基于PIC16C74單片機空調(diào)室內(nèi)機軟件的實現(xiàn)

單片機軟件實現(xiàn)是單片機系統(tǒng)應(yīng)用的重點，他是在硬件設(shè)計基礎(chǔ)上實現(xiàn)程序設(shè)計的 重要環(huán)節(jié) 。單片機程序設(shè)計一般包括以下幾個步驟：軟件規(guī)劃、流程圖編制、代碼編寫。由于單片機 系統(tǒng)具有軟硬件緊密結(jié)合的特點，因此在基于某種單片機系統(tǒng)的軟件開發(fā)時，應(yīng)充分了解該 系統(tǒng)實現(xiàn)的硬件環(huán)境，同時也應(yīng)該在系統(tǒng)設(shè)計與硬件設(shè)計階段，對軟件設(shè)計有一個大體的規(guī) 劃。因此，本文在介紹室內(nèi)機控制器功能的基礎(chǔ)上，重點討論如何用軟件實現(xiàn)該室內(nèi)機的功 能。

1室內(nèi)機控制器的功能　　室內(nèi)機控制器主要是驅(qū)動風(fēng)門步進電機，接收來自紅外遙控器設(shè)計的指令，進入到相應(yīng)的工 作狀態(tài)，并顯示運行狀態(tài)?！　∈覂?nèi)機控制器包括以下幾個硬件電路模塊：室內(nèi)機處理器，室內(nèi)機驅(qū)動電路，風(fēng)門步進電機 ，顯示板電路（led）,紅外遙控接收/發(fā)送電路，室內(nèi)機外裝置串行通信電路，溫度傳感器 電路。室內(nèi)機控制電路框圖如圖1所示。

1.1室內(nèi)機cpu　　

從以上室內(nèi)機控制器包含的硬件電路模塊來看，要設(shè)計家用空調(diào)控制器在功能上要求具有2 路溫度傳感器，1個步進電機控制接口，1組pg調(diào)速風(fēng)機控制，10 個發(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，可以滿足以 上條件，該單片機具有以下特點：　　

(1) 獨立分離的數(shù)據(jù)總線和14 b指令總線的“哈佛”結(jié)構(gòu)，采用33條精簡指令集， 指令執(zhí)行速度快，效率高。內(nèi)含4 kb程序存儲器和192 b數(shù)據(jù)存儲器，滿足設(shè)計要求?！　?br>
(2) 內(nèi)置具有8路10 b a/d轉(zhuǎn)換，簡化電路設(shè)計?！　?br>
(3) 3個硬件定時器，便于控制器復(fù)雜的延時保護。1.2pg電機　　pg電機內(nèi)的霍爾傳感器主要是檢測電機的轉(zhuǎn)速并反饋到cpu中，最終達到調(diào)節(jié)風(fēng)速的 目的。在設(shè)計閉環(huán)風(fēng)機調(diào)速部分，可以采用簡單的二階伺服環(huán)路控制模式，在速度閉環(huán)的基 礎(chǔ)上增加加速度閉環(huán)控制算法，解決風(fēng)機控制的風(fēng)速抖動問題，使得pg電機運轉(zhuǎn)平穩(wěn)性得到 大幅度提高。

2空調(diào)室內(nèi)機控制器軟件規(guī)劃

2.1軟件的總體設(shè)計　

在進行室內(nèi)機控制器軟件實現(xiàn)時，首先要進行軟件設(shè)計，軟件設(shè)計主要基于模塊化設(shè)計思想 ，將軟件分解成若干功能，通過主程序?qū)⒏鬈浖O(shè)計模塊有機地組織起來。該室內(nèi)機控制器 的軟件設(shè)計模塊主要包括：主程序、紅外接收模塊、運行模塊、風(fēng)門步進電機控制模塊、pg 風(fēng)機調(diào)速模塊、運行模式模塊、a/d轉(zhuǎn)換處理模塊。同時在設(shè)計時應(yīng)考慮以下幾類中斷：　　自動按鍵中斷、風(fēng)機速度中斷，除此之外應(yīng)規(guī)劃設(shè)計2個定時器中斷：設(shè)置定時器0產(chǎn)生250ms定時中斷，定時器1產(chǎn)生125 μs定時中斷。

2.2軟件的詳細設(shè)計　　

對室內(nèi)機控制器在總體上進行了模塊功能的設(shè)計后，應(yīng)對每一個模塊的實現(xiàn)進行詳細設(shè)計， 在這里以運行模式模塊為例來討論該模塊的詳細設(shè)計過程。　　空調(diào)室內(nèi)機運行模式主要包括：自動運行模式、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、各模式與主程序的流程圖規(guī)劃和運行模 式編程語言的選擇與編程實現(xiàn)等3個方面介紹如何開發(fā)一個復(fù)雜工程。

2.2.1空調(diào)室內(nèi)機各運行模式的特點　　

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

2.2.2空調(diào)各運行模式的流程圖設(shè)計

面對復(fù)雜系統(tǒng)的實現(xiàn)，在程序?qū)崿F(xiàn)之前，應(yīng)依賴于流程圖使復(fù)雜的問題變得清晰易于理解， 因此在分析了各運行模式的特點后，利用結(jié)構(gòu)化分析方法將各運行模式模塊化，然后再在模 塊化的基礎(chǔ)上具體繪制各模塊的流程圖，將各功能模塊的功能進行進一步明確。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運行模式編程實現(xiàn)

各模塊的流程圖畫好后，下一步的工作就是要用某種編程語言實現(xiàn)各功能模塊。在 用編程語 言實現(xiàn)時，選擇了microchip公司提供的mplab（4.00）集成開發(fā)環(huán)境。該開發(fā)環(huán)境是micro chip公司為其pic系列單片機專門設(shè)計的開發(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，同時該環(huán)境采用windows界面，開發(fā)設(shè)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現(xiàn)。

3結(jié)語

分的了解，并在此基礎(chǔ)上運用結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計的方法進行功能分解與模塊設(shè)計，使得 在編程時能達到事半功倍的效果，且有利于日后對程序的仿真和調(diào)試。