单片机的室内空调温度控制系统设计
本设计是一款基于STC89C51单片机的温度监测控制系统。系统包括主控模块、温度传感模块、继电器驱动模块、液晶显示模块、按键模块和报警模块等部分。温度传感模块采用了经典温度传感器DS18B20，采集到的信号模拟量会传输至数模转换芯片ADC0832内转换为数字信号，然后数字信号会传输到单片机内进行分析处理并将检测结果显示在LCD1602液晶显示器上。另外的按键模块可以对系统阀值进行一个设置，如果测量值不在阀值范围内，单片机会驱动LED灯光报警进行提示。另外可以设置工作时间，当工作时间倒计时结束后会驱动蜂鸣器报警。当前社会对于本类型的空调温度系统应用非常广泛，需求很大。本系统功耗低，制作简便，开发简单，具有十分重要的实际意义。
目 录
引言 5
第一章空调系统总体设计 5
1.1 系统总体设计 6
1.2 方案选择 6
1.2.1 主控芯片的选择 6
1.2.2 温度检测部分选择 6
1.2.3 数字显示部分选择 6
第二章系统硬件设计 7
2.1 主控模块设计 7
2.1.1 STC89C51单片机简介 7
2.1.2 单片机最小系统 8
2.2 温度传感模块设计 8
2.2.1 DS18B20传感器简介 9
2.2.2 传感电路设计 9
2.3 数模转换模块设计 10
2.3.1 ADC0832芯片简介 10
2.3.2 数模转换电路设计 10
2.4 继电驱动模块设计 10
2.4.1 继电器简介 10
2.4.2 继电器驱动电路设计 11
2.5 显示模块设计 11
2.5.1 LCD1602液晶显示器简介 11
2.5.2 显示电路设计 12
2.6 按键模块系统软件设计 13
第三章系统软件设计 13
3.1 系统总体流程图 13
3.2 系统仿真 14
第四章 系统调试 16
总结 19
致谢 19
参考文献 20
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5^1^9^1^6^0^7^2^*
附件 21
引言
空调是当今社会人类居住的必备家电，无论是家庭，商场，超市这些人类生活的地方，还是工厂、仓库、储物间这些人类生产的地方，都广泛的使用了空调技术。随着生活水平的提高，人们可以不用再忍受冬日的寒冷或是夏日的炎热，只需在家庭或办公室内安装一个空调，就可以根据自己需求调节室内温度直至最适温度。由此避免了煤炭取暖带来的一氧化碳中毒危险，也避免了热水取暖发生的烫伤事件。家中的冰箱其实也是一种制冷空调，吃不完的食物可以放进去避免腐烂变质。在生产方面更是广泛的使用了空调技术。工厂的原料大批采购后可以先放到仓库内储存，并开启空调方便货物保持的更久。在生产商品的时候，一些不适宜遇热的商品可以在空调制冷的环境下进行生产制造，极大程度上的减少了工厂不必要的损失。
常见的家庭空调机的有制冷和制热两个功能。制冷系统由蒸发器、压缩机、冷凝器和毛细管四个主要部分组成。进行制冷的时候，蒸发器会吸收室内温度较高的气体然后传送至压缩机，压缩机对其进行压缩冷凝，制冷剂的压力和温度均升高，再排入冷凝器。冷凝器是一个放热的过程，气体进入这里后制冷剂液体通过毛细空的气流，压力和温度均降低，再进入蒸发器蒸发，如此周而复始地循环，从而达到降低室内温度的目的。
本次毕设我制作的这款简易空调机使用继电器式控制电机，以单片机作为控制芯片，使用DS18B20温度传感器进行温度检测，然后把检测信号传送给ADC0832数模转换芯片，数模转换芯片会把传送过来的信号模拟量转换为数字量然后发送给单片机，单片机会对这些数据进行分析处理。四个按键可以对温度的上下限值进行设置，如果测量值低于下限值，单片机会驱动继电器电机进行加热。如果测量值高于上限值，单片机会控制继电器让电机停止加热。并且在测量值不在设定阀值内时会驱动报警电路的LED灯。另外本系统还可以设置时间定时，如果时间值结束后蜂鸣器也会报警。本系统制作简单，易于仿真，功耗较低，性价比很高，在实际生活中具有十分重要的意义。
系统总体设计
1.1 系统总体设计
本设计中的空调系统包括主控模块、温度传感模块、继电器驱动模块、液晶显示模块、按键模块以及报警模块等。其中温度检测模块给系统输入检测信号，显示模块为信号输出模块，报警模块为数据超过阈值的最终提醒端。另外压缩机作为重要的输出装备可以负责制冷以及制热。总体设计后方框图如图1.1所示。
图1.1 空调温度控制系统结构图
1.2 方案选择
1.2.1 主控芯片的选择
STC89C51单片机是是在经典款的高性能、低功耗的8位微处理控制器。STC89C51工作电压在3.5～5.5V，拥有8K字节的闪存，SRAM 512个字节，5K具有EEPROM功能可以保存数据不丢失，芯片配有多个定时计数器，具有抗干扰能力强，速度快的种种优点。故我们将本系统的控制芯片选取为STC89C51。
1.2.2 温度检测部分选择
美国DALLAS公司生产的DS18B20 数字温度传感器仅需要一条总线与单片机连接，无需其他外围元件，工作电压+3.0V~+5.5V,可测温度范围55~+125℃，并且耐磨耐碰撞，体积小，精度高，功能多，总线标准，使用便捷，高可靠性，高安全性，所以我们采用DS18B20温度传感器。
1.2.3 数字显示部分选择
LCD1602液晶显示器具有厚度薄、适用于大规模集成电路直接驱动、易于实现全彩色显示的特点，目前已经被广泛应用在自动控制装备，移动通讯装备，以及各种便携式电子设备等众多领域。该显示器采用HD44780控制器，可显示文字或是图形。成像清晰，显示范围较广，造价低廉，所以我采用了LCD1602液晶显示器。
第二章 系统硬件设计
2.1 主控模块设计
2.1.1 STC89C51单片机简介
STC89C51是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系统可编程Flash 存储器。 标准功能：4k字节Flash，256字节RAM， 32 位I/O 口线，看门狗定时器，内置4KB EEPROM，MAX810复位电路，三个16 位 定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口。另外 STC89X51 可降至0Hz 静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU 停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。最高运作频率35Mhz，6T/12T可选。芯片引脚图如图2.1所示。
目 录
引言 5
第一章空调系统总体设计 5
1.1 系统总体设计 6
1.2 方案选择 6
1.2.1 主控芯片的选择 6
1.2.2 温度检测部分选择 6
1.2.3 数字显示部分选择 6
第二章系统硬件设计 7
2.1 主控模块设计 7
2.1.1 STC89C51单片机简介 7
2.1.2 单片机最小系统 8
2.2 温度传感模块设计 8
2.2.1 DS18B20传感器简介 9
2.2.2 传感电路设计 9
2.3 数模转换模块设计 10
2.3.1 ADC0832芯片简介 10
2.3.2 数模转换电路设计 10
2.4 继电驱动模块设计 10
2.4.1 继电器简介 10
2.4.2 继电器驱动电路设计 11
2.5 显示模块设计 11
2.5.1 LCD1602液晶显示器简介 11
2.5.2 显示电路设计 12
2.6 按键模块系统软件设计 13
第三章系统软件设计 13
3.1 系统总体流程图 13
3.2 系统仿真 14
第四章 系统调试 16
总结 19
致谢 19
参考文献 20
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5^1^9^1^6^0^7^2^*
附件 21
引言
空调是当今社会人类居住的必备家电，无论是家庭，商场，超市这些人类生活的地方，还是工厂、仓库、储物间这些人类生产的地方，都广泛的使用了空调技术。随着生活水平的提高，人们可以不用再忍受冬日的寒冷或是夏日的炎热，只需在家庭或办公室内安装一个空调，就可以根据自己需求调节室内温度直至最适温度。由此避免了煤炭取暖带来的一氧化碳中毒危险，也避免了热水取暖发生的烫伤事件。家中的冰箱其实也是一种制冷空调，吃不完的食物可以放进去避免腐烂变质。在生产方面更是广泛的使用了空调技术。工厂的原料大批采购后可以先放到仓库内储存，并开启空调方便货物保持的更久。在生产商品的时候，一些不适宜遇热的商品可以在空调制冷的环境下进行生产制造，极大程度上的减少了工厂不必要的损失。
常见的家庭空调机的有制冷和制热两个功能。制冷系统由蒸发器、压缩机、冷凝器和毛细管四个主要部分组成。进行制冷的时候，蒸发器会吸收室内温度较高的气体然后传送至压缩机，压缩机对其进行压缩冷凝，制冷剂的压力和温度均升高，再排入冷凝器。冷凝器是一个放热的过程，气体进入这里后制冷剂液体通过毛细空的气流，压力和温度均降低，再进入蒸发器蒸发，如此周而复始地循环，从而达到降低室内温度的目的。
本次毕设我制作的这款简易空调机使用继电器式控制电机，以单片机作为控制芯片，使用DS18B20温度传感器进行温度检测，然后把检测信号传送给ADC0832数模转换芯片，数模转换芯片会把传送过来的信号模拟量转换为数字量然后发送给单片机，单片机会对这些数据进行分析处理。四个按键可以对温度的上下限值进行设置，如果测量值低于下限值，单片机会驱动继电器电机进行加热。如果测量值高于上限值，单片机会控制继电器让电机停止加热。并且在测量值不在设定阀值内时会驱动报警电路的LED灯。另外本系统还可以设置时间定时，如果时间值结束后蜂鸣器也会报警。本系统制作简单，易于仿真，功耗较低，性价比很高，在实际生活中具有十分重要的意义。
系统总体设计
1.1 系统总体设计
本设计中的空调系统包括主控模块、温度传感模块、继电器驱动模块、液晶显示模块、按键模块以及报警模块等。其中温度检测模块给系统输入检测信号，显示模块为信号输出模块，报警模块为数据超过阈值的最终提醒端。另外压缩机作为重要的输出装备可以负责制冷以及制热。总体设计后方框图如图1.1所示。
图1.1 空调温度控制系统结构图
1.2 方案选择
1.2.1 主控芯片的选择
STC89C51单片机是是在经典款的高性能、低功耗的8位微处理控制器。STC89C51工作电压在3.5～5.5V，拥有8K字节的闪存，SRAM 512个字节，5K具有EEPROM功能可以保存数据不丢失，芯片配有多个定时计数器，具有抗干扰能力强，速度快的种种优点。故我们将本系统的控制芯片选取为STC89C51。
1.2.2 温度检测部分选择
美国DALLAS公司生产的DS18B20 数字温度传感器仅需要一条总线与单片机连接，无需其他外围元件，工作电压+3.0V~+5.5V,可测温度范围55~+125℃，并且耐磨耐碰撞，体积小，精度高，功能多，总线标准，使用便捷，高可靠性，高安全性，所以我们采用DS18B20温度传感器。
1.2.3 数字显示部分选择
LCD1602液晶显示器具有厚度薄、适用于大规模集成电路直接驱动、易于实现全彩色显示的特点，目前已经被广泛应用在自动控制装备，移动通讯装备，以及各种便携式电子设备等众多领域。该显示器采用HD44780控制器，可显示文字或是图形。成像清晰，显示范围较广，造价低廉，所以我采用了LCD1602液晶显示器。
第二章 系统硬件设计
2.1 主控模块设计
2.1.1 STC89C51单片机简介
STC89C51是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系统可编程Flash 存储器。 标准功能：4k字节Flash，256字节RAM， 32 位I/O 口线，看门狗定时器，内置4KB EEPROM，MAX810复位电路，三个16 位 定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口。另外 STC89X51 可降至0Hz 静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU 停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。最高运作频率35Mhz，6T/12T可选。芯片引脚图如图2.1所示。
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