PIC單片機在中央空調(diào)控制器中的應用

【摘　要】　基于PIC16F877／16C74單片機，設計了一種能滿足用戶尺寸要求的中央空調(diào)控制器。
??? 關鍵詞：PIC16F877，中央空調(diào)控制器，紅外遙控編碼，紅外遙控譯碼，模數(shù)轉換　　

1　引　言
　　中央空調(diào)控制器有別于普通空調(diào)控制器。普通空調(diào)控制器安裝于室內(nèi)掛機內(nèi)，對控制器尺寸要求不高，采用任何單片機加上外擴，不管多少外圍器件都沒問題。但中央空調(diào)控制器由于沒有可放置的室內(nèi)機，所以只能單獨放置，這樣，就要求控制器小巧精致。本設計中，用戶要求設計的控制器尺寸與一般的家用開關面板大小相仿，上面排布七個按鍵，十個LED發(fā)光指示和一個溫度顯示，功能上還有遙控、兩路溫度采樣等。
2　系統(tǒng)硬件設計
??? 根據(jù)用戶要求，我們進行了初步設計。在排布組件時，我們就發(fā)現(xiàn)，這么小的空間，放上面板所需的鍵盤、顯示后，只留下了一片單片機的位置，那么A／D、紅外遙控譯碼和外圍驅動電路怎么放？經(jīng)過比較，我們最終選擇了PIC單片機。在開發(fā)階段使用PIC16F877，以后還可改為PIC16C74，以降低產(chǎn)品成本。
??? PIC16F877應用于本系統(tǒng)具有以下優(yōu)勢：
　　·自帶10位多通道模數(shù)轉換器，因而無須增加外圍模數(shù)轉換器；
　　·有三個定時器，有足夠的時鐘可用，因為空調(diào)控制最重要的部分就在時鐘上，而且實現(xiàn)紅外遙控的軟件解碼亦需定時器。
　　設計中，為了減少驅動要求，全部采用低電平有效，這樣就進一步減少了外圍器件對空間的要求。

　　圖1中，RA3引腳由于模數(shù)轉換的設置限制而不能使用，RC0、RC1引腳由于時鐘定義限制而不能使用。
3　系統(tǒng)軟件設計
3．1　總體設計方案
　　系統(tǒng)主程序非常簡單，主要執(zhí)行一個任務，就是鍵盤掃描檢測，因為PIC16F877只有一個外部中斷引腳，為實現(xiàn)紅外遙控軟解碼，鍵盤須采用掃描查詢方式。本系統(tǒng)的技術方案主要集中在紅外遙控軟件解碼和時鐘控制上。
3．2　紅外遙控軟件解碼
　　紅外遙控采用HOLTEK公司的HT6221多功能編碼芯片，該公司公布的資料顯示，該芯片采用PPM進行編碼，HT6221每發(fā)送一個碼，先送出一個9ms的頭碼和4．5ms的間隙，然后依次送出16位的地址碼（18ms～36ms）、8位數(shù)據(jù)碼（9ms～18ms）和8位數(shù)據(jù)反碼，圖2給出了DOUT引腳上輸出的格式。
　　數(shù)據(jù)的識別為：1．12ms為0，2．24ms為1，如圖3所示。這樣，紅外遙控軟件解碼需設計一時鐘，與中斷同步計數(shù)就可識別了。本系統(tǒng)的系統(tǒng)時鐘為4MHz，為了便于識別數(shù)據(jù)值，我們確定：時鐘中斷為0．28ms。其基本工作原理為：通過判斷兩次外部中斷間時鐘中斷的次數(shù)（即時間值）來解碼?；?a target="_blank">算法如下：

3．3　時鐘控制設計
　　時鐘中斷設計是本系統(tǒng)的重點，系統(tǒng)每一部分功能幾乎都圍繞時鐘進行，例如：制冷室內(nèi)風機起動20秒后壓縮機外風機才起動，溫度到時，壓縮機關機20秒后關風機，壓縮機停機后三分鐘才能再開；按鍵調(diào)溫度，5秒停止按鍵后恢復，并顯示溫度，LED要閃爍。各種模式下，除了本身控制需要的時間要求外，還有許多為保護系統(tǒng)而設的時鐘要求。經(jīng)過對系統(tǒng)的仔細分析，設計方案主要從兩個方面著手：
　　一是處理好各種狀態(tài)，為此，為每種狀態(tài)都定義狀態(tài)標志如下：
??? 系統(tǒng)的四種切換模式定義狀態(tài)，定義名為mode



　　上面列出了系統(tǒng)所定義的狀態(tài)，正是有了這些狀態(tài)的幫助，才方便了時間控制的處理。
　　二是經(jīng)分析，時鐘的要求盡管多，但都為秒、分、時，所以就設計了一個真正的“時鐘”，把“秒”的控制放在“秒”一段，“分”的放在“分”一段，“時”的放在“時”一段，結合上面的狀態(tài)，使控制邏輯非常清晰。下面給出算法示意：
　　時鐘中斷服務程序
??? Secs＋＋“秒”計數(shù)
If Secs<6
goto sec-1 如果不到1分鐘，處理“秒”程序段
else
??? {



　　以上程序是用匯編語言實現(xiàn)的，為了清晰及減少篇幅，這里改用算法描述來說明。