一种新型智能空调机控制器的研究与设计
摘 要伴随着科技的发展和进步，精细化与自动化已经成为大多数领域的发展趋势。高精度低能耗的控制器会走进千家万户，占据广阔的市场空间，进而在各个领域广泛应用。作为一种常用的控制设备，空调控制器也随之逐渐走上智能化发展的道路。由于现在大部分温度测量器无法直接使用市电，这增加了温度测量的条件，并且空调的工业生产领域环境相对复杂，监测点也非常容易出现特殊情况，这就需要我们在设计过程中不断提升智能空调机控制器对各种环境温度检测的精准度，从而满足广大客户的要求。本文对智能空调机控制器进行了设计和研究，在硬件方面，主要对单片机最小系统、温度传感器电路、温度控制电路、测温电路、电源电路进行了选择与设计。软件方面，主要编写了温度读出子程序、转换命令子程序、控制器算子程序与中断程序，并进行了程序的调试与运行，较为精准地实现了温度调控的功能。本文所设计的智能空调机控制器精确、实用，符合生产的要求，实现了本文的预期的目标。
目录
一、引言 6
（一）空调发展的背景 6
（二）智能空调控制器的发展市场 6
二、智能空调机控制器系统的总体设计 7
（一）主要元件选择 7
（二）智能空调机控制器系统设计思路 7
（三）中央微处理器 8
三、制冷、制热主功能介绍 9
（一）指标分析 9
（二）控制要求 9
四、主要元器件介绍 10
（一） DS18B20温度传感器 10
1 . DS18B20温度传感器性能 10
2 . DS18B20温度传感器引脚功能 11
3 . DS18B20温度传感器总线类型 11
4 . DS18B20程序流程图 12
（二）双8数码显示器 13
（三）AT89C51单片机 14
1 . AT89C51单片机优势 14
2 . 单片机引脚介绍 14
（四）SCR638一体化红外线接收头 15
五、智能空调机控制器硬件设计 17
（一）单片机最小系统设计 17
（二）温度传感器电路设计 18
（三）温度控制电路的设计 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
19
（四）电源电路的设计 19
六、智能空调机控制器系统软件设计 21
（一）主程序 21
（二）温度读出子程序 22
（三）温度转换命令子程序 22
（四）智能空调机控制器算子程序 23
（五）中断程序的设计 24
七、实物上电 25
八、结论 27
（一）经济效益分析 27
（二）社会效益分析 27
参考文献 28
致谢 30
附录一 原理图 31
附录二 程序 32
一、引言
（一）空调发展的背景
最早的空调是被称为制冷之父的美国发明家威利斯哈维兰德卡里尔（有的地方译作开利）于1902年设计并安装了第一部空调系统。美国纽约的一个印刷商发现温度的变化能够造成纸的变形，从而导致有色墨水失调，该空调系统就是为他设计的。卡里尔的专利1906年得到注册。
1902年7月17日，空调的时代就由这印刷厂首次使用冷气机而开始。很快，其它的行业如纺织业、化工业、制药业、食品甚至军火业等，亦因空调的引进而使产品质量大大提高。1907年，第一台出口的空调，买家是日本的一家丝绸厂。 1915年，卡里尔成立了一家公司，至今它仍是世界最大的空调公司之一。但空调发明后的20年，享受的一直都是机器，而不是人。直到1924年，底特律的一家商场，常因天气闷热而有不少人晕倒，而首先安装了三台中央空调，此举大大成功，凉爽的环境使得人们的消费意欲大增，自此，空调成为商家吸引顾客的有力工具，空调为人们服务的时代，正式来临了。
但说到空调可以普及，主要是通过电影院。大多数美国人是在电影院第一次接触到空调的。20世纪20年代的电影院利用空调技术，承诺能为观众提供凉爽的空气，使空调变得和电影本身一样吸引人，而夏季也取代了冬季成为看电影的高峰季节。随后出现了大量全年开放的室内娱乐场所，如赌场、室内运动场和商场，这些都得归功于空调的出现。
在二十世纪六，七十年代，美国地区发生罕见的干旱天气，为解决干旱缺水地区的空调冷热源问题，美国率先研制出风冷式冷水机，用空气散热代替冷却塔，其英文名称是：Air cool Chiller，简称为Chiller。
（二）智能空调控制器的发展市场
随着科学技术的不断发展、全球气温的逐渐升高和生活水平的提高，人们对空调的要求也在不断提高。传统空调的控制器只具备制冷、制热和定时等功能，这早已不能满足人们的要求，并且传统空调控制器对温度控制精度较低，而某些特殊环境对温度控制的要求较高，其很难满足这一点。传统空调使用后容易让人出现头晕、胸闷、皮肤干燥等情况，那是因为其不具备除湿和换气的功能，用户只能单独去买加湿器和排风扇，这些既占地方也不美观，本文设计的智能空调控制器将空调、加湿器、排风扇的作用三合一，使得其更节能、更省材、更环保，本空调控制器还具有错误检测及保护功能，为安全提供保障，充分满足市场需求。
二、智能空调机控制器系统的总体设计
（一）主要元件选择
本文根据空调机控制器的实际应用需求，设计时对空调控制系统中的温度传感器进行了选择，本文选择了型号为DS18B20型号温度传感器。本设计在数据采集与处理等方面上，主要采用了AT89C51单片机，使得温度传感器在应用过
程中，转换电路得到有效简化，控制器中的实际温度检测时间大幅度缩短，同时空调控制器生产过程中的经济成本也可以大幅度降低，在信号接收上选择了SCR638一体化红外线接收头，实现远距离设置。
（二）智能空调机控制器系统设计思路
在本产品的设计过程中，具体设计思路为：温度传感器在接收到被测环境实际温度之后，会将有关信息、指令传输到单片机上进行处理，然后启动压缩机进行制冷或者制热使环境温度达到显示器上设定的值。空调控制器系统所选择的显示器型号为点阵字符，控制器系统所能够温度控制范围在16℃31℃之间。用户可以通过按键板或者红外遥控设置运行模式、温度及风扇风速等。
目录
一、引言 6
（一）空调发展的背景 6
（二）智能空调控制器的发展市场 6
二、智能空调机控制器系统的总体设计 7
（一）主要元件选择 7
（二）智能空调机控制器系统设计思路 7
（三）中央微处理器 8
三、制冷、制热主功能介绍 9
（一）指标分析 9
（二）控制要求 9
四、主要元器件介绍 10
（一） DS18B20温度传感器 10
1 . DS18B20温度传感器性能 10
2 . DS18B20温度传感器引脚功能 11
3 . DS18B20温度传感器总线类型 11
4 . DS18B20程序流程图 12
（二）双8数码显示器 13
（三）AT89C51单片机 14
1 . AT89C51单片机优势 14
2 . 单片机引脚介绍 14
（四）SCR638一体化红外线接收头 15
五、智能空调机控制器硬件设计 17
（一）单片机最小系统设计 17
（二）温度传感器电路设计 18
（三）温度控制电路的设计 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
19
（四）电源电路的设计 19
六、智能空调机控制器系统软件设计 21
（一）主程序 21
（二）温度读出子程序 22
（三）温度转换命令子程序 22
（四）智能空调机控制器算子程序 23
（五）中断程序的设计 24
七、实物上电 25
八、结论 27
（一）经济效益分析 27
（二）社会效益分析 27
参考文献 28
致谢 30
附录一 原理图 31
附录二 程序 32
一、引言
（一）空调发展的背景
最早的空调是被称为制冷之父的美国发明家威利斯哈维兰德卡里尔（有的地方译作开利）于1902年设计并安装了第一部空调系统。美国纽约的一个印刷商发现温度的变化能够造成纸的变形，从而导致有色墨水失调，该空调系统就是为他设计的。卡里尔的专利1906年得到注册。
1902年7月17日，空调的时代就由这印刷厂首次使用冷气机而开始。很快，其它的行业如纺织业、化工业、制药业、食品甚至军火业等，亦因空调的引进而使产品质量大大提高。1907年，第一台出口的空调，买家是日本的一家丝绸厂。 1915年，卡里尔成立了一家公司，至今它仍是世界最大的空调公司之一。但空调发明后的20年，享受的一直都是机器，而不是人。直到1924年，底特律的一家商场，常因天气闷热而有不少人晕倒，而首先安装了三台中央空调，此举大大成功，凉爽的环境使得人们的消费意欲大增，自此，空调成为商家吸引顾客的有力工具，空调为人们服务的时代，正式来临了。
但说到空调可以普及，主要是通过电影院。大多数美国人是在电影院第一次接触到空调的。20世纪20年代的电影院利用空调技术，承诺能为观众提供凉爽的空气，使空调变得和电影本身一样吸引人，而夏季也取代了冬季成为看电影的高峰季节。随后出现了大量全年开放的室内娱乐场所，如赌场、室内运动场和商场，这些都得归功于空调的出现。
在二十世纪六，七十年代，美国地区发生罕见的干旱天气，为解决干旱缺水地区的空调冷热源问题，美国率先研制出风冷式冷水机，用空气散热代替冷却塔，其英文名称是：Air cool Chiller，简称为Chiller。
（二）智能空调控制器的发展市场
随着科学技术的不断发展、全球气温的逐渐升高和生活水平的提高，人们对空调的要求也在不断提高。传统空调的控制器只具备制冷、制热和定时等功能，这早已不能满足人们的要求，并且传统空调控制器对温度控制精度较低，而某些特殊环境对温度控制的要求较高，其很难满足这一点。传统空调使用后容易让人出现头晕、胸闷、皮肤干燥等情况，那是因为其不具备除湿和换气的功能，用户只能单独去买加湿器和排风扇，这些既占地方也不美观，本文设计的智能空调控制器将空调、加湿器、排风扇的作用三合一，使得其更节能、更省材、更环保，本空调控制器还具有错误检测及保护功能，为安全提供保障，充分满足市场需求。
二、智能空调机控制器系统的总体设计
（一）主要元件选择
本文根据空调机控制器的实际应用需求，设计时对空调控制系统中的温度传感器进行了选择，本文选择了型号为DS18B20型号温度传感器。本设计在数据采集与处理等方面上，主要采用了AT89C51单片机，使得温度传感器在应用过
程中，转换电路得到有效简化，控制器中的实际温度检测时间大幅度缩短，同时空调控制器生产过程中的经济成本也可以大幅度降低，在信号接收上选择了SCR638一体化红外线接收头，实现远距离设置。
（二）智能空调机控制器系统设计思路
在本产品的设计过程中，具体设计思路为：温度传感器在接收到被测环境实际温度之后，会将有关信息、指令传输到单片机上进行处理，然后启动压缩机进行制冷或者制热使环境温度达到显示器上设定的值。空调控制器系统所选择的显示器型号为点阵字符，控制器系统所能够温度控制范围在16℃31℃之间。用户可以通过按键板或者红外遥控设置运行模式、温度及风扇风速等。
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