基于单片机的空调温度控制设计
摘 要
我本次所设计的是以AT89C52系列单片机为主的空调温度控制器，它作为空调温度控制器的检测和控制核心主要由电源电路、热敏电阻式传感器、ADC0801转换器、显示器、输出控制电路及其他辅助电路组成：该系统可以完成温度的显示、温度的设定、空调的控制等多项功能。而且它是采用温度传感器来对室内的温度进行实时精确测量，温度设定的范围为-10℃—40℃，同时也用了运算放大器将温度—电压信号进行放大，然后送入模数转换器，再把采集到的温度信号传送给单片机，单片机来控制显示器，外围有DS18B20温度采集、四个数码管(显示用)以及4个按键进行温度调整及复位，可以设置报警上下限；并比较采集温度与设定温度是否一致，然后驱动空调实现自动升降温度。
而系统的过程则是：首先，通过设置按键，设定恒温运行时的温度值，并且用数码管显示这个温度值，然后在运行过程中将采样的温度模拟量送入A/D转换器中进行模拟数字转换，再将转换后的数字量用数码管进行显示，最后用单片机来控制加热器，进行加热或停止加热，直到能在规定的温度下恒温加热。
关键词：AT89C52, DS18B20温度采集，ADC0801，LCD1602，运算放大器OP-07
第一章概述
1 设计目的和意义
21世纪的人们生活质量不断提高，同时也对高科技电子产业提出了更高的要求，为使人们生活更人性化、智能化。我设计了这一基于单片机的空调温度控制系统，人们只有生活在一定的温度环境内才能长期感觉舒服，才能保证不中暑不受冻，所以对室内温度要求要高。对于不同地区空调要求不同，有的需要升温，有的需要降温。一般都要维持在21~26℃。
目前，虽然我国大量生产空调制冷产品，但由于我国人口众多，需求量过盛，在我国的北方地区，还有好多家庭还没有安装有效地室内温控系统。温度不能很好的控制在一定的范围内，夏天室内温度过高，冬天温度过低，这些均对人们正常生活带来不利的影响，温度、湿度均达不到人们的要求。以前温度控制主要利用机械通风设备进行室内、外空气的交换来达到降低室内温度，实现室内温度适宜人们生活。以前通风设备的开启和关停，均是由人手控制的，即由人们定时查看室内外的温度、温度情况，按要求开关通风设备，这样人们的劳动强度大，可靠性差，而且消耗人们体力，劳累成本过高。为此，需要有一种符合机械温控要求的低成本的控制器，在温差和湿度超过用户设定值范围时，启动制冷通风设备，否则自动关闭制冷通风设备。
1.1设计任务与要求
空调的工作原理：
空调器的制冷系统由蒸发器、压缩机、冷凝器和毛细管四个主要部件组成。按照制冷循环工作的顺序，依次用管道连接成一个整体。系统工作后，蒸发器内的制冷剂吸收室内空气的热量而蒸发成为压力和温度均较低的蒸汽，被压缩机吸入并压缩后，制冷剂的压力和温度均升高，然后排入冷凝器。制冷剂蒸汽在冷凝器内通过放热给室外空气而冷凝成为压力较高的液体。制冷剂液体通过毛细空的节流，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工作，从而达到降低室内温度的目的
空调的发明和使用给人们的生活和工作带来了很大的便利。而空调的发展由原来的手动控制逐渐向智能控制发展，现在市场上很多的空调都已经实现了智能控制。所以而今随着生产技术的发展和生活水平的提高越来越普及，一个简单、稳定的温度控制系统能更好的适应市场。空调的核心是温度控制器，选用单片机作为温度控制器的核心，因为单片机成本低，功能稳定，并大量应用于各个领域。单片机具有集成度高，处理能力强，可靠性高，结构简单，价格低廉的优点，因此被广泛应用。温度控制器就是通过单片机的控制，使温度控制在设定的范围内。
1.2主要设计组成
而本次设计就是要通过以MCS-51系列单片机为控制核心[1]，实现空调温度控制器的设计。这次设计主要分为两个重要组成部分：第一是硬件部分，第二是软件部分。
温度控制器是对空调房间的温度进行控制的电开关设备。温度控制器所控制的房间内的温度范围一般在18℃-28℃。窗式空调常用的温度控制器是以压力作用原理来推动触点的通与断。其结构由波纹管、感温包（测试管）、偏心轮、微动开关等组成一个密封的感应系统和一个转送信号动力的系统。
控制方法一般分为两种：一种是由被冷却对象的温度变化进行控制，称为机械式，多采用蒸汽压力式温度控制器；另一种是由被冷却对象的温差变化来进行控制，多采用电子式温度控制器。
机械式分为：蒸汽压力式温控器、液体膨胀式温控器、气体吸附式温控器、金属膨胀式温控器。其中蒸汽压力式温控器又分为：充气型、液体混合型和充液型。家用空调机械式都以这类温控器为主。蒸汽压力式温度控制器的工作原理是波纹管的动作作用于弹簧，弹簧的弹力是由控制板上的旋钮所控制的，毛细管放在空调机的室内吸入空气的风口处，对室内循环回风的温度起反应。当室温上升至调定的温度时，毛细管和波纹管中的感温剂气体膨胀，使波纹管伸长并克服弹簧的弹力把开关触点接通，此时压缩机运转，系统制冷，直到室温又降至设定的温度时，感温包气体收缩，波纹管收缩与弹簧一起动作，将开关置于断开位置，使压缩机的电动机电路切断。以此反复动作，从而达到控制房间温度的目的。
电子式分为：电阻式温控器和热电偶式温控器。电子式温度控制器（电阻式）是采用电阻感温的方法来测量的，一般采用白金丝、铜丝、钨丝以及半导体（热敏电阻等）为测温电阻，这些电阻各有其优缺点。家用空调的传感器大都是以热敏电阻式。热敏电阻式温控器是根据惠斯登电桥原理制成的。在构成温控时可以很容易地通过选择适当的热敏电阻来改变温度调节范围和工作温度[2]。
目 录
1、摘要 …………………………………………………………………………I
2、Abstract ……………………………………………………………………II
第一章 概述 …………………………………………………………………1
1 设计目的和意义 …………………………………………………………1
1.1设计任务与要求 …………………………………………………………1
1.2主要设计组成 …………………………………………………………1
第二章 系统硬件设计部分 ……………………………………………………3
2.1 单片机选择 ………………………………………………………………4
2.1.1AT89C52的功能特性 …………………………………………………4
2.1.2 AT89C52的管脚说明…………………………………………………5
2.2 温度采集电路 …………………………………………………………7
2.2.1 DS18B20温度传感器 …………………………………………………7
2.2.2 温度采集工作原理 …………………………………………………8
2.3 A/D转换电路……………………………………………………………9
2.3.1 ADC0801模数转换器介绍 …………………………………………10
2.3.2 A/D转换电路工作原理 ……………………………………………10
2.4 温度显示部分……………………………………………………………11
2.4.1 LCD1602显示器………………………………………………………11
2.4.1.1 LCD1602 显示器基本参数及引脚功能 …………………………11
2.4.1.2 LCD1602指令说明及时序 ………………………………………13
2.4.1.3 LCD1602 的RAM地址映射及标准字符库………………………15
2.4.1.4 LCD1602 一般初始化（复位）过程………………………………16
2.4.2 温度显示电路…………………………………………………………16
2.5驱动控制电路 ……………………………………………………………17
2.6键盘输入部分 ……………………………………………………………18
第三章 软件设计 ……………………………………………………………18
3.1 主程序流程图 ………………………………………………………20
3.2 温度采样子程序 ……………………………………………………22
3.3 A/D转换子程序 ………………………………………………………23
3.4显示子程序 ……………………………………………………………24
3.5键盘扫描子程序 ………………………………………………………25
第四章 总结 ……………………………………………………………………26
第六章 致谢 ……………………………………………………………………27
参考文献 ………………………………………………………………………29
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