单片机控制的空调温度系统设计与程序实现

"这篇本科毕业论文探讨了基于AT89S51单片机的空调机温度控制系统的详细设计，涵盖了硬件构建、软件编程以及控制策略。论文中提到了使用DS18B20温度传感器采集温度信号，通过单片机进行处理，实现了对温度的有效控制。硬件部分包括温度检测、控制、串口通讯和接口电路。软件设计采用了模块化结构，如数码管显示、键盘扫描、温度处理、继电器控制和超温报警等功能模块。论文还涉及了一种改进的模糊控制方法，结合PID控制，以应对温度控制中的纯滞后特性，通过数字仿真证明了其优越性能。此外，系统软件使用汇编语言编写，支持在Windows 2000/xp平台上运行，具有用户友好的界面和多种功能，如在线参数调整、图形显示和数据保存打印。" 这篇论文详细阐述了基于单片机的空调温度控制系统的实现过程，首先介绍了系统的核心——AT89S51单片机，它接收由DS18B20温度传感器提供的数字温度信号，进行数据处理。硬件部分包括了温度检测电路，用于获取环境温度；温度控制电路，用于根据单片机指令调整空调工作状态；PC机与单片机间的串口通讯电路，实现远程控制和数据交换；以及各种接口电路，确保系统与其他设备的兼容性和扩展性。 在软件设计方面，采用了模块化编程，这有助于提高代码的可读性和可维护性。主要包括数码管显示模块，用于实时显示当前温度；键盘扫描及按键处理模块，允许用户输入控制指令；温度信号处理程序，负责数据解析和处理；继电器控制程序，控制空调的启停；以及超温报警程序，当温度超出预设范围时启动警告。 论文还深入研究了温度控制的理论基础，从热力学角度分析了温度对象的特性，并建立了近似一阶带纯滞后的数学模型，为控制算法的设计提供了理论依据。针对纯滞后特性，提出了模糊控制与PID控制的结合方案，通过数字仿真验证了这种控制方法可以有效减小超调、缩短调节时间并增强系统的鲁棒性。 在实际应用层面，通过实物实验验证了改进模糊控制算法对非线性、纯滞后对象的控制效果，证明了系统的精度和实用性。软件部分采用汇编语言编写，控制算法部分则采用了C与汇编的混合编程，确保了执行效率。系统运行于Windows 2000/xp平台，具备友好的用户界面和丰富的功能，如在线调整控制参数、图形化显示数据以及数据保存打印等，提升了用户体验和系统的功能性。 关键词涉及的领域包括PWM（脉宽调制）控制，模型辨识，模糊控制和PID（比例积分微分）控制，这些都是在温度控制系统设计中至关重要的技术。通过这些技术和方法的综合运用，实现了高效且精确的空调温度控制。