基于单片机的空调控制系统毕业设计

基于单片机的空调控制系统毕业设计内容摘要：

数据存储器进行读写时， P2 口输出其特殊功能寄存器的内容。 P2 口在 FLASH 编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。 P3 口： P3 口管脚是 8 个带内部上拉电阻的双向 I/O 口，可接收输出 4 个 TTL 门电流。 当 P3 口写入 “1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。 作为输入，由于外部下拉为低电平， P3 口将输出电流（ ILL）这是由于上拉的缘故。 RST：复位输入。 当振荡器复位器件时，要保持 RST 脚两个机器周期的高电平时间。 当 89S52 通电，时钟电路开始工作，在 RESET 引脚上出现 24 个时钟 周期以上的高电平，系统即初始复位。 初始化后，程序计数器 PC 指向 0000H， P0P3 输出口全部为高电平，堆栈指钟写入 07H，其它专用寄存器被清 “0”。 RESET 由高电平下降为低电平后，系统即从 0000H 地址开始执行程序。 然而，初始复位不改变 RAM（包括工作寄存器 R0R7）的状态。 表 21 特殊功能寄存器初始状态 特殊功能寄存器 初始态 特殊功能寄存器 初始态 ACC 00H B 00H PSW 00H SP 07H DPH 00H TH0 00H DPL 00H TL0 00H 2 系统硬件设计 6 IP 00000B TH1 00H IE 00000B TL1 00H TMOD 00H TCON 00H SCON xxxxxxxxB SBUF 00H P0P3 1111111B PCON 0xxxxxxxB 复位电路： 图 24 89S52 复位电路 ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。 在 FLASH 编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。 在平时， ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的 1/6。 因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。 然 而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个 ALE脉冲。 如想禁止 ALE 的输出可在 SFR8EH 地址上置 0。 此时， ALE 只有在执行 MOVX， MOVC 指令是ALE 才起作用。 另外，该引脚被略微拉高。 如果微处理器在外部执行状态 ALE 禁止，置位无效。 PSEN：外部程序存储器的选通信号。 在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次 /PSEN 有效。 但在访问外部数据存储器时，这两次有效的 /PSEN 信号将不出现。 EA/VPP：当 /EA 保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（ 0000HFFFFH），不管是否有内部程 序存储器。 注意加密方式 1 时， /EA 将内部锁定为 RESET；当 /EA 端保持高电平时，此间内部程序存储器。 在 FLASH 编程期间，此引脚也用于施加 12V编 程电源（ VPP）。 基于单片机的空调控制系统 7 XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。 XTAL2：来自反向振荡器的输出。 振荡器特性： XTAL1 和 XTAL2 分别为反向放大器的输入和输出。 该反向放大器可以配置为片内振荡器。 石晶振荡和陶瓷振荡均可采用。 如采用外部时钟源驱动器件，XTAL2 应不接。 有余输入至内部时钟信号要通过一个二分频触发器，因此对外部时钟信号的脉宽无任何要 求，但必须保证脉冲的高低电平要求的宽度。 芯片擦除：整个 PEROM 阵列和三个锁定位的电擦除可通过正确的控制信号组合，并保持 ALE 管脚处于低电平 10ms 来完成。 在芯片擦操作中，代码阵列全被写 “1”且在任何非空存储字节被重复编程以前，该操作必须被执行。 此外， AT89S52 设有稳态逻辑，可以在低到零频率的条件下静态逻辑，支持两种软件可选的掉电模式。 在闲置模式下， CPU停止工作。 但 RAM，定时器，计数器，串口和中断系统仍在工作。 在掉电模式下，保存 RAM 的内容并且冻结振荡器，禁止所用其他芯片功能，直到下一个硬件复 位为止。 串口输出电路 AT89S52 内部有一个可编程全双工串行通信接口，它具有 UART 的全部功能，该接口不仅可以同时进行数据的接收和发送，也可做同步移位寄存器使用。 该串行口有 4种工作方式，帧格式有 8 位、 10 位和 11 位，并能设置各种波特率。 AT89S52 串行口 AT89S52 内部有两个独立的接收、发送缓冲器 SBUF， SBUF 属于特殊功能寄存器。 发送缓冲器只能写入不能读出，接收缓冲器只能读出不能写入，二者共用一个字节地址（ 99H）。 发送数据时，是由一条写发送缓冲器的指令（ MOV SBUF， A）把数据写入串行口的发送缓冲器 SBUF 中，然后从 TXD 端一位一位地向外部发送。 同时，接收端 RXD也可以一位一位地接收外部数据，当收到一个完整的数据后通知 CPU，再由一条指令（ MOV A， SBUF）把接收缓冲器 SBUF 的数据读入累加器。 AT89S52 串行的工作方式 方式 0 用于扩展 I/O 口输出 和输入 方式 1 收发双方都是工作在方式 1 下，此时，串行口为波特率可调的 10 位通用异步接口UART，发送或接收一帧信息，包括 1 位起始位 0， 8 位数据位和 1 位停止位 1。 方式 2 2 系统硬件设计 8 串行口为 11 位 UART，传送 波特率与 SMOD 有关。 发送或接收一帧数据包括 1 位起始位 0， 8 位数据位， 1 位可编程位 (用于奇偶校验 )和 1 位停止位 1。 方式 3 方式 3 为波特率可变的 11 位 UART 通信方式，除了波特率以外，方式 3 和方式 2完全相同。 AT89S52 串行口的波特率 在串行通信中，收发双方对传送的数据速率即波特率要有一定的约定。 通过上一小节的论述，我们已经知道， AT89S52 单片机的串行口通过编程可以有 4 种工作方式。 其中方式 0 和方式 2 的波特率是固定的，方式 1 和方式 3 的波特率可变，由定时器 T1 的溢出率决定，下表列出了各种常用 的波特率及获得办法。 电路若采用 的晶振，分析 TMOD 的设置，可知实训 8 中串行通信的波特率应为 2400。 表 22 定时器 T1产生的常用波特率 波特率 FOSC SM OD C 模式 初始值 方式 0： 1MHz 12 MHz 12 MHz 12 MH 方式 2： 375K 12 MHz z 12 z 12 2 2 FFH FDH 方式 3： 110 MHz 6MHz 12 MHz 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2 2 2 2 2 2 1 FDH FAH F4H E8H 1DH 72H FEEBH 单片机串口通信电路 这是进行全双工通信所必须的最少线路。 因为 MCS51 单片机输入、输出电平为TTL 电平，而 PC 机配置的是 RS232C 标准接口，二者的电气规范不同，所以要加电平转换电路。 常用的有 MC148 MC1489 和 MAX232。 基于单片机的空调控制系统 9 MAX232 是串行通信时的电平转换芯片。 由于单片机的串行口的电平信号为单极型码，而 MAX 232 串行通信的信号码型为双极型的所以得在他们的连线之间追加MAX232，虽然也可以用几个三极管进行模拟转换，但是还是用专用芯片更简单可靠。 我采用了三线制连接串口，也就是说和电脑的 9 针串口只连接其中的 3 根线：第 5脚的 GND、第 2 脚的 RXD、第 3 脚的 TXD。 这是最简单的连接方法，但是对我们来说已经足够使用了，电路如 27 所示， MAX232 的第 10 脚和单片机的 11 脚连接，第 9 脚和单片机的 10 脚连接，第 15 脚和单片机的 20 脚连接。 图 25 串口通信电路 温度传感器 DS18B20 温度感测 温度的采集主要基于 单线数字温度传感器 DS18B20 芯片。 Dallas 半导体公司的单线数字温度传感器 DS18B20 是世界上第一片支持 “ 一线总线 ” 接口的温度传感器。 一线总线独特而且经济的特点，使用户可轻松地组建传感器网络，为测量系统的构建引入全新概念。 DS18B20 支持“一线总线”接口，测量温度范围为 55176。 C~+125176。 C，在 10~+85176。 C范围内 ,精度为 177。 176。 C。 现场温度直接以“一线总线 ”的数字方式传输，大大提高了系统的抗干扰性，适合于恶劣环境的现场温度测量，支持 3V~， DS18B20可以程序设定 9~12 位的分辨率，精度为 177。 176。 C。 数字单总线温度传感器是目前最新的测温器件，它集温度测量， A/D转换于一体，具有单总线结构，数字量输出，直接与微机接口等优点。 既可用它组成单路温度测量装置，也可用它组成多路温度测量装置，文章介绍的单路温度测量装置已研制成产品 ,产品经测试在 10℃ ~70℃ 间测得误差为 ℃ ,80℃ ≤T≤105℃ 时误差为 ℃ ,当 T105℃ 误差为增大 到 1℃ 左右。 温度数据的无线传输主要是基于 低功耗射频传输单元 NRF905芯片。 工作电压为 是 RXD TXD 2 系统硬件设计 10 ～ ， 32引脚 QFN封装 (55mm)，工作于 433/868/915MHz三个 ISM(工业、科学和医学 )频道，频道之间的转换时间小于 650us。 nRF905由频率合成器、接收解调器、功率放大器、晶体振荡器和调制器组成，不需外加声表滤波器， ShockBurstTM工作模式，自动处理字头和 CRC(循环冗余码校验 )，使用 SPI接口与微控制器通信，配置非常方便。 此外，其功耗非常低，以 10dBm的输出功率发射时电流 只有 11mA， 工作于接收模式时的电流为 ，内建空闲模式与关机模式，易于实现节能。 nRF905片内集成了电源管理、晶体振荡器、低噪声放大器、频率合成器功率放大器等模块。 经过无线传输后，温度数据信息将在 1602液晶显示芯片上进行显示， 1602液晶显示芯片 采用标准 14脚接口，其中 VSS为地电源， VDD接 5V正电源， V0为对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地电源时对比度最高，对比度过高时会产生“鬼影”，使用时可以通过一个 10K电位器调整对比度。 RS为寄存器选择，高电平时选择数据寄存器、低电平时选择 指令寄存器。 RW为读写信号线，高电平时进行读操作，低电平时进行写操作。 当 RS和 RW共同为低电平时可以写入指令或者显示地址，当 RS为低电平 RW为高电平时可以读忙信号，当 RS为高电平 RW为低电平时可以写入数据。 E端为使能端，当 E端由高电平跳变成低电平时，液晶模块执行命令。 D0D7为 8位双向数据线。 本系统的温度采集与显示，无线的传输与对比均由 单片机 89S52来控制完成。 相比较而言 ATMEL 公司的 89S52更实用，因他不但和 89C51指令、管脚完全兼容，而且其片内的 8K程序存储器是 FLASH工艺的，这种工艺的存 储器用户可以用电的方式瞬间擦除、改写，一般专为 ATMEL AT89xx 做的编程器均带有这些功能。 显而易见，这种单片机对开发设备的要求很低，开发时间也大大缩短。 写入单片机内的程序还可以进行加密，这又很好地保护了我们的劳动成果。 首先，打开电源后，本系统由单片机 89S52向单线数字温度传感器 DS18B20芯片发出指令进行测温， DS18B20内部结构主要由四部分组成： 64位光刻 ROM、温度传感器、非挥发的温度报警触发器 TH和 TL、配置寄存器。 图 26 封装图 基于单片机的空调控制系统 11 DQ为数字信号输入 /输出端； GND为电源地； VDD为外接供电电源输入端（在寄生电源接线方式时接地）。 DS18B20高速暂存器共 9个存储单元，如表 21所示： 表 23 DS18B20高速暂存器共存储单元 序号 寄存器名称 作用 序号 寄存器名称 0 温度低字节 以 16位补码形式存放 5 保留字节 2 1 温度高字节 同上 6 计数器余值 2 TH/用户字节 1 存放温度上限 7 计数器 /℃ 3 HL/用户字节 2 存放温度下限 8 CRC 光刻 ROM中的 64位序列号是出厂前被光刻好的，它可以看作是该 DS18B20的地址序列码。 64位光刻 ROM的排列是：开始 8位（ 28H）是产品类型标号，接着的 48位是该DS18B20自身的序列号，最后 8位是前面 56位的循环冗余校验码（ CRC=X8+X5+X4+1）。 DS18B20中的温度传感器可完成对温度的测量，以 12位转化为例 用 16位符号扩展的二进制补码读数形式提供，以 ℃ /LSB形式表达，其中 S为符号位。 12位转化后得到的。