智能电冰箱控制器的设计毕业论文（设计）Word下载.docx

智能电冰箱控制器的设计毕业论文（设计）Word下载.docx

《智能电冰箱控制器的设计毕业论文（设计）Word下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《智能电冰箱控制器的设计毕业论文（设计）Word下载.docx（37页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

班

级

自动化12411

指导教师 王宪伟（副教授）

2016年 5 月 30 日

摘要：

随着电冰箱的越来越多的走进用户，人们对它的控制性能要求不断提高，对电冰箱控制功能提出的要求也越来越高，多种能力、人工智能是电冰箱发展的方向，传统的机械化、简单化的电器控制并不能让冰箱的发展要求得到满足。

本文采用AT89C51单片机用作控制电冰箱的核心芯片，并对电冰箱的运行能力进行监控。

冰箱内部运用温度传感器对冷冻室的温度和冷藏室的温度进行监测，并把数据传送到单片机内部进行分析检测与判断，一旦温度略高于设定温度的时候自动开启压缩机，略低于设定温度的时候就关闭运行中的压缩机，由此得到让冰箱内部的温度控制在设定的温度范围内的目的。

此外，通过键盘对冷冻室及冷藏室温度进行设定并显示、对连续速冷时间进行设定并显示、开门超时警、过欠电压保护以及自动除霜等功能。

关键词:

单片机，电冰箱，控制系统。

THEDESIGNOFTHEINTELLIGENTREFRIGERATORCONTROLLER

ABSTRACT：

Withthepopularityofrefrigerators,peopleconstantlyimprovetherequirementforitscontrolfunction,thecontrolsystemrequestalsomoreandmorehightotherefrigerator,multi-functionalandintelligentisoneofthedirectionofitsdevelopment,thetraditionalmechanical,simpleelectroniccontrolalreadycannotsatisfytherequirementofdevelopment.ThispaperUSESAT89C51asthecoreofthecontrolsystemtocontroltheworkingprocessoftherefrigerator.Circuitusingtemperaturesensortodetectthetemperatureofthefreezerandfridge,againintotheanalysisjudgment,single-chipstartthecompressor,whentemperatureisaboveacertaintemperaturebelowacertaintemperaturewhentheystopstartthecompressor,tokeepthetemperatureinsidetherefrigeratorinthepurposeofsettingtemperaturerange.Inaddition,throughthekeyboardofthefreezerandfridgetemperaturesettinganddisplay,thecontinuousrapidcoolingtimesettinganddisplay,openthedoortimeoutalarm,lowvoltageprotectionandautomaticdefrostfunction.

KEYWORDS:

Singlechipmicrocomputer,arefrigerator,thecontrolsystem.

目录

第1章绪论 5

1.1电冰箱的基本介绍 5

1.2国内外的发展状况 5

1.3本设计的研究内容 6

第2章总体方案设计 7

2.1设计方案简介 7

2.2电冰箱电控系统的主要功能和要求 8

第3章系统的硬件设计 9

3.1硬件设计方案 9

3.1.1AT89系列单片机的概况 9

3.1.2时钟电路 11

3.1.3复位电路 12

3.1.4单片机系统电源设计 14

3.2霜厚检测电路 15

3.2.1热敏电阻简介 16

3.2.2运算放大器LM324 16

3.2.3霜厚检测电路 17

3.3冷冻室冷藏室温度检测采样电路 18

3.3.1温度传感器AD590 18

3.3.2ADC0809简介 18

3.3.3冷冻室温度采样电路图 20

3.3.4冷藏室温度采样电路图 20

3.3.5冷冻室冷藏室温度检测采样原理 21

3.3.6过欠压保护电路 21

3.4ADC0809与AT89C51接口设计 22

3.4.1地址锁存器74LS373 22

3.4.2ADC0809与AT89C51的接口电路 23

3.5制冷与除霜控制电路 24

3.5.1锁存器74LS273 24

3.5.2驱动控制电路的设计 24

3.6开门报警电路 25

3.7键盘显示电路 26

3.7.1接口芯片8279简介 26

3.7.2LED简介 28

3.7.3键盘显示电路设计 28

第四章系统软件设计 30

4.1系统主程序 30

4.2T0中断服务程序 31

4.3T1中断服务程序 32

4.4INT0中断服务程序 32

结 论 34

致谢 35

参考文献 36

第1章 绪论

1.1电冰箱的基本介绍

冰箱的基本原理很简单：

冰箱利用液体蒸发吸收热量。

冰箱中使用的制冷剂会在极低的温度蒸发，使冰箱内部保持冰冻温度。

冰箱是由五个基本部件组成：

①压缩机

②安全阀

③热交换管，冰箱外部呈弯曲或盘曲状的管道

④冷交换管，冰箱内部呈弯曲或盘曲状的管道

⑤制冷剂，冰箱内蒸发以制造低温的液体很多工业冰箱使用纯氨作为制冷剂，纯氨在-32℃时蒸发。

压缩机压缩制冷剂气体，这将升高制冷剂的压力和温度（橙色），而冰箱外部的热交换线圈帮助制冷剂散发加压产生的热量。

当制冷剂冷却时，制冷剂液化成液体形式（紫色），并流经安全阀。

当制冷剂流经安全阀时，液态制冷剂从高压区流向低压区，因此它会膨胀并蒸发（浅蓝色）。

在蒸发过程中，它会吸收热量，发挥制冷效果。

冰箱内的线圈帮助制冷剂吸收热量，使冰箱内部保持低温。

然后，重复该循环。

1.2国内外的发展状况

世界第一台电冰箱是在1918年由美国的卡尔维纳特公司设计制造出来的，1927年美国通用电器公司首次研制出了全封闭式自动制冷电冰箱。

我国的家用冰箱行业始于1956年改革开放后迅猛发展到，1985年鼎盛时期全国有10多家冰箱生产厂家。

目前已发展到20多家。

冰箱从最初的单门（单冷藏或单冷冻）发展到双门，再到多门，其控制系统也得到了很大的发展与完善。

家用电冰箱的主要发展趋势朝容量及功能两个方向发展,其中以大型化、多功能化、全自动化为主。

其中，其功能的发展主要依靠电冰箱电控系统的不

断发展和完善，传统的机械式、简单的电子控制已经难以满足发展要求，因此，这对电冰箱控制器提出了更高的要求，电冰箱的电控系统的发展也成为了电冰箱功能不断提高的关键。

单片机的出现及应用使电冰箱电控系统的简化和完善有了很大的进步。

如目前已经把电脑和数控技术相结合，开发出了数控冰箱，以及具有模糊逻辑思维功能的变频式空调等。

电冰箱的智能化必将随着控制系统的发展而逐步的得到提高。

1.3本设计的研究内容

本设计的目的是利用单片机采集环境温度值，以数字量的形式存储和显示，可以独立作为一种设备对温室温度进行有一定精度的控制，经过简单的运算发出各种控制命令，并能动态的显示当前温度值，设定目标控制温度值。

本设计所采用的控制芯片为AT89C51单片机，此芯片功能强大，能够满足设计要求。

通过对电路的设计，对芯片的外围扩展，使得单片机作为控制器核心，对电冰箱的工作过程进行控制，并用声音将电冰箱的一些工作过程进行提示，使控制过程更人性化。

通过AD590温度传感器对冷藏室、冷冻室温度进行检测，并将产生的模拟信号，通过ADC0809进行A/D转换送入单片机；

对除霜电路则采用热敏电阻进行温度检测后产生中断信号送入单片机。

温度检测信号经单片机处理后用于调节压缩机和加热器的工作，满足消费者对温度的设置要求，实现自动除霜功能。

第2章总体方案设计

2.1设计方案简介

直冷式电冰箱的工作原理是利用蒸发器温度的变化控制制冷压缩机的运行与停止，让冰箱里面的温度维持在一定的温度区间内。

通常，蒸发器表面温度升高至3~5°

C时，压缩机运行制冷，表面温度略低于-10°

C~-20°

C时，停止制冷。

本电冰箱电控系统要完成冷冻室及冷藏室的温度检测和动态显示的功能，霜厚检测及除霜的功能，开门报警功能，温度设置功能，以及电源过欠压保护功能。

此设计的电冰箱电控系统是以AT89C51作为主控制芯片,ADC0809为模数转换芯片,AD590温度传感器为温度检测元件，液晶显示器,按键开关等元器件组成,通过软硬件结合实现键盘扫描,液晶显示,I/O口扩展功能。

该系统具有简洁，操作简便，实用方便的特点。

蒸发器温度

电源电路

压缩机电路

复位电路

除霜电路

时钟电路

显示器

键盘

A/D转换器

AT89C51

过欠压保护

冷藏室温度

冷冻室温度

总体框图如图2-1所示：

图2-1系统总体设计硬件方框图

外围电路是AT89C51工作的基础保障——电源电路提供稳定的+5V工作电压；

时钟电路用于产生单片机工作所需的时钟信号；

复位电路使单片机实现初化状态复位。

键盘电路用于向系统输入运行参数，控制系统的运行状态。

通过键盘扫描等程序设计把键盘输入的数据在液晶显示器上显示。

LED电路用来显示键盘输入的数据，AD590实现对冷冻室和冷藏室的温度检测，ADC0809完成对温度的模数转换，将信号上传给单片机，其功能是靠硬件电路的设计和软件

程序的结合来实现的。

热敏电阻感测温度，判断霜厚程度，产生中断信号，结合单片机软件程序，控制加热器的启动与停止，完成自动除霜的功能。

2.2电冰箱电控系统的主要功能和要求

1设定3个测温点，测量范围-26°

C~+26°

C，精度±

0.5°

C；

2利用功能键分别控制温度设置、冷冻室和冷藏室温度设置等；

3采用数码管（LED）显示冷藏室、冷冻室的温度，压缩机启动停止和报警状态；

4制冷压缩机停止工作后自动延迟3min后才能再次开启；

5电冰箱拥有自主融霜能力，当霜厚达3mm时自主融霜；

6打开冰箱门后2min未关自动发声提示；

7工作电压176V～240V，当过压或欠压时，不能开启压缩机。

第3章系统的硬件设计

3.1硬件设计方案

3.1.1AT89系列单片机的概况

AT89系列单片机是美国Atmel公司的8位Flash单片机产品。

这个