单片机控制

    通常大型机组采用PLC控制，而小型机组多采用单片机，即采用专门芯片实施控制。传统微型计算机由CPU、若干块储存器和I/O芯片组成，而单片机则将COU/RAM/ROM/I/O都做在一块芯片上，单片机也因此而得名。

    单片机控制系统通常只针对被控阐述实施采样与控制，并且有必要的安全保护功能，同时还可采用各种先进的控制方法。这将大大降低控制系统的制作费用，节约成本，并保证控制精度和控制可靠性。例如，家用空调与家用电冰箱等小型制冷系统多采用专用芯片实施控制。

    对于房间空调器来说，单片机的任务是通过遥控器接受人的命令并根据房间的温度、室内热交换器的温度、室外热交换器的运行过程。具体地说，就是控制压缩机、室外风扇、换向阀、室内风扇、室内风向电动机，并能够将室内温度和设定温度用发光二极管显示出来。另外，系统软件中海油过电流检测功能以保护压缩机其状态可以通过发光二极管显示出来。

    家用分体式空调器室内机的红外遥控反射器（遥控器）必不可少，单片机能够准确地接受遥控信号并进行解码是时间遥控的关键。红外遥控反射器每次将一串数据信号进行脉冲编码调制，并且加上引导码和结束码，然后将脉冲编码用红外载波进行二次调制后发射出去。在接收端，由红外接收头接收后走掉红外载波，将脉冲编码信号送给单片机，由软件进行解码后供使用。

    红外遥控信号的信息流由五部分组成：引导码、识别码、起始码、数据码、结束码，其中数据码又由用户码、控制码及校验码组成。引导码为5ms 低电平；识别码为 4ms 高电平；起始码为0.5ms低电平；数据码由 112bit 的数据组成，0. 5ms 高电平代表 Obit， 1.5ms 高电平代表 1bit， 每两个bit码之间为0.5ms低电平，最后一个0.5ms低电平为结束码。每个bit 表示不同的遥控信号，由红外接收电路接收后，提供给单片机处理。红外遥控接收头通过 INT 中断服务程序完成解码，接收一次完整的遥控信号需发生 114次 INT 中断。用定时器 TMRI 对相邻中断的时间进行计时，以确定接收到的相应的bit 是“1”或“0”。最后一次中断时，中断服务程序还將对结束码进行确认，对112bit 接收到的数据进行和数校验。112 个数据码代表了所有的控制信息，包括工作模式判断、温度设定、功能设置、风速设定、风向设定、时间设定等。如温度设定由 8bit 数据码组成，则代表房间温度为 16~32S℃各个温度的设定值。

      系统的温度检测电路由测温度的热敏电阻传感器、分压电阻以及滤波电容组成。温度随热敏电阻传感器阻值的变化而变化，分压电压值也随之变化。单片机通过 A-D 转换查表，即可检测出相应的温度值。

     压缩机、室外风扇和换向闵的控制采用开关量控制，由单片机的 I/0 口输出的三路控制信号经放大后分别去控制继电器。室内风扇的控制采用双向晶闸管控制，可以调速，控制触发脉冲的a 角就可控制室内风扇的转速。而a角是以电源正弦波的过零点为基准的，因此，该电路中加人了对室内风扇电源正弦波的过零点检测。室内风向风机采用四相步进电动机，该步进电动机的功率比较小，可以由单片机输出的波形经功率放大器放大后直接驱动电动机转动。

      空调器有四种工作模式：自动模式、制冷模式、制热模式和除湿模式。

    自动模式   控制器根据房间温度自动判定空调器的运转模式。当房间温度大于25℃时，

空调器进入制冷模式：当房间温度小于25℃且大于22℃时，空调器进入除湿模式；当房问温度小于22℃时，空调器进人制热模式：自动运转时设定温座为 24℃。风速将根据房间温度与设定温度之差自动调节。

    制冷模式 室内风机、风向风机按设定方式运行。当房间温度高于设定温度时压缩机外风机开始运转，换向阀断开，此时空调器实行制冷运行，室内机吹出冷风：当房回温度低于设定温度时，压缩机、室外风机停止运行，如此循环不断实现制冷运行功能

     制热模式 当房间温度低于设定温度时，换向阔动作，4s 后压缩机动作，8s后外风机运转，当室内盘管温度大于 25℃时，室内风机起动，空调器实现制热运转。当房间温度高于设定温度时，压缩机、室外风机停止运转：当室内盘管温度低于 18℃时，室内风机关闭。

     除湿模式 空调器首先以制冷方式运转，当房间温度达到设定温度时，即转人除湿模式运转，压缩机继续运行，室内风机以低速运转，压缩机及室内风机以每运转 10min停止6min 的规律往复运转。除湿运转时，设定风速和温度均无效。

     除可实现上述功能外，单片机还可实现循环风功能、定时运行功能、睡眠功能以及自动

融霜功能等。选择循环风功能后，控制器只有室内风机及风向风机运转，压缩机、换向阀,

室外风机均停止运转，风速及风向均可设定。空调器可以通过遥控器设定定时开机、 定时关机及双重定时功能。制冷状态下设定睡眠功能后，房间设定温度再1h后自动提高1℃，在2h后在此提高1℃。此后设定温度保持不变，8h后空调器自动关机；制热状态下设定睡眠功能后，房间设定温度再1h后自动降低1℃，2h后再降低2℃，此后设定温度保持不变，8h后空调器自动关机。空调器处于制热运行模式时，室外环境温度较低，室外热交换器上会有结霜现象，当结霜达到一定厚度时，会影响室外热交换器的传热，从而影响空调器的效率。制冷机自动融霜控制功能是指当压缩机累计运转时间大于50min时，室外盘管温度若低于-4℃，则判定结霜较多。空调器进入融霜运行，此时压缩机和室外风机停止工作；5❽后换向阀断开，30s后压缩机运转，当检测到室外盘管温度大于12℃或融霜时间达到8min时，认为霜已除尽，空调器转入正常制热运行模式。

     软件采用模块结构，由一个主程序和若干子程序组成。主程序通过调用各个子程序组成。主程序通过各个子程序来完成单片机端口、控制寄存器、RAM单元的初始设定工作。在内存中，3个单元已有设定的工作模式、风速等重要信息数据。主程序对3个单元中的数据进行比较，若有1个单元中的数据与另外2个单元不同，则将2个相同单元中的数据恢复到不同单元中；若3个单元中的数据均不相同，则程序将重新初始化，空调器关机进入待机状态。温度检测子程序完成室内温度、室内盘管温度、室外盘管温度的采样、处理工作。红外接收处理子程序完成程序中所需的各种定时处理工作。风俗调节子程序根据实际转速差值，调节晶闸管道通角大小。主功能处理子程序完成制冷、制热、除湿和自动运行等各种工作状态下压缩机、室内风机、室外风机、风向电动机、换向阀的处理。步进电动机状态处理子程序完成步进电动机的开、关风向，摆风状态，各种定位状态的处理。自检子程序完成控制器各个输入、输出口的自我测试功能，检查控制器硬件点路是否正常。工作数据备份子程序将工作模式等重要数据存储到3个内存单元中。

       以往国内应用较多的是80C31及80C51系列芯片，这种芯片比较便宜，但是它没有

储器，只有CPU 和 I/0功能。它的 I/0 功能比较通用，如果用于液晶显示，仍然需要采用

 I/0，这样组成的系统体积比较庞大，可靠性就降低了，抗于扰能力也会较差。而目前

、型家用制冷空调系统中，液晶显示已经相当普遍，新推出的新型冰箱与空调器上较多采

广液晶单色或彩色显示，以往的单片机已经不能适应产品的需要。因此，新近发展的适用

小型家用制冷空调系统的单片机不但具有以往单片机的 CPU、I/0 和存储器功能，还增加

可以驱动 LED的大电流 I/0 功能，如日本Renesas 公司于 2004 年8月推出的M3754462ASP 芯片就具有这个功能。它提高了控制系统的可靠性，缩短了开发周期。

      下面介绍一个基于 M37544G2ASP 芯片的小型热泵热水器控制系统。M3754AG2ASP 除具有 CPU、存储器及必要的 1/0 通道外，其内置的外国设备包括：1个16bit 定时器，2个带有8bit 预定标器定时器，拥有6通道的 8bit a/D 转换器，拥有1通道的非同步/同步串行口，并搭载了可直接驱动LED 的大电 流管脚。因此，它的功能韭常强大。

    该控制系统主要采集温度信号，控制压缩机、风机、四通换向阀以及辅助电加热装置，除此之外，还有LED显示。由于M3754AG2ASP 芯片的特点，使得所设计的电路更加简单。可以看出，新近发展的单片机更适合小型制冷装置应用。