空调温度控制系统.doc
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关于空调温度控制系统的研讨摘要本文介绍了空调机温度控制系统。本温度控制系统采用的是AT80C51单片机采集数据,处理数据来实现对温度的控制。主要过程如下:利用温度传感器收集的信号,将电信号通过A/D转换器转换成数字信号,传送给单片机进行数据处理,并向压缩机输出控制信号,来决定空调是出于制冷或是制热功能。当安装有LED实时显示被控制温度及设定温度,使系统应用更加地方便,也更加的直观。关键字AT80C51单片机A/D转换器温度传感器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的要求提出了更高的要求。现代的只能空调,不仅利用了数字电路技术与模拟电路技术,而且采用了单片机技术,实现了软硬件的结合,既完善了空调的功能,又简化了空调的控制与操作;不仅满足了不同用户对环境温度的不同要求,而且能全智能调节室内的温度。为此,文中以单片机AT80C51为核心,利用LM35温度传感器、ADC0804转换器和数码管等,对温度控制系统进行了设计。总体设计方案空调温度控制系统,只要完成对温度的采集、显示以及设定等工作,从而实现对空调控制。传统的情况时采用滑动电阻器电阻充当测温器件的方案,虽然其中段测量线性度好,精度较高,但是测量电路的设计难度高,且测量电路系统庞大,难于调试,而且成本相对较高。鉴于上述原因,我们采用了ADC0804将输入的模拟信号充当测温器件。外部温度信号经ADC0804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(AT80C51)。单片机系统将接收的数字信号译码处理,通过数码管将温度显示出来,同时单片机系统还将完成按键温度设定、一段温度内空调没法使用等程序的处理,将处理温度信号与设定温度值比较形成可控制空调制冷、制热、停止工作三种工作状态,从而实现空调的智能化。原理图如下图所示:图1系统原理图硬件电路设计该空调温度控制系统的硬件电路,只要由单片机AT80C51最小系统、8段译码管、数码管、按键电路、驱动电路、A/D转换电路、温度采样电路等组成。图2为该实验的系统框图,我们下面主要就几个模块进行扼要介绍。图2系统框图2.1温度的采集——温度传感器通过查找资料我们发现,温度传感器并不是什么复杂和神秘的电子器件,在对精度要求不高的一般应用中,可以使用一个型号为LM35【1】的温度传感器,它的外观与一般的三极管没有什么区别,温度传感器LM35只有3个管脚:+Vs、Vout、GND。其中,+Vs接+4V~+20V的电源,为器件工作供电,GND接地。当加上工作电压后,LM35的外壳就开始感应温度,并在Vout管脚输出电压。Vout的输出与温度具有线性关系。当温度为0时,Vout=0V,如果温度上升,则每上升1°C,Vout的输出增加10mV。如果温度为25°C时,Vout=25*10=250mV。这样,使用一个简单的温度传感器LM35就可以把温度转换成电压信号,这个电压信号直观地反映环境的温度。2.2模拟/数字转换器ADC0804温度传感器LM35的输出电压是连续变化的,也就是说,Vout的电压随环境温度的变化而实时地改变,说明这是一个模拟信号,为了让液晶屏能显示,还需要把模拟信号转换成数字信号。这个过程就称为模拟/数字转换(analogtodigitalconversion),使用的器件是模拟/数字转换器(A/Dconverter)。【2】A/D到底是什么样的器件?就以ADC0804为例,它具有一般集成电路的外观,其引脚图如图4所示。分辨率8位总误差+/-1LSB转换时间100μs读取时间135ns电源电压5V输入模拟电压范围0-5V表1ADC0804主要技术指标图3ADC0804管脚图ADC0804是逐次逼近式A/D转换器。其主要原理是:将一待转换的模拟输入信号Uin与一个推测信号U1相比较,根据推测信号大于或小于输入信号来决定增大或减小该推测信号,以便向模拟输入信号逼近。具体算法为:使二进制计数器中的每一位置1,从最高位起开始比较,每接近一位都要进行测试,若模拟输入信号小于推测信号,则输出零,并讲此位清零;若模拟输入信号大于推测信号,则输出为1,并保持此位为1。依次比较,直到最后一位为止。此时计数器输出值即为对应的模拟输入信号的数字量。工作原理:ADC0804是20脚双列直插式封闭芯片,采用差动模拟电压输入形式。利用差动输入,不仅输入端应用十分灵活,且可以抑制共模噪声。要保证ADC0804转换精度,首先必须保证基准电压稳定,其次最好选用温度系数较小的基准电压源。其特点是内含时钟电路,只要外接一个电阻和一个电容就可以自身提供时钟信号,在CLK-IN和CLK-R之间接电阻和电容,通过改