首页 -> 2008年第7期
智能空调控制电路设计
作者：陈小玮
[关键字]单片机 串行通信 温度传感器 自动复位
随着科学技术的发展，微电脑智能控制技术的日趋成熟，其在家电产品中的应用也越来越广泛。为了使家电产品趋向高效、节能和智能化方向发展，淘汰老式空调的单调功能的控制电路，引入了智能化控制芯片，本电路（智能空调控制电路）的研制就能达到智能化控制的目的。本电路在执行机构（空调机）和被控参数（温度、时间等）之间建立一闭环控制。硬件电路上提供基于两种参数（时钟、温度）的控制方式。适当编制不同的软件，可灵活扩展空调机的工作方式。智能空调控制电路原理及分析：
智能空调控制电路（以下简称控制电路）为一89S51单片机的最小系统。其功能模块框图如下。下面将逐一介绍各功能模块电路。
1.主板电路。
（1）温度采样电路。这部分电路的重点组成部分是A/D转换器MC14433芯片。它把前级电路来的温度模拟信号转化成单片机能够识别的数字信号，供给单片机处理后，发出控制信号。传感器部分使用铂电阻温度传感器PT100。通过电桥电路将变化的电阻信号转换成供后级运放使用的差模输入信号。放大电路部分采用OP-07精密放大器组成的一个普通放大电路。具有失调小、漂移小的特点。传感器部分电路主要任务就是使MC14433的Vin与温度t成线性关系，提高控制精度。
（2）外部时钟电路。这部分电路核心是具有后备电池供电的MC146818低功耗高速CMOS集成芯片。MC146818有完备的时钟、闹钟及百年日历功能。可提供准确的当前时间供控制使用。其双向数据/地址总线直接接到89S51的P0口的8个引脚上。外接频率为32768Hz晶振。并配有独立的供电电路。在控制仪工作期间为电池充电，以确保断电时电池有足够的能量供时钟运行和使MC146818内部的数据不丢失。
（3）输出电路及报警电路。输出电路使用89S51的P1口作为I/O口。运用不同的算法，可实现开关量控制和脉宽调制输出，脉宽调制输出的控制信号可用来控制可连续改变的参量，开关量通过继电器输出。报警电路使用了一个音乐芯片。当89S51检测到一个非正常情况时，如传感器故障，使温度超限时，它会给P1.1脚一个高电平使喇叭发声，来提示用户处理。
2.面板部分。
（1）显示部分。显示电路部分接在89S51的串行口上。它的主要部分是CMOS型4096,由此决定它是静态显示。根据需要，显示元件可采用的是8段数码管和发光二极管，或者采用定制的码段液晶片、OLED显示等器件，来显示温度等必要的数据及运行状态信息。
（2）键盘输入及遥控输入。由于控制电路只采用了七个功能键，所以用一片74LS244将它与总线隔离开后，便可通过并口查询，方便地读取键盘值，然后作相应处理。加入遥控输入，通过软件解码来达到相应的控制功能。
3.硬件调试。自动复位电路：在89S51的实际应用中，当电源电压波动时，引起电压检测硬件电路上的INT0中断，从而使单片机处于节电工作状态下。但在电源恢复正常情况后，89C51不能借助外部定时中断恢复正常工作，进入“死机状态”。加入自动复位电路后，就可克服这种节电工作方式下的“假死机”情况。
经过多次的试验及调整，控制电路的软件调试成功，样机也能正常工作。
参考文献：
[1]MC146818数据手册[Z].
[2]MC14433数据手册[Z].
[3]ATMEL89S51数据手册[Z].