電冰箱溫控器改進(jìn)設(shè)計(jì)

1、前言前幾年電冰箱溫度一般是由冷藏室控制，冷藏室、冷凍室的不同溫度是通過(guò)調(diào)節(jié)蒸發(fā)器在兩室的面積大小來(lái)實(shí)現(xiàn)的，溫度調(diào)節(jié)完全依靠壓縮機(jī)的開停來(lái)控制.但是冰箱內(nèi)的溫度受諸多因素的影響，如放入冰箱物品初始溫度的高低、存放品的散熱特性及熱容量等.因此對(duì)這種受控參數(shù)及隨機(jī)因素很多的溫度控制，既難以建立一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)學(xué)模型，也無(wú)法用傳統(tǒng)的PID調(diào)節(jié)來(lái)實(shí)現(xiàn).現(xiàn)在電冰箱是家庭中主要耗電的家用電器,為此們對(duì)家用電冰箱的控制功能越來(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，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。而采用單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)，不僅可以大大縮短設(shè)計(jì)新產(chǎn)品的時(shí)間，同時(shí)

2、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。在未來(lái)幾年，由于單片機(jī)的嵌入，不僅僅可以縮短設(shè)計(jì)新產(chǎn)品的時(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。滿足廣大群眾的需求。一代一代新產(chǎn)品的更新。1 概論隨著科技的發(fā)展，電冰箱的的功能越來(lái)越不能滿足人類的需求，我們應(yīng)該熟悉電冰箱的基本結(jié)構(gòu)，工作原理，以及更好的為電冰箱的開研墊下良好的基礎(chǔ)，讓人們更加受益。1.1 電冰箱的系統(tǒng)組成電冰箱應(yīng)具有制冷、保溫和控制三項(xiàng)基本功能。為實(shí)現(xiàn)這三項(xiàng)基本功能，電動(dòng)式壓縮機(jī)電冰箱主要由箱體、制冷系統(tǒng)和

3、控制系統(tǒng)三部分組成。其中箱體的機(jī)構(gòu)組成部件，制冷系統(tǒng)是電冰箱的心臟部件，控制系統(tǒng)是電冰箱的指揮部件。箱體箱體、門體根據(jù)不同的溫度要求組成若干間室，與外界空氣隔絕并分別保持一定低溫。箱體、門體由箱殼、箱膽、門殼、門膽等結(jié)構(gòu)件和絕熱材料組成。制冷系統(tǒng)電冰箱的制冷系統(tǒng)由壓縮機(jī)、冷凝器、干燥過(guò)濾器、毛細(xì)管、和蒸發(fā)器組成，制冷系統(tǒng)利用制冷劑的循環(huán)進(jìn)行熱交換，將冰箱內(nèi)的熱量轉(zhuǎn)移到冰箱外的空氣中去，達(dá)到使冰箱內(nèi)降溫的目的?？刂葡到y(tǒng) 電冰箱控制系統(tǒng)的主要作用是：根據(jù)使用的要求，自動(dòng)控制電冰箱的啟動(dòng)和停止，調(diào)節(jié)制冷的流量，并對(duì)電冰箱及電氣設(shè)備執(zhí)行自動(dòng)保護(hù)，以防止發(fā)生事故。此外，還實(shí)現(xiàn)最佳控制，降低功耗，以提高電

4、冰箱運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。電冰箱的制冷原理 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的過(guò)程中需要吸熱的原理來(lái)制冷的。蒸汽壓縮式制冷系統(tǒng)由壓縮機(jī)、冷凝器、毛細(xì)管、蒸發(fā)器組成,用管道將它們連接成一個(gè)密封系統(tǒng).制冷劑液體在蒸發(fā)器內(nèi)以低溫與被冷卻對(duì)象發(fā)生熱交換,吸收被冷卻對(duì)象的熱量并氣化,產(chǎn)生的低壓蒸汽被壓縮機(jī)吸入,經(jīng)壓縮后以高壓排出.壓縮機(jī)排出的高壓氣態(tài)制冷劑進(jìn)冷凝器,被常溫的冷卻水或空氣冷卻,凝結(jié)成高壓液體.高壓液體流經(jīng)膨脹閥時(shí)節(jié)流,變成低壓低溫的氣液兩相混合物,進(jìn)入蒸發(fā)器,其中的液態(tài)制冷劑在蒸發(fā)器中蒸發(fā)制冷，產(chǎn)生的低壓蒸汽再次被壓縮機(jī)吸入,如此周而復(fù)始，不斷

5、循環(huán).。直冷式雙門電冰箱的控制原理是根據(jù)蒸發(fā)器的溫度控制制冷壓縮機(jī)的啟停，使冰箱內(nèi)的溫度保持在設(shè)定溫度范圍內(nèi)。冷凍室用于冷凍食品通常用于冷凍的溫度為3°C15°C,冷藏室用于相對(duì)于冷凍室較高的溫度下存放食品，要求有一定的保鮮作用，不能凍傷食品，溫度一般為0°C10°C，當(dāng)測(cè)得冷冷凍室溫度高至3°C0°C時(shí)或者是冷凍室溫度高至10°C13°C是啟動(dòng)壓縮機(jī)制冷，當(dāng)冷凍室溫度低于15°C18°C或都冷藏室溫度低于0°C3°C時(shí)停止制冷，關(guān)斷壓縮機(jī)。采用單片機(jī)控制，可以使控制更為準(zhǔn)確

6、、靈活。圖1-1 電冰箱制冷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖上圖為雙門電冰箱常見的制冷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，我們因此以圖1-1為例簡(jiǎn)略介紹一下制冷循環(huán)的路徑。當(dāng)壓縮機(jī)啟動(dòng)時(shí)，制冷劑經(jīng)過(guò)冷凝器（蒸發(fā)管）左冷凝器門防露管右冷凝器干燥器毛細(xì)管下（副）蒸發(fā)器上（主）蒸發(fā)器被壓縮機(jī)吸回，即完成一個(gè)單回路循環(huán)。1.2 工作原理：根據(jù)冷藏室和冷凍室的溫度情況決定是否開壓縮機(jī)，若冷藏室的溫度過(guò)高，則打開電磁冷門V1,關(guān)閉閥門V2，V3，同時(shí)打開壓縮機(jī)，產(chǎn)生高溫高壓過(guò)熱蒸氣，經(jīng)過(guò)冷凝器冷凝，干燥過(guò)濾器干燥，毛細(xì)節(jié)流管降壓后，在蒸發(fā)器汽化制冷，產(chǎn)生低溫低壓的干燥氣體。經(jīng)過(guò)電磁閥門V1 流入冷藏室，使冷藏的溫度迅速降低，當(dāng)溫度達(dá)到要求時(shí)關(guān)閉壓縮

7、機(jī)，同時(shí)關(guān)閉電磁閥門V1 。若是冷凍室的溫度過(guò)高，則應(yīng)打開V2關(guān)閉V1, V3 。電磁閥門V3主要用于冷凍室的化霜。需要化箱時(shí)打開V3,從壓縮機(jī)流出的高溫高壓氣體流經(jīng)冷凍室可勻速將冷凍室霜層汽化。達(dá)到化霜的效果。一般化霜的時(shí)間要短，不然會(huì)傷存放的食品。電冰箱的壓縮機(jī)，風(fēng)機(jī)工作原理是通過(guò)制冷系統(tǒng)內(nèi)制冷劑的低壓蒸汽被壓縮機(jī)吸入并壓縮為高壓蒸汽后排至冷凝器。同時(shí)軸流風(fēng)扇吸入的室外空氣流經(jīng)冷凝器，帶走制冷劑放出的熱量，使高壓制冷劑蒸汽凝結(jié)為高壓液體。高壓液體經(jīng)過(guò)過(guò)濾器、節(jié)流機(jī)構(gòu)后噴入蒸發(fā)器，并在相應(yīng)的低壓下蒸發(fā)，吸取周圍的熱量。同時(shí)貫流風(fēng)扇使空氣不斷進(jìn)入蒸發(fā)器的肋片間進(jìn)行熱交換，并將放熱后變冷的空氣送

8、向室內(nèi)。如此室內(nèi)空氣不斷循環(huán)流動(dòng)，達(dá)到降低溫度的目的。 而冰箱沒有風(fēng)扇靠自然對(duì)流來(lái)進(jìn)行熱量交換。電磁閥的工作原理非常簡(jiǎn)單，阻流板就象一個(gè)閘門，一個(gè)彈簧讓它處于關(guān)閉狀態(tài)，上面一個(gè)電磁鐵芯，鐵芯（低部橡膠）壓在阻流板中間（凸起）的一個(gè)小眼兒上，外面一個(gè)電磁線圈，接通電源后鐵芯別吸上去，小眼兒開始進(jìn)氣，壓力達(dá)到頂開彈簧后電磁閥打開，總之壓縮機(jī)用于控制壓縮機(jī)的工作，以對(duì)電冰箱溫度進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)。在蒸發(fā)器冷卻片間的一定位置上設(shè)置溫度檢測(cè)裝置，在壓縮機(jī)工作時(shí)，檢查是否結(jié)霜。為此，在每到一定時(shí)間時(shí)，即求出冷氣送風(fēng)扇工作時(shí)所測(cè)溫度和冷氣送風(fēng)扇停止時(shí)所測(cè)溫度之差，根據(jù)此差值判斷霜的有無(wú)確定是否開始除霜，在除霜開始

9、后，檢測(cè)蒸發(fā)器周圍的溫度，如果蒸發(fā)器溫度達(dá)到一定值以上，除霜即結(jié)束。冰箱的除霜控制裝置，冰箱內(nèi)設(shè)有熱交換用蒸發(fā)器、抽吸通過(guò)所述蒸發(fā)器的空氣的冷氣送風(fēng)扇和除霜加熱器等，其特征在于它還由下述部分構(gòu)成：裝設(shè)在安裝所述蒸發(fā)器上的固定部件上的溫度檢測(cè)器；進(jìn)行下述操作程序的微機(jī)：求出當(dāng)所述送風(fēng)扇工作時(shí)由所述溫度檢測(cè)器測(cè)出的溫度與當(dāng)所述送風(fēng)扇停止工作時(shí)所述溫度檢測(cè)器測(cè)出的溫度之差；當(dāng)輸入程序時(shí)，當(dāng)時(shí)溫度差低于第一設(shè)定值，驅(qū)動(dòng)所述除霜加熱器，開始除霜；所述除霜操作開始后，當(dāng)溫度檢測(cè)器所測(cè)溫度高于第二設(shè)定值時(shí)，關(guān)閉所述除霜加熱器，結(jié)束除霜操作。1.3電冰箱門未關(guān)好的功能設(shè)計(jì)電冰箱門未關(guān)好此項(xiàng)功能是利用芯片MAX

10、813L與CPU的P3.5口連接，MAX8L3L是看門狗及復(fù)位電路，如果看門狗輸入在1.6S內(nèi)未被觸發(fā)，其輸出值將為高電平，否則為低電平。它就是利用高低電平來(lái)控制門未關(guān)好的時(shí)間來(lái)工作，從而產(chǎn)生報(bào)警。1.4 本系統(tǒng)采用單片機(jī)控制的電冰箱主要功能及要求：電冰箱具有自動(dòng)除霜功能；開門延時(shí)超過(guò)20秒發(fā)聲報(bào)警；制冷壓縮機(jī)停機(jī)后自動(dòng)延時(shí)3分鐘后方能再啟動(dòng)；設(shè)定2個(gè)測(cè)溫點(diǎn)，測(cè)量范圍：26°C26°C，精度±0.5°C；利用功能鍵分別控制溫度設(shè)定、冷藏室及冷凍室溫度設(shè)定等；工作電壓為180240V，當(dāng)欠壓或過(guò)壓時(shí)，禁止啟動(dòng)壓縮機(jī)并用指示燈顯示。2 溫度傳感器在傳統(tǒng)的模擬

11、信號(hào)遠(yuǎn)距離溫度測(cè)量系統(tǒng)中，需要很好的解決引線誤差補(bǔ)償問(wèn)題、多點(diǎn)測(cè)量切換誤差問(wèn)題和放大電路零點(diǎn)漂移誤差問(wèn)題等技術(shù)問(wèn)題，才能夠達(dá)到較高的測(cè)量精度。我們?cè)跒楸錅y(cè)溫系統(tǒng)中，為了克服上面提到的三個(gè)問(wèn)題，采用了新型數(shù)字溫度傳感器DS1820，在對(duì)其測(cè)溫原理進(jìn)行詳細(xì)分析的基礎(chǔ)上，提出了提高DS1820測(cè)量精度的方法，使DS1820的測(cè)量精度由0.5攝氏度提高到0.1攝氏度以上，取得了良好的測(cè)溫效果。2.1 DS1820簡(jiǎn)介美國(guó)DALLAS公司生產(chǎn)的單線數(shù)字溫度傳感器DS1820,可把溫度信號(hào)直接轉(zhuǎn)換成串行數(shù)字信號(hào)供微機(jī)處理。由于每片DS1820含有唯一的硅串行數(shù) 所以在一條總線上可直接掛接任意多個(gè)DS18

12、20芯片。從DS1820讀出的信息或?qū)懭隓S1820的信息，僅需要一根口線（單線接口）。讀寫及溫度變換功率來(lái)源于數(shù)據(jù)總線，總線本身也可以向所掛接的DS1820供電，而無(wú)需額外電源。溫度傳感器DS1820提供九位溫度讀數(shù)，構(gòu)成多點(diǎn)溫度檢測(cè)系統(tǒng)而無(wú)需任何外圍硬件。本文給出了DS1820與89C51單片機(jī)接口的應(yīng)用實(shí)例和DS1820組成溫度檢測(cè)系統(tǒng)的方法，并給出了對(duì)DS1820進(jìn)行各種操作的軟件流程圖。2.2 DS1820內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要由四部分組成64位光刻ROM、溫度傳感器、非揮發(fā)的溫度報(bào)警觸發(fā)器TH和TL、配置寄存器。DS18B20的外形及管腳排列如下圖2-1（PR35封裝）所示:GND：地DQ：

13、數(shù)據(jù)輸入輸出腳（單線接口，可作寄生供電）VDD：電源電壓。圖2-1DS1820的外型及引腳排列2.3 DS1820的工作原理DS1820的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2-2所示。由圖2-3可知，DS1820的64bit閃速ROM主要有三個(gè)數(shù)字器件組成：圖2-2 ROM內(nèi)部結(jié)構(gòu)它可以看作是該DS18B20的地址序列碼。64位光刻ROM的排列是：開始8位（28H）是產(chǎn)品類型標(biāo)號(hào)，接著的48位是該DS18B20自身的序列號(hào)，最后8位是前面56位的循環(huán)冗余校驗(yàn)碼（CRC=X8+X5+X4+1）。光刻ROM的作用是使每一個(gè)DS18B20都各不相同，這樣就可以實(shí)現(xiàn)一根總線上掛接多個(gè)DS18B20的目的它既可寄生供電也可由

14、外部5V電源提供在寄生供電情況下面，當(dāng)總線為高電平時(shí)，DS1820從總線上獲得能量并儲(chǔ)存在內(nèi)部電容上，當(dāng)總線為低電平時(shí)，由電容向DS1820供電。DS1820的測(cè)溫原理：內(nèi)部計(jì)數(shù)器對(duì)一個(gè)受溫度影響的振蕩器的脈沖計(jì)數(shù)，低溫時(shí)振蕩器的脈沖可以通過(guò)門電路，而當(dāng)?shù)竭_(dá)某一設(shè)置高溫時(shí)振蕩器的脈沖無(wú)法通過(guò)門電路。計(jì)數(shù)器設(shè)置為-55時(shí)的值，如果計(jì)數(shù)器到達(dá)0之前，門電路未關(guān)閉，則溫度寄存器的值將增加，這表示當(dāng)前溫度高于-55。同時(shí)，計(jì)數(shù)器復(fù)位在當(dāng)前溫度值上，電路對(duì)振蕩器的溫度系數(shù)進(jìn)行補(bǔ)償，計(jì)數(shù)器重新開始計(jì)數(shù)直到回零。如果門電路仍然未關(guān)閉，則重復(fù)以上過(guò)程。溫度表示值為9bit，高位為符號(hào)位，其結(jié)構(gòu)如圖2-3所示圖

15、2-3 計(jì)數(shù)器結(jié)構(gòu)測(cè)量結(jié)果以9位數(shù)字量方式串行傳送, 對(duì)DS1820的使用，多采用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集。處理時(shí)，將DS1820信號(hào)線與單片機(jī)一位口線相連，單片機(jī)可掛接多片DS1820，從而實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)溫度檢測(cè)系統(tǒng)。系統(tǒng)對(duì)DS1820的操作以ROM命令和存儲(chǔ)器命令形式出現(xiàn)DS1820內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要由64位ROM和單線接口、溫度傳感器、非揮發(fā)的溫度報(bào)警觸發(fā)器TH和TL、配置寄存器，存儲(chǔ)器和控制器，8位CRC生成器，框圖如圖2-4所示主要的工作原理是通過(guò)電容濾波，和二極管構(gòu)成整流后的信號(hào)送到64ROM，通過(guò)溫度傳感器有獨(dú)立的單線接口，產(chǎn)生信號(hào)分別給存儲(chǔ)器和控制器，存儲(chǔ)器產(chǎn)生的信號(hào)通過(guò)高位緩存存儲(chǔ)器

16、送到8位CRC生成器，去顯示，而另一路是通過(guò)溫度靈敏元件送到高速緩存存儲(chǔ)器，當(dāng)溫度過(guò)溫度觸發(fā)器TH就會(huì)產(chǎn)生信號(hào)給高速緩存存儲(chǔ)器從而去自動(dòng)調(diào)節(jié)溫度，當(dāng)溫度偏低時(shí)，低溫觸發(fā)器就會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào)給前記高速存儲(chǔ)器進(jìn)行緩存，調(diào)節(jié)好溫度再送到生成器去顯示，另一方面去送到寄存器去存儲(chǔ)。圖2-4DS1820內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖對(duì)DS1820的使用，多采用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集。處理時(shí)，將DS1820信號(hào)線與單片機(jī)一位口線相連，單片機(jī)可掛接多片DS1820，從而實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)溫度檢測(cè)系統(tǒng)。系統(tǒng)對(duì)DS1820的操作以ROM命令和存儲(chǔ)器命令形式出現(xiàn)。DS1820測(cè)溫原理如圖2-5所示。圖中低溫度系數(shù)晶振的振蕩頻率受溫度影響很小，用于產(chǎn)

17、生固定頻率的脈沖信號(hào)送給計(jì)數(shù)器1。高溫度系數(shù)晶振隨溫度變化其振蕩率明顯改變，所產(chǎn)生的信號(hào)作為計(jì)數(shù)器2的脈沖輸入。計(jì)數(shù)器1和溫度寄存器被預(yù)置在55度所對(duì)應(yīng)的一個(gè)基數(shù)值。計(jì)數(shù)器1對(duì)低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行減法計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)器1的預(yù)置值減到0時(shí)，溫度寄存器的值將加1 ，計(jì)數(shù)器1的預(yù)置將重新被裝入，計(jì)數(shù)器1重新開始對(duì)低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，如此循環(huán)直到計(jì)數(shù)器2計(jì)數(shù)到0時(shí)，停止溫度寄存器值的累加，此時(shí)溫度寄存器中的數(shù)值即為所測(cè)溫度。圖中斜率累加器用于補(bǔ)償和修正測(cè)溫過(guò)程中的非線性，其輸出用于修正計(jì)數(shù)器1的預(yù)置值。圖2-5 DS1820測(cè)溫原理框圖2.4 檢測(cè)溫度檢測(cè)系統(tǒng)及溫度測(cè)試原理圖

18、溫度檢測(cè)系統(tǒng)原理圖如下圖2-6所示，采用寄生電源供電方式。為了保證在有效的DS1820時(shí)鐘周期內(nèi)，它可以提供足夠的電流，我們用一個(gè)MOSFET管和芯片AT89C51的一個(gè)I/O口（P1.0）來(lái)完成對(duì)DS1820總線的上拉電阻。當(dāng)溫度傳感器DS1820處于寫存儲(chǔ)器操作和溫度A/D變換操作時(shí)，總線上必須接有強(qiáng)的上拉電阻，上拉開啟時(shí)間最大為10s。采用寄生電源供電方式時(shí)VDD必須接地。由于單線制只有一根線，因此發(fā)送接收口必須是三態(tài)的，為了操作方便我們用AT89C51的P1.1口作發(fā)送口Tx,P1.2口作接收口Rx。通過(guò)試驗(yàn)我們發(fā)現(xiàn)此種方法可掛接DS1820數(shù)十片，距離可達(dá)到50米，然而用一個(gè)口時(shí)僅能

19、掛接10片DS1820，距離僅為20米。同時(shí)由于讀寫在操作上是分開的 故不存在信號(hào)競(jìng)爭(zhēng)問(wèn)題。無(wú)論是單點(diǎn)還是多點(diǎn)溫度檢測(cè)，在系統(tǒng)安裝及工作之前，應(yīng)將主機(jī)逐個(gè)與DS1820掛接，讀出其序列號(hào)。其工作過(guò)程為：主機(jī)Tx發(fā)一個(gè)脈沖，待“0”電平大于480s后，復(fù)位DS1820，待DS1820所發(fā)響應(yīng)脈沖由主機(jī)Rx接收后，主機(jī)Tx再發(fā)讀ROM命令代碼33H（低位在前），然后發(fā)一個(gè)脈沖（15s） 并接著讀取DS1820序列號(hào)的一位。用同樣方法讀取序列號(hào)的56位。對(duì)于DS1820操作的總體流程圖如圖4-1。它分三步完成：系統(tǒng)通過(guò)反復(fù)操作，搜索DS1820序列號(hào)；啟動(dòng)所有在線DS1820做溫度A/D變換；逐個(gè)讀

20、出在線DS1820變換后的溫度數(shù)據(jù)。主機(jī)啟動(dòng)溫度變換并讀取溫度值的詳細(xì)流程；主機(jī)寫入存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)詳細(xì)流程。當(dāng)有更多的檢測(cè)點(diǎn)需要測(cè)溫時(shí)，可利用AT89C51的其它口進(jìn)行擴(kuò)展。同時(shí)，也可利用AT89C51的串行通信口（RXD，TXD）與上位計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信，從而構(gòu)成微機(jī)溫度測(cè)量系統(tǒng)網(wǎng)。圖2-6 溫度檢測(cè)原理圖2.5 MAX813L報(bào)警電路MAX813L報(bào)警電路主要用示電冰箱使用過(guò)程中出現(xiàn)的故障，如圖2-7所示。包括系統(tǒng)自身故障，外界故障，和誤操作，如：冰箱內(nèi)溫度太高，外界電壓波動(dòng)大，未關(guān)好冰箱門或是開門時(shí)間太長(zhǎng)等等。它是用芯片MAX813L與CPU的P3.5口連接，MAX813L是看門狗及復(fù)位電路，當(dāng)

21、加電、掉電以及供電電壓下降情況下的復(fù)位輸出，復(fù)位脈沖寬度典型值為200MS，獨(dú)立的看門狗輸出，如果看門狗輸入在1.6S內(nèi)未被觸發(fā)，其輸出值將為高電平。要程序正常運(yùn)行時(shí)，必須小于1.6S時(shí)時(shí)間間隔內(nèi)向該輸入端發(fā)送一個(gè)脈沖信號(hào)，以清除芯片內(nèi)部的看門狗定時(shí)器，若超過(guò)1.6S，該輸入端收不到脈沖信號(hào)，則內(nèi)部定時(shí)器溢出，8腳則由低電平變?yōu)楦唠娖剑?.25V門限檢測(cè)器，用于電源故障報(bào)警，電池低電壓檢測(cè)或+5V以外的電源監(jiān)控;當(dāng)該輸入低電平保持在140ms以上，MAX813L就會(huì)輸出復(fù)位信號(hào)，該輸入端的最小脈量要求有效的消除開關(guān)的抖動(dòng)。圖2-7 報(bào)警電路3 微處理器（單片機(jī)）微處理器是本設(shè)計(jì)的核心，它性能的

22、好壞將會(huì)直接影響此設(shè)計(jì)的穩(wěn)定性，考慮到畢業(yè)設(shè)計(jì)為實(shí)時(shí)溫度控制自動(dòng)調(diào)節(jié)，系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)需要進(jìn)行大量的運(yùn)算，所以單片機(jī)采用INTEL公司的高效微控制器AT89C51。AT89C51是一種帶4K字節(jié)閃存可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器（FPEROMFlash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能CMOS 8位微處理器，俗稱單片機(jī)。AT89C51芯片的可擦除只讀存儲(chǔ)器可以反復(fù)擦除1000次。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，ATMEL

23、的AT89C51是一種高效微控制器， AT89C51片機(jī)為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。外形及引腳排列如圖所示圖3-1AT89C51引腳圖3.1主要特性·與MCS-51 兼容 ·4K字節(jié)可編程閃爍存儲(chǔ)器 ·壽命：1000寫/擦循環(huán) ·數(shù)據(jù)保留時(shí)間：10年 ·全靜態(tài)工作：0Hz-24MHz ·三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定 ·128×8位內(nèi)部RAM ·32可編程I/O線 ·兩個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 ·5個(gè)中斷源 ·可編程串行通道 ·低功耗的閑置和掉電模式 &#

24、183;片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路3.2 管腳說(shuō)明及部分作用 P0口：P0口為一個(gè)8位漏級(jí)開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。它的一端與外部存儲(chǔ)電路74LS373的端口D0D7相連，完成數(shù)據(jù)的傳輸，另一端傳送到8279芯片的D0D7端口，做數(shù)據(jù)與命令的傳送。P3.2口：外部中斷0，它通過(guò)7404芯片與8279的IRQ端相連，7404是一個(gè)六對(duì)的非門，當(dāng)它改變時(shí)，8279的外部中斷也隨之改變。P3口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持RST腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。ALE：當(dāng)訪

25、問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí)，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過(guò)一個(gè)ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時(shí)， ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無(wú)效。3.3 振蕩器特性XTAL1和XTAL2分別為AT89C51芯片接口反向放大器的輸入和輸出引腳，該反向放大器可以配置為片內(nèi)振

26、蕩器；這個(gè)放大器與作為反饋元件的片外石英晶體或陶瓷諧振器一起構(gòu)成自激振蕩器，外接石英晶體（或陶瓷諧振器）及電容Cl、C2接在放大器的反饋回路中構(gòu)成并聯(lián)振蕩電路；對(duì)外接電容Cl、C2雖然沒有十分嚴(yán)格的要求，但電容容量的大小會(huì)輕微影響振蕩頻率的高低、振蕩器工作的穩(wěn)定性、起振的難易程序及溫度穩(wěn)定性，如果使用石英晶體，我們推薦電容使用30PF 士10PF ，而如使用陶瓷諧振器建議選擇40PF 士10F；晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采用外部時(shí)鐘源驅(qū)動(dòng)器件，這種情況下，外部時(shí)鐘脈沖接到XTAL1 端，即內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端，XTAL2則懸空。外部振蕩電路，由于外部時(shí)鐘信號(hào)是通過(guò)一個(gè)2分頻觸發(fā)器后作為內(nèi)部

27、時(shí)鐘信號(hào)的，所以對(duì)外部時(shí)鐘信號(hào)的占空比沒有特殊要求，但最小高電平持續(xù)時(shí)間和最大的低電平持續(xù)時(shí)間應(yīng)符合產(chǎn)品技術(shù)條件的要求3.4中斷系統(tǒng)AT89C51單片機(jī)的中斷系統(tǒng)簡(jiǎn)單實(shí)用，其基本特點(diǎn)是：有5個(gè)固定的可屏蔽中斷源，3個(gè)在片內(nèi)，2個(gè)在片外，它們?cè)诔绦虼鎯?chǔ)器中各有固定的中斷入口地址，由此進(jìn)入中斷服務(wù)程序；5個(gè)中斷源有兩級(jí)中斷優(yōu)先級(jí)，可形成中斷嵌套；2個(gè)特殊功能寄存器用于中斷控制和條件設(shè)置的編程。5個(gè)中斷源的符號(hào)、名稱及產(chǎn)生的條件如下:INT0：外部中斷0，由P32端口線引入，低電平或下跳沿引起。INT1：外部中斷1，由P33端口線引入，低電平或下跳沿引起。T0：定時(shí)器計(jì)數(shù)器0中斷，由T0計(jì)滿回零引起

28、。T1：定時(shí)器計(jì)數(shù)器l中斷，由T1計(jì)滿回零引起。TIRI：串行IO中斷，串行端口完成一幀字符發(fā)送接收后引起。中斷返回是指中斷服務(wù)完后，計(jì)算機(jī)返回原來(lái)斷開的位置（即斷點(diǎn)）。繼續(xù)執(zhí)行原來(lái)的程序。中斷返回由中斷返回指令RETI來(lái)實(shí)現(xiàn)。該指令的功能是把斷點(diǎn)地址從堆棧中彈出，送回到程序計(jì)數(shù)器PC，此外，還通知中斷系統(tǒng)己完成中斷處理，并同時(shí)清除中斷優(yōu)先級(jí)狀態(tài)觸發(fā)器，特別是要注意不能用“RET”指令代替“RETI”指令。3.5 主程序MAIN主程序由初始化，鍵盤掃描，顯示，溫度采集，溫度控制和定時(shí)化霜子程序組成，為系統(tǒng)軟件的主干部分，化霜采用定時(shí)化霜，每三十分鐘化霜一次，化霜原理見概論電冰箱式作原理部分，其

29、流程圖如圖3-2所示：圖3-2 主程序流程圖程序如下：ORG0000H AJMP MAINORG0003HLJMP DY_INTORG 000BLJMP TIME0_INTORG 0030HDATA EQUP1.0 V1 EQU P1.3 V2 EQU P1.4 V3 EQU P1.5 SET_KEY EQU P1.5 ADD_KEY EQU P1.6 SUB_KEY EQU P1.7 L1 EQU P0.6 L2 EQU P0.7 L3 EQU P2.5 L4 EQU P2.6 MAIN：CLR A START：LCALL INIT1; 初始化 LCALL KEY; 鍵盤掃描 LCALL G

30、ETWD; 獲得冷藏室溫度 MOV 62H , R0 INC DATA LCALL GETWD; 獲得冷凍室溫度 MOV 63H , R0 DEC DATA MOV R3 , 62H; 顯示兩室溫度值 MOV R4 , 63H LCALL DISP MOV A , 60H CLR C HIGH：CJNE A , 62H , HIGH1; 冷藏室溫度等于高于設(shè)定值時(shí) AJMP HIGH2 HIGH1：JC HIGH3 HIGH2：SETB V1; 開啟壓縮機(jī)LCALL OPENAJMP LOWHIGH3：MOV A , 61HCLR C CJNE A , 63H , HIGH4; 冷凍室溫度等于

31、高于設(shè)定值時(shí)AJMP HIGH5 HIGH4：JC LOW HIGH5：SETB V2; 開啟壓縮機(jī) LCALL OPEN LOW：MOV A , 61H CLR C CJNE A , 63H , LOW1; 冷凍室溫度等于低于最低值時(shí)AJMP LOW2 LOW1：JNC LOW3 LOW2：CLR V2; 關(guān)閉壓縮機(jī) LCALL CLOSE AJMP LS LOW3：MOV A , 60H CLR C CJNE A , 62H , LOW4; 冷凍室溫度等于低于最低值時(shí) AJMP LOW5 LOW4：JNC LS LOW5：CLR V1; 關(guān)閉壓縮機(jī) LCALL CLOSE LS：MOV R1 , #10H; 延時(shí)1S LS1：LCALL DLY_100MS DJNZ R1 , LS1 INC 65H; 化霜時(shí)間計(jì)數(shù)加1 MOV A , 65H CJNE A , #00H , LS2 INC 66H LS2：MOV A , 65H CJNE A , #08H ,