摘要：温度伺服控制系统是数码变温空调的一个重要的子系统,是数码变温空调的执行机构。本文根据数码变温空调的工作原理,提出了一种基于ARM微控制器的全数字式温度伺服控制系统。温度伺服系统硬件电路是以基于ARM的数字温度控制器为核心,通过单线总线数字温度传感器DS1820对室内外温度进行采样,并使用液晶模块对温度伺服系统的各个运行参数进行实时显示和分析。采用通用的模块化设计方式,编写了温度伺服系统调速程序, 并且使用C语言对程序进行了实现。

　　1 引言

　　居室气候是一种与人体健康最密切的人造气候。随着人们物质生活水平的日益提高,各种调节居室气候的电器产品已越来越多地进入寻常百姓家,居室气候已变得越来越舒适,越来越不受自然气候的制约。空调控制室内温度随室外温度改变而连续缓慢变化,更贴近人的生理感受,使人感觉更加舒适,健康。本文以数码变温空调的研究为背景,以其中伺服系统的设计为核心,研究内容涉及温度控制器的设计、电机驱动电路设计、电机调速方案确定以及程序实现等方面。

　　2 伺服系统硬件结构框图设计

　　以lpc2214 为核心的温度控制器硬件框图如图1 所示,它由嵌入式微控制器lpc2214,电源模块,时钟系统,JTAG 调试接口,复位电路,数字温度采集部分,LCD 液晶显示器,独立键盘,电机控制模块等部分组成。

　　3 硬件部分详细电路设计

　　3.1 基于ARM 的最小系统设计

　　基于lpc2214 的最小系统主要由电源模块、时钟模块、JTAG 调试模块、复位配置模块构成,lpc2214 自带16K 静态SRAM 和128K FLASH,可以下载用户程序,所以不需要外扩存储器模块。

　　1、电源系统。控制系统使用的lpc2214 芯片,需要4 组电源输入:数字3.3V、数字1.8V,模拟3.3V、模拟1.8V。理想情况下,电源系统需要提供4 组独立的电源:两组3.3 V 电源和两组1.8V 电源,它们需要单点接地或者大面积接地。本系统中使用的A/D 功能对电流进行采样,要求不高,所以模拟电源和数字电源可以不分开供电。数字温度传感器DS1820 可以使用单线寄生电源,可以直接挂入lpc2214 的I/O 口进行温度采集,所以不需要单独供电。这样,末级只需要提供两组电源。电源的前级设计和末级设计与供给系统的电源的输入有关,前级电源使用9-15V 直流电压输入。