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1、苏 州 市 职 业 大 学课程设计任务书 课程名称： 空调温度控制器的设计 起讫时间： 2010年1月18日1月22日 院 系： 电子信息工程系 班级： 08电子信息2班 姓 名： 指导教师： 系 主 任： 目录第一章 绪论- 2 -1、空调发展史- 2 -第二章 AT89S51单片机原理- 4 -2.1、AT89S51的结构和封装- 4 -2.2 AT89S51单片机的存储空间、特殊功能寄存器- 4 -2.3单片机三大功能- 9 -2.3.3串行口- 12 -2.4键盘和显示- 13 -第三章A/D转换芯片TLC1549- 17 -一、概述- 17 -第四章EEPROM，AT24C02- 1
2、9 -1I2C总线的基本结构- 19 -2双向传输的接口特性- 19 -3I2C总线上的时钟信号- 20 -4数据的传送- 20 -5总线的竞争解决- 21 -6. I2C总线接口器件- 21 -第五章温度传感器- 21 -5.1温度传感器介绍- 21 -5.2 空调温度传感器的作用- 22 -第六章设计- 23 -6.1硬件设计- 23 -6.2软件设计- 23 -第一章 绪论1、空调发展史 我们现在所定义的空调出现于从18世纪90年代到19世纪初的一次科学技术的急速发展。 19世紀，英国科学家及发明家麦克法拉第(Michael Faraday)，发现压缩及液化某种气体可以將空气冷冻，此现象
3、出現在液化亚摩尼亚蒸发时，当时其意念仍流于理论化。 John Gorrie在1842年以压缩技术制造出冰块，并使用作冷冻空气以吹向患疟疾和黄热病的病人。为了拯救一些的渔民的生命而作的一次尝试，却改变了全世界人民的生活方式。 Leonardo Da Vinci 在大约1500年制造了一台水动风扇用于他妻子闺房的通风； Dr. William Cullen在1775年发明了一台用于冷冻水的机器； Jacrb Perkins 在1834年取得了一台制冷机的专利权； 在1851年，Grorrie因为他的“第一个用于医学制冷和空调的机器”得到了8080 号专利权，获得了肯定。这台新机器给历史上第一个空调
4、医院提供了冰和冷空气。这个过程是20世纪初广泛用于航海船只的压缩空气冰制冷机器的前身。 正像瓦特兄弟发明蒸汽机改变了之前的陆地运输系统那样，John Gorrie的成就改变了人类控制环境的能力。 1972年，Raymond B.Becker of Gainesville, Fla.出版了Gorrie, M.D.空气调节和医用制冷之父。 20年之后，美国最早的女工程师之一的Margaret Ingels出版了Willis Haviland Carrier，空调之父 1901年，Stuart Willis. Carrier博士在美国建立世界上第一所空调试验研究室。 1902年7月17日，开利博士为
5、美国纽约市一家印刷厂设计了世界上公认的第一套科学空调系统喷淋式热湿控制系统。空调行业将这项发明视为空调业诞生的标志。 1906年，开利博士发明了世界上第一台喷淋式空气洗涤器，即喷水室。 1906年，开利在Buffalo锻造公司风机手册上发表了第一个焓湿图。 1911年12月，开利博士得出来空气干球、湿球和露点温度之间的关系，以及空气湿热、潜热和比焓值之间关系的计算公式。 1911：开利向机械工程师美国分会发表论文合理的温湿度公式，成为空调行业最基本的理论。 1922年，开利博士发明了世界上第一台离心式冷水机组。 1906年5月，美国的多面手工程师克勒谋(Stuart WCramer)在一次美国
6、棉业协会(ACMA)的会议上正式提出了“空气调节”(Air Conditioning)术语，从而为空气调节命名。 韦利士加利亚将“空气调节”放进其1907年创办的公司名称：美国加利亚空气调节公司 (开利公司)。 空调的发明已经列入20世纪全球十大发明之一，它首次向世界证明了人类对环境温度、湿度、通风和空气品质的控制能力。 1911年，芝加哥建立了第一座空调电影院，随后两座是在洛杉矶和纽约(1922年)。纽约空调电影院是第一座真正可以调节空气各种性能的电影院。 Henry Galson 设计出了第一台“人民的空调器”。 1919年，美国布鲁克林的Abraham&Straus商店是第一家实现舒适空
7、调的大型商店。 1920年就有一座教堂配备了舒适空调。 1920年，巴西莫罗韦洛矿是第一个实现空调的矿井。 自1925年到1931年，空调首次大规模的试验：估计美国约有400家电影院和剧场配备了舒适空调。 1927-1928年，各类工厂尤其是卷烟厂和纺织厂，采用了空调。 在法国，1927年巴黎附近的一座医院，1932年一家电话交换局实现了空调。 在日本，1917年一家私人住宅实现了空调，1920年一家糖果厂实现了空调，1927年一家剧场实现了空调。 1928年，有学者提出氟利昂CFC在制冷技术中的研究。 1928年，开利和其他人合力在通用汽车研究实验室为冰箱合成CFC制冷剂。 1928年，第一
8、台电制冷自动售货机在纽约销售股份有限公司诞生。 1929年在巴尔的摩-俄亥俄运行线上一辆火车餐车配备了舒适空调。 1930年的时候，空调首次应用在汽车中。 1930年左右，空调在欧洲开始出现。在英国，第一座空调旅馆是伦敦的Cumberland旅馆。 1931年在纽约-华盛顿线路上有一列火车全部实现舒适空调。1931年我国首先在上海的许多纺织厂安装了带喷水室的空调系统，其冷源为深水井。随后，几座高层建筑的大旅馆和几家所谓“首轮”电影院，先后设置了全空气式空调系统。有一家电影院和一家银行，还安装了离心式制冷机。 1932年，Reuben Trane 发明了风机盘管机组。 1937年，开利博士又发明
9、了空气水系统的诱导器装置，是目前常见的空调末端装置风机盘管的前身。 从1937年起就采用活动式空调机组使飞机在起飞前降温。 1938年，华盛顿市府大厦配备了当时最大的空调装置(20930kW)。 1945年以后，人们才大规模地实现私人小汽车的空调。 1969年，空调技术应用在了宇航船系统中。 第二次世界大战以来，空调在农业生产中得到了直接的应用，首先是在人工气候室里。人工气候室里的试验装置可随意调节温度、湿度、照明度及大气中的化学成分等等，以研究农作物的生长情况。这些环境模拟装置1945年以来发展很快。 1948 年，在美国加利福尼亚州北部，出现了纺织工人因为工作环境温度的恶劣而罢工要求安装空
10、调系统的事件。 1950年之后，专家学者也开始研究人们在空调环境下的热舒适。1953年，公共汽车和小汽车实现空调。现代化飞机也采用空调，有的用空气循环，有的采用液化蒸汽压缩机。第二章 AT89S51单片机原理2.1、AT89S51的结构和封装 从功能上分，它包括如下部件：一个8位中央处理器（CPU）；4K可在线编程Flash ；128字节RAM与特殊功能寄存器；2个16位定时/计数器；中断逻辑控制电路；一个全双工串行接口（UART）；32条可编程的IO口线；另外，还包括一些寄存器如程序计数器PC 、程序状态寄存器PSW 、堆栈指针寄存器SP 、数据指针寄存器DPTR等部件。 AT89S51单片
11、机具有多种封装形式，包括PDIP40、PDIP42、PLCC44和TQFP44。最适合学校实验室使用的是PDIP40封装形式，它的外形如图1.1所示。PDIP40封装形式的单片机芯片可以很方便地使用面包板来组成应用电路。图2.2 AT89S51单片机PDIP40封装外形图2.2 AT89S51单片机的存储空间、特殊功能寄存器AT89S51单片机的程序存储空间和数据存储空间是分离的，每种存储空间的寻址范围都是64KB。上述存储空间在物理上可以被映射到4个区域：片内程序存储器和片外程序存储器，片内数据存储器和片外数据存储器。存储空间的映射图如图1.2所示。当存储空间映射为外部存储器时，包括程序空间
12、和数据空间，AT89S51单片机的P0口的8个引脚，从P0.0（AD0）到P0.7（AD7）（引脚从39到32），以时分方式被用作数据总线和地址总线的低8位；P2口的8个引脚，从P2.0（A8）到P2.7（A15）（引脚从21到28），被用作地址总线的高8位。由于对外部程序存储器和外部数据存储器的访问都是通过P0口和P2口实现，为了区分它们，外部程序存储器由引脚（引脚29）的输出信号控制；外部数据存储器的写或读操作分别由引脚P3.6（，引脚16）和引脚P3.7（，引脚17）输出信号控制。图2.3 AT89S51单片机的存储器映射图2.2.1 程序存储空间程序存储空间可以被映射为内部程序存储器或
13、者外部程序存储器。AT89S51单片机内部具有的4KB程序存储器被映射到程序存储空间的0000H0FFFH区间，如图1.2所示。这部分程序存储空间也可以被映射为外部程序存储器，它具体被映射为哪一种程序存储器取决于引脚（引脚31）所接的电平。当引脚为高电平，内部程序存储器被映射到这部分程序存储空间；当引脚为低电平，外部程序存储器被映射到这部分程序存储空间。高于0FFFH的程序存储空间只能被映射为外部程序存储器。目前Atmel公司生产的8051兼容芯片具有多种容量的内部程序存储器的型号，例如AT89S52单片机具有8KB内部程序存储器；T89C51RD2单片机具有64KB内部程序存储器。鉴于通常可
14、以采用具有足够内部程序存储器容量的单片机芯片，用户在使用中不需要再扩展外部程序存储器，这样在单片机应用电路中引脚（引脚31）可以总是接高电平。2.3.2 数据存储空间数据存储空间也可以被映射为内部数据存储器和外部数据存储器。进入不同的数据存储器是通过不同的指令来实现的，这点与程序存储器不一样。AT89S51的内部数据存储器有256字节，它们被分为两部分：高128字节和低128字节。低128字节的内部数据存储器是真正的RAM区，可以被用来写入或读出数据。这一部分存储容量不是很大，但有很大的作用。它可以进一步被分为3部分，如图1.3所示。图2.4 内部数据存储器低128字节在内部数据存储器低128字节中，地址从00H1FH的最低32个字节组成4组工作寄存器，每组有8个工作寄存器。每组中的8个工作寄存器都被命名为从R0到R7。在一个具体时刻，CPU只能使用其中的一组工作寄存器。当前正在使用的工作寄存器组由位于高128字节的程序状态字寄存器（PSW）中第3位（RS0）和第4位（RS1）的数据决定。程序状态字寄存器中的数据可以通过编程来改变。这种功能为保护工作寄存器的内容提供了很大的方便。如果用户程序中不需要
