基于ATmega8單片機(jī)遠(yuǎn)程空調(diào)控制器.doc

摘 要本設(shè)計(jì)主要是以atmega8單片機(jī)為核心設(shè)計(jì)的一種空調(diào)節(jié)能控制器。目前市場上對于空調(diào)節(jié)能控制器，主要有基于特定單片機(jī)、變頻技術(shù)、和自然冷源三種空調(diào)節(jié)能控制器。本設(shè)計(jì)選擇了“基于atmega8單片機(jī)空調(diào)節(jié)能控制器”的設(shè)計(jì)方案。該方案利用atmega8單片機(jī)為主控芯片，實(shí)現(xiàn)了溫度采集、空調(diào)開關(guān)控制和通信等功能。在硬件方面，采用了ds18b20實(shí)現(xiàn)了溫度采集模塊，使用了光耦和繼電器配合萬能遙控器實(shí)現(xiàn)了控制空調(diào)模塊，利用了 max487芯片實(shí)現(xiàn)了通訊模塊；在軟件方面，通過程序讀取ds18b20的溫度實(shí)現(xiàn)了溫度采集子程序，利用了比較進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口的溫差實(shí)現(xiàn)空調(diào)開關(guān)判斷子程序，使用了單片機(jī)的接受中斷和發(fā)送子程序?qū)崿F(xiàn)了通訊子程序。最后在硬件和軟件的基礎(chǔ)上進(jìn)行調(diào)試，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了溫度的采集、空調(diào)開關(guān)控制等功能。在正常通信情況下，可發(fā)送指令開啟和關(guān)閉空調(diào)；在通信故障情況下，可以根據(jù)實(shí)際的溫度開關(guān)空調(diào)，從而使溫度控制在合理的范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)了空調(diào)節(jié)能目的。關(guān)鍵詞：空調(diào)節(jié)能 單片機(jī) ds18b20目 錄緒 論3第一章 atmage8概述41.1 atmega8的特點(diǎn)41.2 atmega8編程和系統(tǒng)開發(fā)工具4第二章 現(xiàn)有機(jī)房空調(diào)節(jié)能控制器設(shè)計(jì)52.1 現(xiàn)有機(jī)房空調(diào)節(jié)能控制器介紹52.1.1基于特定單片機(jī)的空調(diào)節(jié)能控制器設(shè)計(jì)52.1.2 基于變頻技術(shù)的空調(diào)節(jié)能控制器設(shè)計(jì)62.1.3 基于利用自然冷源的空調(diào)節(jié)能控制器設(shè)計(jì)62.1.4 基于機(jī)房空調(diào)機(jī)組自適應(yīng)控制器設(shè)計(jì)72.2方案設(shè)計(jì)比較7第三章 總體方案設(shè)計(jì)103.1 溫度采集模塊設(shè)計(jì)103.2 控制空調(diào)開關(guān)模塊設(shè)計(jì)103.3 通信模塊設(shè)計(jì)113.4 其他模塊設(shè)計(jì)11第四章 硬件設(shè)計(jì)124.1 atmega8單片機(jī)io口分配124.2 溫度采集模塊設(shè)計(jì)124.3 空調(diào)開關(guān)控制模塊設(shè)計(jì)134.4 通信模塊設(shè)計(jì)144.5 其他模塊設(shè)計(jì)144.5.1 電源轉(zhuǎn)換模塊設(shè)計(jì)144.5.2 485地址設(shè)置154.5.3 測試電路設(shè)計(jì)16第五章 軟件設(shè)計(jì)175.1 總體程序流程圖175.2 溫度采集模塊軟件設(shè)計(jì)185.3 空調(diào)狀態(tài)控制模塊205.4 通訊模塊215.5 其他模塊實(shí)現(xiàn)23第六章 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)246.1 硬件調(diào)試246.1.1 電路的檢測246.1.2 遇到的問題及解決256.2 軟件調(diào)試256.2.1 各模塊的調(diào)試及實(shí)現(xiàn)256.2.2 遇到的問題及解決276.3 系統(tǒng)測試286.4 結(jié)論30第七章 總 結(jié)31致 謝32參考文獻(xiàn)33附錄一 空調(diào)控制器原理圖和pcb板圖34附錄二 空調(diào)節(jié)能控制器c語言程序代碼36緒 論當(dāng)今，節(jié)能持續(xù)成為電信運(yùn)營商降低成本、提高競爭力的重要發(fā)展戰(zhàn)略之一。而通信基站和機(jī)房龐大的空調(diào)耗能則是運(yùn)營商最關(guān)注的節(jié)能問題。在通信機(jī)房中，為保持通信設(shè)備運(yùn)行所需要的環(huán)境，機(jī)房的空調(diào)幾乎處于全年運(yùn)行的狀態(tài)，存在著大量的電能浪費(fèi)，根據(jù)電信相關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，通信機(jī)房耗電量占到了整個(gè)電信企業(yè)用電的90%以上，而機(jī)房空調(diào)占到了整個(gè)機(jī)房設(shè)備耗能電量的40%以上，可以看出空調(diào)的節(jié)能工作較為薄弱，能源浪費(fèi)現(xiàn)象嚴(yán)重，因此，如何在確保通信設(shè)備安全正常運(yùn)行的前提下，最大限度地降低機(jī)房空調(diào)的能耗，是實(shí)現(xiàn)通信機(jī)房節(jié)能的關(guān)鍵所以加強(qiáng)空調(diào)的維護(hù)管理和技術(shù)改造，可以達(dá)到非常顯著的節(jié)能效果。本文就是針對空調(diào)節(jié)能系統(tǒng)的節(jié)能問題,介紹了一種空調(diào)節(jié)能控制器的設(shè)計(jì)方案,對其硬軟件部分的設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)的闡述，并在此基礎(chǔ)之上進(jìn)行了實(shí)際測試,驗(yàn)證該節(jié)能控制器的可行性。第一章 atmage8概述atmega8單片機(jī)是高檔avr單片機(jī)中atmega系列的一種，該單片機(jī)是由atmel公司的第一個(gè)真正的8位risc型單片機(jī)，并它同flash和eeprom技術(shù)相結(jié)合，有極高的性價(jià)比 1。1.1 atmega8的特點(diǎn)atmega8是一種非常特殊的單片機(jī)，它的芯片內(nèi)部集成了較大容量的存儲(chǔ)器和豐富強(qiáng)大硬件接口電路，具備avr高檔單片機(jī)mege系列的全部性能和特點(diǎn)7。atmega8具有高性能低功耗的8 位avr微處理器、先進(jìn)的risc 結(jié)構(gòu)、非易失性的程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、強(qiáng)大的外部接口性能、帶片內(nèi)rc振蕩器的可編程看門狗定時(shí)器片內(nèi)模擬比較器、最多23個(gè)編程的i/o口、4.5-5.5v的寬工作電壓、高達(dá)16mhz的運(yùn)行速度等特點(diǎn)。該類單片機(jī)還具有系統(tǒng)內(nèi)可編程特性，可無需購買昂貴的仿真器和編輯器也可進(jìn)行單片機(jī)嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)和開發(fā)，尤其是對于單片機(jī)的初學(xué)者來說，可提供了非常方便和簡捷的學(xué)習(xí)開發(fā)環(huán)境。因此，本設(shè)計(jì)選擇了atmega8單片機(jī)為主控芯片來實(shí)現(xiàn)空調(diào)節(jié)能控制功能。1.2 atmega8編程和系統(tǒng)開發(fā)工具 atmega8具有了一整套的編程和開發(fā)工具，它包括宏匯編編譯器、c語言編譯器、bscom-basic語言編譯器以及在線調(diào)試/仿真器和評估板。本設(shè)計(jì)所采用的是icc avr軟件開發(fā)環(huán)境，它是一種使用符合ansi 標(biāo)準(zhǔn)的c 語言來開發(fā)avr系列單片機(jī)程序的一個(gè)工具 ,能產(chǎn)生可以直接使用的intel hex格式文件,這種格式文件可被大多數(shù)的編程器所支持。本設(shè)計(jì)中采用的編程器是緯煌編程器，它可以實(shí)現(xiàn)直接下載程序到單片機(jī)芯片中，方便快捷的實(shí)現(xiàn)各模塊功能。 第二章 現(xiàn)有機(jī)房空調(diào)節(jié)能控制器設(shè)計(jì)2.1 現(xiàn)有機(jī)房空調(diào)節(jié)能控制器介紹機(jī)房節(jié)能的重點(diǎn)就是是降低空調(diào)能耗。實(shí)現(xiàn)空調(diào)節(jié)能的途徑有很多種，空調(diào)節(jié)能控制器就是其中一種途徑，目前空調(diào)控制器的有很多種，他們有著不同的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，下面主要闡述了幾種的空調(diào)節(jié)能控制器的設(shè)計(jì)及對他們的總結(jié)。2.1.1基于特定單片機(jī)的空調(diào)節(jié)能控制器設(shè)計(jì)（1）基于pic16f877單片機(jī)的空調(diào)節(jié)能控制器設(shè)計(jì)該空調(diào)節(jié)能控制器是通過優(yōu)化壓縮機(jī)運(yùn)行曲線, 根據(jù)空調(diào)的運(yùn)行特性及環(huán)境對溫度的感適能力,通過一個(gè)繼電器控制空調(diào)內(nèi)壓縮機(jī)的運(yùn)行狀態(tài),調(diào)整了空調(diào)壓縮機(jī)的運(yùn)行曲線,達(dá)到調(diào)控溫度及節(jié)省耗電的功能。該節(jié)能控制器硬件電路以pic16f877 單片機(jī)為控制核心,主要包括溫度采集模塊、參數(shù)設(shè)置及狀態(tài)顯示模塊、壓縮機(jī)控制模塊等。溫度采集模塊對室溫進(jìn)行采集,送入主控制單元;參數(shù)設(shè)置及狀態(tài)顯示單元主要是選擇節(jié)能控制器的工作模式及節(jié)能效率, 并對相應(yīng)的工作模式以及設(shè)定的溫度進(jìn)行顯示;壓縮機(jī)控制模塊主要對空調(diào)壓縮機(jī)電路進(jìn)行控制。該節(jié)能控制器軟件設(shè)計(jì)是將節(jié)能控制分為兩種節(jié)能狀態(tài), 對制冷溫度進(jìn)行設(shè)定, 并對壓縮機(jī)強(qiáng)制關(guān)斷時(shí)間做出選擇, 達(dá)到設(shè)定溫度后,兩種節(jié)能狀態(tài)程序分別通過強(qiáng)制關(guān)斷壓縮機(jī)10 分鐘和15 分鐘來克服壓縮機(jī)的長時(shí)間工作和頻繁啟動(dòng), 達(dá)到節(jié)省電能的目的。該設(shè)計(jì)程序可分為:初始化模塊、按鍵采集及處理模塊、顯示模塊、壓縮機(jī)控制模塊、參數(shù)重置模塊四個(gè)功能模塊5。（2）基于c8051f020 的環(huán)保節(jié)能空調(diào)控制器的設(shè)計(jì)該空調(diào)控制器設(shè)計(jì)利用抽取地下水形成環(huán)流熱交換實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度的一種方法，根據(jù)熱轉(zhuǎn)換前的溫度、環(huán)境的溫度、熱轉(zhuǎn)換后的溫度，通過控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)對水流速度的控制，同時(shí)控制小型風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)熱交換效率，實(shí)現(xiàn)對環(huán)境溫度的自動(dòng)調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能效果6。該空調(diào)控制器設(shè)計(jì)硬件電路以c8051f020 單片機(jī)為核心，由溫度采集電路、溫度顯示電路、數(shù)據(jù)傳輸電路、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、小型風(fēng)扇控制電路及熱交換部分組成。系統(tǒng)完成溫度的采集與處理，通過控制步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)水流速度的控制，同時(shí)調(diào)節(jié)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速來改變熱交換效率，并完成與上位機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳輸。該空調(diào)控制器設(shè)計(jì)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)包括上位機(jī)軟件和單片機(jī)監(jiān)控軟件兩部分，其中上位機(jī)軟件用于接收、存儲(chǔ)單片機(jī)上傳的數(shù)據(jù)，并進(jìn)行顯示；監(jiān)控軟件主要包括溫度采集、處理、顯示，步進(jìn)電機(jī)控制及風(fēng)扇速度的調(diào)節(jié)等，并與計(jì)算機(jī)進(jìn)行通訊。2.1.2 基于變頻技術(shù)的空調(diào)節(jié)能控制器設(shè)計(jì)基于變頻技術(shù)的空調(diào)節(jié)能控制器是根據(jù)空調(diào)具有冷負(fù)荷變化范圍大的特點(diǎn)，南方地區(qū)供冷范圍10%-100%之間變化大的優(yōu)勢來調(diào)整空調(diào)機(jī)組的運(yùn)行參數(shù) 2。下面闡述了這種技術(shù)的兩種方式：（1）中央空調(diào)系統(tǒng)水系統(tǒng)變頻調(diào)速節(jié)能方式采用交流變頻技術(shù)控制水泵的運(yùn)行，是通過對閥門調(diào)節(jié)和變頻調(diào)速兩種狀態(tài)下的h-q（壓力流量）關(guān)系及p-q（功率流量）控制。當(dāng)所需流量減少時(shí)，水泵轉(zhuǎn)速降低，電動(dòng)機(jī)所需功率按轉(zhuǎn)速的三次方下降。當(dāng)水泵轉(zhuǎn)速下降到額定轉(zhuǎn)速的6 0% （即f = 3 0 h z ）時(shí)，電動(dòng)機(jī)消耗功率將下降78.4% ，即節(jié)電率為78.4 % ，這種方式控制來減少水泵流量的效果是十分顯著。（2）機(jī)房專用空調(diào)壓縮機(jī)變頻方式機(jī)房專用空調(diào)壓縮機(jī)變頻技術(shù)是利用變頻器改變壓縮機(jī)的供電頻率，通過調(diào)節(jié)壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速達(dá)到控制室溫的目的?？照{(diào)每次啟動(dòng)時(shí)，先以最大功率、最大風(fēng)量進(jìn)行制熱或制冷，迅速接近所設(shè)定的溫度后，壓縮機(jī)便在低轉(zhuǎn)速、低能耗狀態(tài)下運(yùn)轉(zhuǎn)，僅以所需的功率維持設(shè)定的溫度 3。這樣的控制器不但溫度穩(wěn)定，避免了壓縮機(jī)頻繁地開、停所造成的使用壽命的縮減，而且耗電量大大下降。2.1.3 基于利用自然冷源的空調(diào)節(jié)能控制器設(shè)計(jì)這種節(jié)能技術(shù)的原理是把室外的自然環(huán)境作為冷源，用控制器判斷室外空氣溫度低于室內(nèi)空氣溫度且達(dá)到一定程度時(shí)，通過通風(fēng)將機(jī)房內(nèi)的熱量帶走，達(dá)到降低機(jī)房內(nèi)部溫度的目的。這樣可以減少空調(diào)的使用時(shí)間，達(dá)到節(jié)約電能的目的。在技術(shù)實(shí)現(xiàn)上，目前有下列兩種方式：（1）自然通風(fēng)新風(fēng)系統(tǒng)當(dāng)室外空氣溫度較低時(shí)，通過控制器控制直接將室外低溫空氣送至室內(nèi)，為室內(nèi)降溫；當(dāng)室外溫度高不足以帶走室內(nèi)熱量時(shí)，則開啟空調(diào)。fcx系列節(jié)能空調(diào)采用自然通風(fēng)新風(fēng)系統(tǒng)，直接將室外心外新風(fēng)引入，改組沒有傳熱順勢，運(yùn)行效率高3。（2）熱交換新風(fēng)系統(tǒng)熱交換新風(fēng)系統(tǒng)采用隔絕換熱方式，室內(nèi)外空氣并不接觸，室外空氣只作為冷源將室內(nèi)熱量帶走，室內(nèi)空氣換熱冷卻后重新回到室內(nèi)，不改變機(jī)房內(nèi)部濕度，潔凈度也能得到更好的保證。fcr系列機(jī)房節(jié)能空調(diào)采用的就是熱交換新風(fēng)系統(tǒng)，核心部件是板式顯熱換熱器，室內(nèi)外空氣在換熱芯片內(nèi)進(jìn)行能量交換3。2.1.4 基于機(jī)房空調(diào)機(jī)組自適應(yīng)控制器設(shè)計(jì)基于機(jī)房空調(diào)機(jī)組自適應(yīng)控制器以機(jī)房專用空調(diào)回風(fēng)口處傳感器的溫濕度值作為數(shù)據(jù)采樣參考點(diǎn)，監(jiān)測整個(gè)機(jī)房平面的真實(shí)環(huán)境溫濕度數(shù)據(jù)。上海電信就是利用機(jī)房專用空調(diào)系統(tǒng)組合的綜合控制能力以及機(jī)房內(nèi)氣流組織的優(yōu)化處理，該控制器采用的是計(jì)算機(jī)溫度模擬技術(shù)建立數(shù)學(xué)模型，并通過自動(dòng)計(jì)算機(jī)房不同的工況、空調(diào)冷量分布等綜合數(shù)據(jù)，動(dòng)態(tài)跟蹤計(jì)算不同季節(jié)空調(diào)在外部的環(huán)境溫度與室內(nèi)目標(biāo)溫度的關(guān)系和空調(diào)當(dāng)前的富余容量，精確控制“n +1”、“n +0”、“n -1”臺(tái)等空調(diào)數(shù)量的優(yōu)先開、關(guān)機(jī)順序，使空調(diào)組群始終處于最合理的工作狀態(tài)，從而達(dá)到空調(diào)效率最大化的目的2。機(jī)房專用空調(diào)自適應(yīng)恒溫恒濕控制節(jié)能監(jiān)控系統(tǒng)的安裝和施工簡單方便，不需要對機(jī)房結(jié)構(gòu)做任何變動(dòng)，不影響原有空調(diào)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，具有安全可靠性等特點(diǎn)，且有利于日常維護(hù)。2.2方案設(shè)計(jì)比較以上介紹了現(xiàn)有的幾種空調(diào)節(jié)能控制器設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)，現(xiàn)在將他們進(jìn)行比較，比較如下：（1)基于變頻技術(shù)的空調(diào)控制器，該設(shè)計(jì)改造必須治理好諧波效應(yīng)，避免其干擾機(jī)房設(shè)備的正常工作，且由于其投資較大，因此在實(shí)際節(jié)能改造中需慎重考慮。(2)基于空調(diào)自適應(yīng)控制系統(tǒng)的空調(diào)節(jié)能控制器要滿足響應(yīng)時(shí)間短，控制速度快，控制精度高等特點(diǎn)，因此只有高質(zhì)量的控制系統(tǒng)才能利用空調(diào)系統(tǒng)的自動(dòng)，安全，節(jié)能運(yùn)行。(3)基于利用自然冷源空調(diào)節(jié)能控制器，該設(shè)計(jì)的新風(fēng)節(jié)能系統(tǒng)和熱交換節(jié)能系統(tǒng)利用的是室外大氣冷源，冷量來源廉價(jià)易得，且取之不盡，用之不竭，但節(jié)能效果受室外條件的影響，在北方和南方溫度較低的地區(qū)節(jié)能效果更顯著。（4）基于某單片機(jī)的空調(diào)節(jié)能控制器：采用專門的空調(diào)控制器代替器原有的溫度控制器，將原先空調(diào)壓縮機(jī)的啟動(dòng)和關(guān)閉由一個(gè)溫度設(shè)定點(diǎn)改為溫度區(qū)段控制，優(yōu)化壓縮機(jī)的運(yùn)行曲線，減少空調(diào)器的運(yùn)行時(shí)間以達(dá)到節(jié)能的目的。此方法實(shí)現(xiàn)起來比較簡單，相對變頻空調(diào)來說投資少，相對空調(diào)自適應(yīng)空調(diào)控制器的控制系統(tǒng)要求低。并且沒有南北方地區(qū)差異，適應(yīng)于各個(gè)地方。下面對以上四種節(jié)能控制器的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)以及建議使用的場合進(jìn)行比較。如下表2.1所示（見下頁）：表2.1 現(xiàn)有空調(diào)節(jié)能控制器對比表節(jié)能方案優(yōu) 點(diǎn)缺 點(diǎn)建議使用場合基于某單片機(jī)優(yōu)化壓縮機(jī)的運(yùn)行曲線，減少空調(diào)器的運(yùn)行時(shí)間適用于各類空調(diào)基于變頻技術(shù)節(jié)能效果顯著，尤其適合通信機(jī)房內(nèi)長期連續(xù)運(yùn)行的空調(diào)系統(tǒng)變頻改造所需投資較大，需考慮投資效益適用于各類空調(diào)空調(diào)自適應(yīng)控制系統(tǒng)自動(dòng)設(shè)定更合理的運(yùn)行參數(shù)，群組化工作投資規(guī)模較大，工程較復(fù)雜適用于通信樞紐樓，大型交換局等機(jī)房安裝多臺(tái)空調(diào)機(jī)組的場合，不適用于小型機(jī)房基于利用自然冷源直接利用自然風(fēng)，熱交換效率高，節(jié)能效果顯著引起機(jī)房內(nèi)空氣潔凈度下降，設(shè)備因灰塵，靜電等故障增多全年室外氣溫低于15的小時(shí)數(shù)在3000h以上的地區(qū)。僅使用在對潔凈度要求不高的接入層機(jī)房第三章 總體方案設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)是利用atmega8單片機(jī)為主控芯片來實(shí)現(xiàn)空調(diào)節(jié)能控制，有溫度采集模塊、控制空調(diào)開關(guān)模塊、通訊模塊等幾大功能模塊。下面主要述說幾大模塊實(shí)現(xiàn)的總體設(shè)計(jì)思路。3.1 溫度采集模塊設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)要實(shí)現(xiàn)溫度采集模塊，選用ds18b20（如圖3.1）為溫度傳感器,該傳感器是“一線總線”數(shù)字化溫度傳感器支持“一線總線”接口，它測量溫度范圍從-55到+125，精度為0.5，支持3v到5.5v的電壓范圍，程序可設(shè)定9到12位的分辨率，精度為0.5，轉(zhuǎn)換時(shí)間為750ms，可選擇小的封裝方式（跟三極管相似），更寬的電壓適用范圍和分辨率設(shè)定，只要正確的提供電源就可以讀取芯片采集溫度。在本設(shè)計(jì)中，主要利用ds18b20數(shù)字溫度計(jì)實(shí)現(xiàn)采集空調(diào)的出風(fēng)口和進(jìn)風(fēng)口實(shí)時(shí)的溫度的變化，并通過兩者溫差來判斷空調(diào)工作的狀態(tài)，方便如何控制空調(diào)的開關(guān)。圖3.1 ds18b20引腳圖3.2 控制空調(diào)開關(guān)模塊設(shè)計(jì)本模塊主要實(shí)現(xiàn)控制空調(diào)開關(guān)功能。因空調(diào)機(jī)房的空調(diào)品牌多樣，一種遙控器不能實(shí)現(xiàn)對多個(gè)機(jī)房空調(diào)的控制。本設(shè)計(jì)選用萬能遙控器作為空調(diào)遙控，可以很好的解決對各機(jī)房的不同空調(diào)的狀態(tài)的控制問題，通過控制萬能遙控器的電源開關(guān)來控制機(jī)房空調(diào)的開關(guān)，具體采用光電隔離的光耦技術(shù)和繼電器來實(shí)現(xiàn)對遙控器的按鍵的開關(guān)，實(shí)現(xiàn)空調(diào)開關(guān)控制的功能。不但可以人工使用遙控器控制，還可以通過控制器來控制空調(diào)的開關(guān)，兩者和互補(bǔ)干擾，實(shí)現(xiàn)節(jié)能功能。3.3 通信模塊設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)采用rs-485總線通信實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)通信功能。通信的關(guān)鍵不僅是能夠傳輸數(shù)據(jù),更重要的是能夠準(zhǔn)確傳輸。因rs485標(biāo)準(zhǔn)作為一種多點(diǎn)、差分?jǐn)?shù)據(jù)傳輸?shù)碾姎庖?guī)范,其接口大多連接成半雙工通信方式,具有的噪聲抑制能力、數(shù)據(jù)傳輸速率、電纜長度和可靠性，因此選用rs-485總線來實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)的通信。通信模塊主要就是采用rs-485總線協(xié)議實(shí)現(xiàn)通信功能。具體當(dāng)上位機(jī)發(fā)送指令時(shí)，能夠識(shí)別指令并執(zhí)行指令，并可以上傳空調(diào)的開關(guān)狀態(tài)和空調(diào)的執(zhí)行情況以及出風(fēng)口和進(jìn)風(fēng)口的溫度。3.4 其他模塊設(shè)計(jì)（1）電源轉(zhuǎn)換模塊本設(shè)計(jì)需要兩種電源轉(zhuǎn)換模塊，一種需要12v轉(zhuǎn)換為5v為單片機(jī)提供工作電壓，一種是5v轉(zhuǎn)化成3.3v電壓工遙控器使用。在本設(shè)計(jì)中選用lm2575是由12v轉(zhuǎn)5v電壓的電源轉(zhuǎn)換芯片，提供atmega8所需的為5v左右供電電源，而選用5v轉(zhuǎn)3.3v的mc33269芯片滿足遙控器的工作電壓的需求。（2）控制器地址設(shè)置本設(shè)計(jì)的控制器地址是實(shí)現(xiàn)能夠識(shí)別485不同地址與上位機(jī)進(jìn)行通信。本設(shè)計(jì)選用的是2位bcd編碼撥碼開關(guān)，該撥碼開關(guān)用于識(shí)別不同的控制器。可以相應(yīng)的設(shè)置0-3作為一個(gè)控制器485地址，實(shí)現(xiàn)4個(gè)這樣的空調(diào)控制器同時(shí)與上位機(jī)實(shí)現(xiàn)通信。（3）檢測電路設(shè)計(jì)檢測電路時(shí)為了更好的檢查硬件電路狀況和程序是否運(yùn)行。本設(shè)計(jì)采用的是兩個(gè)led發(fā)光二極管，一個(gè)作為電源燈，用來檢查電路提供的電壓是否正常，一個(gè)作為運(yùn)行燈,用來檢查程序運(yùn)行是否正常。第四章 硬件設(shè)計(jì)4.1 atmega8單片機(jī)io口分配本設(shè)計(jì)用兩個(gè)電容并聯(lián)一個(gè)7.3728mhz晶振作為時(shí)鐘電路，rxd和txd為接受發(fā)送引腳外接rs485總線實(shí)現(xiàn)通信模塊，pc5和pc4口作為普通的io口接撥碼開作為485通信時(shí)的地址（可以自定義0-3地址），pb5口作為485半雙工通信允許接受和發(fā)送引腳，pb3口也是為普通的io口外接led燈作為運(yùn)行燈，作為程序正常運(yùn)行的標(biāo)志，而pc2和pb2口也是作為普通的輸入輸出端口外接溫度傳感器ds18b20，通過單總線傳輸溫度實(shí)現(xiàn)溫度采集模塊。如圖4.1所示：圖4.1 atmega8電路io口分布原理圖4.2 溫度采集模塊設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)所用的是兩個(gè)ds1820采集空調(diào)進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口的溫度。為了能夠讀取和寫入到ds1820單總線的數(shù)據(jù)，按照ds18b20引腳分布將其2引腳dq與mega8的pc2和pb2口相連，在它們之間再加上接上拉電阻5.1k，提高讀取準(zhǔn)確性，而其他的引腳按照工作要求連接，1引腳接地gnd，3引腳接電源vcc。ds18b20只要提供好工作電壓，主要是軟件編程，其原理圖如圖4.2所示：圖4.2 ds18b20與mega8連接圖4.3 空調(diào)開關(guān)控制模塊設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)采用的是tlp521光耦芯片和電磁繼電器繼電器配合使用來控制遙控器的開關(guān)。tlp521光耦芯片的1引腳接pb7口，外圍連接電路以及與繼電器的連接如圖4.4所示。工作原理：本設(shè)計(jì)控制空調(diào)開啟或關(guān)閉是通過模擬萬能遙控器按鍵的開關(guān)來實(shí)現(xiàn)的，通過單片機(jī)輸出高低電平來控制光耦芯片的輸出端e引腳輸出高低電壓，使繼電器在通電和斷電的兩種情況下吸合和釋放通斷遙控器上的電源開關(guān)，實(shí)現(xiàn)空調(diào)開啟或關(guān)閉功能。圖4.3 控制空調(diào)開關(guān)模塊原理圖4.4 通信模塊設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)采用的是max487芯片實(shí)現(xiàn)rs485總線協(xié)議，該芯片為單+5v電源供電，工作電流在120-500ua，有低電流關(guān)機(jī)模式，消耗0.1ua電流，還有驅(qū)動(dòng)器有過載保護(hù)功能,設(shè)計(jì)的相關(guān)的電路如圖4.3所示。與單片機(jī)的連接和工作原理：max487芯片的ro與單片機(jī)的atmage8的串行接受引腳相連，max487芯片的di與單片機(jī)的atmage8的串行發(fā)送引腳相連；de與pb5相連，決定是單片機(jī)為發(fā)送還是接受狀態(tài)；a、b引腳為與上位機(jī)或串行通信的兩根線，根據(jù)這兩根線上的電壓差來那個(gè)判斷是傳送是高還是低電平，實(shí)現(xiàn)上位機(jī)與控制器的了通信。圖4.4 通信模塊原理圖 4.5 其他模塊設(shè)計(jì)4.5.1 電源轉(zhuǎn)換模塊設(shè)計(jì)（1）單片機(jī)工作電壓本模塊是實(shí)現(xiàn)12v電壓轉(zhuǎn)5v電壓的功能，采用是lm2575芯片，該芯片能夠?qū)崿F(xiàn)電源的轉(zhuǎn)化，其輸出腳vout輸出5v 電壓，將其電壓接入單片機(jī)的vcc引腳，提供單片機(jī)5v工作電壓。其芯片的外圍應(yīng)用電路如圖4.5所示：圖4.5 12v轉(zhuǎn)5v原理圖（2）遙控器的工作電壓本模塊是能過實(shí)現(xiàn)5v轉(zhuǎn)3.3v的電源轉(zhuǎn)換功能，本設(shè)計(jì)選用的是mc33269電源轉(zhuǎn)換芯片，可以實(shí)現(xiàn)該電源轉(zhuǎn)換功能，提供遙控所需要的的3.3v電壓，其外圍電路如圖4.6所示： 圖4.6 5v轉(zhuǎn)3.3v電路圖 4.5.2 485地址設(shè)置本模塊是實(shí)現(xiàn)485通信地址的設(shè)置，本設(shè)計(jì)里用撥碼開關(guān)來實(shí)現(xiàn)，通過利用2個(gè)io口設(shè)置成輸入狀態(tài)，讀取io口的數(shù)據(jù)（即撥碼的地址），用bcd碼讀取相應(yīng)io口數(shù)據(jù)，就可以可設(shè)置0-3通信地址。如圖4.7所示：圖 4.7 485地址設(shè)計(jì) 4.5.3 測試電路設(shè)計(jì)本模塊是用來測試電壓提供是否正常和直觀看出程序是否正常運(yùn)行，本設(shè)計(jì)采用pb3口連接實(shí)現(xiàn)led燈，利用編程使run運(yùn)行燈的間斷閃爍來實(shí)現(xiàn)測試運(yùn)行的程序是否正常和電源燈power的正極連接vcc來測試提供的電壓是否正常功能。如圖4.8所示：圖4.8 測試電路原理圖第五章 軟件設(shè)計(jì) 5.1 總體程序流程圖 軟件程序主要實(shí)現(xiàn)溫度采集模塊、控制空調(diào)開關(guān)模塊、通信模塊等。溫度采集模塊：對ds18b20的讀取來采集機(jī)房溫度；控制空調(diào)開關(guān)模塊：即就在一定的條件下，實(shí)現(xiàn)對空調(diào)的開關(guān)功能；通信模塊：就是對485地址的讀取和通訊模塊的數(shù)據(jù)的接受和發(fā)送、處理接受的指令以及對數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)等模塊。主模塊流程圖如圖5.1所示：圖5.1 主程序流程圖5.2 溫度采集模塊軟件設(shè)計(jì)本模塊是實(shí)現(xiàn)對ds18b20溫度的讀取，采集機(jī)房內(nèi)實(shí)時(shí)的溫度，用來很好控制機(jī)房的空調(diào)的開關(guān)。對讀取ds18b20命令序列可分為有3步：初始化ds18b20、rom命令（跟隨需要交換的數(shù)據(jù)）和功能命令（跟隨需要交換的數(shù)據(jù)）,流程圖如圖5.4所示：圖 5.4 讀取ds18b20流程圖每次訪問ds18b20，必須嚴(yán)格遵守這個(gè)命令時(shí)序。對于ds18b20操作時(shí)首先應(yīng)將它復(fù)位。將dq線拉低480至960s，再將數(shù)據(jù)線拉高15至60s，然后，ds18b20發(fā)出60至240s的低電平信號(hào)（存在脈沖），這時(shí)主機(jī)才能對它進(jìn)行其它操作。具體時(shí)序圖如圖5.5所示。圖5.5 ds18b20初始化時(shí)序圖初始化ds18b20要嚴(yán)格控制好時(shí)序，即ds18b20的復(fù)位。下面就是其復(fù)位程序，具體程序清單及解釋如下：unsigned char ds18b20_resetenter(void) /bool ds18b20_reset(void) unsigned char bus_flag; /bool bus_flag;unsigned char bus_ok; bus_ok=0; ddrb|=0x04; /dq_to_0()/ 設(shè)置1-wire總線為低電平(占領(lǐng)總線). /* 現(xiàn)在延遲480us960us, 與硬件密切相關(guān)，但應(yīng)盡可能選小值(480us)， 把抖動(dòng)留給系統(tǒng)(比如在延遲期間發(fā)生中斷導(dǎo)致延遲變長)。 */ wait_us(490); / 490us cli(); / 下面這段時(shí)間要求比較嚴(yán)格，為保險(xiǎn)起見，關(guān)中斷 ddrb&=0xfb; / 設(shè)置1-wire總線為高電平(釋放總線) wait_us(68); / 最佳時(shí)間: 60us+7.5us!(忙延時(shí)，只是一種策略) bus_ok=pinb&0x04; / 探測總線上是否有器件 if(bus_ok=0x04) bus_flag=0; / 復(fù)位單總線但沒有發(fā)現(xiàn)有器件在線 else bus_flag=1; / 復(fù)位單總線并發(fā)現(xiàn)有器件在線 sei(); / 退出臨界代碼區(qū)(開中斷) /* 保證master釋放總線的時(shí)間(不是說總線處于高電平的時(shí)間)不小于 480us即可，這一時(shí)間從讀總線狀態(tài)之前就開始了，所以這里把這個(gè) 時(shí)間計(jì)算在內(nèi)。在master釋放總線的前半段，也是被動(dòng)器件聲明它 們在線之時(shí)。*/ wait_us(422); / 490-67.5usreturn(bus_flag); 上述就是對ds18b20復(fù)位時(shí)嚴(yán)格的時(shí)序的程序清單。對于向ds18b20寫1的情況，數(shù)據(jù)線必須先被拉至邏輯低電平，然后就被釋放，是數(shù)據(jù)線在寫時(shí)間片開始之后的15微妙之內(nèi)拉至高電平；對于寫0時(shí)間片的情況，數(shù)據(jù)線必須被拉至邏輯低電平且至少保持低電平60us，如圖5.6所示：圖5.6 ds18b20寫操作時(shí)序圖對于讀取ds18b20數(shù)據(jù)的情況，首先主機(jī)應(yīng)把數(shù)據(jù)線從邏輯高電平拉至低電平，并至少維持1微妙，并釋放總線，在15微妙到60微妙之間讀取ds18b20輸出數(shù)據(jù)，而各個(gè)時(shí)間片之間必須有最短為1微妙的恢復(fù)時(shí)間。如圖5.7所示：圖5.7 ds18b20讀操作時(shí)序圖 ds18b20要求嚴(yán)格的協(xié)議來確保數(shù)據(jù)的完整性，詳細(xì)的程序見附錄二。 5.3 空調(diào)狀態(tài)控制模塊本模塊實(shí)現(xiàn)對遙控器開關(guān)的控制來實(shí)現(xiàn)對空調(diào)的開關(guān)功能。本設(shè)計(jì)是利用兩個(gè)ds18b20溫度傳感器讀取到的溫度，比較兩者溫度差值來來判斷空調(diào)開啟、關(guān)閉還是處于故障狀態(tài)。具體判斷條件如下：當(dāng)出風(fēng)口的溫度大于進(jìn)風(fēng)口溫度3，置空調(diào)制熱故障；當(dāng)進(jìn)風(fēng)口大于出風(fēng)口3，判斷空調(diào)為開啟狀態(tài)，當(dāng)進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口相差1攝氏度的時(shí)候，判斷空調(diào)為關(guān)閉狀態(tài),如圖5.6所示： 圖 5.6 空調(diào)狀態(tài)的判斷流程圖5.4 通訊模塊（1）接收和發(fā)送模塊本模塊實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)的接受和發(fā)送子程序功能。本設(shè)計(jì)是利用單片機(jī)的中斷功能，有接受中斷處理函數(shù)來接受下傳的命令。在設(shè)計(jì)就是用地址幀來識(shí)別不同的控制器的地址，首先接受地址幀，識(shí)別正確的地址后就一一接受數(shù)據(jù)，再校驗(yàn)數(shù)據(jù)是否接受的正確，等接收好后就改為發(fā)送狀態(tài)，上傳空調(diào)的狀態(tài)和實(shí)時(shí)的溫度。流程圖如圖5.2所示：圖 5.2 接收和發(fā)送模塊流程圖（2）處理接收到的命令該子模塊是實(shí)現(xiàn)識(shí)別各條指令的意義。本子程序具體實(shí)現(xiàn)如下：當(dāng)接受到命令后，首先分析命令，是開啟還是關(guān)閉，還是托管。在執(zhí)行開啟和關(guān)閉狀態(tài)下，執(zhí)行空調(diào)的開啟或關(guān)閉， 2分鐘后就通過上述的空調(diào)判斷模塊來判斷是否命令是否執(zhí)行完畢，若未執(zhí)行好，再次開啟或關(guān)閉空調(diào)，2分鐘后再次判斷，如此執(zhí)行了3次，若在3次之內(nèi)執(zhí)行完畢，則置空調(diào)控制器執(zhí)行完畢標(biāo)志，若3次還未執(zhí)行成功，則置空調(diào)故障，然后再上傳空調(diào)告警；如果托管情況下，就要判斷實(shí)際的溫度與空調(diào)的狀態(tài)實(shí)現(xiàn)空調(diào)開還是關(guān)或者是保持不變。若出現(xiàn)通信故障情況下，就按照托管情況執(zhí)行命令，如圖5.3所示:圖 5.3 處理接收到的命令流程圖 5.5 其他模塊實(shí)現(xiàn)（1）空調(diào)遙控開關(guān) 該模塊是通過對遙控開關(guān)來實(shí)現(xiàn)對空調(diào)的開關(guān)功能。具體是用pd7口來實(shí)現(xiàn)，具體為：portd|=0x80;pd7置1和port&=0x7f;pb0置0，直接控制pd7口的高低電平來模擬遙控開關(guān)電源的按鍵。（2）運(yùn)行燈的閃爍本模塊是實(shí)現(xiàn)測試程序是否正常的子程序，具體是：利用定時(shí)器0來定時(shí)0.5s控制燈的亮滅。首先初始化定時(shí)器，包括初始值設(shè)定定時(shí)10ms，開定時(shí)0中斷，并且要循環(huán)50次后就取反pb3口的電平，portb=0x08;pb3口間斷500ms取反一次，即就是運(yùn)行燈在0.5s閃爍一次。（3）撥碼開關(guān)的讀取該模塊是用來設(shè)置485地址，具體是直接按照bcd碼讀取pc4和pc5口的值，如：m=pinc;讀c口的值，m=m4;m&=0x03;即可讀取到pc4和pc5的電平，來實(shí)現(xiàn)隨便撥動(dòng)撥碼開關(guān)來實(shí)現(xiàn)對485地址的設(shè)置。第六章 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)本設(shè)計(jì)就是實(shí)現(xiàn)空調(diào)節(jié)能的控制，系統(tǒng)的硬件部分如圖6.1所示。首先要對硬件的各個(gè)模塊進(jìn)行調(diào)試，然后再編寫程序?qū)崿F(xiàn)各個(gè)模塊，下面分別來闡述硬件和軟件的調(diào)試和相關(guān)遇到的問題及解決方法，最后對整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行總結(jié)。圖6.1 系統(tǒng)硬件實(shí)物圖6.1 硬件調(diào)試 硬件調(diào)試主要包括對電源、時(shí)鐘、空調(diào)開關(guān)控制電路進(jìn)行檢測，在調(diào)試中遇到了一些問題，下面也對這些問題提出及解決。 6.1.1 電路的檢測（1）電源模塊電源模塊主要是用了lm2575芯片和mc33269芯片分別實(shí)現(xiàn)12v轉(zhuǎn)5v和5v轉(zhuǎn)3.3v的功能。具體檢測方法：當(dāng)外引入接上 12v電壓后，首先觀察接在pb3口的電源燈是否亮，用萬用表測量lm2575的2引腳輸出為是否為5v，測量mc33269的輸出端接的二極管的負(fù)極電壓是否為3.3v，若測量的值是5v或3.3v左右，說明是電源轉(zhuǎn)換芯片正常，否則，芯片不正常，具體的檢測如下表6.1所示。（2）時(shí)鐘電路本設(shè)計(jì)使用的是外部晶振7.3728mhz，具體用示波器測量的波形的頻率是否為7.3728mhz。（3）空調(diào)開關(guān)控制電路空調(diào)開關(guān)電路主要是能夠通過該電路實(shí)現(xiàn)遙控器的電源開關(guān)，具體是引出一根5v電壓的導(dǎo)線，點(diǎn)觸到繼電器的一端，看是否集電極是否吸合（有聲音），觀看遙控器是否能夠正常開關(guān)電源。若遙控器被正常開關(guān)，則空調(diào)控制電路正常，否則，不正常。6.1.2 遇到的問題及解決問題：當(dāng)單片機(jī)的pb0口加以5v電壓的時(shí)候，繼電器不吸合，再用萬用表檢查在光耦第一通道輸出的電壓只有2.81v，本應(yīng)該有12v左右。原因：光耦的輸出端不正常以及使用的限流電阻1k過大。解決：當(dāng)重新更換光耦和240的電阻后，電路能夠正?？刂瓶照{(diào)的開關(guān)。 6.2 軟件調(diào)試 軟件主要有溫度采集模塊、空調(diào)開關(guān)控制模塊和通信模塊。各個(gè)模塊逐一調(diào)試實(shí)現(xiàn)各個(gè)模塊功能，然后整合各模塊整體實(shí)現(xiàn)總體功能。 6.2.1 各模塊的調(diào)試及實(shí)現(xiàn)（1）溫度采集模塊 按照ds18b20的嚴(yán)格時(shí)序要求，讀取總線上的數(shù)據(jù)，傳到單片機(jī)的io上，再通過串口傳到上位機(jī)上的串口調(diào)試工具上顯示出來。下面來闡述主要調(diào)試步驟： a、測試其中一個(gè)ds18b20讀出來的溫度正確性；從ds18b20讀出來的數(shù)據(jù)有高低字節(jié)共16位，前5位是符號(hào)位，中間的7位是溫度的整數(shù)部分，后4位是二進(jìn)制的小數(shù)部分，通過配置寄存器來決定溫度分辨率是（如9位為0.5）。例如是0000，0101，0001，0011，表示的是+82.5度,1111,1010，1011,0000則要取反加1，0000,0101,0100,1111+1=0000,0101，0101，0000即就是-85c。若只取整數(shù)，只要高位th=4，temp=th|tl，temp即是獲得溫度的整數(shù)部分。b、溫度精確到小數(shù)點(diǎn)一位ds18b20讀出來的溫度精確到小數(shù)點(diǎn)一位，出廠精度為12位，即是0.0625c，讀到的溫度低位的后四位乘以0.0625，保留小數(shù)點(diǎn)一位，必須乘以10后保留轉(zhuǎn)化成整型后可以上傳。上傳的方式為十六進(jìn)制，如下公式就是讀取到的整數(shù)部分：temperature_out1=(value_zero4);而小數(shù)部分則為：temperature_out2=(value&0x0f)*0.0625*10;上傳的溫度時(shí)，要?jiǎng)澐譃閮刹糠稚蟼鳎豪缟蟼?1.1度，則顯示的是02110，具體的程序如下：send10=temperature_out1/10;send11=(temperature_out1%10)出風(fēng)口的溫度3度以上，說明已經(jīng)正在開啟空調(diào)；進(jìn)風(fēng)口的溫度=出風(fēng)口的溫度，說明空調(diào)已經(jīng)關(guān)閉；若檢測到的溫度60c，說明空調(diào)已經(jīng)壞了，有故障；具體的程序如附錄二。（3）ds18b20工作狀態(tài)處理 a、若讀取不到溫度時(shí)，則保留上一次讀的溫度并計(jì)數(shù)， 連續(xù)200次都讀取不到溫度，就置18b20故障標(biāo)志，一旦讀到溫度后，就將標(biāo)志和計(jì)數(shù)都清0；b、當(dāng)讀出來溫度后，有兩種情況，即讀取的溫度不正確和與上一次讀到的溫度相差太大，具體如下所述處理的方法：、溫度不正常：在下無18b20故障下讀取到溫度，但不在機(jī)房正常的溫度之間，具體是判斷溫度是否在（0-60度）之間，如果在屬于正常，若不在就保留上一次溫度并計(jì)數(shù)，連續(xù)200次都不在，則置18b20故障標(biāo)志和計(jì)數(shù)，若下次讀到的溫度在正常范圍之內(nèi)，則清除標(biāo)志和計(jì)數(shù)清0。、讀到正常溫度：讀出來的溫度與上一次讀出來的溫度相差10度以上，則這次的溫度不正確，保留上一次的溫度值和計(jì)數(shù)，連續(xù)200次都相差10度以上，則置就置18b20故障標(biāo)志，若下次讀到相差在10度以內(nèi)溫度了，標(biāo)志和計(jì)數(shù)數(shù)就清0。（4）通信模塊編寫接受中斷函數(shù)void receives(void)，實(shí)現(xiàn)串口的接收，接收好就直接判斷是否接受正確，再改成發(fā)送狀態(tài)，發(fā)送一個(gè)測試字節(jié)，標(biāo)志通訊正常。（5）分析及執(zhí)行命令模塊識(shí)別上位機(jī)傳達(dá)的指令并相應(yīng)的處理后就執(zhí)行指令，當(dāng)上位機(jī)下達(dá)開啟空調(diào)命令時(shí)，遙控器就要開啟電源使空調(diào)打開；當(dāng)上位機(jī)下達(dá)關(guān)閉空調(diào)命令時(shí)，遙控器就要關(guān)閉電源使空調(diào)關(guān)閉；當(dāng)下達(dá)空調(diào)器托管時(shí)，控制器就通過實(shí)際的溫度值與空調(diào)實(shí)際的開關(guān)狀態(tài)來使空調(diào)開還是關(guān)。在托管情況下，當(dāng)實(shí)際的溫度高于上限值時(shí)，控制器就開啟空調(diào)，這時(shí)要是已經(jīng)開啟空調(diào)，就保持原來的狀態(tài)；當(dāng)實(shí)際的溫度低于下限值時(shí)，控制器就關(guān)閉空調(diào)，這時(shí)要是空調(diào)正在關(guān)閉狀態(tài)，就保持原來的狀態(tài)；當(dāng)實(shí)際的溫度濕在所設(shè)溫度范圍之內(nèi)，就保持原來的狀態(tài)不變。 6.2.2 遇到的問題及解決1、ds18b20讀不出溫度，一直上傳的是0805 原因分析：可能18b20線斷開或脫落和程序運(yùn)行也需一定的時(shí)間，本身ds18b20要求的時(shí)序就很嚴(yán)格。解決：檢查所接的電路可能斷了，需要在程序上做相應(yīng)的延時(shí)調(diào)整即可讀取到正確的溫度。2、ds18b20讀的溫度不準(zhǔn)確原因：處理讀出的溫度不正確，應(yīng)該是，前5位是符號(hào)位，中間的7為是溫度的整數(shù)部分，后4位是二進(jìn)制的小數(shù)部分。解決：采用了正確位處理即可讀取到準(zhǔn)確的溫度。6.3 系統(tǒng)測試將設(shè)計(jì)中的硬件和軟件各模塊成功實(shí)現(xiàn)后整合起來，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)整個(gè)功能，下面分別闡述主要模塊實(shí)現(xiàn)的功能。（1）讀取ds18b20溫度轉(zhuǎn)換本設(shè)計(jì)中按照嚴(yán)格時(shí)序讀取ds18b20存貯器中的高位和低位共16位數(shù)據(jù)，前5位為符號(hào)位，中間7位為溫度整數(shù)部分，后4位為小數(shù)部分，本設(shè)計(jì)確定默認(rèn)出廠精度12位，即可精確到0.0625，讀取到的數(shù)據(jù)以及上傳到上位機(jī)的溫度值如表6.1所示，表6.1 ds18b20溫度轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)表實(shí)際的溫度數(shù)字輸出（二進(jìn)制）數(shù)字輸出（十六進(jìn)制）轉(zhuǎn)換溫度+24.50000,0001，1000，100001880245+25.30000,0001，1001，010101950253+26.10000,0001，1010，000101a10261+27.60000,0001，1011，101001ba0276通過上面軟件對ds18b20讀取的溫度轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)表，采集到了準(zhǔn)確的溫度值，實(shí)現(xiàn)了溫度采集模塊，基本達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。（2）通信模塊功能實(shí)現(xiàn)表 通信模塊主要分為上位機(jī)查詢和控制器（下位機(jī)）上傳兩種：當(dāng)上位機(jī)發(fā)送地址幀時(shí)，下位機(jī)應(yīng)返回地址、空調(diào)運(yùn)行狀態(tài)、控制器的狀態(tài)、指令執(zhí)行狀態(tài)以及兩個(gè)ds18b20上傳的溫度值：當(dāng)上位機(jī)發(fā)送開啟、關(guān)閉空調(diào)和托管命令的時(shí)候，下位機(jī)應(yīng)該做出相應(yīng)的開啟、關(guān)閉和托管反應(yīng)，并上傳和查詢地址幀一樣格式的數(shù)據(jù)，具體的實(shí)現(xiàn)表6.2如下所示：表6.2 通信功能實(shí)現(xiàn)表上位機(jī)發(fā)送的命令下位機(jī)（控制器）上傳及執(zhí)行狀況命令十六進(jìn)制十六進(jìn)制意義執(zhí)行狀況地址幀7878 00 00 00 02 70 02 40 02 45 02 44 03 bc地址、空調(diào)關(guān)、設(shè)備正常、未執(zhí)行命令、溫度上限值27、溫度下限值24、進(jìn)風(fēng)口溫度24.5、出風(fēng)口溫度24.4、結(jié)束數(shù)據(jù)、校驗(yàn)和開機(jī)5a 01 02 30 02 70 02 40 01 4278 00 00 02 02 70 02 40 02 45 02 44 03 be地址、空調(diào)關(guān)、設(shè)備正常、執(zhí)行開機(jī)命令、溫度上限值27、溫度下限值24、進(jìn)風(fēng)口溫度24.5、出風(fēng)口溫度24.4、結(jié)束數(shù)據(jù)、校驗(yàn)和繼電器吸合并開啟遙控器的電源，開啟空調(diào)關(guān)機(jī)5a 00 02 30 02 70 02 40 01 4178 01 01 01 02 70 02 40 02 45 02 44 03 bf地址、空調(diào)開、設(shè)備故障、執(zhí)行關(guān)機(jī)命令、溫度上限值27、溫度下限值24、進(jìn)風(fēng)口溫度24.5、出風(fēng)口溫度24.4、結(jié)束數(shù)據(jù)、校驗(yàn)和繼電器吸合并關(guān)閉遙控器的電源，關(guān)閉空調(diào)托管（溫度低于下限值，關(guān)閉空調(diào)）5a 02 02 30 02 70 02 40 00 4278 01 00 03 02 70 02 40 02 45 02 44 03 c0地址、空調(diào)開、設(shè)備正常、執(zhí)行托管命令、溫度上限值27、溫度下限值24、進(jìn)風(fēng)口溫度24.5、出風(fēng)口溫度24.4、結(jié)束數(shù)據(jù)、校驗(yàn)和繼電器吸合并關(guān)閉遙控器的電源，關(guān)閉空調(diào)通過上述通信實(shí)現(xiàn)表，可以看出通信模塊基本完成了設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)。（3）電源模塊實(shí)現(xiàn)主要檢測本設(shè)計(jì)中12v轉(zhuǎn)5v的芯片lm2575-5的工作狀況，檢測結(jié)果如下表6.3所示：表6.3 lm2575-5芯片工作狀態(tài)檢測表電源供給（v）lm2575理論輸出（v）lm2575實(shí)際輸出（v）11.995.004.9712.045.004.9712.135.004.9912.155.005.00根據(jù)上面的檢測lm2575的轉(zhuǎn)換的電壓表，可以看出該電源模塊實(shí)現(xiàn)了12v轉(zhuǎn)5v的功能。6.4 結(jié)論本設(shè)計(jì)是以atmega8單片機(jī)為主控芯片的空調(diào)節(jié)能控制器，分為硬件和軟件部分，主要有通過ds18b20溫度傳感器采集空調(diào)進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口的溫度實(shí)現(xiàn)了溫度采集功能，通過溫差來判斷空調(diào)開關(guān)的狀態(tài)實(shí)現(xiàn)了判斷空調(diào)開關(guān)狀態(tài)功能，通過上位機(jī)的串口調(diào)試器來發(fā)送開啟和關(guān)閉的狀態(tài)實(shí)現(xiàn)了通信功能，通過繼電器開啟和關(guān)閉遙控器的開關(guān)電源，實(shí)現(xiàn)了控制空調(diào)開關(guān)功能。最終整個(gè)系統(tǒng)在托管命令下，判斷實(shí)際溫度高于溫度上限值時(shí)，關(guān)閉了空調(diào)；當(dāng)實(shí)際溫度低于下限值的時(shí)候，開啟了空調(diào)，同時(shí)也可以通過中心強(qiáng)制的開關(guān)空調(diào)，實(shí)現(xiàn)機(jī)房空調(diào)節(jié)能目的。第七章 總 結(jié)本設(shè)計(jì)是以atmega8單片機(jī)為主控芯片的空調(diào)節(jié)能控制器，實(shí)現(xiàn)了溫度采集模塊、空調(diào)開關(guān)控制模塊以及通信模塊。該設(shè)計(jì)不僅能夠兼容到機(jī)房監(jiān)控中心下，受到中心的控制，使其強(qiáng)制的開啟和關(guān)閉空調(diào)，還能夠在托管情況下，合理的開關(guān)空調(diào)，增加了溫度的控制范圍，減小了空調(diào)壓縮機(jī)的頻繁關(guān)停，延長了空調(diào)的壽命，不僅讓機(jī)房的所有設(shè)備正常的運(yùn)行，還能夠節(jié)約電能，提高了節(jié)電效率，達(dá)到了很好的節(jié)能效果。雖然本設(shè)計(jì)能過大體上都能實(shí)現(xiàn)，但還是存在著不足，控制空調(diào)的開關(guān)必須要購買萬能遙控器才能控制多種品牌的機(jī)房空調(diào)，它要是能夠再次學(xué)習(xí)空調(diào)遙控器的紅外編碼，將空調(diào)的開關(guān)紅外編碼學(xué)習(xí)到eeprom中，用控制器發(fā)送紅外編碼來直接控制空調(diào)的開關(guān)，不需要繼電器和光耦來隔離萬能遙控器，避免花費(fèi)的過多的成本費(fèi)，就可以很好的控制空調(diào)的開關(guān)。致 謝走出畢業(yè)論文的千頭萬緒，接下來便是自然而然的驀然回首。于是，幾多往事歷歷在目，一絲傷感輕輕劃過，無限感動(dòng)激蕩心頭。誠然，更多的感激注定只能駐扎在心底，但還是禁不住嘗試有些呆板的文字表述?！安环e跬步何以至千里”，本論文的完成歸功于我的導(dǎo)師-劉韜老師的親切關(guān)懷和悉心的指導(dǎo)。他寬廣的心胸、嚴(yán)于律己寬于待人的品格，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，敏銳的思想、一絲不茍的工作態(tài)度和善于思考的良好習(xí)慣深深地感染和激勵(lì)著我，老師的循循善誘的教導(dǎo)和不拘一格的思路，讓我受益匪淺。從課題的選擇到項(xiàng)目的最終完成里，劉老師多次詢問設(shè)計(jì)進(jìn)程，并為我指點(diǎn)迷津，幫助我開拓研究思路，精心點(diǎn)撥、熱忱鼓勵(lì)，還在關(guān)于學(xué)術(shù)價(jià)值觀和人生價(jià)值觀的思考方面給了我很大的啟發(fā)。這些，都將使我在以后的工作和學(xué)習(xí)中受益