基于PIC16C74單片機空調室內機軟件的實(shí)現

單片機軟件實(shí)現是單片機系統應用的重點(diǎn)，他是在硬件設計基礎上實(shí)現程序設計的 重要環(huán)節 。單片機程序設計一般包括以下幾個(gè)步驟：軟件規劃、流程圖編制、代碼編寫(xiě)。由于單片機 系統具有軟硬件緊密結合的特點(diǎn)，因此在基于某種單片機系統的軟件開(kāi)發(fā)時(shí)，應充分了解該 系統實(shí)現的硬件環(huán)境，同時(shí)也應該在系統設計與硬件設計階段，對軟件設計有一個(gè)大體的規 劃。因此，本文在介紹室內機控制器功能的基礎上，重點(diǎn)討論如何用軟件實(shí)現該室內機的功 能。

1室內機控制器的功能　　室內機控制器主要是驅動(dòng)風(fēng)門(mén)步進(jìn)電機，接收來(lái)自紅外遙控器設計的指令，進(jìn)入到相應的工 作狀態(tài)，并顯示運行狀態(tài)?！　∈覂葯C控制器包括以下幾個(gè)硬件電路模塊：室內機處理器，室內機驅動(dòng)電路，風(fēng)門(mén)步進(jìn)電機 ，顯示板電路（led）,紅外遙控接收/發(fā)送電路，室內機外裝置串行通信電路，溫度傳感器 電路。室內機控制電路框圖如圖1所示。

1.1室內機cpu　　

從以上室內機控制器包含的硬件電路模塊來(lái)看，要設計家用空調控制器在功能上要求具有2 路溫度傳感器，1個(gè)步進(jìn)電機控制接口，1組pg調速風(fēng)機控制，10 個(gè)發(fā)光二極管溫度指 示，紅 外遙控接收接口和室外機組控制接口。選擇microchip公司的pic16c74單片機，可以滿(mǎn)足以 上條件，該單片機具有以下特點(diǎn)：　　

(1) 獨立分離的數據總線(xiàn)和14 b指令總線(xiàn)的“哈佛”結構，采用33條精簡(jiǎn)指令集， 指令執行速度快，效率高。內含4 kb程序存儲器和192 b數據存儲器，滿(mǎn)足設計要求?！　?br>
(2) 內置具有8路10 b a/d轉換，簡(jiǎn)化電路設計?！　?br>
(3) 3個(gè)硬件定時(shí)器，便于控制器復雜的延時(shí)保護。1.2pg電機　　pg電機內的霍爾傳感器主要是檢測電機的轉速并反饋到cpu中，最終達到調節風(fēng)速的 目的。在設計閉環(huán)風(fēng)機調速部分，可以采用簡(jiǎn)單的二階伺服環(huán)路控制模式，在速度閉環(huán)的基 礎上增加加速度閉環(huán)控制算法，解決風(fēng)機控制的風(fēng)速抖動(dòng)問(wèn)題，使得pg電機運轉平穩性得到 大幅度提高。

2空調室內機控制器軟件規劃

2.1軟件的總體設計　

在進(jìn)行室內機控制器軟件實(shí)現時(shí)，首先要進(jìn)行軟件設計，軟件設計主要基于模塊化設計思想 ，將軟件分解成若干功能，通過(guò)主程序將各軟件設計模塊有機地組織起來(lái)。該室內機控制器 的軟件設計模塊主要包括：主程序、紅外接收模塊、運行模塊、風(fēng)門(mén)步進(jìn)電機控制模塊、pg 風(fēng)機調速模塊、運行模式模塊、a/d轉換處理模塊。同時(shí)在設計時(shí)應考慮以下幾類(lèi)中斷：　　自動(dòng)按鍵中斷、風(fēng)機速度中斷，除此之外應規劃設計2個(gè)定時(shí)器中斷：設置定時(shí)器0產(chǎn)生250ms定時(shí)中斷，定時(shí)器1產(chǎn)生125 μs定時(shí)中斷。

2.2軟件的詳細設計　　

對室內機控制器在總體上進(jìn)行了模塊功能的設計后，應對每一個(gè)模塊的實(shí)現進(jìn)行詳細設計， 在這里以運行模式模塊為例來(lái)討論該模塊的詳細設計過(guò)程?！　】照{室內機運行模式主要包括：自動(dòng)運行模式、制冷運行模式、抽濕運行模式、通風(fēng)運行模 式和制熱運行模式。以下主要從各運行模式特點(diǎn)、各模式與主程序的流程圖規劃和運行模 式編程語(yǔ)言的選擇與編程實(shí)現等3個(gè)方面介紹如何開(kāi)發(fā)一個(gè)復雜工程。

2.2.1空調室內機各運行模式的特點(diǎn)　　

(1) 自動(dòng)運行模式進(jìn)入自動(dòng)模式，led顯示屏上自動(dòng)標志常亮，5 s 后選定工作模式，5 s期間風(fēng)門(mén)、風(fēng)速、溫度可調，空調根據最終設定溫度(默認初始設定值 24 ℃)與當前室溫的差別，自動(dòng)進(jìn)入制冷或制熱模式，以維持設定溫度，令室內溫度為t ，設定溫度為t0，當t≥t0時(shí)，進(jìn)入制冷運行；當t
(2) 制冷運行模式制冷運行模式溫度設定范圍為16~30 ℃（初始值24 ℃ ），當t≥t0時(shí)，壓縮機、外風(fēng)機運轉；當t
(3) 制熱運行模式制熱運行模式下溫度設定范圍為16~30 ℃（初始值24 ℃），當選定制熱運行方式后，可按圖3所示運行，在制熱過(guò)程中風(fēng)速可任意選擇，并在制 熱過(guò)程中考慮防冷風(fēng)控制、超負荷、吹余熱等保護功能的設置?！　?br> (4) 抽濕運行模式當選擇抽濕方式運轉，空調器將以制冷方式運轉到室 內溫度達到遙控器設定的溫度為止，然后轉入抽濕方式，開(kāi)3 min再停3 min，如此循環(huán)進(jìn)行 。停機時(shí)，內風(fēng)機延時(shí)30 s停止。在抽濕運轉時(shí)，溫度可調，溫度范圍設定在16~30 ℃?！　?br>
(5) 通風(fēng)運行模式在通風(fēng)運行模式下，室外機組停止運轉，室內風(fēng)機可 選擇自動(dòng)、高、中、低任意一檔風(fēng)速。當δt>4 ℃時(shí)，運行高風(fēng)，當δt<0 ℃時(shí)， 運行低風(fēng)。

2.2.2空調各運行模式的流程圖設計

面對復雜系統的實(shí)現，在程序實(shí)現之前，應依賴(lài)于流程圖使復雜的問(wèn)題變得清晰易于理解， 因此在分析了各運行模式的特點(diǎn)后，利用結構化分析方法將各運行模式模塊化，然后再在模 塊化的基礎上具體繪制各模塊的流程圖，將各功能模塊的功能進(jìn)行進(jìn)一步明確。以下給出了 主程序的流程圖和制冷運行模式的流程圖，如圖4、圖5所示。

2.2.3運行模式編程實(shí)現

各模塊的流程圖畫(huà)好后，下一步的工作就是要用某種編程語(yǔ)言實(shí)現各功能模塊。在 用編程語(yǔ) 言實(shí)現時(shí)，選擇了microchip公司提供的mplab（4.00）集成開(kāi)發(fā)環(huán)境。該開(kāi)發(fā)環(huán)境是micro chip公司為其pic系列單片機專(zhuān)門(mén)設計的開(kāi)發(fā)環(huán)境，該平臺包括編輯器、編譯環(huán)境、軟件仿 真、硬件仿真，同時(shí)該環(huán)境采用windows界面，開(kāi)發(fā)設計非常方便。由于篇幅的原因這里只 給出制冷運行模塊的編程實(shí)現。

3結語(yǔ)

分的了解，并在此基礎上運用結構化程序設計的方法進(jìn)行功能分解與模塊設計，使得 在編程時(shí)能達到事半功倍的效果，且有利于日后對程序的仿真和調試。