空调温度控制器软件设计及仿真-毕业论文.doc

空调温度控制器软件设计 2012年5月 空调温度控制器软件设计 Software Design of Temperature Control System Based on Air Conditioner 摘 要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。现代的智能空调，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。为此我们设计了一个基于单片机AT89C52的简易空调自动控制系统，本系统主要功能是根据房间温度和设定温度的差值，并综合考虑其他条件，然后对压缩机和室内外风扇的运行状态进行智能控制。本系统控制电路成本低廉，功能实用，操作简便，有一定的实用价值。本课题设计的空调温度控制系统，其系统主要由AT89C52单片机控制模块、数模转换模块、液晶显示OCMJ4X8C 模块、按键等部分组成,其软件则采用8051C语言编程；该系统可以完成温度的显示、温度的设定、空调的控制等多项功能。本课题软件部分主要设计了模数转化程序，温度控制程序，液晶显示程序及按键控制程序。关键词：空调 单片机 自动控制 显示 AbstactWith the development of peoples daily life, air-condition has became an indispensable daily use equipment in modern family, and also, people has a new demand of the air-conditions comfort standard and air quality. Modern smart air condition, not only benefit from technology from digital circuits, simulates electrical, but also take advantage from SCM technology, realizing the combination of hardware and software. Complementing the functions of air-condition and simplifying the system of control / operation in the same time. So, we design an operation system based on SCM technology AT89c52, whose main function is to set up the difference between the real temperature in the room and the designed one. Having considered the other general conditions together, it can make the digital control of compressor and in room and out-room electric fans . This system has a low prim cost, and quite piratical, easy-operated, a lot piratical value can be seen in this system.This subject designs the control system of air-condition , which consists of AT89C52 SCM control module ,analog-to-digital conversion module ,liquid crystal display OCM192X64 module ,and key components .The software used in this system is 8051c programming language ;This Simple automatic control system system can finish the set-up and display of the temperature ,operation of the air-condition ect. . The software portion of the main design analog-digital conversion process, temperature control procedures, procedures for liquid crystal display and key control procedures.Key words: air conditioner single chip microcomputer automatic control display 目 录摘要IAbstactII绪论11 控制器系统组成及工作原理21.1 控制系统的组成21.2 控制系统的工作原理32 芯片介绍42.1 OCMJ4X8C42.1.1 OCMJ4X8C芯片介绍42.1.2 OCMJ4X8C的工作原理42.1.3 OCMJ4X8C的数据显示原理62.1.4 OCMJ4X8C的绘图显示原理62.2 AT89C52单片机介绍62.2.1 AT89C52主要结构62.2.2 AT89C52功能特性72.2.3 AT89C52引脚结构72.3 TLC0832芯片介绍102.3.1 TLC0832 主要性能102.3.2 TLC0832 特点112.3.3 TLC0832 引脚分配112.3.4 TLC0832 的时序图123 系统硬件设计133.1 系统硬件电路设计133.2 单元电路设计133.2.1 时钟电路设计133.2.2 电源电路设计143.2.3 传感器电路设计143.2.4 显示电路设计153.2.5 按键电路设计163.2.6 复位电路设计173.2.7 驱动电路设计174 系统软件设计194.1 模数转化程序194.1.1 模块组成194.1.2 工作原理194.1.3 程序设计204.2 温度控制主程序224.2.1 工作原理224.2.2 程序设计224.3 液晶显示程序245 系统的调试275.1 调试工具275.2 程序调试原理及方法275.3 调试中的问题275.4 调试总结29结论30致谢31参考文献3233绪 论21世纪的人们生活质量不断提高，同时也对高科技电子产业提出了更高的要求，为了使人们生活更人性化、智能化。我设计了这一基于单片机的空调温度控制系统，人们只有生活在一定的温度环境内才能长期感觉舒服，才能保证不中暑不受冻，所以对室内温度要求要高。对于不同地区空调要求不同，有的需要升温，有的需要降温。一般都要维持在2126C。 目前，虽然我国大量生产空调制冷产品，但由于我国人口众多，需求量过盛，在我国的北方地区，还有好多家庭还没有安装有效地室内温控系统。温度不能很好的控制在一定的范围内，夏天室内温度过高，冬天温度过低，这些均对人们正常生活带来不利的影响，温度、湿度均达不到人们的要求。以前温度控制主要利用机械通风设备进行室内、外空气的交换来达到降低室内温度，实现室内温度适宜人们生活。以前通风设备的开启和关停，均是由人手动控制的，即由人们定时查看室内外的温度、湿度情况，按要求开关通风设备，这样人们的劳动强度大，可靠性差，而且消耗人们体力，劳累成本过高。为此，需要有一种符合机械温控要求的低成本的控制器，在温差和湿度超过用户设定值范围时，启动制冷通风设备，否则自动关闭制冷通风设备。鉴于目前大多数制冷设备现在状况，我设计了一款基于MCS51单片机的空调温度控制系统。 空调温度控制系统要求利用单片机设计一空调温度控制器，能够实时检测并显示室温，能够利用键盘设定温度，并且和室温进行比较，当室温低于设定温度时，系统能够驱动加热系统工作，当室温高于设定温度时，系统能够驱动制冷系统工作，当两者温度相等时，不做动作。空调的温度控制单元应用了单片机技术，用于实现室内温度的自动控制，现场温度经温度传感器采样后，转变成模拟信号，并通过TLC0832芯片对模拟信号进行A/D转换，将输入的模拟信号转化成为8位数字信号送入单片机，同时单片机将设定的温度与测量的温度进行比较并发出控制信号。执行器由继电器来担任，由单片机发出的控制信号来控制继电器的开与关来控制压缩泵、电热丝以及风扇的工作，从而实现温度的自动控制。1 控制器系统组成及工作原理1.1 控制系统的组成在本系统的电路设计方框图如图所示，他由四部分组成：(1) 控制部分主芯片采用单片机AT89C52；(2) 显示部分采用OCMJ4X8C液晶显示器实现温度显示；(3) 温度采集部分采用温度传感器加A/D转换器；(4) 执行机构包括电热丝，压缩机，电风扇等。图1-1 空调温度控制器总体设计方案图各部分功能为：（1） 温度传感器：用来感知室内温度，从而将现实的温度转化为电信号。（2） 速度反馈：用来调整电机的运行速度和化对电机云迅速度稳定到一个合理的区间里。（3） 复位电路：对空调温度控制器的设置进行初始化。（4） 风扇控制：通过单片机将操作员的设置转化为电信号从而对空调风扇的风速，风向进行控制。(5) 压缩机控制：通过对系统设定温度与实际温度的比较来判断和控制压缩机的工作状态。(6) 遥控输入：接受遥控器的输入指令并将这些指令送入单片机中。(7) 液晶显示：将房间的各种参数以及操作人员的设定值显示出来，从而提供一个良好的人机交换界面。1.2 控制系统的工作原理空调温度控制系统，主要要完成对温度的采集、显示以及设定等工作，从而实现对空调的控制。本系统采用热敏电阻作为测温器件，外部温度信号经过热敏电阻采样后，再通过TLC0832模数转换器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( AT89C52) 。单片机系统将接收的数字信号译码处理，通过OCMJ4X8C液晶显示器将温度显示出来，同时单片机系统还将完成键盘扫描 、按键温度设定等程序的处理 ，将处理的温度信号与系统设定温度值比较，形成可以控制空调制冷、制热与停止工作三种工作状态，从而实现空调的智能化。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。执行器由继电器来担任，由单片机发出的控制信号来控制继电器的开与关来控制压缩泵、电热丝以及风扇的工作，从而实现温度的自动控制。2 芯片介绍2.1 OCMJ4X8C2.1.1 OCMJ4X8C芯片介绍该款液晶采用台湾矽创电子公司生产的ST7920中文图形控制芯片。液晶屏幕为128X64点。其可以显示字母、数字符号、中文字型及图形，具有绘图及文字画面混合显示功能。内置2M中文字型ROM（CGROM）总共提供8192个中文字型（16X16点阵），16K半宽字型ROM（HCGROM）总共提供126个符号字型（16X8点阵），64X16位字型产生RAM（CGRAM），另外绘图显示画面提供个个64X256点的绘图区域（GDRAM），可以和文字画面混合显示。提供多功能指令：画面清除（Display clear）、光标归位（Return home）、显示打开/关闭（Display on/off）、光标显示/隐藏（Cursor on/off）、显示字符闪烁（Display character blink）、光标移位（Cursor shift）、显示移位（Display shift）、垂直画面旋转（Vertical line scroll）、反白显示（By_line_reverse display）、待命模式（Standby mode）。可以实现汉字字符，英文字母，图形显示。除了上述的静态显示方式外，还可以通过编程来实现字符的动态显示及一些特效（如字符的移动，渐变，闪烁）显示，达到了与内置LCD控制器相同的功能1。主要参数: (1) 工作电压(VDD):4.55.5V； (2) 逻辑电平:2.75.5V； (3) LCD驱动电压(Vo):07V ；(4) 工作温度(Ta):055(常温)/-2075(宽温) 保存温度(Tstg):-1065(常温)/-3085(宽温) 。2.1.2 OCMJ4X8C的工作原理OCMJ4X8C液晶显示器共用21个引脚，这些引脚的名称，方向及简单说明如表2-1。且一些重要引脚的详细功能如下所述：第1脚：VSS接地。第2脚：VDD接5V正电源。表2-1 OCMJ4X8C(128X64)引脚描述表引脚 名称 方向 说明 引脚名称 方向说明 1 VSS - GND（0V） 11 DB4 I/O数据4 2 VDD - Supply Voltage For Logic (+5V) 12 DB5 I/O数据5 3 NC - Supply Voltage For LCD （悬空）13 DB6 I/O数据6 4 RS(CS) I H: Data L: Instruction Code 14 DB7 I/O数据7 5 R/W(STD) I H: Read L: Write 15 PSB I H: Parallel Mode L: Serial Mode 6 E(SCLK) I Enable Signal，高电平有效 16 NC - 空脚 7 DB0 I/O 数据0 17 /RST I Reset Signal，低电平有效8 DB1 I/O 数据1 18、19只留了位置并无引脚引出 9 DB2 I/O 数据2 20 LEDA - 背光源正极（+5V） 10 DB3 I/O 数据3 21 LEDK - 背光源负极（OV） 第3脚：V0为液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地时对比度最高，对比度过高时会产生鬼影，使用时可以通过一个10K的电位器调整对比度。第4脚：RS为寄存器选择，高电平时选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存器。第5脚：RW为读写信号线，高电平时进行读操作，低电平时进行写操作。当RS和RW共同为低电平时可以写入指令或者显示地址，当RS为低电平RW为高电平时可以读忙信号，当RS为高电平RW为低电平时可以写入数据。第6脚：E端为使能端，当E端由高电平跳变成低电平时，液晶模块执行命令。第714脚：D0D7为8位双向数据线。第15脚：PSB 高：并行/低：串行。第16脚：NC 无连接。第17脚：/RST系统复位 低电平有效。第18脚：NC 无连接。第19脚：LEDA背光电源+5V。第20脚：LEDK背光电源0V2 。2.1.3 OCMJ4X8C的数据显示原理显示数据RAM 提供64x2 个字节的空间,最多可以控制4 行16 字(64 个字)的中文字型显示,当写入显示资料RAM时,可以分别显示CGROM,HCGROM 与CGRAM 的字型;本系列模块可以显示三种字型,分别是半宽的HCGROM 字型,CGRAM 字型及中文CGROM 字型,三种字型的选择,由在DDRAM 中写入的编码选择,在0000H0006H 的编码中将选择CGRAM 的自定字型,02H7FH 的编码中将选择半宽英数字的字型,至于A1 以上的编码将自动的结合下一个字节,组成两个字节的编码达成中文字型的编码BIG5(A140D75F) GB(A1A0F7FF),详细各种字型编码如下: (1) 显示半宽字型:将8 位资料写入DDRAM 中,范围为02H7FH 的编码。 (2) 显示CGRAM 字型:将16 位资料写入DDRAM 中,总共有0000H, 0002H,0004H,0006H 四种编码。 (3) 显示中文字形:将16 位资料写入DDRAM 中,范围为A140HD75FH 的编码(BIG5)A1A0HF7FFH 的编码(GB).将16 位资料写入DDRAM 方式为透过连续写入两个字节的资料来完成,先写入高字节(D15D8)再写入低字节(D7D0) 3。 2.1.4 OCMJ4X8C的绘图显示原理绘图显示RAM 提供64x32 个字节的记忆空间(由扩充指令设定绘图RAM 地址),最多可以控制256x64 点的二维绘图缓冲空间,在更改绘图RAM 时,由扩充指令设定GDRAM 地址先设垂直地址再设水平地址(连续写入两个字节的数据来完成垂直与水平的坐标地址),再写入两个8 位的资料到绘图RAM,而地址计数器(AC)会自动加一,整个写入绘图RAM 的步骤如下: (1) 先将垂直的字节坐标(Y)写入绘图RAM 地址。(2) 再将水平的字节坐标(X)写入绘图RAM 地址。(3) 将D15D8 写入到RAM 中(写入第一个Bytes)。2.2 AT89C52单片机介绍2.2.1 AT89C52的主要结构 AT89C52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K系统可编程Flash存储器。使用Atmel公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash，使得AT89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。2.2.2 AT89C52的功能特性AT89C52 具有以下标准功能：8K字节Flash，256字节RAM，32位I/O口线，看门狗定时器，2个数据指针，三个16位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。另外，AT89C52可降至0Hz静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止4。 (1) MCS-51单片机产品兼容； (2) 8K字节在系统可编程Flash存储器； (3) 1000次擦写周期； (4) 全静态操作：0Hz33Hz； (5) 三级加密程序存储器； (6) 32个可编程I/O口线； (7) 三个16位定时器/计数器； (8) 八个中断源； (9) 全双工UART串行通道； (10) 低功耗空闲和掉电模式； (11) 掉电后中断可唤醒； (12) 定时器； (13) 双数据指针。2.2.3 AT89C52的引脚结构 AT89C52单片机的引脚结构如图2-1，它们的功能描述如下： 图2-1 AT89C52引脚图 VCC：电源。 GND：地。 P0口：P0口是一个8位漏极开路的双向I/O口。作为输出口，每位能驱动8个TTL逻辑电平。对P0端口写“1”时，引脚用作高阻抗输入。当访问外部程序和数据存储器时，P0口也被作为低8位地址/数据复用。在这种模式下，P0具有内部上拉电阻。在flash编程时，P0口也用来接收指令字节；在程序校验时，输出指令字节。程序校验时，需要外部上拉电阻。 P1口：P1口是一个具有内部上拉电阻的8位双向I/O口，P1输出缓冲器能驱动4个TTL逻辑电平。对P1端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL）。此外，P1.0和P1.2分别作定时器/计数器2的外部计数输入（P1.0/T2）和时器/计数器2的触发输入（P1.1/T2EX），具体如表2-2所示。表2-2 P1口的第二功能表引脚号第二功能P1.0T2 （定时器/计数器T2 的外部计数输入），时钟输出P1.1T2EX（定时器/计数器T2 的捕捉/重载触发信号和方向控制）P1.5MOSI（在系统编程用）P1.6MISO（在系统编程用）P1.7SCK（在系统编程用）P2口：P2口是一个具有内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2输出缓冲器能驱动4个TTL 逻辑电平。对P2端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL）。在访问外部程序存储器或用16位地址读取外部数据存储器（例如执行MOVX DPTR）时，P2口送出高八位地址。在这种应用中，P2口使用很强的内部上拉发送1。在使用8位地址（如MOVX RI）访问外部数据存储器时，P2口输出P2锁存器的内容。 P3口：P3口是一个具有内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口输出缓冲器能驱动4个TTL逻辑电平。对P3端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流。P3口亦作为AT89S52特殊功能（第二功能）使用，如表2-3所示。表2-3 P3口第二功能表引脚号第二功能P3.0RXD（串行输入）P3.1TXD（串行输出）P3.2INT0(外部中断0)P3.3INT0(外部中断0)P3.4T0（定时器0外部输入）P3.5T1（定时器1外部输入）P3.6WR(外部数据存储器写选通)P3.7RD(外部数据存储器写选通)RST:晶振工作时，RST脚持续2个机器周期高电平将使单片机复位。看门狗计时完成后，RST脚输出96个晶振周期的高电平。特殊寄存器AUXR(地址8EH)上的DISRTO位可以使此功能无效。DISRTO默认状态下，复位高电平有效。ALE/PROG：地址锁存控制信号（ALE）是访问外部程序存储器时，锁存低8位地址的输出脉冲。在flash编程时，此引脚（PROG）也用作编程输入脉冲。在一般情况下，ALE以晶振六分之一的固定频率输出脉冲，可用来作为外部定时器或时钟使用。然而，特别强调，在每次访问外部数据存储器时，ALE脉冲将会跳过。如果需要，通过将地址为8EH的SFR的第0位置“1”，E操作将无效。这一位置“1”，ALE仅在执行MOVX或MOVC指令时有效。否则，ALE将被微弱拉高。这个ALE使能标志位（地址为8EH的SFR的第0位）的设置对微控制器处于外部执行模式下无效。 PSEN():外部程序存储器选通信号（PSEN()）是外部程序存储器选通信号。当AT89S52从外部程序存储器执行外部代码时，PSEN()在每个机器周期被激活两次，而在访问外部数据存储器时，PSEN()将不被激活。EN()/VPP:访问外部程序存储器控制信号。为了能从0000H到FFFFH的外部程序存储器读取指令，EN()必须接GND。为了执行内部程序指令，EN()应该接Vcc。在flash编程期间，EN()也接收12伏Vpp电压。 XTAL1:振荡器反相放大器和内部时钟发生电路的输入端。 XTAL2:振荡器反相放大器的输出端5。 2.3 TLC0832芯片介绍2.3.1 TLC0832 主要性能TLC0832是一款8bit二通道三总线的A/D转换器，其特点是体积小巧、占用单片机资源少，且性能优良。TLC0832有两个可多路选择的输入通道，串行输出可配置为和标准移位寄存器或微处理器接口。TLC0832 的多路器可用软件配置为单端或差分输入，差分的模拟电压输入可以共模抑制和使模拟输入压偏移值为零。另外,输入基准电压可以调整大小，在全8位分辨率下允许任意小的模拟电压编码间隔.TLC0832的工作原理和更多路输入的 TLC0834，TLC0838非常相似，使REF端输入等于最大模拟信号输入值，可以得到满比例尺转换，获得最高的转换分辨率。典型地，REF端设为等于Vcc(TLC0832内部已设定)。TLC0832 的工作温度范围为0706。2.3.2 TLC0832的特点(1) 8位分辨率。 (2) 易于和微处理器接口或独立使用。 (3) 满比例尺工作或用5V基准电压。 (4) 单通道或多路器选择的双通道， 可单端或差分输入选择。 (5) 单5V 供电,输入范围0-5V。 (6) 输入和输出与TTL和CMOS 兼容。 (7) 在FCLOCK =250kHz 时，转换时间为 32s。 (8) 设计成可以和国家半导体公司的ADC0831和ADC0832互换,管脚完全兼容。 (9) 总非调整误差1LSB。2.3.3 TLC0832 引脚分配TLC0832的CH0和CH1为模拟信号输入端，D0和D1为对应的数字信号输出。输入（CH0，CH1）可通过DI，地址选择脚配置为差分（IN+，IN-）输入。当连到IN+端的输入电压低于IN-端的输入电压时，转换结果为0。TLC0832的基准由内部设定。当CS置为低电平时，方能启动转换，且在整个转换过程中CS必须保持低电平。转换开始后，器件从CPU接收时钟，在一个时钟的时间间隔的前导下，以保证输入多路器稳定。逐次逼近式A/D转换器对从电阻梯形网络输出的逐次信号和输入模拟信号进行比较。在转换过程中，转换数据同时从DO端输出，以最高位（MSB）开头。经过8个时钟周期后，转换完成。当CS变高，内部所有寄存器清零。此时，输出电路变为高阻状态。如果希望开始另一个转换，CS必须做一个从高到低的跳变，后面紧接地址数据等操作12。TLC0832的引脚图如图2-2所示。图2-2 TLC0832的引脚图2.3.4 TLC0832的时序图TLC0832的地址是通过DI端移入来选择模拟信号输入通道，同时也决定输入端是不是差分输入。在每个时钟的上升沿跳变时，DI端的数据移入多路器地址移位寄存器。时序图如图2-3所示。图2-3 TLC0832的时序图3 硬件电路设计3.1 系统硬件电路设计本课题设计的目的是设计一个空调温度控制器，实现室内温度控制及实时在LCD屏上显示，该系统利用单片机实时监测室内温度并按使用者的需要调节室内温度。该系统通过温度传感器对室内温度信号进行采集。并通过TLC0832芯片将采集的模拟信号转换成数字信号送给单片机进行处理，AT89C52单片机根据采集的信号对压缩机、电热丝以及风扇进行控制，同时利用LCD对室内温度信号进行显示。系统硬件电路设计包括时钟电路，电源电路，传感器电路，显示电路，按键电路，复位电路，驱动电路。其中AT89C52的P0口接TLC0832经A/D转换输出的两路数字信号，P1口用作8路数据输入送显到OCMJ4X8C，P2口接按键电P3口接液晶屏的驱动。3.2 单元电路设计3.2.1 时钟电路设计单片机时钟信号的产生，是因为单片机内部有一个高增益反向放大器，其输入端为芯片引脚XTAL1，其输出端为引脚XTAL2，而在芯片的外部，XTAL1和XTAL2之间跨接晶体振荡器和微调电容，从而构成一个稳定的自激振荡器。只要在单片机的XTAL1和XTAL2引脚外接晶体振荡器就构成了自激振荡器并在单片机内部产生时钟脉冲信号。电容器C1和C2的作用是稳定频率和快速起振，电容值在2030pF，典型值为30pF。外部信号要求为高电平的持续时间大于20ns，且为频率低于12MHz的方波7。时钟电路主要是由两个容量值小的电容和一个频率很高的晶振构成。时钟电路主要是对单片机提供工作频率。产生的振荡脉冲经过触发器进行二分频之后，才成为单片机的脉冲。通过电容C1和C2取30pF左右，晶体振荡频率范围是1.212MHz。晶振频率高，则系统的时钟频率也高，单片机的运行速度也快。时钟电路图如图3-1所示。图3-1 时钟电路图3.2.2 电源电路设计单片机要工作，必定需要电源，电源的稳定性直接关系到整个系统的稳定性，因此，此部分的设计也是十分重要的。由于单片机系统的工作电压只要5V就可以了，所以可以用最简单的降压电路。其中，电源电路的输入为12V，输出为5V，两个47uF的电解电容，一个瓷片电容105，作用是稳压和滤波。装上液晶屏前必须进行硬件检测，首先必须确认电源电路无误，否则易导致液晶屏烧坏。检测时，输入12V电压，测试输出电压是否为5V，即单片机和液晶屏工作所需电压。电源电路电源电路如图3-2。 图3-2 电源电路图3.2.3 传感器电路设计传感器是一种检测装置，能感受到被测量的温度信息，并能将检测感受到的温度信息按一定规律变换成电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输,处理，存储，显示，记录和控制等要求。它是实现制动控制和自动检测的首要环节。温度检测部分是实现温度智能控制的重要环节，只有准确地检测出室内温度，才能通过软件准确的控制执行单元的工作。此次设计中要求将室内温度信号在LCD上显示，所以必须使用传感器来检测室内温度信号，而且我选用的传感器是电阻式传感器，因此它的原理就是使之与一个电阻串联，接在5V电压上，传感器一端接地，另一端接在A/D转换器TLC0832的模拟信号输入的端口，随着温度的变化，传感器的阻值发生变化，TLC0832检测到的电压值也会发生变化，于是检测到温度信号。温度信号是模拟信号，通过TLC0832进行A/D转换，得到数字信号，送入AT89C52。经过测量温度传感器电阻变化范围，为了是电压的动态范围最大，计算得出与温度传感器串联的电阻为5K，CH1通道检测温度。传感器电路的电路图如图3-3。图3-3 传感器电路图3.2.4 显示电路设计系统采用的是金鹏OCMJ4X8C液晶模块，它是一款内置中文字库,串并可选模块。液晶屏幕为128X64点。其可以显示字母、数字符号、中文字型及图形，具有绘图及文字画面混合显示功能。内置2M中文字型ROM（CGROM）总共提供8192个中文字型(16X16点阵)，16K半宽字型ROM（HCGROM）总共提供126个符号字型（16X8点阵），64X16位字型产生RAM（CGRAM），另外绘图显示画面提供个个64X256点的绘图区域(GDRAM)，可以和文字画面混合显示LCD与MCU接口方式基本是标准的，和单片机连接一般有两种方式：直接连接和间接连接。直接连接就是把其口线连接到通用端口上，通过软件模拟访问LCD的读写时序进行访问。间接连接就是把其当成一种标准外设来访问，即用单片机产生的硬读写信号来访问。本系统采用的是第一种连接方式，即直接连接方式。此外，它还可以选择采用8位并行传输或4位并行传输两种方式，以便节省MCU的口线资源。它的控制口线是RS、RW，EN三根8。AT89C52的P1口接OCMJ4X8C的数据端口，OCMJ4X8C与AT89C52的接口原理图如图3-4所示。图3-4 OCMJ4X8C与AT89C52的接口原理图3.2.5 按键电路设计按键电路由3个按键来完成相应功能的，分别实现设置、设定温度加一和设定温度减一的功能。AT89C52的P2口的P2.0- P2.2引脚口作为按键的信号输入端。键按下，就执行该键的功能。其电路如图所示。（为了编程简单、方便，采用独立式键盘电路）当按钮按下后，电路与地接通时，I/U口与地面相连为低电平。按钮没有按下时，电路不与地面相接，I/U口与电压高端相连为高电平。按键电路图如图3-5所示：图3-5 按键电路图3.2.6 复位电路设计该控制器采用上电复位电路，由R8、C3构成复位电路，在上电瞬间，产生一个脉冲，AT89C52将复位。为保证可靠复位，脉冲宽度应大于两个机器周期，这取决于R、C时间长数。取电容C=10uF，电阻R=1K。复位电路如图4-6所示。图3-6 复位电路图3.2.7 驱动电路设计室内温度的调节是通过电磁阀来实现的。电磁阀的主要作用就是接收单片机 AT89C52发送的信号，控制执行器件的运行工作，当AT89C52单片机获得设定温度和实际室内温度后，会通过软件与设定值相比较，然后由AT89C52单片机发出指令，电磁阀执行相应的指令；当室内温度达到设定值时，同样由单片机发出指令停止工作。电磁阀是靠线圈充放电引起阀门的关闭和开启。有永久磁铁参与的，是靠抵消磁性来实现；没有永久磁铁的，靠线圈产生的磁性发生作用。产生磁性的强弱与阀门的功率有关系，控制线圈的电流即可。国内外的电磁阀从原理上分为三大类(即：直动式、分步直动式、先导式),而从阀瓣结构和材料上的不同与原理上的区别又分为六个分支小类(直动膜片结构、分步膜片结构、先导式膜片结构、直动活塞结构、分步活塞结构、先导活塞结构)。直动式电磁阀原理：通电时,电磁线圈产生电磁力把关闭件从阀座上提起,阀门打开；断电时，电磁力消失，弹簧力把关闭件压在阀座上，阀门关闭。特点：在真空、负压、零压时能正常工作，但一般通径不超过25mm。分步直动式电磁阀原理：它是一种直动和先导式相结合的原理，当入口与出口压差0.05Mpa，通电时，电磁力把先导小阀和主阀关闭件依次向上提起，阀门打开。当入口与出口压差0.05Mpa，通电时，电磁力先打开先导小阀，主阀下腔压力上升，上腔压力下降，从而利用压差把主阀向上推开；断电时，先导阀和主阀利用弹簧力或介质压力推动关闭件，向下移动，使阀门关闭9。本设计中所用的电磁阀是直动式电磁阀，电路