一、课题的研究意义

1、目的

这次毕业选题的目的主要是让生活在信息时代的我们，将所学的知识更好地运用到生活中去，掌握系统设计的流程，方案的论证，选择，实施与完善。通过对空调变频温控系统的设计，制作，了解信息采集，测试，控制的全过程，提高在电子设计和实际操作方面的综合能力，初步培养在完成设计当中所需要的基本素质和要求，通过对电子电路的设计，初步掌握在给定一定条件和要求下，如何用最经济实用的方法，巧妙地完成工程系统中某一部分电路的设计，并将其连接到系统中，提高查阅资料，语言表达能力和理论联系实际的技能。

2、依据

中央空调目前在国内已经普遍使用，传统中央空调的控制方式有一定的滞后，造成室内温度波动性较大，影响空调的控制精度和空调环境的舒适；同时，传统空调对温度的条节是一种断续变化过程，不能根据温度变化及时调整空调器工作状态，因此不能实现完全自动控制，在人们追求舒适的前提下空调自身也在不断进步提高，所以变频空调的出现为人们提供了更多的方便和舒适。

3、理论意义

变频空调是在原有空调的基础上加了一个变频器，压缩机是变频空调的心脏，变频空调通过变频器改变压缩机的概念股点频率，调节压缩机的转速，依靠压缩机转速的快慢达到控制室温的目的，室温波动小，电能消耗少，相较于普通空调舒适量大大提高。而运用变频控制技术的变频空调，可根据环境温度自动选择制热、制冷和除湿运转方式，使居室在短时间内迅速达到所需要的温度并在低转速、低能耗状态下以较小的温差波动，实现了快速、节能和舒适控温效果，深受消费者喜爱，提高了人们的生活质量。

4、现实意义

虽然变频空调好处多多，但是其结构复杂，而且变频控制系统这一技术在我国生产厂家尚未成熟，许多厂家引进国外生产的变频器进行组装，而且价格相对较高，为了更好清楚的认识变频空调，了解空调变频温度控制系统的工作原理，我就这一模块进行了设计与实现，用相对经济实惠的方法模拟展现变频技术的工作原理，该系统具有简洁，操作简单，实用方便的特点为以后技术的发展做铺垫为我国技术领域科研做一个小步的进步。

二、课题研究的主要内容：

1、研究重点

采用单片机进行控制完成变频式空调的温度控制模块，研究的主要内容包含温度检测模块的实现；变频驱动电路模块的实现；变频控制算法的实现，温度控制模拟的实现。

2、需要解决的问题:

（一）因为传统空调是通过制冷剂低压时汽化吸热，高压时液化放热原理，通过压缩机使制冷剂在封闭管道中循环制冷，平时制冷时室内凉快，而室外机很热的。而冷热型空调是通过四通换向阀转换的。制热时通过室外热交换器吸收室外热量释放到室内达到室内升温的，变频空调是使用了变频压缩机。由于条件的不允许，压缩机用电动机代替，空调的制冷制热就用风扇的正转反转来模拟代替。因为需要模拟温度的增加和减少，显示数字的改变，运用程序代码实现加减。

（二）变频驱动电路的设计：变频器价格比较高，需要自己设计组装变频器。

3、需要实现的效果

打开电源开关，温度检测电路采集到室内温度，通过键盘电路设定所需温度，当设定的温度高于当时采集到的室内温度，风扇正转；反之当设定温度小于采集到的温度，则风扇反转；利用风扇转动产生的圈数转化为数字，使温度值增加或减少，同时，LED显示温度数值的变化，当温度接近设定温度时，风扇转速逐渐减小到停止。

三、课题的研究方法：

（课题研究所采用的方法、技术路线以及研究思路等）

1、采用的研究方法

电路仿真法：利用proteus软件画出整体电路图，对温控系统进行演示，仿真。

系统分析法：对于采集到的温度信号，利用数模转换的理念以及中断处理特点，对温度信号进行研究。

实验法：建立实验模拟系统，实现

2、技术路线

首先确定研究目标，设计课题研究方案，估算所需经费，设计课题研究步骤，确定教学载体，以及课题研究方法，其次收集研究所需资料和文献，进行资料处理，得出实验结果，最后撰写结题报告。

3、研究思路

本系统主要使用ATC90C51单片机作为中央处理器，通过键盘电路的功能键设置温度，温度检测电路对室内的温度进行采集，采集到的温度通过A/D转换后输出给单片机，单片机输出信号给显示部分进行实时温度的显示，并通过和设定的预期温度进行比较，根据比较结果输出相应的控制信号，变频驱动电路接收到信号后通过改变自身的频率控制电动机，变频空调的风扇由变频电机拖动，电源变频器输出频率变化的交流电给电动机，使电动机的转速可以根据室内制冷量的需要而连续变化，最终风扇的转速达到连续变化的自动控制。

其转速是根据室内空调负荷而成比例变化的，当室内需要急速降温(或急速升温)，空调负荷加大时，风扇转速就加快，制冷量(或制热量)就按比例增加，当达到设定温度时，随即停止运转维持室温基本不变。利用PID算法实现变频功能，完成对风扇转速的控制（舒适控温的功能），风扇的旋转方向（制冷制热功能），温度设置功能，以及电源过欠压保护功能。

变频驱动电路的作用：用变频器驱动电路控制电机正转反转，需要制热时，电动机驱动风扇正转动，每转100圈，温度的数值加1；需要制冷时，电动机驱动风扇反转，每转100圈，温度数值减1。当数值逐渐接近设定值时电机转速会作出调整,直到达到设定值时，电机停止风扇转动。实现自动控制电机转动，自动控制转速的功能。

四、课题计划进度

（各阶段计划完成的内容和所需时间）

1~2周，查找完成设计所需资料，提出方案，补充未曾学过的知识。写好完整记录，包括遇到的问题，自己找到的解决方案以及未能解决的问题。

3~4周，完成毕业设计开题报告，并开始进行毕业设计

5~9周，完成控制系统的硬件设计

10~13周，完成控制系统的软件设计

14周，软件和硬件的调试

15周，整理相关资料，完成设计论文初稿，电脑打印稿

16周，设计小组答辩

17周，答辩

在研究数字锁相放大器的原理并在keil内仿真空调变频温控系统的同时，完成毕业论文的撰写，结合理论知识和实际情况完成本次设计。

研究内容主要包括: 确定温度检测电路、键盘电路、过欠压保护电路、显示电路、变频驱动电路等用keil仿真，并进行可行性研究、对芯片进行分析选择并进行电路图设计、用proteus进行电路图仿真并进行调试