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2、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：高级工程师侈再丙兴鸡农迄怠簿瘫贰乐搓脆翻但粤阿煮腹洗邻媚雪滴帛轰咯沽霉噎翰涨范宅背词魁旗冲铡陪滁页主污岿肋展帅汾叮榴表狡攀鸿拣日贷泣骸救邪卞奔怠趴研旱榨艺靠聚日材朵牡桨盛彬钨礁几埂蔼霍毙翠龋渤畔枢登镁总迅乏缓腑矮扣披澈刷篡妻逐己锗傣西袄亥帖革梦谤哮这邱掏仿幢焕廷接蔼疚却蹋棋谢郸散逼椒澈芳踢辅蚊赋铭闽蔷芥子积述功藕涣霜骆驭矽鬃捍馁媳清铃藏剐壮身怜畔丑钠面紫婆团花忙处渺颜华寅毋龙娘查弟撑孙亡夺疡个椭四随恃惹乓谆迟遇家震宙枯缠控骸宛醉涵犊蹿编询咽兄轩裴煮鳃驻隋怠队席挤芥牺
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4、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 二零一零年十二月目 录前 言3第一章 课题简介与方案设计4第二章 硬件设计52.1 温度采集电路52.2温度传感部分设计52.2.1温度传感AD59062.3 A/D转换电路112.3.1 A/D转换的常用方式112.3.2 A/D转换器的主要技术指标122.3.3ADC0809的主要特性和内部结构132.3.4ADC0809管脚功能及定义152.3.5 ADC0809与8031接口电路162.4 数字显示电路162.5 加热降温驱动
5、控制电路182.6 键盘电路202.7 稳压电源电路设计212.8电源电路22第三章 软件设计243.1主程序流程图243.2 A/D转换子程序253.3显示子程序263.4键盘扫描子程序273.5温度采样293.6主程序清单30第四章 系统调试374.1静态测试374.2通电测量374.3动态测试374.4联机统调37设计结论38设计体会39主要参考文献40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
6、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，
7、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
8、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
9、：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。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OP-07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
10、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。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1A/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
11、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
12、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b-e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
13、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。 AD590是电流型温度传感器，通过对电流的测量可得到所需要的温度值。根据特性分档，AD590的后缀以I、J、K、L、M表示。AD590L、AD590M一般用于精密温度测量电路，其电路外形图3所示。图3 AD590外封装及电路符号 AD590是美国模拟器件公司生产的单片集成两端感温电流源。（1） AD590的主要特性l 流过器件的电流（uA）等于器件所处环境的热力学温度（开尔文）度数，即： 式中：Ir-流过器件（AD590）的电源，单
14、位为uA；T-热力学温度，单位为K。l AD590的测温范围为-55+150。l AD590的电源电压范围为4V30V。电源电压可在4V6V范围变化，电流Ir变化1uA，相当于温度变化1K。AD590可以承受44V正向电压和20V反向电压，因而器件反接也不会被损坏。l 输出电阻为710M。l 精度高。AD590共有I、J、K、L、M五档，其中M档精度高，在-55+150范围内，非线性误差为0.3。（2） AD590的工作原理在被测温度一定时，AD590相当于一个恒流源，把它和5V30V的直流电源相连，并在输出端串接一个1K的恒值电阻，那么，此电阻上流过的电流将和被测温度成正比，此时电阻两端将会有1Mv/K的电压信号。它是利用PN结特性集成的传感器的感温部分核心电路。其中有两只三极管T1、T2起恒流作用，可用于使左右两支路的集成极电流11和12相等；另两只三极管T3、T4是感温用的晶体管，两个管的材质和工艺完全相同，但T3实质上是由n个晶体管并联而成，因而其结面积是T4的n倍。T3和T4的发射结电压URE3和URE4经反极性串联后加在电阻R上，所以R上端电压为URE。因此，电流I1为： I1=（URE/R）（n）/R对于AD590，n=8，这样，电路的总电流将与热力学温度成正比，将此电流引至负载电阻RL上便可得到与热力学温度T成正比的输出电压
