基于PIC16C72单片机的空调控制系统的研制

作者：合肥工业大学 张为民 杜少武 徐 宁 来源：《单片机与嵌入式系统应用》 摘要：提出一种基于单片机pic16c72的热泵式分体壁挂空调控制系统的设计方案。设计出系统硬件结构的主要组成部分电路；简述其工作原理；给出软件设计思想和主控程序软件框图。 关键词：pic单片机 空调 控制 热泵式分体壁挂空调以其优越的性能，已越来越被广大家庭所选用，其功能更是日新月异，而对其功能的提高起核心作用的其控制系统。本文介绍一种基于pic16c72控制的空调控制系统设计方法。 该系统具有制冷、制热、除湿、自动4种工作模式，包括定时、睡眠、风向、智能化霜、应急运转、试运转以及5种可调室内风速等控制功能；在定时开机时，可根据访间温度作智能判断，自动调整定时开机时间，避免开机时太冷或太热；另外，可对设定温度和房间温度两种温度的10个温度值进行同时指示，以及完整的抗干扰和系统保护功能。 本系统硬件简单可靠，软件具有更完善的控制功能和抗干扰能力。系统具有很高的性能价格比。 1 控制器原理 系统cpu根据遥控器或按键输入的命令，对采集到的温度进行智能判断，然后作出相应的制冷、制热或除温运行。再通过接口电路，驱动压缩机、换向阀、风向电机和室内风机作相应动作，并对温度用led指示。系统的原理框图如图1所示。 2 硬件设计 进行系统硬件框图设计时，既要考虑编写程序的方便、又要充分利用软件的功能来简化硬件结构，即做到“软硬兼施”。 2.1 单片机的选择 系统有3路温度模拟信号输入，还有1路电压和1路电流模拟输入，共5路模拟输入要求；而模拟信号要转换成数字信号才能用单片机cpu处理。为提高系统的性能价格比，应采用含有a/d转换器的单片机。经过各方面的综合比较，我们选用了美国microchip公司的pic16c72单片机作为控制核心。它具有5路模拟量输入的a/d转换器，恰好满足系统的模拟输入要求。另外，它在1块芯片上集成了1个8位逻辑运算单元和工作寄存器、2kb程序存储器、128个数据存储器、3个端口（a口、b口、c口）共22条i/o线、3个定时器/计数器。另外，只有35条易学易用而高效的risc（精简指令集计算机）指令，同时，芯片具看门狗功能，并提供对软件运行出错的保护。 2.2 模拟输入电路 本系统直接用热敏电阻进行测温，再加一级电容滤波。对外交换温度检测电路，因其干扰较大，特加上二极管限幅保护。对传感器的不同电阻值，将其所对应的不同分压值输入至pic单片机的a/d转换口，在单片机内部转换成数字信号。该检测电路结构简单，性能价格比高。又因采用的单片机为8位，所以温度转换精度高，可为0.5℃，完全满足了空调的信号检测精度要求。 对过流信号的检测，不用经过比较器，节约了资源；而是采用模拟信号整流分压后直接输入，通过单片机自带的a/d转换器，每500μs对其进行一次检测，并进行软件比较，以确认是否过流。 对过零电压信号的检测，也是采用模拟信号整流分压后直接输入。因两个电压半波的过零点都要检测，所以用桥式整流。模拟输入电路如图2所示。 2.3 温度指示电路 该电路可对设定温度和房间温度两种温度的10个温度值进行同时指示，而且结构简单，仅占用2根i/o线和使用1个八位移位寄存器74ls164。方法是对设定温度进行稳定指示，对房间温度进行1s间隔闪烁指示。每秒取出温度信号。如果是21℃或30℃，则直接将相应位置成低电平，使相应led灯亮，如果上22～29℃，则将温度转换成相应显示码，通过rb6