一种智能空调控制系统设计
摘 要本论文主要对智能空调进行了软硬件方面的综合设计，而且通过可靠的测试数据对设计结果进行了验证，通过不懈的努力最终成功设计出一种智能空调控制系统，实现了对房间内温度进行实时快速检测、多种工作模式、灵活的加热和制冷调节等功能。本设计在硬件电路系统上采用的是电路模块设计法，即将整体电路分成参数显示电路、温度检测电路和等子电路进行分别设计，通过这种化复杂为简单的形式保证了每一个模块的正常启动。在软件程序设计方面，通过设计C语言程序把智能空调控制系统需要完成的性能进行指令语句编写，把代码程序烧录到单片机并上电进行工作后的成效锲合系统的设计目标。通过对系统的工作稳定性进行测试知道，不论是在环境剧烈变动还是恒定的环境中，智能空调系统都能实现平稳的工作，大量的测试数据表示该智能空调控制系统的性能早已超出市面上很多相关产品的整体性能。
目录
一、 引言 3
（一） 智能空调控制系统的发展背景 3
（二） 智能空调控制系统的发展现状 3
（三） 主要内容 3
二、 智能空调控制系统的方案设计 3
三、 系统硬件设计 3
（一） 智能空调控制系统的主控电路设计 3
1. 主控单片机芯片简介 3
2. STC89C51单片机的最小系统电路设计 3
（二） 温测电路设计 3
1. DS18B20温度传感器简介 3
2. DS18B20温度传感器电路设计 3
（三） 加热器开关电路设计 3
1. 继电器简介 3
2. 继电器及其驱动电路设计 3
（四） 制冷器开关电路设计 3
（五） 空调参数显示电路设计 3
1. LCD1602液晶屏模块简介 3
2. LCD1602液晶屏电路设计 3
（六） 空调设置电路设计 3
四、 系统软件设计 3
（一） 智能空调控制系统的主程序流程设计 3
（二） 温度检测子程序设计 3
（三） 液晶屏驱动子程序设计 3
（四） 继电器开关子程序设计 3
1. 加热器控制 3
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
2. 制冷器控制 3
五、 实物安装 3
总结与展望 3
参考文献 3
致 谢 3
附录一 原理图 3
附录二 PCB图 3
附录三 元件列表 3
附录四 程序 3
引言
智能空调控制系统的发展背景
本论文将要研发的是用控制芯片来控制的一种智能空调控制系统，通过对这类系统的典型特点和目前市场上最高端的款式做探究和分析之后，制定出一种适合本次毕业设计来研发的系统，通过调研可以发现这类应用处理器芯片完成的智能空调系统的效果普遍高于其他类型的智能空调控制系统，这不仅体现在它的超高的性价比上，更在于系统所表现出来的功效等。通常说的基于51单片机的智能空调控制系统事实上即是指通过C语言或者其他较长使用的底层语言来编写代码，而且通过编译器生成机器代码之后，烧录到51单片机芯片之后进行指令执行的一种系统，本课题研发的这种系统也符合这类特征，它在内部以51单片机最小系统作为重要部分，并且在外部电路上构建采集电路、传感电路、按键电路以及液晶电路等，通过51单片机的操控，实现所有功能，这类智能空调系统以C语言等最接近硬件的语言来完成对电路控制，能够以最大的效率执行各项功能。现如今市面上的智能空调控制系统主要是以微处理器作为控制核心的，当然在工业控制场合也有采用CPLD或PLC控制器等控制器来完成的。
图1 智能空调
采用CPLD或者FPGA等可编程逻辑器件完成的系统具备运行速度快，适合处理逻辑功能繁复的系统，FPGA等芯片的管脚尤为多，动辄上百个可供用户的IO管脚，而且每一个管脚都具有输入输出功能，与主控处理器的开发过程不同的是，该控制器选用自下而上的模块化设计形式来实现系统设计，工程师在对智能空调系统构建开始时第一步所需要在心中构造出一副系统的整体蓝图，接着通过图形语言把各功能模块绘制出来，接着须要通过VHDL或者verilog语言对各模块进行时序功能设计，这类方式编写出来的系统虽然效果较为好，但对开发人员的入门要求特别高，与此同时verilog语言非常难学并且对于时序的操控也是一门尤为抽象的问题，因此普及性上不如C语言，这就是导致目前以FPGA或者CPLD电子元器件作为核心的智能空调系统不流行的一个主要原因。许多有了对智能空调控制系统多次设计经验的工程师不得不承认一个事实，如今单片机市场呈现出的功效不断上升而价格持续下降趋势使采用单片机芯片当作主控器件来配置智能空调控制系统，是最为明智的选择，通过高性价比单片机芯片来完成的智能空调系统不仅符合如今较为流行的低功耗理念，更对增加系统的总体性价比含有非常关键的意义。
智能空调控制系统的发展现状
近几年来的以太网技术在电子技术相关的各行各业都得到了普遍发展，特别是嵌入式以太网在智能空调系统中的设计，目前国内外非常多研究小组都取得了这种技术的成果，这项性能使智能空调控制系统组网成为了可能，多个系统之间的数据通信变得特别容易。智能概念的提出给智能空调系统注入了新的生命活力，如今国际上许多研究小组都在把大大小小的智能元素内部设计到现有的智能空调系统中，并且传感器技术的快速发展也把使得这类控制系统持续向多传感化发展，使智能空调系统运行更加灵活。如今国内外有愈来愈多的研究者和高校中的课外兴趣小组开始着眼于对新型智能空调控制系统的设计，多次现如今国内外的发展现状来看，国内现有产品所表现出的重点技术与国外顶尖产品在持平状态，国内外处于一种竞争发展的状态。
主要内容
本设计通过对如今市场上很多智能空调产品进行了调查后制定了研究目标，由于功效非常高档的产品价格都相当昂贵，无法做到大范围的普及，由此提出应用价格低廉的STC89C51单片机来作为主控核心，结合其他价格低廉的LCD1602、DS18B20和继电器，完成一种较高功效的智能空调控制系统，下列为本课题所要实现的指标功能。
1、能够显示系统的参数，并且显示清晰度较高；
2、能够对将采集到的环境温度进行暂存并且将采集结果送入单片机内部；
3、能够配置功率放大电路对单片机输出的高低电平信号进行电流放大，实现对继电器的闭合和断开控制
智能空调控制系统的方案设计
本课题通过Visio软件绘制了一个智能空调控制系统的结构框图，这个框图以较高层面反映了整个控制系统的内部结构框架和数据的流通方向。该框图可以较为清晰的反映智能空调控制系统的实现方案，依照控制与被控的关系，处理器芯片与各模块相互间完成了各自间的驱动指令输入输出。智能空调系统的单片机最小系统电路由复位电路和时钟电路和STC89C51单片机芯片构成，它是整个系统的关键核心，用来完成对LCD1602、DS18B20和继电器等元器件进行驱动。
智能空调的温度检测核心采用了DS18B20温度传感器，这款传感器与单片机的连接方式为单总线接口，单片机可以通过P2.0管脚直接对其温度检测的启动和结果读取；
目录
一、 引言 3
（一） 智能空调控制系统的发展背景 3
（二） 智能空调控制系统的发展现状 3
（三） 主要内容 3
二、 智能空调控制系统的方案设计 3
三、 系统硬件设计 3
（一） 智能空调控制系统的主控电路设计 3
1. 主控单片机芯片简介 3
2. STC89C51单片机的最小系统电路设计 3
（二） 温测电路设计 3
1. DS18B20温度传感器简介 3
2. DS18B20温度传感器电路设计 3
（三） 加热器开关电路设计 3
1. 继电器简介 3
2. 继电器及其驱动电路设计 3
（四） 制冷器开关电路设计 3
（五） 空调参数显示电路设计 3
1. LCD1602液晶屏模块简介 3
2. LCD1602液晶屏电路设计 3
（六） 空调设置电路设计 3
四、 系统软件设计 3
（一） 智能空调控制系统的主程序流程设计 3
（二） 温度检测子程序设计 3
（三） 液晶屏驱动子程序设计 3
（四） 继电器开关子程序设计 3
1. 加热器控制 3
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
2. 制冷器控制 3
五、 实物安装 3
总结与展望 3
参考文献 3
致 谢 3
附录一 原理图 3
附录二 PCB图 3
附录三 元件列表 3
附录四 程序 3
引言
智能空调控制系统的发展背景
本论文将要研发的是用控制芯片来控制的一种智能空调控制系统，通过对这类系统的典型特点和目前市场上最高端的款式做探究和分析之后，制定出一种适合本次毕业设计来研发的系统，通过调研可以发现这类应用处理器芯片完成的智能空调系统的效果普遍高于其他类型的智能空调控制系统，这不仅体现在它的超高的性价比上，更在于系统所表现出来的功效等。通常说的基于51单片机的智能空调控制系统事实上即是指通过C语言或者其他较长使用的底层语言来编写代码，而且通过编译器生成机器代码之后，烧录到51单片机芯片之后进行指令执行的一种系统，本课题研发的这种系统也符合这类特征，它在内部以51单片机最小系统作为重要部分，并且在外部电路上构建采集电路、传感电路、按键电路以及液晶电路等，通过51单片机的操控，实现所有功能，这类智能空调系统以C语言等最接近硬件的语言来完成对电路控制，能够以最大的效率执行各项功能。现如今市面上的智能空调控制系统主要是以微处理器作为控制核心的，当然在工业控制场合也有采用CPLD或PLC控制器等控制器来完成的。
图1 智能空调
采用CPLD或者FPGA等可编程逻辑器件完成的系统具备运行速度快，适合处理逻辑功能繁复的系统，FPGA等芯片的管脚尤为多，动辄上百个可供用户的IO管脚，而且每一个管脚都具有输入输出功能，与主控处理器的开发过程不同的是，该控制器选用自下而上的模块化设计形式来实现系统设计，工程师在对智能空调系统构建开始时第一步所需要在心中构造出一副系统的整体蓝图，接着通过图形语言把各功能模块绘制出来，接着须要通过VHDL或者verilog语言对各模块进行时序功能设计，这类方式编写出来的系统虽然效果较为好，但对开发人员的入门要求特别高，与此同时verilog语言非常难学并且对于时序的操控也是一门尤为抽象的问题，因此普及性上不如C语言，这就是导致目前以FPGA或者CPLD电子元器件作为核心的智能空调系统不流行的一个主要原因。许多有了对智能空调控制系统多次设计经验的工程师不得不承认一个事实，如今单片机市场呈现出的功效不断上升而价格持续下降趋势使采用单片机芯片当作主控器件来配置智能空调控制系统，是最为明智的选择，通过高性价比单片机芯片来完成的智能空调系统不仅符合如今较为流行的低功耗理念，更对增加系统的总体性价比含有非常关键的意义。
智能空调控制系统的发展现状
近几年来的以太网技术在电子技术相关的各行各业都得到了普遍发展，特别是嵌入式以太网在智能空调系统中的设计，目前国内外非常多研究小组都取得了这种技术的成果，这项性能使智能空调控制系统组网成为了可能，多个系统之间的数据通信变得特别容易。智能概念的提出给智能空调系统注入了新的生命活力，如今国际上许多研究小组都在把大大小小的智能元素内部设计到现有的智能空调系统中，并且传感器技术的快速发展也把使得这类控制系统持续向多传感化发展，使智能空调系统运行更加灵活。如今国内外有愈来愈多的研究者和高校中的课外兴趣小组开始着眼于对新型智能空调控制系统的设计，多次现如今国内外的发展现状来看，国内现有产品所表现出的重点技术与国外顶尖产品在持平状态，国内外处于一种竞争发展的状态。
主要内容
本设计通过对如今市场上很多智能空调产品进行了调查后制定了研究目标，由于功效非常高档的产品价格都相当昂贵，无法做到大范围的普及，由此提出应用价格低廉的STC89C51单片机来作为主控核心，结合其他价格低廉的LCD1602、DS18B20和继电器，完成一种较高功效的智能空调控制系统，下列为本课题所要实现的指标功能。
1、能够显示系统的参数，并且显示清晰度较高；
2、能够对将采集到的环境温度进行暂存并且将采集结果送入单片机内部；
3、能够配置功率放大电路对单片机输出的高低电平信号进行电流放大，实现对继电器的闭合和断开控制
智能空调控制系统的方案设计
本课题通过Visio软件绘制了一个智能空调控制系统的结构框图，这个框图以较高层面反映了整个控制系统的内部结构框架和数据的流通方向。该框图可以较为清晰的反映智能空调控制系统的实现方案，依照控制与被控的关系，处理器芯片与各模块相互间完成了各自间的驱动指令输入输出。智能空调系统的单片机最小系统电路由复位电路和时钟电路和STC89C51单片机芯片构成，它是整个系统的关键核心，用来完成对LCD1602、DS18B20和继电器等元器件进行驱动。
智能空调的温度检测核心采用了DS18B20温度传感器，这款传感器与单片机的连接方式为单总线接口，单片机可以通过P2.0管脚直接对其温度检测的启动和结果读取；
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