張為民 杜少武 徐 寧

     來源：《單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用》

     摘要：提出一種基于單片機(jī)pic16c72的熱泵式分體壁掛空調(diào)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。設(shè)計(jì)出系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)的主要組成部分電路；簡述其工作原理；給出軟件設(shè)計(jì)思想和主控程序軟件框圖。

     關(guān)鍵詞：pic單片機(jī)

     空調(diào) 控制

     熱泵式分體壁掛空調(diào)以其優(yōu)越的性能，已越來越被廣大家庭所選用，其功能更是日新月異，而對其功能的提高起核心作用的其控制系統(tǒng)。本文介紹一種基于pic16c72控制的空調(diào)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法。

     該系統(tǒng)具有制冷、制熱、除濕、自動(dòng)4種工作模式，包括定時(shí)、睡眠、風(fēng)向、智能化霜、應(yīng)急運(yùn)轉(zhuǎn)、試運(yùn)轉(zhuǎn)以及5種可調(diào)室內(nèi)風(fēng)速等控制功能；在定時(shí)開機(jī)時(shí)，可根據(jù)訪間溫度作智能判斷，自動(dòng)調(diào)整定時(shí)開機(jī)時(shí)間，避免開機(jī)時(shí)太冷或太熱；另外，可對設(shè)定溫度和房間溫度兩種溫度的10個(gè)溫度值進(jìn)行同時(shí)指示，以及完整的抗干擾和系統(tǒng)保護(hù)功能。

     本系統(tǒng)硬件簡單可靠，軟件具有更完善的控制功能和抗干擾能力。系統(tǒng)具有很高的性能價(jià)格比。

     1 控制器原理

     系統(tǒng)cpu根據(jù)遙控器或按鍵輸入的命令，對采集到的溫度進(jìn)行智能判斷，然后作出相應(yīng)的制冷、制熱或除溫運(yùn)行。再通過接口電路，驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)、換向閥、風(fēng)向電機(jī)和室內(nèi)風(fēng)機(jī)作相應(yīng)動(dòng)作，并對溫度用led指示。系統(tǒng)的原理框圖如圖1所示。

     2 硬件設(shè)計(jì)

     進(jìn)行系統(tǒng)硬件框圖設(shè)計(jì)時(shí)，既要考慮編寫程序的方便、又要充分利用軟件的功能來簡化硬件結(jié)構(gòu)，即做到“軟硬兼施”。

     2.1 單片機(jī)的選擇

     系統(tǒng)有3路溫度模擬信號輸入，還有1路電壓和1路電流模擬輸入，共5路模擬輸入要求；而模擬信號要轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號才能用單片機(jī)cpu處理。為提高系統(tǒng)的性能價(jià)格比，應(yīng)采用含有a/d轉(zhuǎn)換器的單片機(jī)。經(jīng)過各方面的綜合比較，我們選用了美國microchip公司的pic16c72單片機(jī)作為控制核心。它具有5路模擬量輸入的a/d轉(zhuǎn)換器，恰好滿足系統(tǒng)的模擬輸入要求。另外，它在1塊芯片上集成了1個(gè)8位邏輯運(yùn)算單元和工作寄存器、2kb程序存儲器、128個(gè)數(shù)據(jù)存儲器、3個(gè)端口（a口、b口、c口）共22條i/o線、3個(gè)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器。另外，只有35條易學(xué)易用而高效的risc（精簡指令集計(jì)算機(jī)）指令，同時(shí)，芯片具看門狗功能，并提供對軟件運(yùn)行出錯(cuò)的保護(hù)。

     2.2 模擬輸入電路

     本系統(tǒng)直接用熱敏電阻進(jìn)行測溫，再加一級電容濾波。對外交換溫度檢測電路，因其干擾較大，特加上二極管限幅保護(hù)。對傳感器的不同電阻值，將其所對應(yīng)的不同分壓值輸入至pic單片機(jī)的a/d轉(zhuǎn)換口，在單片機(jī)內(nèi)部轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。該檢測電路結(jié)構(gòu)簡單，性能價(jià)格比高。又因采用的單片機(jī)為8位，所以溫度轉(zhuǎn)換精度高，可為0.5℃，完全滿足了空調(diào)的信號檢測精度要求。

     對過流信號的檢測，不用經(jīng)過比較器，節(jié)約了資源；而是采用模擬信號整流分壓后直接輸入，通過單片機(jī)自帶的a/d轉(zhuǎn)換器，每500μs對其進(jìn)行一次檢測，并進(jìn)行軟件比較，以確認(rèn)是否過流。

     對過零電壓信號的檢測，也是采用模擬信號整流分壓后直接輸入。因兩個(gè)電壓半波的過零點(diǎn)都要檢測，所以用橋式整流。模擬輸入電路如圖2所示。

     2.3 溫度指示電路

     該電路可對設(shè)定溫度和房間溫度兩種溫度的10個(gè)溫度值進(jìn)行同時(shí)指示，而且結(jié)構(gòu)簡單，僅占用2根i/o線和使用1個(gè)八位移位寄存器74ls164。方法是對設(shè)定溫度進(jìn)行穩(wěn)定指示，對房間溫度進(jìn)行1s間隔閃爍指示。每秒取出溫度信號。如果是21℃或30℃，則直接將相應(yīng)位置成低電平，使相應(yīng)led燈亮，如果上22～29℃，則將溫度轉(zhuǎn)換成相應(yīng)顯示碼，通過rb6