家用電冰箱自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)畢業(yè)論文

1、 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 題 目 家用電冰箱自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 學(xué) 院 工業(yè)制造學(xué)院 專 業(yè) 測(cè)控技術(shù)與儀器 學(xué)生姓名 學(xué) 號(hào) 年級(jí) 指導(dǎo)教師 職稱 年月日家用電冰箱自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 摘要：本設(shè)計(jì)是采用 mcs-51 系列中的 stc89c52 單片機(jī)作為控制器的核心對(duì)電冰箱的工作過(guò)程進(jìn)行控制。該系統(tǒng)的介紹主要分為兩部分：系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)和軟件編程。系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)包括：?jiǎn)纹瑱C(jī)、溫度采集電路、除霜電路、鍵盤/顯示電路、執(zhí)行器、報(bào)警器等模塊。系統(tǒng)軟件包括主程序、中斷服務(wù)程序和子程序。通過(guò)軟件程序來(lái)控制壓縮機(jī)及電加熱器的通、斷，來(lái)實(shí)現(xiàn)溫控目的和自動(dòng)除霜功能。當(dāng)電冰箱內(nèi)溫度超限、開(kāi)門超時(shí)等情況出現(xiàn)時(shí)，

2、系統(tǒng)自動(dòng)報(bào)警，繼電器斷開(kāi)禁止壓縮機(jī)使用。關(guān)鍵詞: 電冰箱；單片機(jī)；溫度采集；除霜；lcd顯示溫度the automatic control system design of household refrigerator abstract: this design is to use the stc89c52 mcs - 51 series single chip microcomputer as the core of the controller to control the working process of the refrigerator. introduction to the s

3、ystem mainly divided into two parts: the hardware structure and software programming of the system. hardware structure of the system include: single chip microcomputer, temperature acquisition circuit, defrosting circuit, the keyboard/display circuit, actuators, alarm module, etc. system software in

4、cludes the main program, interrupt service program and subroutine. through the software program to control the on compressor and electric heater, and to realize the purpose of temperature control and automatic defrost function. opened the door when the refrigerator temperature overrun, timeout, and

5、so on and so forth, automatic alarm system, the relay is disconnected from the compressor shall be forbidden to use.key words: refrigerators; single chip microcomputer; temperature acquisition; defrost; lcddisplay temperature.目 錄1 緒論11.1 研究背景11.2 國(guó)內(nèi)外電冰箱控制技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)11.2.1 國(guó)內(nèi)外電冰箱的現(xiàn)狀11.2.2 國(guó)內(nèi)外電冰箱的發(fā)展趨勢(shì)31

6、.3 研究目的與意義42 電冰箱結(jié)構(gòu)及工作原理52.1 電冰箱的分類52.2 電冰箱的型號(hào)52.3 電冰箱的結(jié)構(gòu)62.3.1 制冷系統(tǒng)62.3.2 電控系統(tǒng)62.3.3 箱體及附件72.4 電冰箱的工作原理73 總體設(shè)計(jì)方案83.1 方案對(duì)比83.2 總體設(shè)計(jì)方案94 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)114.1 整機(jī)電路114.2 電源電路114.3 指示報(bào)警電路114.4 單片機(jī)及外圍電路124.4.1 溫度檢測(cè)電路124.4.2 ds18b20內(nèi)部結(jié)構(gòu)與測(cè)溫原理124.4.3 ds18b20操作命令134.4.4 ds18b20的硬件電路134.5 鍵盤電路144.5.1 鍵盤的工作原理144.5.2 獨(dú)

7、立鍵盤154.6 顯示電路154.6.1 lcd引腳154.6.2 lcd1602存儲(chǔ)的字符164.6.3 lcd1602的控制指令164.7 繼電器模擬驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)電路和電熱絲除霜電路184.8 冷凍室霜厚采集電路184.8.1霜厚采集電路簡(jiǎn)介184.8.2 mf53-1簡(jiǎn)介194.8.3 adc0832簡(jiǎn)介194.8.4 lm324 簡(jiǎn)介214.9 過(guò)欠壓保護(hù)電路215 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)235.1系統(tǒng)主程序235.2 t0中斷服務(wù)程序245.3 t1中斷服務(wù)程序245.4 int0中斷服務(wù)程序255.5 int1中斷服務(wù)程序25結(jié)論27附錄1 整機(jī)電路圖28附錄2 pcb電路圖29附錄3 實(shí)物圖

8、片30附錄4 程序31附錄5 調(diào)試結(jié)果39參考文獻(xiàn)40致謝411 緒論1.1 研究背景在科技發(fā)展如此迅速的今天，人們開(kāi)始了對(duì)家用電冰箱功能的關(guān)注，并逐步追求高質(zhì)量多功能型電器。這促使制冷界的技術(shù)開(kāi)發(fā)人員關(guān)注起節(jié)能減排、節(jié)省耗材、制冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法現(xiàn)代化、自動(dòng)化操作程度等問(wèn)題，進(jìn)入技術(shù)經(jīng)濟(jì)時(shí)代，即以先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)追求經(jīng)濟(jì)效益。制冷系統(tǒng)熱動(dòng)力學(xué)的發(fā)展，使得制冷系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)仿真成為可能。在對(duì)制冷系統(tǒng)進(jìn)行深入的動(dòng)態(tài)分布參數(shù)研究后，本文針對(duì)穩(wěn)態(tài)設(shè)計(jì)方法容易理解、直觀性強(qiáng)的特點(diǎn)，提出了一種基于穩(wěn)態(tài)分布參數(shù)和部件參數(shù)間定量關(guān)聯(lián)基本思路的穩(wěn)態(tài)仿真方法。這種方法比較符合實(shí)際情況，較之于傳統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)方法有較好的準(zhǔn)確性，

9、同時(shí)在計(jì)算方法與程序?qū)崿F(xiàn)上又不太難，便于廣泛開(kāi)發(fā)應(yīng)用1。伴隨著集成電路技術(shù)的發(fā)展，單片微型計(jì)算機(jī)的功能也不斷增強(qiáng)，許多高性能的新型機(jī)種不斷涌現(xiàn)出來(lái)。單片機(jī)以其功能強(qiáng)、體積小、可靠性高、造價(jià)低和開(kāi)發(fā)周期短等優(yōu)點(diǎn)，稱為自動(dòng)化和各個(gè)測(cè)控領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用的器件；在工業(yè)生產(chǎn)中被稱為必不可少的器件；尤其在日常生活中單片機(jī)發(fā)揮的作用也越來(lái)越大。人們對(duì)家用電冰箱的控制功能要求越來(lái)越高，這對(duì)電冰箱控制器提出了更高的要求。多功能，智能化是其發(fā)展方向之一，業(yè)內(nèi)專家認(rèn)為，家電智能化是時(shí)代發(fā)展的需求，是一種必然趨勢(shì)。傳統(tǒng)的機(jī)器控制，簡(jiǎn)單的電子控制已經(jīng)難以滿足發(fā)展的要求。而采用基于單片機(jī)控制系統(tǒng)，不僅可以大大縮短設(shè)計(jì)新產(chǎn)品

10、的時(shí)間，同時(shí)只要增加少許外圍器件在軟件設(shè)計(jì)方面就能實(shí)現(xiàn)功能的擴(kuò)展，以及智能化方面的提高，因此可最大限度地節(jié)約成本。本設(shè)計(jì)即為基于單片機(jī)的電冰箱溫度控制系統(tǒng)2。傳統(tǒng)的機(jī)械溫控冰箱200升左右的價(jià)格一般在2000元以下，而相同容量的電腦智能冰箱幾乎都在 3000 元左右，冷凍能力超強(qiáng)的進(jìn)口品牌，價(jià)格普遍在3500元以上。智能冰箱能否繞過(guò)價(jià)格這道坎，迅速取代機(jī)械溫控冰箱，有必要對(duì)次系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)測(cè)試。智能冰箱 2000年開(kāi)始蜂擁而上，數(shù)十個(gè)大大小小的冰箱品牌爭(zhēng)先恐后推出電腦智能冰箱，紛紛以智能冰箱作為高檔產(chǎn)品、形象產(chǎn)品。智能冰箱的冷凍能力較機(jī)械溫控冰箱強(qiáng)數(shù)倍，冷凍能力可以達(dá)到 18 公斤以上，實(shí)現(xiàn)了節(jié)

11、能低噪音，是冰箱的技術(shù)升級(jí)產(chǎn)品。1.2 國(guó)內(nèi)外電冰箱控制技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)1.2.1 國(guó)內(nèi)外電冰箱的現(xiàn)狀采用高效節(jié)能技術(shù)電冰箱耗電量是廣大消費(fèi)者購(gòu)買電冰箱時(shí)最關(guān)心的主要參數(shù)之一。我國(guó)相繼頒布了“家用電冰箱電耗限定值及測(cè)定方法”（gb 12021.289）和“電冰箱產(chǎn)品質(zhì)量分類分級(jí)規(guī)定”。后者規(guī)定：電冰箱電耗低于國(guó)際限定值 20%為 a 級(jí)產(chǎn)品。美國(guó)能源部頒布的電冰箱電耗限定值幾乎是每 3 年就提高一次標(biāo)準(zhǔn)。1998 年電耗限定值比 1993 年低 30%40%。因此節(jié)能技術(shù)的開(kāi)發(fā)已成為冰箱行業(yè)的重要日程。采用電子控制技術(shù)將電子技術(shù)引入電冰箱設(shè)計(jì)中，通過(guò)設(shè)置工作狀態(tài)選擇（如最大制冷、快速制冷、省

12、電等）、自診斷系統(tǒng)、自動(dòng)處理與報(bào)警（聲、光、電等）功能，使電冰箱始終處于最佳工作態(tài)。采用多功能新技術(shù)(1)風(fēng)冷無(wú)霜技術(shù)：無(wú)霜電冰箱采用強(qiáng)制風(fēng)冷循環(huán)制冷方式，箱內(nèi)溫度均勻，能自動(dòng)除霜，而且可對(duì)貯存食品進(jìn)行冰溫保鮮、除臭抗菌，更適合現(xiàn)代人快節(jié)奏的生活。(2)自動(dòng)除臭技術(shù)：大多數(shù)電冰箱廠家紛紛推出了可自動(dòng)除臭的電冰箱。一般采用觸媒除臭、電子除臭和光除臭等技術(shù)。(3)冰箱室、保鮮室：用于貯存鮮魚(yú)、鮮肉、貝殼類、乳制品等冰溫保鮮室，既能保持食品的新鮮風(fēng)味和營(yíng)養(yǎng)成分，又不需解凍，且可比冷藏室貯存更長(zhǎng)時(shí)間，還可以對(duì)冷凍室食品進(jìn)行解凍，深受廣大消費(fèi)者的歡迎。(4)果菜保鮮室：目前生產(chǎn)的大多數(shù)電冰箱果菜室均增加

13、了保濕功能。該技術(shù)采用微孔材料制成的透濕板結(jié)構(gòu)，可以高濕時(shí)吸濕，低濕時(shí)放濕這使果菜室始終保持適宜的濕度，免除了無(wú)霜電冰箱的風(fēng)干現(xiàn)象，相對(duì)延長(zhǎng)了果菜的保鮮時(shí)間。(5)方便性設(shè)計(jì)：在電冰箱設(shè)計(jì)中，引入了人機(jī)工作原理，方便實(shí)用。(6)超靜音技術(shù)：最大限度的降低電冰箱運(yùn)行噪聲，一直是各廠家追求質(zhì)量的目標(biāo)之一。采用箱門一體發(fā)泡新技術(shù)采用箱門一體發(fā)泡新技術(shù)，就是在裝配門面板、門把手、門端蓋和門封座等部件后，將門內(nèi)膽置于其上，一側(cè)用膠帶固定好門內(nèi)膽，發(fā)泡時(shí)用機(jī)械手拉開(kāi)門內(nèi)膽，注入發(fā)泡液，再蓋上門內(nèi)膽，合膜熟化成型，最后裝門封。此方法可以省去門襯板及螺釘，且可減薄門內(nèi)膽厚度。門內(nèi)膽與門板間均勻充滿絕熱泡沫，既

14、提高了隔熱性能，又加強(qiáng)門內(nèi)膽強(qiáng)度，防止門內(nèi)擱架貯物過(guò)重而導(dǎo)致門內(nèi)膽變形，同時(shí)也降低了產(chǎn)品成本。具有抗菌功能最近，市場(chǎng)上推出一種具有抗菌功能的電冰箱，這種電冰箱在內(nèi)箱、門內(nèi)膽、門內(nèi)擱架、棚架及門把手等零件成型時(shí)，加入了一種具有抗菌功能的材料，成型后的上述零件即具有一定的抗菌作用。采用多風(fēng)口送風(fēng)技術(shù)對(duì)于間冷電冰箱的大冷藏室或冷凍室，采用多風(fēng)口分層送風(fēng)，可使各部分溫度均勻，棚架盡可能大，增大了有效貯存空間。采用上下或左右兩溫控風(fēng)門分別控制不同區(qū)域通風(fēng)量，可以實(shí)現(xiàn)一室兩溫甚至多溫，使之分別適合貯存不同種類的物品。具有報(bào)警功能當(dāng)冷凍室、冷藏室、水溫保鮮室或果菜室的門開(kāi)啟的時(shí)間超過(guò)一定的時(shí)間（時(shí)間可預(yù)先設(shè)

15、置好）時(shí)，控制系統(tǒng)便會(huì)發(fā)出警報(bào)聲，提醒用戶關(guān)好門。1.2.2 國(guó)內(nèi)外電冰箱的發(fā)展趨勢(shì)隨著人民對(duì)生活質(zhì)量要求的不斷提高和能源短缺問(wèn)題、環(huán)境問(wèn)題的出現(xiàn)。家用電冰箱未來(lái)的發(fā)展趨向于以下幾個(gè)方面：節(jié)能、環(huán)保和降噪節(jié)能環(huán)保是家用電器的永恒主題。美國(guó)、歐洲對(duì)新一代的電器都有節(jié)能要求,我國(guó)也已開(kāi)始對(duì)節(jié)能產(chǎn)品進(jìn)行認(rèn)證。目前冰箱廠家采用的節(jié)能辦法一般是加厚保溫層,采用高效壓縮機(jī),優(yōu)化系統(tǒng)匹配等。以后隨著更高效壓縮機(jī)、更好保溫材料的出現(xiàn),節(jié)能冰箱將會(huì)進(jìn)一步發(fā)展,其途徑是采用環(huán)保型制冷劑和發(fā)泡料等。變頻技術(shù)與模糊控制一般冰箱是通過(guò)開(kāi)、停機(jī)來(lái)調(diào)節(jié)冰箱的制冷量和保持箱內(nèi)溫度，變頻冰箱則是通過(guò)調(diào)節(jié)壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速來(lái)調(diào)節(jié)制冷量

16、的大小，以保持箱內(nèi)適宜的溫度。普通冰箱是通過(guò)檢測(cè)蒸發(fā)器溫度來(lái)控制冰箱的，這種方法簡(jiǎn)單可靠，但控溫溫度精度低，且需要隨季節(jié)不同對(duì)溫控器進(jìn)行調(diào)節(jié)。采用模糊控制技術(shù)，可以對(duì)環(huán)境溫度、箱內(nèi)溫度、箱內(nèi)溫度變化率等條件綜合判斷，從而控制冰箱的正常運(yùn)行3?？咕?、除臭和保濕統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)，冰箱中存放的生冷食品大多數(shù)沒(méi)有經(jīng)過(guò)消毒處理，難免將細(xì)菌帶入。冰箱采用抗菌板材后，就能有效地抑制、殺死細(xì)菌。冰箱在長(zhǎng)期使用過(guò)程中，難免會(huì)產(chǎn)生硫化氫、氨氣等臭味。而采用臭氧發(fā)生器、活性觸媒、生物除臭劑等，可對(duì)冰箱中的臭味進(jìn)行清除。1.3 研究目的與意義冰箱全自動(dòng)控制電路設(shè)計(jì)是利用硬件電路和軟件控制來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)電冰箱的全自動(dòng)控制。在電冰

17、箱進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)以來(lái)，它的發(fā)展速度非常驚人，無(wú)論是在保鮮效果上，還是在節(jié)能環(huán)保上都有了非常大的進(jìn)步，但在控制電路上仍然還不全面，大部分還是機(jī)械式控制方式，僅在一些高檔商品中才出現(xiàn)由軟件來(lái)控制4。這也就要求我們?cè)陔S著單片機(jī)的發(fā)展上，將電冰箱控制電路做到軟件控制上的智能化，為環(huán)保和節(jié)能做出更大的進(jìn)步，同時(shí)通過(guò)對(duì)家用電冰箱自動(dòng)控制系統(tǒng)的實(shí)物設(shè)計(jì)，進(jìn)一步了解和運(yùn)用51單片機(jī)的微控功能，鍛煉自己的動(dòng)手實(shí)踐能力。2 電冰箱結(jié)構(gòu)及工作原理2.1 電冰箱的分類按冰箱內(nèi)冷卻方式分類：冷氣強(qiáng)制循環(huán)式：又稱間冷式（風(fēng)冷式）或無(wú)霜冰箱。冰箱內(nèi)有一個(gè)小風(fēng)扇強(qiáng)制箱內(nèi)空氣流動(dòng)，因此箱內(nèi)溫度均勻，冷卻速度快，使用方便。但因具有

18、除霜系統(tǒng)，耗電量稍大，制造相對(duì)復(fù)雜。冷氣自然對(duì)流式：又稱直冷式或有霜電冰箱。其冷凍室直接由蒸發(fā)器圍成，或者冷凍室內(nèi)有一個(gè)蒸發(fā)器，另外冷藏室上部再設(shè)有一個(gè)蒸發(fā)器，由蒸發(fā)器直接吸取熱量而進(jìn)行降溫。此類冰箱結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，耗電量小，但是溫度無(wú)效性稍差，使用相對(duì)不方便。冷氣強(qiáng)制循環(huán)和自然對(duì)流并用式：此類形式的電冰箱近年來(lái)新產(chǎn)品較多采用，主要是同時(shí)兼顧風(fēng)、直冷冰箱的優(yōu)點(diǎn)。按電冰箱用途分類：冷藏箱：該類型電冰箱至少有一個(gè)間室是冷藏室，用以儲(chǔ)藏不需凍結(jié)的食品，其溫度應(yīng)保持在 0以上。但該類型電冰箱可以具有冷卻室、制冰室、冷凍食品儲(chǔ)藏室、冰溫室，但是它沒(méi)有冷凍室。冷藏冷凍箱：該類型電冰箱至少有一個(gè)間室為冷藏室，

19、一個(gè)間室為冷凍室。冷凍箱：該類型電冰箱至少有一間為冷凍室，并能按規(guī)定儲(chǔ)藏食品，可有冷凍食品儲(chǔ)藏室。按電冰箱適用的環(huán)境條件分類可分為亞溫帶型（sn）、亞熱帶型（st）、熱帶型（t）。按箱門型式，可分為單門、雙門、三門和多門等型式按電冰箱箱體外形和放置型式，可分為立式、臥式、臺(tái)式、壁式、手提式等多種。按電冰箱冷凍室的狀態(tài)，可分為有霜和無(wú)霜兩種類型。按電冰箱容積，又可分為大、中、小三種型式。目前，國(guó)際上和我國(guó)輕工業(yè)部規(guī)定電冰箱的容積一律按有效容積 l 來(lái)劃分，250l 以上稱為大型電冰箱，120250l 稱為中型冰箱，120l 以下稱為小型電冰箱。家用電冰箱容積一般在 250l 以下，使用單相電源，

20、電壓為 220v。2.2 電冰箱的型號(hào)根據(jù)國(guó)際 gb805995 規(guī)定，我國(guó)生產(chǎn)的 500l 以下電機(jī)驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)式電冰箱，其型號(hào)表示方法及含義如下：例如，型號(hào) bc158 指有效容積為 158l 的家用冷藏箱；型號(hào) bcd185a 指工廠第一次改型設(shè)計(jì)，其有效容積為 185l 的家用冷藏冷凍箱，而型號(hào) bcd158w 指有效容積 158l 的間冷式冷藏冷凍箱。2.3 電冰箱的結(jié)構(gòu)壓縮式電冰箱由制冷系統(tǒng)、電控系統(tǒng)、箱體及附件等部分組成。如圖2-1所示分別為單門直冷式電冰箱結(jié)構(gòu)示意圖和剖面圖。單門直冷式電冰箱只有一個(gè)外箱門，箱內(nèi)的上方是一個(gè)裝有小門的小型冷凍室，它實(shí)際上是蒸發(fā)器的內(nèi)腔，冷凍室的冷度

21、一般為二星級(jí)。箱內(nèi)下方容積較大的空間稱為冷藏室，冷藏室內(nèi)的溫度約為 010，其溫度分布從上至下逐漸升高。冷藏室的上方裝有溫度控制器，旋動(dòng)其調(diào)節(jié)鈕可調(diào)節(jié)電冰箱內(nèi)的溫度。冷藏室內(nèi)裝有照明燈，它由門開(kāi)關(guān)控制，開(kāi)門燈亮，關(guān)門燈滅。 圖2-1 電冰箱結(jié)構(gòu)圖2.3.1 制冷系統(tǒng)壓縮機(jī)組：包括壓縮機(jī)和電動(dòng)機(jī)；冷凝設(shè)備：冷凝器、蒸發(fā)水皿加熱管、門防凍防露管；冷卻設(shè)備：蒸發(fā)器，間冷式中還有冷卻風(fēng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)；干燥過(guò)濾器；節(jié)流元件：毛細(xì)管；管道：排氣管、回氣管等；制冷劑：r134a、r600 或 r12 等5。2.3.2 電控系統(tǒng)溫控設(shè)備：溫度控制器、溫控用電熱器等；電機(jī)起動(dòng)和保護(hù)器件：起動(dòng)繼電器、過(guò)熱過(guò)載保護(hù)繼電

22、器、帶起和運(yùn)行用電容器等；化霜設(shè)備：化霜時(shí)間控制器、化霜電熱器、化霜防誤動(dòng)作加熱器等；2.3.3 箱體及附件箱體由外殼、內(nèi)膽、隔熱層、頂板及柜組成。箱門由門板、門內(nèi)膽、磁性門封和手柄及絞鏈(門折頁(yè))組成。附件由擱架、箱內(nèi)接水盆、果蔬盒、制冰盒、箱外接水盒(或蒸發(fā)盒)等組成。2.4 電冰箱的工作原理世界上的物質(zhì)有三態(tài)：氣態(tài)、固態(tài)和液態(tài)，在一定條件下三態(tài)可以相互轉(zhuǎn)化。液體由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)時(shí)，會(huì)吸收很多熱量，簡(jiǎn)稱為 “液體汽化吸熱”，電冰箱就是利用了液體汽化吸熱來(lái)制冷的。它由壓縮機(jī)、冷凝器、干燥過(guò)濾器、毛細(xì)管、蒸發(fā)器等部件組成。其動(dòng)力來(lái)自壓縮機(jī)，干燥過(guò)濾器用來(lái)過(guò)濾贓物和干燥水分，毛細(xì)管用來(lái)節(jié)流降壓，熱

23、交換器為冷凝器和蒸發(fā)器。制冷壓縮機(jī)吸入來(lái)自蒸發(fā)器的低溫低壓的氣體制冷劑，經(jīng)壓縮后成為高溫高壓的過(guò)熱蒸氣，排入冷凝器中，向周圍的空氣散熱成為高壓過(guò)冷液體，高壓過(guò)冷液體經(jīng)干燥過(guò)濾器流入毛細(xì)管節(jié)流降壓，成為低溫低壓液體狀態(tài)，進(jìn)入蒸發(fā)器中汽化，吸收周圍被冷卻物品的熱量，使溫度降低到所需值，汽化后的氣體制冷劑又被壓縮機(jī)吸入，至此，完成一個(gè)循環(huán)。壓縮機(jī)冷循環(huán)周而復(fù)始的運(yùn)行，保證了制冷過(guò)程的連續(xù)性。實(shí)用電冰箱常將毛細(xì)管和低壓回氣管纏繞在一起，構(gòu)成一個(gè)比較理想的熱交換器(回?zé)崞?，使得流過(guò)毛細(xì)管的制冷劑液體進(jìn)一步降溫，以提高制冷效果和改善壓縮機(jī)的運(yùn)行狀態(tài) 5。3 總體設(shè)計(jì)方案現(xiàn)在，單片機(jī)的應(yīng)用數(shù)量與型號(hào)非常多

24、，針對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)具體情況，我們應(yīng)選擇哪個(gè)型號(hào)的單片機(jī)呢。3.1 方案對(duì)比一、主芯片采用at89c51二、主芯片采用stc89c52stc89c52單片機(jī)介紹6如下： 圖3-1 stc89c52實(shí)物和引腳示意圖p0口為一個(gè)8位漏極開(kāi)路雙向i/o口，沒(méi)腳可吸收8ttl門電路，當(dāng)p1口的電路第一次寫時(shí)，被定義為高阻輸入。p0能夠用于外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它被定義數(shù)據(jù)/地址的第八位在flash編程時(shí)，p0口作為原碼輸入口，當(dāng)flash進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，p0口輸出原碼，此時(shí)p0口外部必須拉高。 p1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向i/o口，p1口緩沖器能接收輸出4ttl門電流。p1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可

25、用作輸入，p1口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故，在flash在編程和校驗(yàn)時(shí)，p1口作為第八位地址接收。 p2口為一個(gè)內(nèi)不上拉的8雙向i/o口，p2緩沖器可接收，輸出4個(gè)ttl門電流，當(dāng)p2口被寫“1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時(shí)，p2口管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上啦的緣故。p2口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)，p2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(shí)，p2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。p2口在flash編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。

26、 p3口管腳是8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向i/o口，可接受輸出4個(gè)ttl門電流。當(dāng)p3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，p3口將輸出電流（ill）這是由于上拉的緣故。rest腳接復(fù)位電路。 psen腳是外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次psen有效，但在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的psen信號(hào)將不出現(xiàn)。 ea/vpp：當(dāng)ea保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（0000h-ffffh），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。注意加密方式1時(shí)，ea將內(nèi)部鎖定為reset；當(dāng)ea保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。在fla

27、sh編程區(qū)間，此引腳也用于施加12v變成電源（vpp）。 xtal1和xtal2為晶振接入端6。三、選擇stc89c52因?yàn)閟tc89c52rc具有at89c51的所有功能之外還具有超強(qiáng)抗干擾能力，如可抗高靜電（esd保護(hù)），抗高（2kv4kv）快速脈沖干擾（eft測(cè)試），寬電壓，不拍電源抖動(dòng)，寬溫度范圍（-4085）。另外內(nèi)部自帶eeprom，無(wú)需外加電路。所以該方案采用方案二，它不僅可使電路簡(jiǎn)單，還可使成本降低。3.2 總體設(shè)計(jì)方案整機(jī)設(shè)計(jì)方案如圖3-2所示：本設(shè)計(jì)方案由單片機(jī)、傳感器、鍵盤輸入、usb電源、顯示電路和壓縮機(jī)、化霜電熱絲驅(qū)動(dòng)電路組成。其設(shè)計(jì)流程為：將傳感器ds18b02放置

28、在電冰箱冷藏室和冷凍室內(nèi)，由溫度傳感器檢測(cè)的數(shù)字值，再送至單片機(jī)做為控制數(shù)據(jù)，最后由編制程序?qū)崿F(xiàn)對(duì)壓縮機(jī)及化霜電熱絲的控制。其中鍵盤電路是實(shí)現(xiàn)對(duì)冷藏室冷凍室溫度顯示的中斷產(chǎn)生、主電源的通斷及化霜電熱絲的控制，顯示電路是顯示冰箱內(nèi)的實(shí)際溫度值7。圖3-2整機(jī)設(shè)計(jì)方案在本設(shè)計(jì)中，主芯片采用的是stc89c52。 stc89c52的主要特點(diǎn)是：包含了一個(gè)8位cpu；一個(gè)片內(nèi)振蕩器及時(shí)鐘電路；8k字節(jié)rom程序存儲(chǔ)器；128字節(jié)ram數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器；兩個(gè)16位定時(shí)器計(jì)數(shù)器；可尋址64k外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和64k外部程序存儲(chǔ)器空間的控制電路；32條可編程的i/o線（四個(gè)8位并行i/o端口）；一個(gè)可編程全雙工串行

29、口；具有五個(gè)中斷源、兩個(gè)優(yōu)先級(jí)嵌套中斷結(jié)構(gòu)。很明顯地，stc89c52是stc89c51的改進(jìn)品。對(duì)一般用戶來(lái)說(shuō)，除了上述特點(diǎn)外，stc89c52單片機(jī)還存在與89系列單片機(jī)通用的特點(diǎn)：1內(nèi)部含flash存儲(chǔ)器；2和80c51插座兼容；3靜態(tài)時(shí)鐘方式；4錯(cuò)誤編程亦無(wú)廢品產(chǎn)生；5可進(jìn)行反復(fù)系統(tǒng)試驗(yàn)。除主芯片外，溫度傳感器為ds18b20；數(shù)碼顯示是采用的是lcd1602：鍵盤輸入是采用獨(dú)立鍵盤。具體的電路將在后面介紹。4 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)4.1 整機(jī)電路整機(jī)電路如附錄1。從電路圖上可以看到，它主要由溫度檢測(cè)電路、鍵盤及顯示電路、繼電器模擬驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)電路和電熱絲電路、電源電路和adc0832模數(shù)轉(zhuǎn)

30、換電路組成。各個(gè)電路的功能將在下面一一介紹。4.2 電源電路電源電路圖如圖4-1所示。設(shè)計(jì)usb供電電路的優(yōu)點(diǎn)是便于調(diào)試，但是其缺陷是當(dāng)電路比較復(fù)雜時(shí)，會(huì)出現(xiàn)供電不足的情況。此電路在開(kāi)關(guān)sw2按下的時(shí)候供電。圖4-1 usb供電電路4.3 指示報(bào)警電路報(bào)警電路如圖4-2所示報(bào)警電路就是單片機(jī)在報(bào)警時(shí)，給蜂鳴器加高電平，使得蜂鳴器發(fā)聲，實(shí)現(xiàn)報(bào)警的目的。指示、報(bào)警電路在國(guó)外應(yīng)用得相當(dāng)普遍，特別是聲音報(bào)警可應(yīng)用于非常多的場(chǎng)合，如特定房間溫度過(guò)高或過(guò)低；特定房間濕度過(guò)高或過(guò)低等8。圖4-2 單片機(jī)報(bào)警電路4.4 單片機(jī)及外圍電路4.4.1 溫度檢測(cè)電路該電路采用ds18b20溫度傳感器。 ds18b2

31、0性能特點(diǎn)9如下:ds18b20是美國(guó)dallas公司1-wire系列的高精度數(shù)字式溫度傳感器。1-wire單總線是dalla s的一項(xiàng)專有技術(shù)。它采用單根信號(hào)線，既傳輸時(shí)鐘又傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)。即ds18b20與微處理器僅需一根數(shù)據(jù)線即可實(shí)現(xiàn)雙向通信；ds18b20溫度測(cè)量范圍為-55+125 ，測(cè)量分辨率為0.062 5 ；ds18b20提供912位精度的溫度測(cè)量，通過(guò)編程可將測(cè)量溫度轉(zhuǎn)換為數(shù)字值直接讀取 ；每個(gè)ds18b20有唯一的64位序列碼，這使得允許有多個(gè)ds18b20并聯(lián)在一條單總線上工作，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)溫度檢測(cè)。正因?yàn)閐s18b20有以上諸多優(yōu)點(diǎn)，因此。利用ds18b20與單片機(jī)控制實(shí)現(xiàn)多

32、點(diǎn)溫度檢測(cè)具有轉(zhuǎn)換精度高、體積小、與微處理器接口簡(jiǎn)單等優(yōu)勢(shì)。這給系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)帶來(lái)了極大的方便。4.4.2 ds18b20內(nèi)部結(jié)構(gòu)與測(cè)溫原理ds18b20內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要由64位光刻rom、溫度傳感器、溫度報(bào)警觸發(fā)器th和tl、高速存儲(chǔ)器ram、非易失性eeprom幾部分組成。其中64位光刻rom是出廠前被刻錄好的。它由8位產(chǎn)品系列號(hào)、48位的產(chǎn)品序號(hào)、8位crc循環(huán)冗余檢驗(yàn)碼組成。ds18b20的產(chǎn)品系列號(hào)均為28h。每個(gè)器件有自己唯一的48位產(chǎn)品序號(hào)，利用產(chǎn)品序號(hào)可以識(shí)別一條線上所掛的不同ds18b20器件。這也正是多個(gè)ds18b20可以共用一根數(shù)據(jù)線進(jìn)行通信的原因。非易失報(bào)警觸發(fā)器th和tl，

33、可以通過(guò)軟件寫入溫度報(bào)警的上下限值。ds18b20的高速存儲(chǔ)器ram有9個(gè)字節(jié)，其中第1、2字節(jié)以補(bǔ)碼的形式存放溫度信息；第3、4字節(jié)是th和tl的拷貝，每次上電復(fù)位時(shí)被刷新；第5字節(jié)為配置寄存器，它的內(nèi)容用于確定溫度值的數(shù)字轉(zhuǎn)換分辨率；第6、7、8字節(jié)保留未用，表現(xiàn)為全邏輯1；第9字節(jié)用于存放根據(jù)64位rom的前56位計(jì)算得出的crc值，并與事先已存入在64位rom的最高有效字節(jié)的crc值做比較以判斷主機(jī)收到的rom數(shù)據(jù)是否正確，從而保證ds18b20與微處理器雙向通信的正確性。配置寄存器字節(jié)的低5位一直是1，第7位tm是測(cè)試模式位，用于設(shè)置ds18b20是在工作模式還是在測(cè)試模式，第6位、

34、第5位分別是r1、r0，用于決定溫度轉(zhuǎn)換的精度位數(shù)，即用來(lái)設(shè)置分辨率。分辨率的定義規(guī)定如表4-1所示。由表4-1可知，當(dāng)設(shè)定的分辨率越高，所需要的溫度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換時(shí)間就越長(zhǎng)，因此，實(shí)際使用中要將分辨率和轉(zhuǎn)換時(shí)間綜合考慮。表4-1 ds18b20配置寄存器r1r0分辨率/位溫度轉(zhuǎn)換時(shí)間/ms00993.750110187.501011375.001112750.00當(dāng)ds18b20接收到溫度轉(zhuǎn)換命令后，開(kāi)始啟動(dòng)轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換完成后的溫度值以16位帶符號(hào)擴(kuò)展的二進(jìn)制補(bǔ)碼形式存儲(chǔ)在高速存儲(chǔ)器的第1、2字節(jié)。二進(jìn)制中的高5位是符號(hào)位，如果測(cè)得的溫度大于0，則高5位為0，可以直接將二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制再乘以00

35、62 5即可得到實(shí)際溫度；如果測(cè)得的溫度小于0，則高5位為1，表示測(cè)得的溫度值為負(fù)，要先將補(bǔ)碼變成原碼，再計(jì)算其對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)并乘以0062 5得到實(shí)際溫度。單片機(jī)可以通過(guò)單線接口讀出該數(shù)據(jù)，讀數(shù)據(jù)時(shí)低位在前、高位在后。ds18b20完成溫度轉(zhuǎn)換后，把測(cè)得的溫度值與ram中th、tl字節(jié)內(nèi)容作比較，若溫度大于th或小于tl，則器件內(nèi)的報(bào)警標(biāo)志位置位，并對(duì)主機(jī)發(fā)出的報(bào)警搜索命令作出響應(yīng)。因此，可用多個(gè)ds18b20同時(shí)測(cè)量溫度并進(jìn)行報(bào)警搜索10。4.4.3 ds18b20操作命令ds18b20的操作指令有存儲(chǔ)器操作命令與rom操作命令兩類，前者主要針對(duì)高速暫存器用于實(shí)現(xiàn)溫度轉(zhuǎn)換以及對(duì)溫度數(shù)據(jù)的讀

36、出與存貯等，后者主要用于識(shí)別不同的ds18b20的序列號(hào)及類型等。操作命令如表4-2所示11。4.4.4 ds18b20的硬件電路ds18b20與系統(tǒng)硬件接口ds18b20的優(yōu)點(diǎn)在多點(diǎn)溫度檢測(cè)系統(tǒng)中可以更好地體現(xiàn)出來(lái)，ds18b20的管腳只有3根，即電源、地、數(shù)據(jù)線，多點(diǎn)溫度檢測(cè)系統(tǒng)硬件連接圖如圖4-3所示13。應(yīng)注意的是，在單片機(jī)系統(tǒng)中，一條數(shù)據(jù)線實(shí)際上最多只能接8個(gè)ds18b20，如果實(shí)際應(yīng)用中8個(gè)數(shù)字傳感器還不能滿足用戶的要求的話，可以再增加使用單片機(jī)的其他數(shù)據(jù)線。通常在總線上接一個(gè)47 kq左右的上拉電阻，這樣，當(dāng)總線空閑時(shí)，其狀態(tài)為高電平。表4-2 ds18b20操作指令表命令代碼用

37、途存儲(chǔ)器溫度變換（44h）啟動(dòng)溫度轉(zhuǎn)換存儲(chǔ)器讀暫存器（0xbeh）讀溫度值和crc值存儲(chǔ)器寫暫存器（4eh）寫上下限到暫存器存儲(chǔ)器復(fù)制暫存器（4eh）復(fù)制上下限到暫存器存儲(chǔ)器讀eeprom（0xb8h）將上下限值調(diào)人暫存器存儲(chǔ)器讀電源（0xb4h）檢測(cè)供電方式rom讀rom（33h）讀rom64位序列號(hào)rom匹配rom（55h）對(duì)多個(gè)rom序列號(hào)尋址rom跳過(guò)rom（0xcch）跳過(guò)對(duì)單個(gè)rom編碼的搜索rom搜索rom（0xf0h）對(duì)多個(gè)rom編碼搜索rom報(bào)警搜索（0xbch）搜索報(bào)警的ds18b20圖4-3 ds18b20硬件電路4.5 鍵盤電路4.5.1 鍵盤的工作原理鍵盤的每個(gè)按鍵都

38、是長(zhǎng)開(kāi)開(kāi)關(guān)，當(dāng)按鍵沒(méi)有被按下時(shí)，p2.0,p2.1,p2.2,p2.3輸入為高電平，當(dāng)這幾個(gè)端口對(duì)應(yīng)的鍵按下時(shí)，其輸入為低電平。通常按鍵所用的開(kāi)關(guān)為機(jī)械性開(kāi)關(guān)，因此，按鍵開(kāi)關(guān)在閉合時(shí)不會(huì)馬上穩(wěn)定的接通，在斷開(kāi)時(shí)也不會(huì)一下子斷開(kāi)，即在閉合和斷開(kāi)的瞬間會(huì)伴隨有一連串的抖動(dòng)。其抖動(dòng)時(shí)間的長(zhǎng)短由按鍵的機(jī)械性能決定，一般為510ms。按鍵穩(wěn)定閉合時(shí)間的長(zhǎng)短則是由操作人員的按鍵動(dòng)作決定的，一般為零點(diǎn)幾秒。鍵抖動(dòng)會(huì)引起一次按鍵被誤讀多次。為了確保cpu對(duì)鍵的一次閉合只做一次處理，必須去除鍵抖動(dòng)。在鍵閉合穩(wěn)定時(shí)，讀取鍵的狀態(tài)，并且必須判別鍵號(hào)；當(dāng)鍵釋放穩(wěn)定后，在做處理。按鍵的抖動(dòng)，可用硬件或軟件兩種方法消除。

39、4.5.2 獨(dú)立鍵盤因?yàn)樵撛O(shè)計(jì)所要用到的鍵比較少，所以，我采用獨(dú)立式按鍵。獨(dú)立式按鍵是指各按鍵相互獨(dú)立地接通一條輸入數(shù)據(jù)線，其電路及中斷效果如圖4-4所示。這是通過(guò)與門構(gòu)成的中斷方式電路，比按鍵查詢方式更有效。當(dāng)sw1鍵給出一個(gè)中斷時(shí)，第一個(gè)ds18b20在lcd1602上顯示冷藏室溫度；當(dāng)sw3鍵給出一個(gè)中斷時(shí)，第二個(gè)ds18b20在lcd1602上顯示冷凍室溫度；當(dāng)sw5鍵給出一個(gè)中斷時(shí)，冷藏室和冷凍室全部顯示。圖4-4 獨(dú)立式按鍵電路及中斷效果圖4.6 顯示電路顯示電路如圖4-5所示，采用的是lcd1602液晶顯示。4.6.1 lcd引腳lcd1602采用標(biāo)準(zhǔn)的16腳接口:vss代表接地

40、；vdd為1602提供驅(qū)動(dòng)電；vee為液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對(duì)比度最弱，接地電源時(shí)對(duì)比度最高，對(duì)比度過(guò)高時(shí)會(huì)產(chǎn)生“鬼影”，使用時(shí)可以通過(guò)一個(gè)10k的電位器調(diào)整對(duì)比度；rs為寄存器選擇，高電平時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時(shí)選擇指令寄存器；rw為讀寫信號(hào)線，高電平時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平時(shí)進(jìn)行寫操作。當(dāng)rs和rw共同為低電平時(shí)可以寫入指令或者顯示地址，當(dāng)rs為低電平rw為高電平時(shí)可以讀忙信號(hào)，當(dāng)rs為高電平rw為低電平時(shí)可以寫入數(shù)據(jù)；e端為使能端，當(dāng)e端由高電平跳變成低電平時(shí)，液晶模塊執(zhí)行命令。d0d7為8位雙向數(shù)據(jù)線。其中d7為忙檢測(cè)位12。圖4-5 lcd1602液晶顯示電路4.6.2 l

41、cd1602存儲(chǔ)的字符1602液晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲(chǔ)器（cgrom)已經(jīng)存儲(chǔ)了160個(gè)不同的點(diǎn)陣字符圖形，如表4-3所示，這些字符有：阿拉伯?dāng)?shù)字、英文字母的大小寫、常用的符號(hào)、和日文假名等，每一個(gè)字符都有一個(gè)固定的代碼。表4-3 lcd1602引腳功能介紹腳號(hào)腳名功能說(shuō)明1vss接地2vdd電源3vee液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端4rs寄存器選擇，高電平時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時(shí)選擇指令寄存器5rw讀寫信號(hào)線，高電平時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平時(shí)進(jìn)行寫操作。6e使能端，當(dāng)e端由高電平跳變成低電平時(shí)，液晶模塊執(zhí)行命令7db0數(shù)據(jù)線8db1數(shù)據(jù)線9db2數(shù)據(jù)線10db3數(shù)據(jù)線11db4數(shù)據(jù)線12db5數(shù)據(jù)線

42、13db6數(shù)據(jù)線14db7數(shù)據(jù)線，忙檢測(cè)位15bla背光源正極，串接10歐電阻接電源16blk背光源負(fù)極，接地4.6.3 lcd1602的控制指令1602液晶模塊內(nèi)部的控制器共有11條控制指令，它的讀寫操作、屏幕和光標(biāo)的操作都是通過(guò)以下指令編程來(lái)實(shí)現(xiàn)的。/*lcd1602程序*/void delay1ms(uint ms)/延時(shí)1毫秒unsigned int i,j;for(i=0;ims;i+) for(j=0;j110;j+);void wr_com(uchar com)/lcd寫指令 rs=0; rw=0; p0=com; delay1ms(5); en=1; delay1ms(5);

43、en=0;void wr_dat(uchar dat)/lcd寫數(shù)據(jù) rs=1;rw=0; p0=dat; delay1ms(5); en=1; delay1ms(5); en=0;void lcd_init()/lcd初始化設(shè)置wr_com(0x38);/設(shè)置162顯示，57點(diǎn)陣，8位數(shù)據(jù)接口wr_com(0x0c);/設(shè)置開(kāi)顯示，不顯示關(guān)標(biāo)wr_com(0x06);/寫一個(gè)字符后地址指針加1 wr_com(0x01);/顯示清0，數(shù)據(jù)指針清0void display(uchar *p)/顯示while(*p!=0)wr_dat(*p);p+;delay1ms(5);液晶顯示模塊是一個(gè)慢顯示

44、器件，所以在執(zhí)行每條指令之前一定要確認(rèn)模塊的忙標(biāo)志為低電平，表示不忙，否則此指令失效。要顯示字符時(shí)要先輸入顯示字符地址，也就是告訴模塊在哪里顯示字符，表4-4是dm-162的內(nèi)部顯示地址。表4-4 dm-162的內(nèi)部顯示地址12345678910111213141516000102030405060708090a0b0c0d0e0f404142434445464748494a4b4c4d4e4f因?yàn)閷懭腼@示地址時(shí)要求最高位d7恒定為高電平1，所以實(shí)際寫入的數(shù)地址據(jù)應(yīng)該是01000000b+10000000b=11000000b,即40h+80h=c0h。4.7 繼電器模擬驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)電路和電熱絲

45、除霜電路繼電器模擬驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)電路和電熱絲電路如圖4-6所示。當(dāng)在冷凍室3mm處相關(guān)位置安裝的熱敏電阻感受到霜后達(dá)到3mm后，通過(guò)adc0832的轉(zhuǎn)換將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，通過(guò)單片機(jī)的內(nèi)置程序，控制p1.7口啟動(dòng)繼電器，通過(guò)二極管的點(diǎn)亮模擬電熱絲的除霜啟動(dòng)。當(dāng)溫度超過(guò)ds18b20設(shè)定的溫度上下限或者開(kāi)門時(shí)間過(guò)長(zhǎng)時(shí)，系統(tǒng)報(bào)警并通過(guò)p1.6口控制繼電器模擬禁止壓縮機(jī)的啟動(dòng)。圖4-6 繼電器模擬驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)電路和電熱絲電路4.8 冷凍室霜厚采集電路圖4-7 冷凍室霜厚采集電路4.8.1 霜厚采集電路簡(jiǎn)介采集電路如圖4-7所示，選用熱敏電阻mf53-1，把熱敏電阻安裝在蒸發(fā)器 3mm 的某個(gè)合適的位

46、置上，當(dāng)霜厚大于 3mm 時(shí)，熱敏電阻接觸到霜從而感知到較低的溫度，其電阻值 r 變大，溫度降低，運(yùn)算放大器輸出信號(hào)有變化，經(jīng) adc0832 轉(zhuǎn)換后送入單片機(jī)，經(jīng)單片機(jī)分析、判斷后給出除霜命令。4.8.2 mf53-1簡(jiǎn)介mf53-1 型直熱式負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器具有良好的互換性，穩(wěn)定性，可靠性。 圖4-8 mf53-1實(shí)物和阻值隨時(shí)間變化特性圖用途與特點(diǎn):主要適用于遠(yuǎn)距離多點(diǎn)位溫度、濕度的測(cè)量和控制系統(tǒng)作感溫元件，在+70c下的阻值隨時(shí)間變化特性見(jiàn)圖4-8，經(jīng)可靠性試驗(yàn)，失效率為4.5x10-8/h。4.8.3 adc0832簡(jiǎn)介adc0832芯片 如圖4-9所示，它是美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司生

47、產(chǎn)的一種8 位分辨率、雙通道a/d轉(zhuǎn)換芯片。由于它體積小，兼容性強(qiáng)，性價(jià)比高而深受單片機(jī)愛(ài)好者及企業(yè)歡迎，其目前已經(jīng)有很高的普及率。adc083x是市面上常見(jiàn)的串行模數(shù)轉(zhuǎn)換器件系列。adc0831、adc0832、adc0834、adc0838是具有多路轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的8位串行i/o模數(shù)轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換速度（轉(zhuǎn)換時(shí)間為32us），單電源供電，功耗低（15mw），適用于各種便攜式智能儀表。adc0832是8腳雙列直插式雙通道a/d轉(zhuǎn)換器，能分別對(duì)兩路模擬信號(hào)實(shí)現(xiàn)模數(shù)轉(zhuǎn)換，可以用在單端輸入方式和差分方式下工作。adc0832采用串行通信方式，通過(guò)di 數(shù)據(jù)輸入端進(jìn)行通道選擇、數(shù)據(jù)采集及數(shù)據(jù)傳送。8位的分辨率

48、（最高分辨可達(dá)256級(jí)），可以適應(yīng)一般的模擬量轉(zhuǎn)換要求。其內(nèi)部電源輸入與參考電壓的復(fù)用，使得芯片的模擬電壓輸入在05v之間。具有雙數(shù)據(jù)輸出可作為數(shù)據(jù)校驗(yàn)，以減少數(shù)據(jù)誤差，轉(zhuǎn)換速快且穩(wěn)定性能強(qiáng)。獨(dú)立的芯片使能輸入，使多器件掛接和處理器控制變的更加方便。 adc0832 具有以下特點(diǎn)13： 8位分辨率； 雙通道a/d轉(zhuǎn)換； 輸入輸出電平與ttl/cmos相兼容； 5v電源供電時(shí)輸入電壓在05v之間； 工作頻率為250khz，轉(zhuǎn)換時(shí)間為32s； 一般功耗僅為15mw； 8p、14pdip（雙列直插）、picc 多種封裝；圖4-9 adc0832引腳電路中涉及的引腳說(shuō)明：為片選使能端口，通過(guò)連接p3.

49、4口提供片選使能，當(dāng)p3.4為低電平時(shí)芯片使能。ch0 是模擬輸入通道0，通過(guò)連接放大器lm324輸出的信號(hào)進(jìn)行模擬數(shù)據(jù)的接入。ch1 是模擬輸入通道1，或作為in+/-使用，在此電路中沒(méi)有占用。d1為數(shù)據(jù)信號(hào)輸入端，通過(guò)連接p3.6寫ch0端輸入的模擬信號(hào)。d0為數(shù)據(jù)信號(hào)輸出端，通過(guò)連接p3.7轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)輸出。adc0832的工作原理：正常情況下adc0832 與單片機(jī)的接口應(yīng)為4條數(shù)據(jù)線，分別是cs、clk、do、di。但由于do端與di端在通信時(shí)并未同時(shí)使用并與單片機(jī)的接口是雙向的，所以在i/o口資源緊張時(shí)可以將do和di并聯(lián)在一根數(shù)據(jù)線上使用。當(dāng)adc0832未工作時(shí)其cs輸入端應(yīng)為高電

50、平，此時(shí)芯片禁用，clk 和do/di 的電平可任意。當(dāng)要進(jìn)行a/d轉(zhuǎn)換時(shí)須先將cs使能端置于低電平并且保持低電平直到轉(zhuǎn)換完全結(jié)束。此時(shí)芯片開(kāi)始轉(zhuǎn)換工作，同時(shí)由處理器向芯片時(shí)鐘（clk）輸入端輸入時(shí)鐘脈沖，do/di端則使用di端輸入通道功能選擇的數(shù)據(jù)信號(hào)。在第一個(gè)時(shí)鐘脈沖的下沉之前di端必須是高電平，表示啟始信號(hào)。在第二、三個(gè)脈沖下沉之前di端應(yīng)輸入兩位數(shù)據(jù)用于選擇通道功能。表4-5 通道地址設(shè)置表通道地址通道工作方式sgl/difodd/sign0100+-差分方式01-+10+單端輸入方式11+如表4-5所示，當(dāng)此兩位數(shù)據(jù)為“1”、“0”時(shí)，只對(duì)ch0 進(jìn)行單通道轉(zhuǎn)換。當(dāng)2位數(shù)據(jù)為“1”

51、、“1”時(shí)，只對(duì)ch1進(jìn)行單通道轉(zhuǎn)換。當(dāng)兩位數(shù)據(jù)為“0”、“0”時(shí)，將ch0作為正輸入端in+，ch1作為負(fù)輸入端in-進(jìn)行輸入。當(dāng)兩位數(shù)據(jù)為“0”、“1”時(shí)，將ch0作為負(fù)輸入端in-，ch1 作為正輸入端in+進(jìn)行輸入。到第三個(gè)脈沖的下降之后di端的輸入電平就失去輸入作用，此后do/di端則開(kāi)始利用數(shù)據(jù)輸出do進(jìn)行轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)讀取。從第4個(gè)脈沖下降沿開(kāi)始由do端輸出轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)最高位data7，隨后每一個(gè)脈沖下降沿do端輸出下一位數(shù)據(jù)。直到第11個(gè)脈沖時(shí)發(fā)出最低位數(shù)據(jù)data0，一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)輸出完成。也正是從此位開(kāi)始輸出下一個(gè)相反字節(jié)的數(shù)據(jù)，即從第11個(gè)字節(jié)的下降沿輸出data0。隨后輸出8位數(shù)

52、據(jù)，到第19 個(gè)脈沖時(shí)數(shù)據(jù)輸出完成，也標(biāo)志著一次a/d轉(zhuǎn)換的結(jié)束。最后將cs置高電平禁用芯片，直接將轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理就可以了。作為單通道模擬信號(hào)輸入時(shí)adc0832的輸入電壓是05v且8位分辨率時(shí)的電壓精度為19.53mv，即（5/256）v。如果作為由in+與in-輸入的輸入時(shí)，可是將電壓值設(shè)定在某一個(gè)較大范圍之內(nèi)，從而提高轉(zhuǎn)換的寬度。4.8.4 lm324 簡(jiǎn)介lm324 是四運(yùn)放集成電路，它采用 14 腳雙列直插塑料封裝。它的內(nèi)部包含四組形式相同的運(yùn)算放大器，除電源共用外，四組運(yùn)放相互獨(dú)立。四運(yùn)放電路具有電源電壓范圍寬，靜態(tài)功耗小，可單電源使用，價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，因此被廣泛應(yīng)用在各種電

53、路中。4.9 過(guò)欠壓保護(hù)電路為了使電冰箱安全可靠地運(yùn)行，要求其電源電壓在180v240v之間。因此，當(dāng)電源電壓小于180v或大于240v時(shí)，壓縮機(jī)應(yīng)自動(dòng)停機(jī)并報(bào)警顯示。采用過(guò)壓欠壓保護(hù)以提高電源的可靠性和安全性。溫度是影響電源設(shè)備可靠性的最重要因素，根據(jù)有關(guān)資料分析表明電子元器件溫度升高，可靠性即會(huì)下降。為了避免功率器件過(guò)熱造成損壞，需要在電源設(shè)置電源的過(guò)欠壓保護(hù)電路。圖4-10 過(guò)欠壓保護(hù)電路上圖是用一個(gè)電壓跟隨器及幾個(gè)分立元器件構(gòu)成的電源過(guò)壓欠壓保護(hù)電路。取樣電壓通過(guò)對(duì)輸入的交流電源電壓整流濾波后，經(jīng)電阻分壓，通過(guò)光敏電阻耦合，再經(jīng)過(guò)電壓跟隨器而取得。它反映輸入電源電壓的變化。光敏電阻起到

54、了隔離耦合的作用，可防止當(dāng)電源電壓很大時(shí)，產(chǎn)生的電壓電流過(guò)大而損壞芯片及其他電路。取樣所得的電壓信號(hào)輸入到adc0832的ch0，結(jié)合軟件編程，將電壓信號(hào)從模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，并與軟件設(shè)定的特定值相比較，當(dāng)電壓信號(hào)高于240v或低于180v時(shí)，adc0832將向單片機(jī)產(chǎn)生中斷，控制壓縮機(jī)停止工作。5 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)本電冰箱的軟件設(shè)計(jì)是在硬件電路設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，通過(guò)c語(yǔ)言程序來(lái)實(shí)現(xiàn)的。此電冰箱電控系統(tǒng)控制設(shè)計(jì)過(guò)程中主要完成以下幾個(gè)功能：冷凍室及冷藏室溫度采樣并顯示，模擬自動(dòng)除霜功能，開(kāi)門報(bào)警以及鍵盤掃描。該電冰箱控制程序主要由三大部分：主程序、定時(shí)器t0中斷服務(wù)程序、定時(shí)器t1中斷服務(wù)程序，以及外部中斷0服務(wù)程序。5.1 系統(tǒng)主程序系統(tǒng)主程序框圖如圖5-1所示，主程序是整個(gè)電冰箱的總控制程序，包括控制單元的初始化、控制中斷、定時(shí)、顯示，鍵盤程序的啟動(dòng)和重復(fù)等。本電冰箱的電控系統(tǒng)的核心部分是冷凍室和冷藏室的溫度檢測(cè)及控制電路。主程序中了對(duì)是否為冷凍室和冷藏室的溫度鍵進(jìn)行了逐步的判