PIC單片機(jī)在中央空調(diào)控制器中的應(yīng)用

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(jī)內(nèi)，對(duì)控制器尺寸要求不高，采用任何單片機(jī)加上外擴(kuò)，不管多少外圍器件都沒(méi)問(wèn)題。但中央空調(diào)控制器由于沒(méi)有可放置的室內(nèi)機(jī)，所以只能單獨(dú)放置，這樣，就要求控制器小巧精致。本設(shè)計(jì)中，用戶要求設(shè)計(jì)的控制器尺寸與一般的家用開關(guān)面板大小相仿，上面排布七個(gè)按鍵，十個(gè)LED發(fā)光指示和一個(gè)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(shè)計(jì)

根據(jù)用戶要求，我們進(jìn)行了初步設(shè)計(jì)。在排布組件時(shí)，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(jī)的位置，那么A／D、紅外遙控譯碼和外圍驅(qū)動(dòng)電路怎么放？經(jīng)過(guò)比較，我們最終選擇了PIC單片機(jī)。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(yīng)用于本系統(tǒng)具有以下優(yōu)勢(shì)：

·自帶10位多通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器，因而無(wú)須增加外圍模數(shù)轉(zhuǎn)換器；

·有三個(gè)定時(shí)器，有足夠的時(shí)鐘可用，因?yàn)榭照{(diào)控制最重要的部分就在時(shí)鐘上，而且實(shí)現(xiàn)紅外遙控的軟件解碼亦需定時(shí)器。

設(shè)計(jì)中，為了減少驅(qū)動(dòng)要求，全部采用低電平有效，這樣就進(jìn)一步減少了外圍器件對(duì)空間的要求。

圖1中，RA3引腳由于模數(shù)轉(zhuǎn)換的設(shè)置限制而不能使用，RC0、RC1引腳由于時(shí)鐘定義限制而不能使用。

3　系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

3．1　總體設(shè)計(jì)方案

系統(tǒng)主程序非常簡(jiǎn)單，主要執(zhí)行一個(gè)任務(wù)，就是鍵盤掃描檢測(cè)，因?yàn)镻IC16F877只有一個(gè)外部中斷引腳，為實(shí)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(shù)方案主要集中在紅外遙控軟件解碼和時(shí)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(jìn)行編碼，HT6221每發(fā)送一個(gè)碼，先送出一個(gè) 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(shí)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(shè)計(jì)一時(shí)鐘，與中斷同步計(jì)數(shù)就可識(shí)別了。本系統(tǒng)的系統(tǒng)時(shí)鐘為4MHz，為了便于識(shí)別數(shù)據(jù)值，我們確定：時(shí)鐘中斷為0．28ms。其基本工作原理為：通過(guò)判斷兩次外部中斷間時(shí)鐘中斷的次數(shù)（即時(shí)間值）來(lái)解碼?；舅惴ㄈ缦拢?/p>

3．3　時(shí)鐘控制設(shè)計(jì)

時(shí)鐘中斷設(shè)計(jì)是本系統(tǒng)的重點(diǎn)，系統(tǒng)每一部分功能幾乎都圍繞時(shí)鐘進(jìn)行，例如：制冷室內(nèi)風(fēng)機(jī)起動(dòng)20秒后壓縮機(jī)外風(fēng)機(jī)才起動(dòng)，溫度到時(shí)，壓縮機(jī)關(guān)機(jī)20秒后關(guān)風(fēng)機(jī)，壓縮機(jī)停機(jī)后三分鐘才能再開；按鍵調(diào)溫度，5秒停止按鍵后恢復(fù)，并顯示溫度，LED要閃爍。各種模式下，除了本身控制需要的時(shí)間要求外，還有許多為保護(hù)系統(tǒng)而設(shè)的時(shí)鐘要求。經(jīng)過(guò)對(duì)系統(tǒng)的仔細(xì)分析，設(shè)計(jì)方案主要從兩個(gè)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(biāo)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(shí)間控制的處理。

二是經(jīng)分析，時(shí)鐘的要求盡管多，但都為秒、分、時(shí)，所以就設(shè)計(jì)了一個(gè)真正的“時(shí)鐘”，把“秒”的控制放在“秒”一段，“分”的放在“分”一段，“時(shí)”的放在“時(shí)”一段，結(jié)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(shí)鐘中斷服務(wù)程序
    Secs＋＋“秒”計(jì)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(yǔ)言實(shí)現(xiàn)的，為了清晰及減少篇幅，這里改用算法描述來(lái)說(shuō)明。