PIC单片机在中央空调控制器中的应用

【摘　要】　基于PIC16F877／16C74单片机，设计了一种能满足用户尺寸要求的中央空调控制器。
    关键词：PIC16F877，中央空调控制器，红外遥控编码，红外遥控译码，模数转换　　

1　引　言
　　中央空调控制器有别于普通空调控制器。普通空调控制器安装于室内挂机内，对控制器尺寸要求不高，采用任何单片机加上外扩，不管多少外围器件都没问题。但中央空调控制器由于没有可放置的室内机，所以只能单独放置，这样，就要求控制器小巧精致。本设计中，用户要求设计的控制器尺寸与一般的家用开关面板大小相仿，上面排布七个按键，十个LED发光指示和一个温度显示，功能上还有遥控、两路温度采样等。
2　系统硬件设计
    根据用户要求，我们进行了初步设计。在排布组件时，我们就发现，这么小的空间，放上面板所需的键盘、显示后，只留下了一片单片机的位置，那么A／D、红外遥控译码和外围驱动电路怎么放？经过比较，我们最终选择了PIC单片机。在开发阶段使用PIC16F877，以后还可改为PIC16C74，以降低产品成本。
    PIC16F877应用于本系统具有以下优势：
　　·自带10位多通道模数转换器，因而无须增加外围模数转换器；
　　·有三个定时器，有足够的时钟可用，因为空调控制最重要的部分就在时钟上，而且实现红外遥控的软件解码亦需定时器。
　　设计中，为了减少驱动要求，全部采用低电平有效，这样就进一步减少了外围器件对空间的要求。

　　图1中，RA3引脚由于模数转换的设置限制而不能使用，RC0、RC1引脚由于时钟定义限制而不能使用。
3　系统软件设计
3．1　总体设计方案
　　系统主程序非常简单，主要执行一个任务，就是键盘扫描检测，因为PIC16F877只有一个外部中断引脚，为实现红外遥控软解码，键盘须采用扫描查询方式。本系统的技术方案主要集中在红外遥控软件解码和时钟控制上。
3．2　红外遥控软件解码
　　红外遥控采用HOLTEK公司的HT6221多功能编码芯片，该公司公布的资料显示，该芯片采用PPM进行编码，HT6221每发送一个码，先送出一个9ms的头码和4．5ms的间隙，然后依次送出16位的地址码（18ms～36ms）、8位数据码（9ms～18ms）和8位数据反码，图2给出了DOUT引脚上输出的格式。
　　数据的识别为：1．12ms为0，2．24ms为1，如图3所示。这样，红外遥控软件解码需设计一时钟，与中断同步计数就可识别了。本系统的系统时钟为4MHz，为了便于识别数据值，我们确定：时钟中断为0．28ms。其基本工作原理为：通过判断两次外部中断间时钟中断的次数（即时间值）来解码。基本算法如下：

3．3　时钟控制设计
　　时钟中断设计是本系统的重点，系统每一部分功能几乎都围绕时钟进行，例如：制冷室内风机起动20秒后压缩机外风机才起动，温度到时，压缩机关机20秒后关风机，压缩机停机后三分钟才能再开；按键调温度，5秒停止按键后恢复，并显示温度，LED要闪烁。各种模式下，除了本身控制需要的时间要求外，还有许多为保护系统而设的时钟要求。经过对系统的仔细分析，设计方案主要从两个方面着手：
　　一是处理好各种状态，为此，为每种状态都定义状态标志如下：
    系统的四种切换模式定义状态，定义名为mode



　　上面列出了系统所定义的状态，正是有了这些状态的帮助，才方便了时间控制的处理。
　　二是经分析，时钟的要求尽管多，但都为秒、分、时，所以就设计了一个真正的“时钟”，把“秒”的控制放在“秒”一段，“分”的放在“分”一段，“时”的放在“时”一段，结合上面的状态，使控制逻辑非常清晰。下面给出算法示意：
　　时钟中断服务程序
    Secs＋＋“秒”计数
If Secs<6
goto sec-1 如果不到1分钟，处理“秒”程序段
else
    {



　　以上程序是用汇编语言实现的，为了清晰及减少篇幅，这里改用算法描述来说明。