基于单片机的空调控制系统毕业设计.doc

I MCU-based air-conditioning control system ABSTRACT As a result of global climate warming and national peoples living standards, air- conditioning will be in peoples lives gradually become an indispensable part. Micro- computer control system for air conditioners by the task instructions and in accordance with 89S52 room temperature, indoor heat exchanger temperature, outdoor temperature heat exchangers, compressors, etc. to control the status of the operation of air conditioners. Specifically, is to control the compressor, outdoor fan, indoor fan, indoor wind motor and the actual set temperature and room temperature liquid crystal display with LCD display. Main function is based on room temperature and temperature difference, and considering other conditions, and then on the indoor and outdoor compressors and fans running for intelligent control. The control system uses a single chip AT89S52 data collection, data processing to achieve the temperature control system of regulation and control. The main process is as follows: use of temperature sensor DS18B20 collecting temperature signal and then the signal is converted to non-power electrical signal, electrical signal and then converted into the A / D converter into a digital transmitted to the single-chip microcomputer for data processing, and output control signal peripherals. Loss single-chip, and then displayed by the single-chip control, and compare the acquisition of the temperature and the temperature settings are consistent, and then drive the heating or air conditioning to cool the air to deal with the cycle in order to achieve the regulation of indoor temperature in the entire design, related to the temperature detection circuit, driver control circuit, display circuit, the keyboard circuit and power circuit design. LCD charged by the real-time display of temperature and set temperature, in line with the use of C language and assembly language programming to enable software conversion air-conditioning temperature of the basic functions of intelligence. Low cost of this control circuit, functional and practical, is easily to operate, a certain degree of practical value. This paper discusses three aspects, first of all is the description of the hardware circuit; then the software part of the design; the final is the realization of function. KEY WORDS: Temperature Control,89S52, DS18B20 ,LCD liquid crystal display II 基于单片机的空调控制系统 摘 要 由于全球气候的变暖和国内人民生活水平的提高，空调将逐渐成为人们生活中不 可缺少的一部分。空调器微电脑控制系统的任务是通过 89S52 的指令并根据房间的温 度、室内热交换器温度、室外热交换器温度、压缩机的状态等来控制空调器的运行过 程。具体地说，就是控制压缩机、室外风扇、室内风扇、室内风向电机，并将设定温 度和房间实际温度用 LCD 液晶显示屏显示出来。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。 本控制系统采用 AT89S52 单片机收集数据，处理数据来实现对温度控制系统的调 控。主要过程如下：利用温度传感器 DS18B20 采集的温度信号再将非电量信号转换为 电信号，转换后的电信号再进入 A/D 转换器转换成数字量，传送给单片机进行数据处 理，并向外围设备输出控制信号。输给单片机，再由单片机控制显示，并比较采集的 温度与设定的温度是否一致，然后驱动空调机的加热或降温循环对空气进行处理，从 而实现对室内温度的调节，在整个设计中，涉及到温度检测电路，驱动控制电路，显 示电路，键盘电路以及电源的设计等电路。由 LCD 实时显示被控温度及设定温度，在 配合用 C 语言和汇编语言编程使软件实现空调温度智能转换的基本功能。本控制电路 成本低廉，功能实用，操作简便，有一定的实用价值。 本文从 3 个方面展开论述，首先是硬件电路的描述；接着软件部分的设计；最后 实现功能。 关键字： 温度控制，89S52，DS18B20，LCD 液晶显 III 目 录 1 绪 论.1 1.1 课题背景.1 1.2 课题目的.1 1.3 课题意义.2 1.4 课题功能.2 2 系统硬件设计.3 2.1 AT89S52 单片机最小系统.3 2.1.1 单片机功能特性.4 2.1.2 管脚说明.5 2.2 串口输出电路.7 2.2.1 AT89S52 串行口.7 2.2.2 AT89S52 串行的工作方式.7 2.2.3 AT89S52 串行口的波特率.8 2.24 单片机串口通信电路.8 2.3 温度传感器 DS18B20.9 2.3.1 温度感测.9 2.3.2 参数控制说明.12 2.4 LCD 液晶显示.12 2.4.1 显示特性.12 2.4.2 机械特性.13 2.4.3.引脚特性.13 2.4.4 原理图: .13 2.5 遥控电路.14 2.5.1 编码解码原理.14 2.5.2 地址编码设定和修改.16 2.6 压缩机驱动电路.18 2.7 信号调整电路.19 3 系统软件设计.20 3.1 软件设计思路.20 3.2 程序流程.20 3.3 程序内容编写.21 IV 4 系统调试.25 5 总 结.26 6 心得体会.27 致 谢.29 参 考 文 献.30 附 录 .31 附 录 .32 毕业设计说明书（论文）缩写稿.62 The Abbreviation Version of the Thesis of Undergraduates.68 基于单片机的空调控制系统1 1 绪 论 基于 89S52 单片机的温度控制系统是温度传感器 DS18B20 通过自带的 A/D 转换系 统完成将模拟信号（温度）转换成数字信号（电压）的功能，然后经放大电路放大到 所需的范围内再经 MAX232 实现电平的匹配，由 89S52 单片机控制从而实现对环境温 度的采集控制。采用 89S52 单片机来对温度进行控制，不仅具有控制方便、组态简单 和灵活性大等优点，而且可以大幅度提高被控温度的技术指标，从而能够大大提高产 品的质量和数量。因此，单片机对空调温度的控制成了该系统的核心。 1.1 课题背景 在上世纪末，中国推出了绿色建筑、健康住宅的概念，这就给住宅空调器的发展 提供了良好的机遇。空气调节在人们生活中，起着重要的作用。传统空调器具有开调 节模式，不仅噪音和温度波动大，而且开关时对空调压缩机有很大的损害。随着计算 机技术、变频技术、智能控制技术的发展，人们摆脱了传统定频定速空调器的调节模 式，开发出性能更为优良的变频变速空调器。 通过对空调发展的回顾和几种典型的主流空调技术的应用，可以看出科技创新势 不可挡。高科技含量的空调产品必将取代市场上仅仅具备了制冷制热功能的低技术含 量空调。未来空调将要朝着四化，即健康化、节能环保化、人性化、网络化迈进。 电子技术的发展，特别是随着大规模集成电路的产生，给人们的生活带来了根本 性的变化，如果说微型计算机的出现使现代的科学研究得到了质的飞跃，那么单片机 技术的出现则是给现代工业控制测控领域带来了一次新的革命。目前，单片机在工业 控制系统诸多领域得到了极为广泛的应用。尤其是在空调控制系统方面，更具有独到 的一面，它能更准更快的反应实时温度，并对其能够更好的控制，特别是其中的 C51 系列的单片机的出现，具有更好的稳定性，更快和更准确的运算精度，影响着人们的 工作和学习。 在现代社会中，空调不仅应用在高级会所，其作用也体现到了各个方面，随着人 们生活质量的提高，酒店厂房及家庭生活中都会见到空调的影子，它将会更好的服务 于社会。而今，空调等家用电器随着生产技术的发展和人们生活水平的提高已经越来 越普及，一个简单，稳定的空调控制系统便是实现这些的核心。 而本次设计是以 MCS-51 系列单片机为控制核心，实现空调机温度控制器的设计。 1.2 课题目的 本课题主要是让我通过对空调控制系统的软件设计过程,具有应用 C 及相关汇编语 1 绪 论2 言等软件设计电路程序的能力，具备将自动化、智能化设计应用到实际作的能力。通 过理论联系实际的方法，是所学知识通过自己设计思考真正应用到实践中，对电子电 路设计的相关知识有较为深刻的认识和理解。通过本课题的设计过程中，让自己既能 学习到相关的专业知识，又能对空调系统有一个较为清晰的认识。不仅能巩固自己的 C 语言和单片机基础，而且对智能化、自动化控制系统有一个更深入的了解，拓宽知识 面，积累系统编程的经验。 1.3 课题意义 现在空调的功能越来越多，因此控制也就越来越复杂。而一般的使用者根本就不 会在意是怎么控制，而是希望控制能更简单，因此空调的智能化、自动化设计就是必 要的，以求以最简单易懂的作界面和作方法达到人们需要的结果。本次设计的目的主 要是实现空调运作的智能化和自动化，减少用户手动作的内容，以简单的作方式完成 使用者的需求。 经过智能化、自动化设计的空调，可以减少大量管理工作环境的人员，也节省大 量的能源。空调的自动化管理是使其安全工作并良好运行的重要保证，同时，可以在 满足系统安全运行及保证系统的各种技术指标的同时，最大限度的实现节能控制，符 合益突出的节能和环保需要。 1.4 课题功能 本课题是采用以 89S52 为控制核心的单片机控制系统，尤其对空调温度控制，它 可达到模拟控制所达不到的控制效果，并且可实现显示、键盘设定等多种功能。 本文将设计一种基于 89S52 单片机的温度采集，温度传感器 DS18B20 通过自带 A/D 准换完成将模拟信号（温度）转换成数字信号（电压）的功能，经放大电路放大 到所需的范围内再经 MAX232 实现电平的匹配，由 89S52 单片机控制从而实现对环境 温度的控制。 单片机系统将输出相应的逻辑电平，经驱动后控制输出电路通过串口与 LCD 相连， 然后显示实时温度。系统通过显示的数字判断环境的温度并做出相应的操作。 基于单片机的空调控制系统3 2 系统硬件设计 该系统通过温度传感器 DS18B20 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，从而模拟实现空调温度控制单元的工作情 况。空调温控器主要单片机，时序电路，温度采样电路，A/D 转换电路，温度显示电路， 温度输入电路，驱动电路等组成。 89S52 输入部分 输出部分 制冷驱动控制 加热驱动控制 DS18B20 温度传感器 空气 图 2-1 系统硬件电路框图 2.1 AT89S52 单片机最小系统 由于空调温度控制器的核心就是单片机，单片机的选择将直接关系到控制系统的 工作是否有效和协调。本设计采用 MCS-51 系列的 89S52 单片机，因为 89S52 单片机应 用广泛，性能稳定，抗干扰能力强，性价比高。 89S52 包含了 8 位 CPU，片内振荡器，8K 字节 ROM,256 字节 RAM,2 个 16 位定时器， 计数器，中断结构，I/O 接口等。可进行计算，定时等一系列功能。 单片机的结构有两种类型，一种是程序存储器和数据存储器分开的形式，即哈佛 (Harvard)结构，另一种是采用通用计算机广泛使用的程序存储器与数据存储器合二为 2 系统硬件设计4 一的结构，即普林斯顿(PrINCeton)结构。INTEL 的 MCS-51 系列单片机采用的是哈佛 结构的形式。 图 2-2 单片机最小系统图 2.1.1 单片机功能特性 AT89S52 是一种带 8K 字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROMFalsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压，高性能 CMOS 8 位微处理器， 俗称单片机。该器件采用 ATMEL 高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的 MCS-51 指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能 8 位 CPU 和闪烁存储器组合在单个 芯片中，ATMEL 的 AT89S52 是一种高效微控制器，为很多嵌入式控制系统提供了一 种灵活性高且价廉的方案。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。 图 2-3 AT89S52 引脚结构 基于单片机的空调控制系统5 2.1.2 管脚说明 VCC：供电电压。 GND：接地。 P0 口：P0 口为一个 8 位漏级开路双向 I/O 口，每脚可吸收 8TTL 门电流。当 P1 口的管脚第一次写 1 时，被定义为高阻输入。P0 能够用于外部程序数据存储器，它可 以被定义为数据/地址的第八位。在 FIASH 编程时，P0 口作为原码输入口，当 FIASH 进行校验时，P0 输出原码，此时 P0 外部必须被拉高。 P1 口：P1 口是一个内部提供上拉电阻的 8 位双向 I/O 口，P1 口缓冲器能接收输出 4TTL 门电流。P1 口管脚写入 1 后，被内部上拉为高，可用作输入，P1 口被外部下拉 为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在 FLASH 编程和校验时，P1 口作为第八位地址接收。 P2 口：P2 口为一个内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口，P2 口缓冲器可接收，输出 4 个 TTL 门电流，当 P2 口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因 此作为输入时，P2 口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2 口当用于外部程序存储器或 16 位地址外部数据存储器进行存取时，P2 口输出地址的 高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行 读写时，P2 口输出其特殊功能寄存器的内容。P2 口在 FLASH 编程和校验时接收高八 位地址信号和控制信号。 P3 口：P3 口管脚是 8 个带内部上拉电阻的双向 I/O 口，可接收输出 4 个 TTL 门电 流。当 P3 口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外 部下拉为低电平，P3 口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。 RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持 RST 脚两个机器周期的高电平时 间。当 89S52 通电，时钟电路开始工作，在 RESET 引脚上出现 24 个时钟周期以上的 高电平，系统即初始复位。初始化后，程序计数器 PC 指向 0000H，P0-P3 输出口全部 为高电平，堆栈指钟写入 07H，其它专用寄存器被清“0”。RESET 由高电平下降为低电 平后，系统即从 0000H 地址开始执行程序。然而，初始复位不改变 RAM（包括工作寄 存器 R0-R7）的状态。 表 2-1 特殊功能寄存器初始状态 特殊功能寄存器初始态特殊功能寄存器初始态 ACC00HB00H PSW00HSP07H DPH00HTH000H DPL00HTL000H 2 系统硬件设计6 IP00000BTH100H IE00000BTL100H TMOD00HTCON00H SCONxxxxxxxxBSBUF00H P0-P31111111BPCON0 xxxxxxxB 复位电路： 图 2-4 89S52 复位电路 ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位 字节。在 FLASH 编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE 端以不变的频率周 期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的 1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用 于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个 ALE 脉冲。 如想禁止 ALE 的输出可在 SFR8EH 地址上置 0。此时， ALE 只有在执行 MOVX，MOVC 指 令是 ALE 才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态 ALE 禁 止，置位无效。 PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周 期两次/PSEN 有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN 信号将不出现。 EA/VPP：当/EA 保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH） ，不 管是否有内部程序存储器。注意加密方式 1 时，/EA 将内部锁定为 RESET；当/EA 端保 持高电平时，此间内部程序存储器。在 FLASH 编程期间，此引脚也用于施加 12V 编程 电源（VPP） 。 基于单片机的空调控制系统7 XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。 XTAL2：来自反向振荡器的输出。 振荡器特性：XTAL1 和 XTAL2 分别为反向放大器的输入和输出。该反向放大器 可以配置为片内振荡器。石晶振荡和陶瓷振荡均可采用。如采用外部时钟源驱动器件， XTAL2 应不接。有余输入至内部时钟信号要通过一个二分频触发器，因此对外部时钟 信号的脉宽无任何要求，但必须保证脉冲的高低电平要求的宽度。 芯片擦除：整个 PEROM 阵列和三个锁定位的电擦除可通过正确的控制信号组合， 并保持 ALE 管脚处于低电平 10ms 来完成。在芯片擦操作中，代码阵列全被写“1”且在 任何非空存储字节被重复编程以前，该操作必须被执行。 此外，AT89S52 设有稳态逻辑，可以在低到零频率的条件下静态逻辑，支持两种 软件可选的掉电模式。在闲置模式下，CPU 停止工作。但 RAM，定时器，计数器，串 口和中断系统仍在工作。在掉电模式下，保存 RAM 的内容并且冻结振荡器，禁止所用 其他芯片功能，直到下一个硬件复位为止。 2.2 串口输出电路 AT89S52 内部有一个可编程全双工串行通信接口，它具有 UART 的全部功能，该 接口不仅可以同时进行数据的接收和发送，也可做同步移位寄存器使用。该串行口有 4 种工作方式，帧格式有 8 位、10 位和 11 位，并能设置各种波特率。 2.2.1 AT89S52 串行口 AT89S52 内部有两个独立的接收、发送缓冲器 SBUF，SBUF 属于特殊功能寄存器。 发送缓冲器只能写入不能读出，接收缓冲器只能读出不能写入，二者共用一个字节地 址（99H） 。 发送数据时，是由一条写发送缓冲器的指令（MOV SBUF，A）把数据写入串行 口的发送缓冲器 SBUF 中，然后从 TXD 端一位一位地向外部发送。同时，接收端 RXD 也可以一位一位地接收外部数据，当收到一个完整的数据后通知 CPU，再由一条 指令（MOV A，SBUF）把接收缓冲器 SBUF 的数据读入累加器。 2.2.2 AT89S52 串行的工作方式 方式 0 用于扩展 I/O 口输出和输入 方式 1 收发双方都是工作在方式 1 下，此时，串行口为波特率可调的 10 位通用异步接口 UART，发送或接收一帧信息，包括 1 位起始位 0，8 位数据位和 1 位停止位 1。 方式 2 2 系统硬件设计8 串行口为 11 位 UART，传送波特率与 SMOD 有关。发送或接收一帧数据包括 1 位起始位 0，8 位数据位，1 位可编程位(用于奇偶校验)和 1 位停止位 1。 方式 3 方式 3 为波特率可变的 11 位 UART 通信方式，除了波特率以外，方式 3 和方式 2 完全相同。 2.2.3 AT89S52 串行口的波特率 在串行通信中，收发双方对传送的数据速率即波特率要有一定的约定。通过上一 小节的论述，我们已经知道，AT89S52 单片机的串行口通过编程可以有 4 种工作方式。 其中方式 0 和方式 2 的波特率是固定的，方式 1 和方式 3 的波特率可变，由定时器 T1 的溢出率决定，下表列出了各种常用的波特率及获得办法。 电路若采用 11.059MHz 的晶振，分析 TMOD 的设置，可知实训 8 中串行通信的波 特率应为 2400。 表 2-2 定时器 T1 产生的常用波特率 波特率FOSCSM OD C模式初始值 方式 0： 1MHz 12 MHz 12 MHz 12 MH 方式 2： 375K 12 MHz 11.059 z 12 z 12 2 2 FFH FDH 方式 1、3：62.5K 19.2K 9.6K 4.8K 2.4K 1.2K 137.5K 110 MHz 11.059MHz 11.059MHz 11.059MHz 11.059MHz 11.986MHz 6MHz 12 MHz 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2 2 2 2 2 2 1 FDH FAH F4H E8H 1DH 72H FEEBH 2.24 单片机串口通信电路 这是进行全双工通信所必须的最少线路。因为 MCS-51 单片机输入、输出电平为 TTL 电平，而 PC 机配置的是 RS-232C 标准接口，二者的电气规范不同，所以要加电 平转换电路。常用的有 MC1488、MC1489 和 MAX232。 基于单片机的空调控制系统9 MAX232 是串行通信时的电平转换芯片。由于单片机的串行口的电平信号为单极 型码，而 MAX 232 串行通信的信号码型为双极型的所以得在他们的连线之间追加 MAX232，虽然也可以用几个三极管进行模拟转换，但是还是用专用芯片更简单可靠。 我采用了三线制连接串口，也就是说和电脑的 9 针串口只连接其中的 3 根线：第 5 脚的 GND、第 2 脚的 RXD、第 3 脚的 TXD。这是最简单的连接方法，但是对我们 来说已经足够使用了，电路如 2-7 所示，MAX232 的第 10 脚和单片机的 11 脚连接， 第 9 脚和单片机的 10 脚连接，第 15 脚和单片机的 20 脚连接。 图 2-5 串口通信电路 2.3 温度传感器 DS18B20 2.3.1 温度感测 温度的采集主要基于单线数字温度传感器 DS18B20 芯片。Dallas 半导体公司的单 线数字温度传感器 DS18B20 是世界上第一片支持 “一线总线”接口的温度传感器。 一线总线独特而且经济的特点，使用户可轻松地组建传感器网络，为测量系统的构建 引入全新概念。DS18B20 支持“一线总线”接口，测量温度范围为-55C+125C，在- 10+85C 范围内,精度为0.5C。现场温度直接以“一线总线”的数字方式传输，大大 提高了系统的抗干扰性，适合于恶劣环境的现场温度测量，支持 3V5.5V 的电压范围， DS18B20 可以程序设定 912 位的分辨率，精度为0.5C。 数字单总线温度传感器是目前最新的测温器件，它集温度测量，A/D转换于一体， 具有单总线结构，数字量输出，直接与微机接口等优点。既可用它组成单路温度测量 装置，也可用它组成多路温度测量装置，文章介绍的单路温度测量装置已研制成产品, 产品经测试在-1070间测得误差为0.25,80T105时误差为0.5,当T105 误差为增大到1左右。 2 系统硬件设计10 温度数据的无线传输主要是基于低功耗射频传输单元NRF905芯片。工作电压为 1.93.6V，32引脚QFN封装(55mm)，工作于433/868/915MHz三个ISM(工业、科学和 医学)频道，频道之间的转换时间小于650us。nRF905由频率合成器、接收解调器、功 率放大器、晶体振荡器和调制器组成，不需外加声表滤波器， ShockBurstTM工作模式， 自动处理字头和CRC(循环冗余码校验)，使用SPI接口与微控制器通信，配置非常方便。 此外，其功耗非常低，以-10dBm的输出功率发射时电流只有11mA，工作于接收模式时 的电流为12.5mA，内建空闲模式与关机模式，易于实现节能。 nRF905片内集成了电源管理、晶体振荡器、低噪声放大器、频率合成器功率放大 器等模块。 经过无线传输后，温度数据信息将在1602液晶显示芯片上进行显示，1602液晶显 示芯片采用标准14脚接口，其中VSS为地电源，VDD接5V正电源，V0为对比度调整端， 接正电源时对比度最弱，接地电源时对比度最高，对比度过高时会产生“鬼影” ，使用 时可以通过一个10K电位器调整对比度。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。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。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。D0D7为8位双向数据线。 本系统的温度采集与显示，无线的传输与对比均由单片机89S52来控制完成。相比 较而言ATMEL 公司的89S52更实用，因他不但和89C51指令、管脚完全兼容，而且其 片内的8K程序存储器是FLASH工艺的，这种工艺的存储器用户可以用电的方式瞬间擦 除、改写，一般专为 ATMEL AT89xx 做的编程器均带有这些功能。显而易见，这种 单片机对开发设备的要求很低，开发时间也大大缩短。写入单片机内的程序还可以进 行加密，这又很好地保护了我们的劳动成果。 首先，打开电源后，本系统由单片机89S52向单线数字温度传感器DS18B20芯片发 出指令进行测温，DS18B20内部结构主要由四部分组成：64位光刻ROM、温度传感器、 非挥发的温度报警触发器TH和TL、配置寄存器。 图2-6 封装图 基于单片机的空调控制系统11 DQ为数字信号输入/输出端；GND为电源地；VDD为外接供电电源输入端（在寄 生电源接线方式时接地） 。DS18B20高速暂存器共9个存储单元，如表2-1所示： 表 2-3 DS18B20 高速暂存器共存储单元 序号寄存器名称作用序号寄存器名称 0 温度低字节以 16 位补码形式存放4、5保留字节 1、2 1 温度高字节同上 6 计数器余值 2 TH/用户字节 1存放温度上限 7 计数器/ 3 HL/用户字节 2存放温度下限 8CRC 光刻ROM中的64位序列号是出厂前被光刻好的，它可以看作是该DS18B20的地址 序列码。64位光刻ROM的排列是：开始8位（28H）是产品类型标号，接着的48位是该 DS18B20自身的序列号，最后8位是前面56位的循环冗余校验码（CRC=X8+X5+X4+1） 。 DS18B20中的温度传感器可完成对温度的测量，以12位转化为例 用16位符号扩展的二进制补码读数形式提供，以0.0625/LSB形式表达，其中S为 符号位。12位转化后得到的12位数据，存储在18B20的两个8比特的RAM中，二进制中 的前面5位是符号位，如果测得的温度大于0，这5位为0，只要将测到的数值乘于0.0625 即可得到实际温度；如果温度小于0，这5位为1，测到的数值需要取反加1再乘于0.0625 即可得到实际温度。 表2-4 十六位符号扩展二进制补码 高 8 位 SSSSS262524 低 8 位 232221202-12-22-32-4 DS18B20温度传感器的存储器： DS18B20温度传感器的内部存储器包括一个高速暂存RAM和一个非易失性的可电 擦除的E2RAM,后者存放高温度和低温度触发器TH、TL和结构寄存器。 暂存存储器包含了8个连续字节，前两个字节是测得的温度信息，第一个字节的内 容是温度的低八位，第二个字节是温度的高八位。第三个和第四个字节是TH、TL的易 失性拷贝，第五个字节是结构寄存器的易失性拷贝，这三个字节的内容在每一次上电 复位时被刷新。第六、七、八个字节用于内部计算。第九个字节是冗余检验字节。低 五位一直都是1 ，TM是测试模式位，用于设置DS18B20在工作模式还是在测试模式。 在DS18B20出厂时该位被设置为0。R1和R0用来设置分辨率，如表2-3所示： （DS18B20出厂时被设置为12位） 2 系统硬件设计12 表2-5 分辨率设置表 R1R0分辨率温度最大转换时间 009 位96.75ms 0110 位187.5ms 1011 位375ms 1112 位750ms 根据DS18B20的通讯协议，主机控制DS18B20完成温度转换必须经过三个步骤： 每一次读写之前都要对DS18B20进行复位，复位成功后发送一条ROM指令，最后发送 RAM指令，这样才能对DS18B20进行预定的操作。复位要求主CPU将数据线下拉500微 秒，然后释放，DS18B20收到信号后等待1660微秒左右，后发出60240微秒的存在 低脉冲，主CPU收到此信号表示复位成功。 在硬件上，DS18B20与单片机的连接有两种方法，一种是Vcc接外部电源，GND接 地，I/O与单片机的I/O线相连；另一种是用寄生电源供电，此时UDD、GND接地，I/O 接单片机I/O。无论是内部寄生电源还是外部供电，I/O口线要接5K左右的上拉电阻。 2.3.2 参数控制说明 工作电压：直流 35.5 V； 工作电流：小于 133A 输出电压：+6V-1.0V 输出阻抗：1mA 负载时 0.1； 精度：0.5精度（在+25时） ； 漏泄电流：小于 60A； 比例因数：线性+10.0mV/； 非线性值：1/4； 校准方式：直接用摄氏温度校准； 封装：密封 TO-46 晶体管封装或塑料 TO-92 晶体管封装； 使用温度范围：-55+150额定范围。 引脚介绍： 正电源 Vcc；输出；输出地/电源地。 2.4 LCD 液晶显示 2.4.1 显示特性 (1) STN 正视反射模式; (2) 显示颜色:绿底兰字; (3) 显示角度:6 点钟直视; 基于单片机的空调控制系统13 (4) 驱动方式:1/32 Duty,1/6 Bias 2.4.2 机械特性 (1) 外观尺寸:见外观图; (2) 电阵:12232 点; (3) 点尺寸:0.36(W)0.41(H) (MM); (4) 点间距:0.40(W)0.45(H) (MM) 2.4.3.引脚特性 表 2-6 引脚说明 管脚号管脚名称 LEVER 管脚功能描述 1VSS0V 电源地 2VDD+5V 电源电压 3VLCD 0+5V OR 0-5V LCD 外接驱动负电压 当 VDD=+3V 时,VLCD 接 0-5V 负电压 4A0H/