基于单片机的空调温度控制系统设计毕业设计

基于单片机的空调温度控制系统设计毕业设计

目录

1. 绪论 (1)

1.1 空调温度控制系统研究背景和意义 (1)

1.2 空调温度控制系统的现状和不足 (2)

1.3 本文设计任务及目的 (3)

1.4 本文主要内容 (3)

2 方案设计 (4)

2.1 总体方案设计与选择 (4)

2.1.1 总体方案设计 (4)

2.1.2 总体方案论证 (5)

2.1.3 总体方案选择 (6)

2.2 模块方案论证与选择 (6)

2.2.1 显示模块 (6)

2.2.2 按键输入模块 (8)

2.2.3 开关控制模块 (9)

2.2.4 温度采集模块 (10)

2.3 软件总体框图 (10)

2.4 本章小结 (11)

3 系统硬件电路设计 (12)

3.1 总电路设计 (12)

3.2 单片机最小系统介绍 (12)

3.2.1 AT89C52单片机介绍 (12)

3.2.2 单片机的复位电路设计 (15)

3.2.3单片机的时钟电路设计 (16)

3.3 输入电源电路设 (17)

3.4 矩阵键盘电路设计 (17)

3.5 温度测量电路设计 (19)

3.5.1 温度传感器DS18B20概述 (20)

3.5.2 温度采样电路 (21)

3.6 驱动控制电路设计 (22)

3.7 显示电路设计 (23)

3.8 模拟执行电路设计 (24)

3.9 蜂铃器电路模块 (25)

3.10 PWM控制技术 (25)

3.10.1 PWM简介 (25)

3.10.2 AT89C52单片机生成PWM方法 (26)

4 系统软件设计 (27)

4.1 主程序设计 (27)

4.2 初始化程序设计 (28)

4.3 DS18B20温度采样程序设计 (28)

4.4 LCD显示程序设计 (30)

4.5 按键程序设计 (32)

4.6 本章小结 (33)

5系统调试与仿真 (34)

5.1 系统调试 (34)

5.1.1 编程与画原理图 (34)

5.1.2 进行调试与仿真 (36)

5.2 硬件调试 (38)

5.3 实物图 (40)

5.4 本章小结 (40)

结束语 (41)

参考文献 (42)

致谢 (44)

附录1 系统总电路图1 (45)

附录2 系统总电路图2 (46)

附录3 元件清单列表 (47)

附录4 程序源代码 (48)

Main.c文件 (48)

Global.c文件 (52)

DS18B20.c文件 (53)

DS18B20.h文件 (58)

LCD.c文件 (58)

LCD.h文件 (61)

KEY.c文件 (62)

KEY.h文件 (76)

基于单片机的空调温度控制系统设计

1. 绪论

随着科学技术和市场经济的快速发展以及人们生活质量的提高。空调等家电广泛的应用在人们的工作生活中。现代科技的飞速发展和普及也促进了空调技术的不断前进。空调的功能就是通过采取特定的方法调节和控制人们生活、工作和科研所需的空气环境。通过对室内空气的温度、洁净度、湿度以及空气交换速度的调控，使室内空气能够达到人们日益提高的温度需求范围，以满足生产过程对温度的严格需求和人体舒适生活的要求。

1.1 空调温度控制系统研究背景和意义

在空调出现之前。人们主要是通过手工操作加热、通风和降温设备来控制温度的变化，比如烧煤木、发电和日光等提高环境温度，使用大型风轮送风，或者利用水蒸发散热等。这些人力操作方法不但控制效果比较差，温度的精确度比较低，也提高了操作人员的劳动强度，这会影响某些工业生产的可靠性。随着科技的不断进步以及工业生产的严格环境要求，在生产生活中温度已成为一种重要的调控参数，温度的检测和控制广泛应用于工业、农业及日常生活的诸多领域。生产生活的强烈需求让制热或者制冷电器系统的产生成为科研的方向。空调也就出现了。空调从诞生发展到现在，已经从简单的空调扇到传统的功能单一的空调，再到今天高智能化的、低功耗的变频空调时代，已经过去了一个世纪。空调也从最初的为机器降温逐渐发展到为人类提供舒适的生活工作环境。

科学技术的日新月异为高精度、高稳定速度的温度需求的实现提供了可靠的技术支持。单片机的功能不断增强，为先进的控制方法提供了更好的处理器。单片机作为空调温度控制系统的核心，它的作用是不可替代的。采用单片机等微控制器作为空调智能控制的核心已成为当今智能控制系统的主流。

空调是采用嵌入式技术的温控装置，广泛应用于家庭、商城、影院、办公及生产车间等公共场所，已经成为人们生产生活中不可或缺的必需品。本文设计了一款模拟空调工作的控制系统。使用单片机作为空调的微处理器，通过温度传感器采样温度，MCU进行数据分析并处理。实现对模拟部件的控制。通过此次设计了解空调温度控制的原理和

微处理器在现代工业生产中的应用。

1.2 空调温度控制系统的现状和不足

国外对空调温度控制技术的研究比较早，1970年初日本开始运用变频空调技术，变频空调可以根据室温情况自动进行无极变速，为室内环境提供所需冷热量，从而保证室温的稳定。变频空调具有低功耗，低噪音，温度控制精度高等优点。我国在学习了发达国家温度控制技术理论知识后，在此基础上通过创新和吸收才掌握以单片机为控制器的室内温度控制技术，而此时国外已经在完全自动化，智能化方向有了长足发展。与发达国家比我们在技术上还有一定差距。

市场上有电气式空调控制器和电子式空调控制器。电气式空调的温度控制系统采用双金属片作为温度传感器，可以通过调节预先设置的功能按钮控制预紧力来设定温度。这类空调温度控制器一般都存在几个问题，比如温度设定时的精确度不高、时间常数比较大、容易损坏机械开关等。电子式空调温度控制系统采用热敏电阻或热电阻作为温度传感器，通过触摸键设置温度和控制风速开关，采用液晶显示屏能实现人机友好的交互界面，自动完成冷热的切换。电子式空调温度控制系统解决了电气式空调温控器中出现的一些问题，但仍存在调节精度不高、用户操作复杂等问题。应用新型控制模型和数控芯片的智能型室温空调温控器正在研究开发中，部分已经应用于实际工程。

21世纪，物联网技术的兴起和发展使用户可以通过传感设备，再根据物联协议要求，可以直接对空调进行通信和控制。智能化的识别技术和管理技术和监控技术已开始面向市场。2010年4月，家电巨头海尔集团研发的无氟变频物联网空调面世。它能根据外界温度和室内环境温度的差异将室内温度调节到最合适状态。物联网空调还可以将空调的功耗和室内温度的变化等信息报告给用户。物联网技术支持下空调将实现真正互联化和高度智能化。但是空调的控制原理没有变化，只是其微型控制器更先进，并能实现网络通信。单片机方面，8位机仍将是主流，但18位和32位单片机也将发挥越来越大的作用，专用型空调单片机的应用也会更广泛。满足各类不同需求的单片机种类会越来越多。

本设计结合当前迅速发展的单片机技术，设计了一个单片机温度控单元，对空调的温度控制原理进行一定的研究。