基于单片机的空调温度控制系统设计
1.2 总体方案的确定
考虑到该制冷控制系统功能比较少，由单片机控制即可实现。而89C52单片机体积小、重量轻、抗干扰能力强、对环境要求不高、价格低廉、可靠性高、灵活性好,故本系统选择采用89C52单片机。
在温度采集方面，采用单线数字温度传感器DS18B20进行数据采集。DSB18B20S数字温度计提供9到12位温度读数，指示器件的温度信息经过单线接口送入DS18B20送出，因此从中央处理器到DS18B20仅需连接一条线和地，读写和完成温度变换所需的电源可以由数据线本身提供，甚至不需要外部电源。而总体方案和系统电路图方面基本上和热敏式传感器相同，只在数据采集方面有所差别。
在上面也已经提及，热敏电阻式温度传感器互换性差，非线性严重。而数字温度传感器DS18B20接线简单，数字输出量能直接作为单片机的输入数据， 同时考虑到只是在普通环境下测量，无论在灵敏度、线性范围、稳定性，还是在精度方面，DS18B20的强大功能已足够满足设计需要。但是DS18B20也有缺点，就是软件实施方面比较复杂，但相对于模拟量输出的硬件实现方面来说会简单很多。在本次设计中，温度数据采集用到的传感器是DS18B20。
1.3 系统实现框图
时钟电路LCD1602显示电路按键电路AT89C52 复位电路报警电路单片机24C02存储电路DS18B20测温电路电动机电路继电器电路（连接压缩机等）图1 单片机控制温度调节系统结构图
-6-
基于单片机的空调温度控制系统设计
2 系统单元电路设计
2.1 系统工作原理
该空调控制系统用到89C52单片机作为系统的CPU进行控制控制，由数字传感器DS18B20进行数据采集，89C52对采集到的数据进行处理，得到各种信号。而这些信号将分别作为1602液晶显示的信号输入、启动报警装置的信号输入和启动制冷设备、电暖设备的输入。同时将利用单片机的其它使能端口实现系统的复位，手动调节和自动调节。
2.2 系统相关硬件及模块介绍 2.2.1 温度采集电路
本系统中采集温度使用的是DS18B20数字温度传感器。DS18B20是Dallas 半导体公司生产的世界上第一片支持 “一线总线”接口的温度传感器。与之前的传感器相比，DS18B20体积更小、适用电压更宽、更经济。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 “一线总线”数字化温度传感器支持“一线总线”接口，测量温度范围为 -55℃到+125℃，在-10到+85℃范围内,精度为±0.5℃。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，如：环境控制、设备或过程控制、测温类消费电子产品等。与前一代产品不同，新的产品支持3V到5.5V的电压范围，使系统设计更灵活、方便。而且新一代产品更便宜，体积更小。DS18B20可以程序设定9到12位的分辨率，精度为±0.5℃。当分辨率为12位时，转换时间为750ms。使得用户可选择更小的封装方式，更宽的电压适用范围和分辨率设定，同时用户设定的报警温度存储在EEPROM中，掉电后依然保存。
DS18B20一般为三极管型封装，其引脚图如图4所示。这三个引
-7-
基于单片机的空调温度控制系统设计
脚分别为：GND——电源地；QD——数字信号输入/输出端；VDD——外接供电电源（可选5V）。
图2.1 DS18B20引脚图
在该系统中，DS18B20的数字信号输入/输出端连接到89C52的P2.3中，作为89C52的数据输入。
2.2.2 信号处理与控制电路
信号处理与控制采用52单片机基本电路。此电路以52单片机为核心，52的具体引脚图如图2.2。
图2.2 89C52引脚图
-8-
基于单片机的空调温度控制系统设计
在该系统中，要使单片机实现信号处理与控制，则要使单片机的20脚（GND）接地，40脚（Vcc）和31脚（/EA）接正5V电源。18、19脚（XTAL2、XTAL1）接12MHz的晶振和两个电容，组成片内振荡电路，为单片机提供时钟脉冲。9脚（RST）接按键复位电路，提供复位信号给单片机。
89C52芯片内部有一个高增益反相放大器，用于构成振荡器。反相放大器的输入端为XTAL1，输出端为XTAL2，两端跨接石英晶体及两个电容就可以构成稳定的自激振荡器。两个电容通常取30pF左右，稳定频率并对震荡频率有微调作用。如图2.3所示。
图 2.3 时钟电路
手动复位是通过接通一按钮开关，使单片机进入复位状态。系统上电运行后，若需要复位，则通过手动复位来实现的。如图2.4所示。
图2.4 复位电路
2.2.3 温度显示电路
本系统中，温度显示硬件由lcd1602液晶和上拉电阻构成。1602采用标准14脚接口，其中：包括8根数据线(D0-D7)，三根控制线（rs,rw,e）电源地，电源以及液晶驱动电压引脚(VSS,VDD,VEE)。
-9-
基于单片机的空调温度控制系统设计
液晶显示的原理是利用液晶的物理特性，通过电压对其显示区域进行控制，有电就有显示，这样即可以显示出图形。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便携式电脑、数字摄像机、PDA移动通信工具等众多领域。
图2.5 液晶显示电路
2.2.4 按键功能设置电路
温度调节由三个不锁按键电路实现。电路图如图2.6所示。按键K1一端与单片机的外部中断0（/INT0,12脚）相连，另一端接地。其功能是当按键按下一次时，给单片机一个低电平，进入温度设定状态；再次按下时，进入风速设计状态，再次按下时则退出温度设定状态。按键K2、K3，一端接地，另一端与单片机的13脚、14脚相连，其功能是每按下一次按键，显示设定值加1或减1。
-10-