基于PIC16C74单片机空调室内机软件的实现

       单片机软件实现是单片机系统应用的重点，他是在硬件设计基础上实现程序设计的 重要环节 。单片机程序设计一般包括以下几个步骤：软件规划、流程图编制、代码编写。由于单片机 系统具有软硬件紧密结合的特点，因此在基于某种单片机系统的软件开发时，应充分了解该 系统实现的硬件环境，同时也应该在系统设计与硬件设计阶段，对软件设计有一个大体的规划。因此，本文在介绍室内机控制器功能的基础上，重点讨论如何用软件实现该室内机的功能。

1.0室内机控制器的功能　　
       室内机控制器主要是驱动风门步进电机，接收来自红外遥控器设计的指令，进入到相应的工 作状态，并显示运行状态。　　
       室内机控制器包括以下几个硬件电路模块：室内机处理器，室内机驱动电路，风门步进电机 ，显示板电路（LED）,红外遥控接收/发送电路，室内机外装置串行通信电路，温度传感器 电路。



2.2.3运行模式编程实现1.1室内机CPU　　

       从以上室内机控制器包含的硬件电路模块来看，要设计家用空调控制器在功能上要求具有2 路温度传感器，1个步进电机控制接口，1组PG调速风机控制，10 个发光二极管温度指 示，红 外遥控接收接口和室外机组控制接口。选择Microchip公司的PIC16C74单片机，可以满足以 上条件，该单片机具有以下特点：　　
(1) 独立分离的数据总线和14 b指令总线的“哈佛”结构，采用33条精简指令集， 指令执行速度快，效率高。内含4 kB程序存储器和192 B数据存储器，满足设计要求。　　
(2) 内置具有8路10 b A/D转换，简化电路设计。　　
(3) 3个硬件定时器，便于控制器复杂的延时保护。1.2PG电机 PG电机内的霍尔传感器主要是检测电机的转速并反馈到CPU中，最终达到调节风速的 目的。在设计闭环风机调速部分，可以采用简单的二阶伺服环路控制模式，在速度闭环的基 础上增加加速度闭环控制算法，解决风机控制的风速抖动问题，使得PG电机运转平稳性得到 大幅度提高。

2.0空调室内机控制器软件规划

2.1软件的总体设计　

       在进行室内机控制器软件实现时，首先要进行软件设计，软件设计主要基于模块化设计思想 ，将软件分解成若干功能，通过主程序将各软件设计模块有机地组织起来。该室内机控制器 的软件设计模块主要包括：主程序、红外接收模块、运行模块、风门步进电机控制模块、PG 风机调速模块、运行模式模块、A/D转换处理模块。同时在设计时应考虑以下几类中断：自动按键中断、风机速度中断，除此之外应规划设计2个定时器中断：设置定时器0产生250ms定时中断，定时器1产生125 μs定时中断。

2.2软件的详细设计　　

       对室内机控制器在总体上进行了模块功能的设计后，应对每一个模块的实现进行详细设计， 在这里以运行模式模块为例来讨论该模块的详细设计过程。　　空调室内机运行模式主要包括：自动运行模式、制冷运行模式、抽湿运行模式、通风运行模 式和制热运行模式。以下主要从各运行模式特点、各模式与主程序的流程图规划和运行模 式编程语言的选择与编程实现等3个方面介绍如何开发一个复杂工程。

2.2.1空调室内机各运行模式的特点　　

(1) 自动运行模式进入自动模式，LED显示屏上自动标志常亮，5 s 后选定工作模式，5 s期间风门、风速、温度可调，空调根据最终设定温度(默认初始设定值 24 ℃)与当前室温的差别，自动进入制冷或制热模式，以维持设定温度，令室内温度为T ，设定温度为T0，当T≥T0时，进入制冷运行；当T
(2) 制冷运行模式制冷运行模式温度设定范围为16~30 ℃（初始值24 ℃ ），当T≥T0时，压缩机、外风机运转；当T
(3) 制热运行模式制热运行模式下温度设定范围为16~30 ℃（初始值24 ℃），当选定制热运行方式后，可按图3所示运行，在制热过程中风速可任意选择，并在制 热过程中考虑防冷风控制、超负荷、吹余热等保护功能的设置。　　
(4) 抽湿运行模式当选择抽湿方式运转，空调器将以制冷方式运转到室 内温度达到遥控器设定的温度为止，然后转入抽湿方式，开3 min再停3 min，如此循环进行 。停机时，内风机延时30 s停止。在抽湿运转时，温度可调，温度范围设定在16~30 ℃。　　
(5) 通风运行模式在通风运行模式下，室外机组停止运转，室内风机可 选择自动、高、中、低任意一档风速。当Δt>4 ℃时，运行高风，当Δt<0 ℃时， 运行低风。

2.2.2空调各运行模式的流程图设计

       面对复杂系统的实现，在程序实现之前，应依赖于流程图使复杂的问题变得清晰易于理解， 因此在分析了各运行模式的特点后，利用结构化分析方法将各运行模式模块化，然后再在模 块化的基础上具体绘制各模块的流程图，将各功能模块的功能进行进一步明确。


       各模块的流程图画好后，下一步的工作就是要用某种编程语言实现各功能模块。在 用编程语 言实现时，选择了Microchip公司提供的MPLAB（4.00）集成开发环境。该开发环境是Micro chip公司为其PIC系列单片机专门设计的开发环境，该平台包括编辑器、编译环境、软件仿 真、硬件仿真，同时该环境采用Windows界面，开发设计非常方便。由于篇幅的原因这里只 给出制冷运行模块的编程实现。

   

3.结语


分的了解，并在此基础上运用结构化程序设计的方法进行功能分解与模块设计，使得 在编程时能达到事半功倍的效果，且有利于日后对程序的仿真和调试。