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空调温度控制单元设计.doc

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空调温度控制单元设计.doc

空调温度控制单元设计1江苏广播电视大学五年制(高职)毕业设计论文设计课题空调温度控制单元设计学校江苏广播电视大学常熟学院年级2006级专业应用电子技术姓名学号指导教师职称高级工程师二零一零年十二月空调温度控制单元设计2目录前言.............................................................................................4第一章课题简介与方案设计.............................................................5第二章硬件设计................................................................................62.1温度采集电路...........................................................................62.2温度传感部分设计....................................................................62.2.1温度传感AD590.................................72.3A/D转换电路...........................................................................122.3.1A/D转换的常用方式............................122.3.2A/D转换器的主要技术指标......................132.3.3ADC0809的主要特性和内部结构...................142.3.4ADC0809管脚功能及定义.........................162.3.5ADC0809与8031接口电路.......................172.4数字显示电路..........................................................................172.5加热降温驱动控制电路...........................................................192.6键盘电路..................................................................................212.7稳压电源电路设计.................................................................222.8电源电路..................................................................................23第三章软件设计...............................................................................253.1主程序流程图...........................................................................253.2A/D转换子程序........................................................................26空调温度控制单元设计33.3显示子程序...............................................................................273.4键盘扫描子程序.......................................................................283.5温度采样..................................................................................303.6主程序清单...............................................................................31第四章系统调试...............................................................................384.1静态测试..................................................................................384.2通电测量..................................................................................384.3动态测试..................................................................................384.4联机统调..................................................................................38设计结论............................................................................................39设计体会............................................................................................40主要参考文献....................................................................................41空调温度控制单元设计4前言当今社会,温度测量系统被广泛的应用于社会生产、生活的各个领域。在工业、环境检测、医疗、家庭等多方面均有应用。同事单片机在电子产品中的应用已经越来越广泛。在很多电子产品中将其用到温度检测和温度控制。目前温度测量系统种类繁多,功能参差不齐。有简单的应用于家庭的如空调、电饭煲、太阳能热水器、电冰箱等家用电器的温度进行检测和控制。传统的温度采集方法不仅费时费力,而且精度差,单片机的出现使得温度的采集和数据处理问题能够得到很好的解决。温度是生活、工业、农业等,对象中的一个重要的被控参数。然而所采用的测温元件和测量方法也不相同产品的工艺不同,控制温度的精度也不相同。因此对数据采集的精度和采用的控制方法也不相同。采用AT89S51单片机来对温度进行控制,不仅具有控制方便、组态简单和灵活性大等有点。而且可以大幅度提高被控制温度的技术指标,从而能够大大提高产品的质量和数量。单片机以其功能强、体积小、可靠性高、造价低和开发周期短等有点,为自动化和各个测控领域中广泛应用的器件,在日常生活中成为必不可少的器件,尤其是在日常生活中发挥的作用也越来越大。因此,单片机对温度的控制问题是一个日常生活中的疆场会遇到的问题。本文以上述问题为出发点,设计实现了温度实时测量、显示、控制系统。在编写过程中笔者参考了许多图书和资料,我写出了主要的参考书目,在此谨向参考文献的作者表示忠心的感谢由于编者水平有限,书中尚有许多错误和不足之处望各位老师、同学批评指正,也希望得到老师的意见和建议。编者苏梦华2010年12月空调温度控制单元设计5第一章课题简介与方案设计本课题设计一个空调机的温度控制单元。用单片机技术及相应仿真平台、进行开发,通过数据采集系统,对温度进行采集并作A/D转换,再传输给单片机。以空调机为执行器件,通过单片机程序来完成对室内温度的控制。本设计是一个典型的智能电子系统设计。以AD590为采集器、89S51为处理器、空调机相应电路为执行器来完成设计任务提出的温度控制要求。该设计分总体方案设计、硬件设计、软件设计、系统仿真及调试几个部分。选用89S51单片机为中央处理器,通过温度传感器对空气进行温度采集,将采集到的温度信号传输给单片机,再由单片机控制显示器,并比较采集温度与设定温度是否一致,然后驱动空调机的加热或降温循环对空气进行处理,从而模拟实现温度控制单元的工作情况。总体方案结构图1所示。图1空调温度控制单元结构图实现方案的技术路线为用按钮输入标准温度值,用LED实时显示环境空气温度,用驱动电路控制压缩机完成加热和制冷调节,用ISIS软件对设计仿真,用汇编语言完成软件编程。空调温度控制单元设计6第二章硬件设计2.1温度采集电路选用温度传感器AD590,AD590具有较高的精度和重复性(重复优于0.1℃,其良好的非线形性可以保证优于0.1℃的测量精度,利用其重复性较好的特点,通过非飞线形补偿,可以达到0.1℃测量精度)。超低温漂移高精度运算放大器OP07将温度电压信号进行放大,便于A/D进行转换,以提高温度采集电路的可靠性。集成温度传感器的形式分为电压输出和电流输出两种。电压输出型的灵敏度一般为10Mv/K,温度0℃时输出为0,温度25℃时输出为2.982V。电流输出型的灵敏度一般为1Ua/K。这样便于A/D转换器采集数据。温度采集系统主要由AD590、OP07、ICL8069组成,如图2所示。图2温度采集系统电路2.2温度传感部分设计要求对温度和与温度有关的参量进行检测,应该考虑用热电阻传感器。按照热电阻的性质可以分为半导体热电阻和金属热电阻两大类,前者通常称为热敏电阻,后者称为热电阻。采用集成温度传感器,如常用的AD590和LM35。AD590是电流型温度传感器。空调温度控制单元设计7这种器件以电流作为输出量指示温度,其典型的电流温度灵敏度是1uA/K。它是二端器件,使用非常方便,作为一种高阻电流源,它不需要严格考虑传输线上的电压信号损失和噪声干扰问题,因此特别适合作为远距离测量或控制用。另外,AD590也特别适用于多点温度测量系统,而不必考虑选择开关或CMOS多路转换开关所引起的附加电阻造成的误差。由于采用了一种独特的电路结构,并利用最新的薄膜电阻激光微调技术校准,使得AD590具有很高的精度,并且应用电路简单稳定可靠,便于设计,无需调试,与A/D连接方便。2.2.1温度传感AD590温度是最普通最基本的物理量,用电测法测量温度时,首先要通过温度传感器将温度转换成电量,温度传感器有热膨胀式(双金属元件和水银柱开关),温差电势效应电压式(热电偶),电阻效应式电阻温度计(有铂、镍、及镍铁合金和热敏电阻),半导体感受式(测温电阻、二极管和集成电路器件如AD590)。这里采用AD590作为温度传感器。AD590是AD公司利用PN结正向电流与温度的关系制成的电流输出型两端温度传器。这种器件在被测温度一定时,相当于一个恒流源。该器件具有良好的线性和互换性,测量精度高,并具有清除电源波动的特性。即使电源在5V15V之间变化,其电流只是在1uA以下作微小变化。集成温度传感器实质上是一中半导体集成电路,它是利用晶体管的be结压降的不饱和值VBE与热力学温度T和通过发射极电流I的下述关系实现对温度的检测式中K为波尔兹常数q为电子电荷绝对值。集成温度传感器具有线性好、精度适中、灵敏度高、体积小、使用方便等优点,得到广泛应用。集成温度传感器的输出形式分为电压输出和电流输出两种。电压输出型的灵敏度一般为10mV/K,温度0℃时输出为0,温度25℃时输出2.982V。电流输出型的灵敏度一般为1uA/K。

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