智能仪表课程设计实验报告.doc

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1、 智能仪表课程设计实验报告一、 目的单片机综合练习是一项综合性的专业实践活动，目的是让学生将所学的基础理论和专业知识运用到具体的工程实践中，以培养学生综合运用知识能力、实际动手能力和工程实践能力，为此后的毕业设计打下良好的基础。二、 任务本次单片机综合练习的任务是设计并制作一个空调控制器。基本任务是利用AT89C51单片机、ADC0809模数转换器等芯片设计并制作一个具有制冷、制热、通风和自动运行的手控型空调控制器。三、硬件部分的具体内容和要求 1手控型空调控制器的功能：1）空调控制器应具有制冷、制热、通风和自动运行四种工作模式。a 制冷：室内风机、压缩机及室外风机工作，而四通换向阀停止工作。

2、b 制热：室内风机、压缩机、室外风机和四通换向阀均工作。c 通风：室内风机工作，而压缩机、室外风机和四通换向阀均不工作。d 自动运行：能根据当前室内温度和自动运行的设定温度，自动选择制冷、制热或通风工作模式。e 每按一下工作模式选择键时，工作模式按图3所示的箭头方向依此变换：自动制冷制热通风 图3 工作模式选择 2）能对温度进行设定和控制： a 制冷时温度调节范围为：2032。当室内温度高于设定温度1时,开始制冷；而当室内温度降到设定温度时，则转为通风状态。b 制热时温度调节范围为：1430。当室内温度低于设定温度1时,开始制热；而当室内温度升到设定温度时，则转为通风状态。c 通风时温度设置栏

3、显示“ 一 一 ”，并且温度设置键无效。d 自动运行温度调节范围为：25、27、29。若室内温度低于设定温度5时,自动按制热工作模式运行；若室内温度高于设定温度时，则按制冷模式运行；否则按通风模式运行。e 温度设定键每按一下，则温度上升或下降1（在设定范围内）。f 控温精度为1 3）室内风机具有高、中、低三档风速和自动风控制功能。每按一下风速选择键时，风速模式按图4所示的箭头方向依此变换：自动高速低速中速图4 风速模式选择其中自动风与工作模式及温度有关：a 制冷时，当室内温度高于设定温度5时，为高速风； 当室内温度高于设定温度25时，为中速风； 当室内温度不高于设定温度2时，为低速风；b 制热

4、时，当室内温度低于设定温度5时，为高速风； 当室内温度低于设定温度25时，为中速风； 当室内温度不低于设定温度2时，为低速风；c 通风时，当室内温度高于25时，为高速风； 当室内温度介于2025时，为中速风； 当室内温度低于设定温度20时，为低速风； 4）具有压缩机三分钟自动保护功能。由于家用空调器所使用的压缩机大多为电容启动运行电动机，带载启动能力较差，因此无论在制冷运行还是在制热运行时，当压缩机停止工作后，必须在三分钟后才允许重新启动。 2电路设计、制作的功能和要求： 1）用6只共阴极的八段数码管来分别显示工作模式、风速状态、设定温度和室内温度。为了统一起见，对6只八段数码管的具体排列和工

5、作状态的显示符号作如下规定： 室内温度 设定温度 风速状态：低速档用“ ”表示 中速档用“ ”表示 高速档用“ ”表示 自动档用“ ”表示 工作模式：制冷模式用“L”表示 制热模式用“H”表示 通风模式用“F”表示 自动模式用“ ”表示 2）用5只按钮来分别作为启动/关闭键、工作模式键、风速选择键、温度设定上升键和下降键。（此外还有1只系统复位按钮，共6只） 3）上电后，自动显示自动工作模式、自动风速档、设定温度27和实际室内温度，这时用户可以对工作模式、风速档、设定温度进行设定，但只有在按下启动/关闭键后，空调器才正式开始运行；在空调器运行期间，若 对上述状态进行设定，则空调器马上开始执行。

6、若关机后（非断电）重新启动空调器，则空调器自动进入上次关机前的设定状态。 4）用6只LED发光二极管来分别表示室内风速的高、中、低三档，压缩机、室外风机和四通换向阀，所有发光二极管均要求用2003达林顿管或三极管放大驱动。 5）温度传感器采用AT502热敏电阻。3. 空调控制器硬件电路图4.硬件设计思想1）根据任务书可知，该系统需要人机界面（按键输入7段码LED显示），AD采样，以及单片机控制部分等模块，并且可以得到以下硬件系统框图2）各部分硬件的设计a.温度传感器选择 根据任务要求我们选择了AT502作为温度传感器，根据电阻分压（如下图左），实现由温度到电压值的转换，因为AT502的温度系数

7、比较大，经计算当温度变化范围是0-99度时，IN0口的电压范围是0.643.6伏，所以就可以不用运放，直接送到AD采样的输入端进行AD采样。 b.AD芯片的选择 因为温度变化范围是0-99度，理论上AD位数只要7位（128级）就够了，所以系统采用了经典的ADC0809（8位AD）作为AD采样芯片。 温度的计算公式：V=5*Rt/(R+R1+Rt) c.按键输入： 因为按键数目不多，所以系统直接采用非编码方式，直接连接单片机I/O口。d.显示部分：系统采用74HC573和ULN2003作为驱动，P0和P2作为输出口，控制动态显示的LED显示器。 e.输出控制任务要求用6只LED发光二极管来分别表

8、示室内风速的高、中、低三档，压缩机、室外风机和四通换向阀，51单片机的低电平驱动能力较强，LED可以直接连接单片机的I/O口。 四、 软件程序设计1.工作模式和风扇模式设计思想：由系统要求可以列出下表：工作模式温度范围压缩机室外风扇四通换向阀风扇速度制冷（m1）2030工作工作不工作室温高于设定温度5度高速室温高于设定温度25度中速室温高于设定温度25度高速室温2025度中速室温5高速室温低于设定温度25中速室温低于设定温度5) /判断1：如果设定温度比室温大5度以上 work_hsub(); /选择制热模式 else if(temperature_get-tempr_set0) /判断2：如

9、果室温大于设定温度 work_csub(); /采用制冷模式 else work_fsub(); /否则通风 在调试的时候发现室温大于设定温度的时候还会继续制热，经再三检查还是没有发现问题，发现是因为 temperature_get和tempr_set都是用的是无符号数，即使temperature_get tempr_set)； 判断1 则用if(tempr_set-5)temperature_get)； 七、学习心得及体会 在画原理图时，虽然我们组成员有参加过电子设计的同学，但是过于粗心，以致出了许多错误，后来在同学和老师的帮助下一一改正。学习知识一定要扎扎实实的一步一步走，走捷径、一步登天

10、的想法是万万不能有的。 编程时，如上所述，出现了很多的小错误（篇幅和时间所限，我们没有一一将其列出），甚至有时从流程上就走不通，我们不断的进行修改和测试，逐步完善整个程序。只有耐心、细致的工作，才使得整个程序越来越完善。 另外在整个实验中，我们组两名成员相互帮助，测试硬件、编写程序及流程图等等，相互检错、提供改进思路，更好地完成了任务。当然，我们的设计还有很多需要改进的地方，我们想在日后通过老师的指导、同学的帮助下，逐步使这个设计更加完美、成熟起来。八、感谢 经过一个星期的忙碌，本次短学期任务已经接近尾声，作为一个没有实践经验的学生，难免有许多考虑不周全的地方，如果没有老师的指导，队友的努力以及同学们的支持，想要完成这个设计是难以想象的。 .13