微电脑空调控制系统学士论文

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1、前言1.1课题的背景及意义我国空调业从第一台窗式空调器诞生以后，发展缓慢。到80年代初，大量地引进技术和生产线以后，才开始了较快速度的发展，同时在一些高等院校和有实力的生产厂家陆续成立了相应的研究机构。其研究方向主要集中在空调制冷系统及部件的优化设计、制冷系统特性与仿真、工质替代和人工环境特性等应用基础研究方面，取得了诸多的科研成果。但对于实现环境的舒适性调节和空调系统的智能控制方面的研究才刚刚起步，有待于进一步深入和发展。变频技术、微电脑和电子膨胀阀在空调器上的应用为空调器的智能控制创造了最基本的条件。我国从1

2、991年开始研究制冷空调设备的变频能量调节技术，对电子膨胀阀的调节特性及其应用领域进行了系统研究。大部分研究工作都集中在单相压缩机变频调速技术和室内环境的舒适度控制方面。目前，国际上的新型温度传感器也正从模拟式向数字式、由集成化向智能化、网络化的方向发展。控制技术有：自动控制技术、电气控制技术、微机控制技术等，随着科学技术的不断发展，计算机技术和与自动化技术的结合微型计算机控制技术越来越成熟，应用也越来越广泛，微机是通过传感器接收物理量，转换为电量，通过模/数（A/D）转换,输入计算机。计算机运算结果，输出，通过

3、数/模（D/A）转换,送执行机构执行。计算机程序也分监测采样程序和控制程序。显示技术有：液晶显示技术、平板显示技术、LCD显示技术等，液晶显示器件总的技术趋势，是向彩色化、大容量、大尺寸与高精细度发展，力求做到低功耗，追求全面超过CRT的视认性与显示品质，减少缺陷并发展修理技术，提高成品率、降低价格，进一步发展大尺寸基板的全自动、低灰尘、高稳定的设备体系等方面发展。1.1本文的主要研究内容本设计采用单片机89C51作为控制核心，扩展了8路A/D分别对8间房内的温度进行测控,实现了对各个房间的固定显示和对8个房间的

4、轮流显示，而且还对8个房间内的温度进行了PID控制，使得单片机系统对温度的控制具有快速稳定的特点。本系统的硬件设计中采用Pt-100作为温度传感器，用桥式电路转换成电压信号再经ICL7650放大，然后用ADC0809采样转换为数字信号进入微处理器进行计算处理。微处理器经PID算法处理后输出一定占空比的矩形波，通过矩形波来控制双向可控硅的导通时间，再由双向可控硅去控制加热器的导通，从而达到控制温度的目的。软件采用定时中断采样，经滤波，计算出差值，增量式PID算法计算出控制量，再以PWM波的形式输出其控制量第二章系统

5、的组成及工作原理2.1系统的设计要求与技术指标由单片机构成最小系统，扩展8路A/D分别对8间房内的温度进行控制，采用PID算法，输出8路输出控制信号，控制加热执行机构，采用8位数显轮流或定显各房温度，要求测温范围为0~50度，测量控制精度为+1度。本次设计方案中，温度转换电路采用电桥电路，使转换的电压值更加稳定可靠。由可控硅构成的导通电路使得控制更加安全，敏灵度增强。7279的使用也使数据的输入和显示的控制更加简洁、方便、快速。2.2系统功能分析以单片机组成的最小系统为核心，由温度转换电路，A/D转换电路，727

6、9显示及键盘接口电路，可控硅导通控制电路组成。信号由温度传电路转换成电压信号，用数模转换电路采用八通道A/D0809芯片，它将模拟量转换成数值量。经放大后，进入单片机后，一方面通过7279进行显示和键盘控制，一方面通过D/A转电路转换成模拟量对空调的温度系统进行控制。2.3系统组成框图总电路思路框图系统由转换电路、放大电路、A/D采样电路、驱动电路、控制电路，显示电路等组成。键盘输入A/D转换电路信号放大电路温度转换电路温度参数设定单片机系统温度调节电路可控硅导通电路显示电路图2.1总电路框图第三章系统硬件电路的

7、设计3.1温度转换电路模块PT100是铂电阻温度传感器，它适用于测量-60C到+400C之间的温度。要求的控温范围在0-50℃之间，所以本系统采用Pt100型铂热电阻作为温度传感器。计算PT100所需电流 PT100在0C时电阻为100欧姆，随着温度的变化电组成线性变化，大约是每摄氏度0.4欧姆，为了产生5mV/C的电压系数，需要提供12.5mA电流。由于模拟量输出精度为10微安/数，为了得到5mA输出电流所需的输出数必须为1250。因为AQW数据字向右移4位，因此输出数必须乘以16。这样，为了初始化模拟量输出I

8、o位12.5mA电流，在AQW0中必须设置20000输出数。等式为：(32000/20mA*12.5mA=20000)将温度的变化转化为电阻的变化，并通过桥路将电阻的变化转化为电压的变化.PT100可以用电桥实现温度到电阻再到电压的转换，流过PT100的电流不可大于6mA。直流电桥的基本形式由4个桥臂、一个激励源组成。四桥臂的原理图如图所示，图中R1、R2、R3、R4为4