基于单片机的智能空调设计.docx

摘要IAbstractII引言11系统整体设计31.1 系统方案设计31.2 系统工作原理32硬件设计52.1 电源模块设计52.1.1 电源模块选择52.1.2 电源模块电路设计52.2 单片机模块设计52.2.1 单片机型号选择52.2.2 单片机模块电路设计62.3 按键模块设计72.3.1 按键模块选择72.3.2 按键模块电路设计72.4 显示模块设计72.4.1 显示模块选择72.4.2 显示模块电路设计72.5 温度传感器模块设计82.5.1 温度传感器选择82.5.2 温度传感器模块电路设计82.6 红外传感器模块设计92.7 继电器模块设计93软件设计103.1 系统主程序设计103.2 LCD液晶显示子程序设计113.3 温度控制子程序流程124系统调试134.1 软件调试134.2 实物调试13结论15参考文献16附录1原理图18附录2源程序代码19致谢31摘要为了研究智能空调更简便的智能控制与管理操作，实现空调节能环保效果，对空调温度控制、感知人数等各个方面技术进行完善，利用数字1和模拟电路控制技术2I以及微处理器控制技术实现了硬件和软件的集成。以STC89C52单片机为核心，温度传感器、红外传感器、继电器加以辅助进行设计，使设计运行稳定。温度控制系统的设计是为了处理社会上存在的某些浪费现象，从而节省能源。空调设置为手动和自动两种模式，其中自动模式是利用红外传感器检测人体信号，实时显示室内人数，根据室内人数控制空调的开关；手动模式是设置温度的上、下限值，根据当前室内温度，空调自动制冷或者制热，风扇转动或者加热片发热。结果表明，微机控制技术的应用，使硬件与软件相结合，大大提高了室内空调的使用功能，大大简化了温度控制及其日常运行；不仅不同区域的用户完全满足了房间内环境温度调节的不同要求，而且空调能够完全智能自动调节室内的环境温度，使得室内空调系统具有环保节能、操作更简单、无任何机械控制装置、安全防护性能更强等五大特点，采用单片机控制技术降低了系统成本，方便了实际的控制操作，提高了室内空调所用能源的综合利用率。关键词：智能空调；单片机控制；传感器；继电器AbstractInordertostudythemoreconvenientintelligentcontrolandmanagementofintelligentairconditioning,andrealizetheenergysavingandenvironmentalprotectioneffectofairconditioning,theairconditioningtemperaturecontrol,thenumberofpeopleperceivedandotheraspectsofthetechnologytoimprove,theuseofdigitalandanalogcircuitcontroltechnologyandmicroprocessorcontroltechnologytoachievetheintegrationofhardwareandsoftware.STC89C52microcontrollerasthecore,temperaturesensor,infraredsensor,relaytoassistthedesign,sothatthedesignoperationstability.Thetemperaturecontrolsystemisdesignedtosaveenergybydealingwithsomewasteinsociety.Theairconditioningissetintwomodes:manualandautomatic.TheautomaticmodeUSESinfraredsensorstodetectthehumanbodysignal,displaysthenumberofpeopleintheroominrealtime,andcontrolstheswitchoftheairconditioningaccordingtothenumberofpeopleintheroom.Themanualmodeistosettheupperandlowerlimitsoftemperature.Accordingtothecurrentindoortemperature,theairconditionerwillbecooledorheatedautomatically,andthefanwillrotateortheheaterwillgenerateheat.Theresultsshowthattheapplicationofmicrocomputercontroltechnologycancombinethehardwareandsoftware,greatlyimprovethefunctionofindoorairconditioning,andgreatlysimplifythetemperaturecontrolanditsdailyoperation.Differentpartsoftheusernotonlyfullymeetthedifferentrequirementsoftheroomtemperatureadjustment,andairconditioningcanfullyintelligentautomaticadjustindoortemperature,makeindoorairconditioningsystemhastheenvironmentalprotectionandenergysaving,simpleoperation,withoutanymechanicalcontroldevice,safetyperformanceisstrongerandsoonfivebigcharacteristics,controlledbysinglechipmicrocomputertechnologytoreducethesystemcost,convenientoperation,theactualcontrolcanimprovetheindoorairconditioningcomprehensiveutilizationoftheenergyused.Keywords:IntelligentairConditioningjSingIechipcontrol;sensor;relay引言二十一世纪是人类科学信息技术迅速进步发展的黄金时代，电子技术和微控制器技术13的广泛应用涉及规模空前广泛。随着信息科技和工业生产的不断进步发展，需要用来测量不同的物体温度，因此，温度一词在人们生产和生活之中已经出现并且其使用量和频率也在不断地增多。相应地，温度控制和测量也已经成为了人们生活中和生产中频繁地被使用的两个词语，与此同时，它们一直在所有部门发挥重要的指导作用。在日益发达的现代工业中，为了保证正常的工业生产，必须实时测量和自动控制空气温度的变化。在现代农业中，用于大棚蔬菜养殖大棚的长期恒温储水保产。温度控制不仅给我们提供了一个舒适的工作环境，在工业节能环保方面也已经取得了一些重大成果。本设计以STC89C52单片机为核心，温度传感器测试温度、红外传感器感知人数、继电器加以辅助进行设计，使设计运行稳定。智能温度管理系统已被重新设计和安装，以处理目前在社区中发生的一些不良现象，即大量使用能源的浪费。利用红外温度传感器自动检测整个房间的人数，然后温度传感器自动确定空调温度下的整个房间的温度，最后通过继电器自动控制空调制冷、制热。微处理器控制技术降低了系统成本，简化了设计操作，提高了空调的整体能源效率。现代智能空调不仅利用数字和模拟电路技术，而且利用微处理器技术实现软硬件的结合。它改进了空调并简化了空调的操作，满足了用户对环境温度的不同要求，并完全适应了空调所处的环境。因此，空调的特点是节能、操作简单、安全。随着电子产品的快速发展，低价和温度控制系统越来越受到消费者的青睐。中国的空调行业继续快速发展。随着改革开放，国民经济迅速发展，空调产品从“奢侈生活”逐步过渡到日常生活。对国内空调行业的发展具有重要的激励作用。中国空调市场正在成熟，广大用户认准实用性好、性价比高的空调。空调行业正在稳步发展，支持政策实施的空调制造商和分销商增加了第三和第四阶段的扩张。国内空调市场逐步发展，新型空调得到了研究和开发。空调行业不断发展，空调企业也在不断发展。在技术方面，从引进到不断创新。空调的绿色化、智能化、网络化和信息化等发展使空调市场发展前景十分乐观。本设计以采用单片机为设计核心，设置手动和自动两种模式。其中自动模式主要是通过利用红外传感器4自动检测室内人体体温信号，实时自动显示室内人数，根据室内人数自动控制室内空调的开关；手动模式主要是通过设置温度的上、下限值，根据当前温度，空调自动制冷或者制热。当室内温度下降且低于系统设置的温度下限值时，继电器15自动控制空调制热，加热片发热；当室内温度高于系统设置的温度控制上限值时，继电器控制空调制冷，风扇转动降温。空调自动制冷或者制热的主要前提条件是室内有人，当室内没有人时，空调自动关闭，达到节能的主要效果。设计思路为：(1)系统的硬件设计，主要从元器件的选择和其电路原理图进行设计；(2)设计绘制单片机主控模块电路原理图；(3)设计各功能模块电路并绘制原理图；(4)设计程序流程图，编写程序；(5)进行调试，修改完善。设计将重点解决的问题有：(1)选择单片机作为主控模块控制器；(2)选择符合系统需要的温度传感器用来检测温度；(3)选择符合系统需要的红外传感器用来感知人数；(4)继电器控制模块控制空调制冷、制热，根据设计绘制原理图；(5)选择合适的LCD显示当前温度值、人数、温度上下限值。1系统整体设计1.1 系统方案设计本设计主要通过对温度测量来进行制冷或制热，从而降低或升高室内温度。所以主要通过两种方案对测温电路的选择来设计系统方案。方案一：采用PTioo进行温度测量。PTlOO传感器用于测量随温度变化的钳电阻和某些功能的特性。它具有抗振特性，稳定性好，精度高，抗高压等特点。但更复杂的是，测量到的温度变化将取决于采集的电压或电流，单片机将通过A/D转换7后的电压或电流用于数据处理，然后显示测量的温度。需要使用A/D转换电路设计，这也意味着电阻的值和热电路的计算更加困难，空调机内部中高密度的集成电路以及电子器件更容易出现较大的误差从而影响空调性能。方案二：采用DS18B20进行温度测量。DS18B20传感器简化了采用微处理器的数据处理和测量控制，避免了由于传统采用温度自动测量方法的许多外围集成电路。该系列芯片产品可广泛作为各种工业电磁温度计的测量重要元件，具有良好的双向线性温度形状。温度自动测量管理系统的整体结构相对简单，体积适中。由于软件采用单片机控制，可以对各种软件过程进行自动编程，实现各种复杂算法和各种逻辑控制，并且软件体积小、安装方便。结合上述两种方案，采用方案二，通过DS18B20温度传感器测量实时温度可以符合我们的实际应用需求。因此，选择方案二作为总体方案设计。1.2 系统工作原理本设计以STC89C52单片机为核心控制设计，应用了测温技术、红外感知技术、LCD显示设计技术、继电器控制设计技术和按键功能设计技术。单片机连接各类传感器和控制电路设备，进而实现各种功能运行。总体设计框图如图LI所示。图Ij系统总体设计框图DS18B20温度传感器实时检测室