实验三空调温度控制实验.doc

实验三的空调温度控制实验旨在让学生深入理解闭环控制系统的运作机制，同时巩固A/D转换、键盘扫描和LED显示等基础知识的编程应用。该实验通过模拟空调的恒温控制，使用实验仪上的电位器模拟温度变化，用发光管代替加热和致冷电机。 1. **闭环控制基本原理**：闭环控制系统是一种反馈控制系统，它通过比较系统输出与期望值之间的差异（误差），调整控制器的输出，以减少或消除这种误差。在空调温度控制实验中，设定温度与实际温度之间的差异就是误差信号，用于决定加热或制冷电机的工作状态。 2. **A/D转换原理**：A/D转换是将模拟信号转换为数字信号的过程，用于将温度传感器采集到的模拟温度值转化为计算机可以处理的数字形式。在实验中，A/D变换电路连接到实验仪的模拟量输入和地址选择信号，实现温度采样。 3. **键盘扫描和LED显示原理**：键盘扫描用于识别用户通过键盘设定的恒温温度，通过编程实现对键盘状态的实时检测。LED显示则用来实时展示当前温度和设定温度，实验中，LED显示电路和键盘电路已经在实验仪上接好，学生需要编写相应程序来控制它们。 4. **实验电路连接**：实验电路包括LED显示电路、键盘电路和A/D变换电路。LED显示和键盘部分可以直接参照硬件实验十六、十七，A/D转换部分参照硬件实验十三，I/O口的输入输出操作参考8255硬件实验。 5. **实验程序设计**：程序主要包括初始化、温度采样、显示更新、键盘处理和控制决策等部分。程序框图展示了各个子程序的功能，例如AD采样、LED显示、键盘检测和定时中断服务程序。 6. **源程序结构**：源程序中定义了相关寄存器的地址，如模式设置、端口A、控制口、输出位、段控制口和输入口等。程序通过循环不断读取温度、判断是否需要启动加热或制冷电机，并根据用户通过键盘设定的新温度更新控制。 7. **实验步骤**：实验者首先设定恒温温度，然后通过电位器模拟温度变化。当实际温度超出设定温度正负2℃范围时，实验仪将启动加热或制冷模拟电机。同时，LED会显示当前和设定温度，键盘用于修改设定值。 通过这个实验，学生不仅能掌握闭环控制系统的工作流程，还能深化对数字信号处理、用户界面交互以及嵌入式系统控制策略的理解。