热泵式分体壁挂空调以优越性能为广大家庭选用,其核心在控制系统。本文介绍一种基于PIC16C72的空调控制系统设计。
系统具有制冷、制热、除湿、自动4种工作模式,以及定时、睡眠、风向、智能化霜、应急运转、试运转与5种可调室内风速等控制功能。定时开机时可依据房间温度智能判断、自动调整开机时间,避免开机时过冷或过热;可对设定温度与房间温度两种各10个温度值同时指示;并具备完整抗干扰与保护功能。系统硬件简单可靠、软件控制功能完善、抗干扰能力强,性价比高。
控制器原理:系统CPU根据遥控器或按键命令,对采集的温度进行智能判断,作出制冷、制热或除湿运行,再经接口电路驱动压缩机、换向阀、风向电机与室内风机,并对温度用LED指示。
单片机选择:系统有3路温度模拟输入及1路电压、1路电流模拟输入共5路模拟量,须选内含A/D转换器的单片机。经比较选用Microchip的PIC16C72:具有5路模拟量输入的A/D转换器、8位逻辑运算单元与工作寄存器、2KB程序存储器、128个数据存储器、3个端口(A、B、C口)共22条I/O线、3个定时器/计数器;仅35条RISC指令且易学高效,含看门狗并提供对软件运行出错保护。
模拟输入电路:热敏电阻测温加一级电容滤波;对外交换温度检测因干扰较大加二极管限幅保护;将传感器不同电阻对应的分压值送入A/D转换口。8位转换精度可达0.5℃,满足检测精度要求。过流信号不经过比较器,而由模拟整流分压直接输入,单片机每500μs检测一次并软件比较确认是否过流;过零电压检测亦用模拟整流分压直接输入(因两半波过零点都要检测,用桥式整流)。
温度指示电路:仅占2根I/O线与1个八位移位寄存器74LS164,可同时显示10个温度值——设定温度稳定指示,房间温度以1s间隔闪烁指示;非端点温度(22~29℃)转换成显示码,经RB6产生CLOCK、RB7串行送出至74LS164。
风向电机控制:风向叶片有自动、摆动及5种固定角度。用DC12V四相八拍步进电机,以RB2~RB5作为四相(A、B、C、D)八拍环形分配时序、经ULN2003放大驱动;按目标与当前位置角度差输出相应脉拍数、按时序控制正反转。
室内风机控制:采用双向晶闸管移相控制实现电压调速。以RA5口检测电压过零点为同步信号,定时器控制产生所需脉冲相位与宽度、从RC1输出,经晶体管放大、脉冲变压器隔离后触发双向晶闸管;为减小脉冲变压器容量,输出几个连续窄脉冲序列。