: MOVEMI0CF,#2CH MOVP74OUTt,#3FH RET I/O 口是单片机的重要组成部分，所以在编写程序时要对它进行初始化。让EMIF工作在地址 /数据复用方式，只用外部存储器，ALE 高/低脉冲占 1 个 S

31、YSCLK 周期，所以 EMI0CF 设为 2CH；P7 为漏极开路方式，P4、P5、P6 为推拉方式，所以设置精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 17 页，共 32 页P74OUT为 3FH。5.2.38255初始化int8255: mov DPTR,#8003H mov a,#80H movx DPTR,a ret 控制字设为 80H，即设置 PC 和 PB 口为输出， PA 口为输入。 8003H 为 8255 的控制寄存器地址。5.2.4 温度采集ADC0: mov a,adc0l mov 33H,adc0l swap a an

32、l a,#0FH mov 30H,a mov a,adc0h mov 34H,adc0h swap a anl a,#0F0H orl a,30H mov 31H,a lcall SC lcall COMPARE lcall lcd anldc0cn,#0dfH orl adc0cn,#10H moveie2,#10H reti 把温度转换成易于单片机处理的数字信号，是通过A/D 转换器来实现的。C8051F020 有两个 A/D 转换器，分别是ADC0 和 ADC1，ADC0 是 12 位的 A/D 转换器，而ADC1 是 8 位的 A/D 转换器。在此次设计中我用的是12 位的 A/D 转

33、换器ADC0，由于 ADC0 是 12 位的 A/D 转换器，所以被采集进来的数是被分在两个存储单元存储的。存储的时候把低8 位 adc0l放在 33H 单元中，把高四位放在adc0h放在 34H单元中。由于采集进来的数要和输入的数进行比较，所以还要把33H 和 34H 中的数合并在一个单元中，以便后来进行比较。最后我把这两个分开的数合并之后存放在了31H单元中。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 18 页，共 32 页5.2.5显示子程序lcd: mov DPTR,#8001H mov a,R3 movx DPTR,a mov DPT

34、R,#8002H mov a,R1 movx DPTR,a lcall Delay1 mov a,R3 rl a mov R3,a cjne R3,#40H,lop1 mov R3,#01H lop1:inc R1 cjne R1,#77H,lcd mov R1,#71H MOV EIE2,#12H ret 8255 的片选地址 CS是由高八位地址 (A8A15)通过 74LS138 译码产生的。键盘输入用到了 8255，PB 和 PC口是 8255两个八位带锁存的输入口，可实现输出数据锁存。PB 口的端口地址为8001H，PC 口的端口地址为8002H。用 PB 口作六个数码管的位选。用 U

35、LN2003 作显示器的位选驱动。 PC 口作字型码锁存。 8255 控制字的端口地址是 8003H。74LS244 作数码管字型显示驱动。数码管选择为共阴极。采集到的温度值和设定的温度值都会通过数码管显示出来，而且采集的值时随时更新的。5.2.6 制冷和加热COMPARE: mov a,6CH。ad clr c cjne a,6BH,lop8。shuru ajmp stop lop8:jc warm cool:clr p3.5 clr p0.1 ajmp work warm:setb p3.5 setb p0.1 ajmp work 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳

36、总结 - - - - - - -第 19 页，共 32 页stop:clr p3.5 setb p0.1 work:nop ret 空调就是能给人适宜的温度，当室内的温度很高时，我们会感觉很闷，所以我们就要设定一个自己想要的温度，如果室内的温度比我们自己设定的温度要高，那么空调控制器就会启动制冷装置，使室内的温度达到我们需要的温度。在本次设计中，在启动制冷装置时，我就点亮一个LED 灯。在冬天时，偶尔室内的温度会很低，人们会感觉很不舒适，那么在这时，空调控制器就会启动加热装置，使室内的温度可以让我们感觉温暖。在启动加热装置时，我用的的是启动直流电动机。精选学习资料 - - - - - - -

37、- - 名师归纳总结 - - - - - - -第 20 页，共 32 页6 程序的调试我们编写的每一个程序都需要进行调试，我在设计中遇到了很多困难。首先是在温度采集的值和我们输入的值之间进行比较这一块出现了问题，由于A/D 转换器采集进来的数是放在两个存储单元中的，而且是十六进制的数字量，一开始我想把从A/D 转换器采集进来的数转换成十进制的数，然后也把从键盘输入的数字量也转换成使劲数进行比较，可是在调试的过程中我发现这种做法很麻烦，所以后来我就把从A/D 转换器采集进来的数放在一个存储单元中，然后和键盘输入的数进行比较。把A/D 转换器采集进来的数合并在一个存储单元中的程序如下：ADC0:

38、 mov a,adc0l mov 33H,adc0l swap a anl a,#0FH mov 30H,a mov a,adc0h mov 34H,adc0h swap a anl a,#0F0H orl a,30H mov 31H,a 其次，在设计中发现，应该限制一个温度范围，也就是说，一旦温度超过设定的温度范围就会产生报警。温度范围设在2025之间，这段程序如下：cjne a,#20h,lop9 ljmp lop10 lop9: jc lop14 ljmp lop11 lop10: setb p0.0 ljmp lop12 lop11: cjne a,#25h,lop13 ljmp lo

39、p10 lop13:jc lop10 lop14: clr p0.0 lop12: swap a mov 6dH,a anl a,#0fH mov dptr,#tabc movc a,a+dptr mov 75H,a mov a,6CH ret 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 21 页，共 32 页7 工作过程分析在主函数之前先设置A/D 转换器的中断入口，然后再编写主程序，在主函数最起初先禁止看门狗程序，然后使能交叉开关。然后依次调用I/O 口初始化程序，要显示的数的断码初始化程序，以及8255 初始化程序。然后是设置各端口为漏极

40、开路，即低电平有效。接下来是A/D 转换器的初始化，选择时钟周期为1MHz ，系统时钟是12MHz，增益大小选择为1，所以 ADC0CF 设为 58H，启动方式为写BUSY=1，数据位右对齐，所以ADC0CN 设为 C0H。由于 A/D 转换器是采集外界温度的，采集结束之后还要用数码管显示出来，所以在执行完A/D 中断结束之后，返回来要接着条用显示的程序。因为 A/D 转换器采集外界的温度是随时更新的，因此，在这里是循环调用的I/O 口是单片机的重要组成部分，所以在编写程序时要对它进行初始化。让EMIF工作在地址 /数据复用方式，只用外部存储器，ALE 高/低脉冲占 1 个 SYSCLK 周期

41、，所以 EMI0CF 设为 2CH；P7 为漏极开路方式，P4、P5、P6 为推拉方式，所以设置P74OUT为 3FH。把温度转换成易于单片机处理的数字信号，是通过A/D 转换器来实现的。C8051F020 有两个 A/D 转换器，分别是ADC0 和 ADC1，ADC0 是 12 位的 A/D 转换器，而ADC1 是 8 位的 A/D 转换器。在此次设计中我用的是12 位的 A/D 转换器ADC0，由于 ADC0 是 12 位的 A/D 转换器，所以被采集进来的数是被分在两个存储单元存储的。存储的时候把低8 位 adc0l放在 33H 单元中，把高四位放在adc0h放在 34H单元中。由于采集

42、进来的数要和输入的数进行比较，所以还要把33H 和 34H 中的数合并在一个单元中，以便后来进行比较。最后我把这两个分开的数合并之后存放在了31H单元中。8255 的片选地址 CS是由高八位地址 (A8A15)通过 74LS138 译码产生的。键盘输入用到了 8255，PB 和 PC口是 8255两个八位带锁存的输入口，可实现输出数据锁存。PB 口的端口地址为8001H，PC 口的端口地址为8002H。用 PB 口作六个数码管的位选。用 ULN2003 作显示器的位选驱动。 PC 口作字型码锁存。 8255 控制字的端口地址是 8003H。74LS244 作数码管字型显示驱动。数码管选择为共阴

43、极。采集到的温度值和设定的温度值都会通过数码管显示出来，而且采集的值时随时更新的。8255 的控制字设为 80H，即设置 PC 和 PB 口为输出， PA 口为输入。 8003H 为 8255 的控制寄存器地址。空调就是能给人适宜的温度，当室内的温度很高时，我们会感觉很闷，所以我们就要设定一个自己想要的温度，如果室内的温度比我们自己设定的温度要高，那么空调控制器就会启动制冷装置，使室内的温度达到我们需要的温度。在本次设计中，在启动制冷装置时，我就点亮一个LED 灯。在冬天时，偶尔室内的温度会很低，人们会感觉很不舒适，那么在这时，空调控制器就会启动加热装置，使室内的温度可以让我们感觉温精选学习资

44、料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 22 页，共 32 页暖。在启动加热装置时，我用的的是启动直流电动机。8 主要元器件介绍8.1热电偶热电偶的工作原理是，当两种不同的导体或半导体A 或 B 组成一个回路，其两端相互连接时，只要两端（一端温度为T，称为工作端或者是热端；另一端温度为0T ，称为自由端，也称参考端或者冷端）的温度不同，则回路中就会有电流产生，回路中存在的电动势称为热电动势。8.28255 芯片8255 是 Intel 公司生产的可编程并行I/O 接口芯片，有3 个 8 位并行 I/O 口。具有 3 个通道 3 种工作方式的可编程并行

45、接口芯片（40 引脚）。其各口功能可由软件选择，使用灵活，通用性强。8255 可作为单片机与多种外设连接时的中间接口电路。8255 作为主机与外设的连接芯片，必须提供与主机相连的3 个总线接口，即数据线、地址线、控制线接口。同时必须具有与外设连接的接口A、B、C 口。由于8255 可编程 ,所以必须具有逻辑控制部分，因而8255 内部结构分为3 个部分：与CPU 连接部分、与外设连接部分、控制部分。8.3LM7805 的介绍LM7805 是美国半导体公司的固定输出三端正稳压器集成电路，输出电流在1A 以上，输出电压是 +5V。内其内部包括过热、过流和调整管保护等电路，误差放大电路，基准电压电路

46、和调整电路，使用比较方便且稳定精度高。8.4 C8051单片机C8051 系列单片机是集成的混合信号片上系统，具有与MCS-51 内核及指令集完全兼容的微控制器，除了具有标准8051 的数字外设部件之外，片内还集成了数据采集和控制系统中常用的模拟部件和其他数字外设及功能部件。C8051 系列单片机是真正能独立工作的片上系统（SOC）。 CPU 有效地管理模拟和数字外设，可以关闭单个或全部外设以节省功耗。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 23 页，共 32 页参考文献1 周兴华 . 单片机智能化产品 . 北京：北京航空航天大学大学出版社

47、，2006 2 楼然苗 . 单片机 C程序设计 . 北京：北京航空航天大学大学出版，2005 3 沙占友 . 智能化集成温度传感器原理与应用. 北京：机械工业出版社，2002 4 张萌，湘姜斌 . 单片机应用系统开发 . 北京: 清华大学出版社， 2007 5 汪韬. 新型变频空调器 . 北京: 人民邮电出版社， 2006 6 刘畅生 . 传感器简明手册及应用电路. 西安: 西安电子科技大学出版社， 2003 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 24 页，共 32 页附录 A1 程序清单$include(c8051f020.inc) o

48、rg 00H ajmp main org 007BH ljmp ADC0 org 100H main:mov wdtcn,#0deH mov wdtcn,#0adH mov xbr2,#40H lcall port lcall digtal lcall int8255 MOV EIE2,#10H MOV P3IF,#00H MOV AMX0CF,#00H MOV AMX0SL,#00H MOV REF0CN,#03H MOV ADC0CF,#58H MOV ADC0CN,#0C0H SETB EA orl adc0cn,#10H lop:lcall lcd ajmp lop wait:mov

49、DPTR,#8001H mov a,#00H movx DPTR,a mov DPTR,#8000H movx a,DPTR mov R2,a cjne R2,#0ffH,lop4 ajmp lop5 lop4:lcall Key lop5:nop ret port:mov emi0cf,#2cH mov p74out,#3fH ret 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 25 页，共 32 页int8255: mov DPTR,#8003H mov a,#90H movx DPTR,a ret Key :cpl a anl a,#0f

50、H mov 70H,a scan:mov DPTR,#8001H mov a,67H movx DPTR,a mov DPTR,#8000H movx a,DPTR anl a,#0fH cjne a,#0fH,pp mov a,67H rl a mov 67H,a ajmp scan pp:mov a,67H mov 67H,#0feH anl a,#0fH cpl a anl a,#0fH mov 69H,a lcall translate mov a,68H mov R0,a inc R0 cjne R0,#73H,lop6 mov R0,#71H lop6:nop ret digtal