嵌入式系统在中央空调集中控制系统中的应用研究毕业论文(编辑修改稿)

嵌入式系统在中央空调集中控制系统中的应用研究毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

线器发送过来的数据经由中央空调网络集中控制器发往控制计算机，控制计算机上所运行的监控软件会根据这些数据所提供的信息显示出整个中央空调集中控制系统中的所有中央空调机组的运行状况。 当中央空调集中控制系统的使用人员希望改变系统中的中央空调机组的运行状态时，他可通过监控软件将命令信息发往中央空调网络集中控制器。 中央空调网络集中控制 器会根据命令信息中的目的地址而决定将命令信息转发给哪台中央空调单机组控制器 (通过 RS485 集线器 )。 11 同时中央空调网络集中控制器上还具有友好的人机界面 (用于显示其所连接的中央空调机组信息的显示屏，和用于操作人员控制的键盘 )，操作人员可通过它查询与其连接的中央空调机组的运行信息。 中央空调网络集中控制器的硬件设计 中央空调网络集中控制器为了完成数据集中处理、数据转发、系统信息显示等功能需要具备五个功能相对独立功能模块 : 图 5 中央空调网络集中控制器结构框图 显示模块 中央空调网络集中控制器需要具有友好的人机界面，用以对操作人员对中央空调状态进行监控提供支持。 这就需要中央空调网络集中控制器具有 LCD 显示屏幕，并且在系统软件上需要具有相应的 GUI(图形用户界面 )模块，这样才能建立一个友好的人机界面。 12 图 6 显示模块电路 电源电路 电源系统是控制系统工作的基础，电源系统的工作稳定与否直接关系到整 个系统的性能。 在设计电源系统的过程中，必须要考虑到以下几个要点 :电源 系统的输出电压电流和功率是多大。 电源系统采用的输入电压与电流大小。 电 源系统的 电磁兼容性与电磁干扰因素。 电源输出纹波大小。 另外还必须要考虑 到系统的成本。 本控制系统中，微控制器 LPC2210 要使用到 与 两组电源， 为工 O 口供电电源， 是内核与片内外设电源。 从 LPC2210 技术手册己说明 微控制器对 电源消耗的极限电流为 70mA，也就是说 电源只要能提 供 70mA 的最大电流便可以满足系统的要求，但为保证系统以后能够可靠升级， 要求 电源能够提供不小于 300mA 的电流。 系统对 电源的消耗电流具 有不确定性，主要与外部条件有关， 通常要求能够提供 600mA 电流，基本就可 以满足极限情况。 鉴于系统对这两组电压的要求比较高，且功耗不是很大，故 13 采用低压差模拟电源 LDO o LDO(低压差电源芯片 )芯片采用 SPX 1117 ，该款 LDO 芯片具有较大输出电 流 (可达 800mA，较高精度输出电压且比较稳定，输出精度在 1 个百分点以内，并且设有热保护与限流功能。 系统电源电路如图 33 所示。 模块输入电压之所以选择 SV，一方面是考虑到过高的电压会使芯片的发热量上升，影响芯片性能，同时波动的电压对输出电压的波动也有影响，太高的压差也失去了选择低 压差模拟电源的意义。 另一方面为其它 SV 模块提供电源。 图 7 电源电路 复位电路 LPC2210 通常工作在 40MHz 的时钟，其高速、低功耗及低工作电压的牛性使其噪声容非常低，系统必须对电源纹波、时钟稳定性、电源监控可靠性尊方面提出较高的要求。 复位芯片的门槛值一般选择为控制器工 O 供电电压，本 GI 统的复位电路使用了 SP708S，提供 V 的复位门槛值。 SP708 属于微处理器 uP 监控器件，集成有众多组件，可监测 uP 及数字系统中白供电及电池的工作情况，可有效地增强系统的可靠性及工作效率。 主要包含一个看 I 狗定时器，一个 uP复位模块，一个供电失败比较器，一个手动复位输入模块，适 G 于 或 环境 [4]。 主要特性如下 复位脉冲宽度 :200ms。 独立的看门狗定时器且 WD 工可以保持浮空，以禁止看门狗功能。 最大电源电流 40uA。 支持开关式手动复位输入。 14 Vcc 下降至 1V 时，产生复位信号，支持高低电平两种方式。 内嵌 Vcc 干扰抑制电路。 内嵌电压监测器，可监测供电失败或电池不足警告 : 信号 nRST 连接到 LPC2210 芯片的复位脚 RESET。 当复位键 RST 按下时， SP708SCN 的立即输出复位信号，使 LPC2210 芯片复位。 图 8 复位电路 系统时钟及 JTAG 接口电路 系统使用外部晶振，晶振频率为。 控制系统的 JTAG 接口为 ARM 公司标准的仿真调试接口，共有 20 个引脚，接口连接如图 35 所示。 图中， JTAG 信号接口 nTRST 与微控制器 LPC2210 的 TRST 引脚连 接，用来复位控制器内 部 JTAG 接口电路。 为了使复位后的系统 JTAG 接口处于使能态，根据 LPC2210 技术手册的要求，需要在 RTCK 引脚接一个 下拉电阻。 图 9 JTAG 接口电路 15 键盘电路 为了方便用户操作，本系统系统设置了 12 个按键，归纳如下 : 风向设定 :有手动设定风向与自动设定 2 个设定按键。 运转模式设定 :1 个按键输入。 每按一次，便在制冷、通风、制热、除湿四种模式中循环切换。 风速设定 :1 个按键输入。 每按一次，便在高、中、低、自动四种风速模式下 循环切换。 温度设定 :2 个按键输入。 一个用于温度增 1 设定，一个用于减 1 设定。 定时设定 :3 个按键输入。 一个定时设定按键开关，一个增 1 按键，一个时间减 1 输入按键。 开机按键、测试运行按键与检查按键各 1 个，共 3 个。 系统使用 I2C 接口的键盘与 LED 驱动芯片 ZLG7290 进行键盘扫描，该芯片提供了 I2C 串行接口和键盘中断信号，方便与处理器连接。 可驱动 8 位共阴极数码管或 64 只独立的 LED 和 64个键盘，其管脚说明如下 : Dig7DigO: LED 显示位驱动及键盘扫 描线。 SegHwSegA: LED 显示段驱动及键盘扫描线。 SDA/SCL: I2C 总线接口数据 /地址线及时钟线。 /INT:中断输出端，低电平有效。 /RES:复位输入端，低电平有效。 OSC1:连接晶体以产生内部时钟。 ZLG7290 采用 3. 3V 电源，复位引脚与系统复位信号 nRST 相连，当系统上电复位或手动复位时会同时复位 ZLG7290 o ZLG7290 的键盘中断输出信号与 LPC2210 的中断引脚 P0. 30 相连，当有按键按下时， ZLG7290 将会输出中断信号通知 LPC2210 o ZLG7290 使用 I2C 总线。 键盘接口电路如图所示。 16 图 10 键盘电路 中央空调网络集中控制器的软件设计 中央空调网络集中控制器的软件由三部分组成 :实时操作系统，硬件驱动程序 和运行在操作系统之上的应用程序。 实时操作系统采用源码公开的 181。 C/OS II 操作系统硬件驱动程序主要为 LCD 控制器的驱动程序和 RTL8019AS 网卡芯片的驱动程序。 整体。