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基于单片机的自习室空调温度智能控制系统.doc

发布时间：2022-06-02 发布人：admin 分类：说明书 资料大小：15.05M 资料格式：doc 举报 版权申诉
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    摘 要
    Abstract
    目 录
    1. 引言
    1.1 选题的背景
    1.2 研究目的与意义
    1.3 章节概括与预览
    2. 系统设计方案
    2.1 设计的任务与要求
    2.2 空调的工作原理以及单片机的简单介绍
    2.3 系统总体设计方案
    2.4 温度传感器的分类与选择
    2.4.1温度传感器的分类
    2.4.2 温度传感器的选择
    2.5 单片机的选择
    2.6 单片机最小系统
    3. 软件仿真设计
    3.1 系统方案流程图
    3.2 温度检测电路设计
    3.3 按键扫描电路设计
    3.4 液晶显示电路设计
    3.5 驱动电路设计
    3.6时钟电路设计
    3.7 人体感应电路设计
    4. 硬件电路设计
    4.1 硬件总体设计方案
    4.2 硬件主要模块详情
    4.2.1 温度传感器模块
    4.2.2 人体感应模块
    4.2.3 液晶显示模块
    4.2.4 升温模块和降温模块
    4.2.5 按键模块
    5. 系统的调试与仿真
    6. 结语
    参考文献
    致 谢
    本科生毕业论文（设计） 题目：基于单片机的自习室空调温度智能 控制系统 计算机学院 工 科 院 学 学科门类 专 业 计算机科学与技术 学 号 姓 名 指导教师 1610411005 张 青 王 璐 年 月 日
    承 诺 书 本人向合肥师范学院提出学士学位申请，本人郑重声明：所提 交的学位论文是本人在导师的指导下独立完成的。据我所知，除文 中特别加以说明、标注和致谢的地方外，论文中不包括其他人已经 发表或撰写过的研究成果，也不包括其他人为获得任何教育、科研 机构的学位或证书而使用过的材料。 在此本人郑重承诺：所提交的学位论文不存在舞弊作伪行为， 文责自负。 学位申请人（学位论文作者）签名： 年 月 日 为确保本科毕业论文（设计）质量，本人已对该生学位论文 的学术性、规范性进行了全面审查，该生学位论文符合学校有关 文件要求。 学位论文指导教师签名： 年 月 日
    合肥师范学院 2020 届本科生毕业设计 摘 要 近年来，温度检测与控制在自动控制领域中占用重要的地位，智能温度测控系统在各 领域也得到了广泛的应用。 本设计是一种基于单片机的智能空调温度控制系统，以 STC89C52 单片机为整个控制 系统的核心，通过 hc-sr501 人体感应模块，可以检测出自习室是否有人，从而自动控制空 调的开关。同时，可由温度传感器模块测出自习教室内实时温度，并与人为设定的温度范 围进行比较，进而实现对自习室空调温度的调节与控制。这种智能空调温度控制系统运用 在自习室内，不仅解决了老式空调存在的一些能源浪费的现象，节约了能源，同时又保持 了自习室内适宜的温度，给学生们营造出舒适的学习环境。 关键词：单片机；智能空调；STC89C52 I
    合肥师范学院 2020 届本科生毕业设计 Abstract In recent years, temperature detection and control play an important role in the field of automatic control, and intelligent temperature measurement and control system has been widely used in various fields. This design is a kind of intelligent air conditioning temperature control system based on MCU, STC89C52 MCU as the core of the entire control system, through the hc-sr501 human body induction module, can detect whether there is someone in the study room, so as to automatically control the air conditioning switch. Meanwhile, the real-time temperature in the self-study classroom can be measured by the temperature sensor module. And compared with the artificially set temperature range, and then achieve the self-study room air conditioning temperature regulation and control. This intelligent air conditioning temperature control system is used in the self-study room, which not only solves the problem of energy waste in the old air conditioning, saves energy, but also maintains the proper temperature in the self-study room, creating a comfortable learning environment for students. Key Words: microcomputers with a chip; Intelligent air conditioning; AT89C52 II
    合肥师范学院 2020 届本科生毕业设计 目 录 摘 要 ............................................... I Abstract .............................................II 1. 引言 .............................................. 1 1.1 选题的背景 ....................................... 1 1.2 研究目的与意义 ......................................... 1 1.3 章节概括与预览 ................................... 1 2. 系统设计方案 ...................................... 2 2.1 设计的任务与要求 ................................. 2 2.2 空调的工作原理以及单片机的简单介绍 ............... 2 2.3 系统总体设计方案 ................................. 2 2.4 温度传感器的分类与选择 ........................... 3 2.4.1 温度传感器的分类 ............................3 2.4.2 温度传感器的选择 ........................... 4 2.5 单片机的选择 ..................................... 4 2.6 单片机最小系统 ................................... 5 3. 软件仿真设计 ...................................... 7 3.1 系统方案流程图 ................................... 7 3.2 温度检测电路设计 ................................. 7 3.3 按键扫描电路设计 ................................. 8 3.4 液晶显示电路设计 ................................. 9 3.5 驱动电路设计 .................................... 10 3.6 时钟电路设计 .................................... 11 3.7 人体感应电路设计 ................................ 12 4. 硬件电路设计 ..................................... 13 4.1 硬件总体设计方案 ................................ 13 4.2 硬件主要模块详情 ................................ 14 4.2.1 温度传感器模块 ............................ 14 4.2.2 人体感应模块 .............................. 15 4.2.3 液晶显示模块 .............................. 17
    合肥师范学院 2020 届本科生毕业设计 4.2.4 升温模块和降温模块 ........................ 18 4.2.5 按键模块 .................................. 19 5. 系统的调试与仿真 ................................. 20 6. 结语 ............................................. 23 参考文献 ............................................ 24 致 谢 .............................................. 25
    合肥师范学院 2020 届本科生毕业设计 1. 引言 1.1 选题的背景 随着现代科技的进步与智能家居的普及，越来越多的地方不仅仅使用人为控制的电 器，更多的是使用智能控制的产品，解放人们的双手和大脑。不管是炎热的夏天还是寒冷 的冬季，自习室的同学们都在刻苦的学习。假如有一个温度适宜的环境，是不是就可以大 大提高学习效率呢？为了给同学们提供一个良好的学习环境，基于单片机的智能空调控制 调节系统是很有必要的。 1.2 研究目的与意义 目前，虽然我们的教室和自习室有空调，但是温度不能较好的控制在一定的范围之内， 导致有的时候，温度过低，有的时候温度过高。而学习需要长时间的专注，只有在一定的 温度环境内才能长期感觉舒适。用单片机[1]来控制空调温度，保持自习室内温度适宜，不 仅给我们提供了一个舒适的学习环境，还能有效地节约能源。 本设计针对老式空调存在的一些能源浪费的现象设计出了智能空调温度控制系统，不 仅节约了能源，同时还给学生们营造了适宜的学习环境。 1.3 章节概括与预览 本篇论文总由六个部分组成，内容概括如下： 第一章：引言。内容：主要是对单片机智能控制空调温度的应用进行背景介绍，还有 其当下的研究意义和目的。 第二章：系统设计方案。内容：在开始仿真之前，需要有一个大致的总体框架。在设 计中，需要运用到一些硬件的选择，这一章会简单介绍空调原理和单片机的部分硬件。 第三章：软件系统设计。内容：这一章会详细介绍本设计的仿真电路图的各个电路模 块。 第四章：硬件电路设计。内容：先介绍硬件的总体构成，再详细介绍硬件电路所用到 的单元模块和元件。 第五章：系统的调试与仿真。内容：本部分是测试仿真和硬件的功能实现，记录数据， 和模拟场景。 第六章：结语。内容：总结当前毕业设计的心得感悟，提出对未来的看法。 1
    合肥师范学院 2020 届本科生毕业设计 2. 系统设计方案 2.1 设计的任务与要求 本设计基于 51 单片机空调温度智能控制系统[2]，要求采用单片机作为空调温度控制 器，实时控制空调温度。其任务是用单片机实时确定自习室温度，并用单片机上的按键调 节温度范围。与目前的室内温度相比，如果室内温度低于设定的最低温度，单片机可以通 过继电器控制空调压缩机实现升温。如果温度高于设定的最高温度，则由单片机驱动空调 系统，设置压缩机，使其实现冷却操作。同时，单片机可以判断房间里是否有人，有人开 空调，没有人关空调。通过空调系统的智能控制，既节能又省工。 2.2 空调的工作原理以及单片机的简单介绍 空调的工作原理： 空调系统的冷却系统由蒸发器、压缩机、电容器和毛细管组成。根据空调的循环系统， 通过管道将其连成一个整体。压缩机通过控制气态氟利昂的冷热转化来进行升温和降温。 单片机的简单介绍： 单片机就是一个微型计算机系统，可以在这个系统里面烧写代码，进行高低电平的输 出，从而控制相应的元件。目前市面上有很多种类的单片机，例如 ARM 单片机，51 单片机， STC 单片机等等。 STC 单片机虽然并不比 51 单片机便宜，但它的功能性比 51 单片机更好，可以说是 51 单片机增强版，它是国产单片机中比较出色的单片机。 2.3 系统总体设计方案 整个系统先采用 Proteus 8 Professional 仿真软件进行电路设计，使用 Keil uVision5 进 行编码，所用到的是 C 语言。做出硬件后，再通过 stc-isp-15xx-v6.87B 进行代码的烧录， 来完成功能的实现，具体所用到的电路和技术如下： (1) 系统的中控部分是 STC89C52 单片机作为核心芯片，输出+5V 电压，采用内部时 钟电路。 (2) 对于室内人员的监控，使用人体感应模块进行实时监控。 (3) 采用温度采集模块[3]进行室内温度的实时检测。 (4) 单片机上用一个显示器显示当前室内温度，同时显示设置菜单等相关数据。 (5) 按键模块来设置室内温度范围，超出温度范围单片机就会发出指令来控制压缩机， 2
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