冰箱温度智能控制系统的设计Word下载.docx

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3.本系统采用单片机控制的电冰箱主要功能及要求：

5

第二章硬件部分6

1.系统结构图6

2.微处理器（单片机）6

3.温度传感器11

4.电压检测装置15

5.功能按键15

6.压缩机，风机、电磁阀控制16

7.故障报警电路16

第三章软件部分17

1.主程序：

MAIN17

2.初始化子程序：

INTI121

3.键盘扫描子程序：

KEY.22

4.打开压缩机子程序：

OPEN25

5.关闭压缩机：

CLOSE26

6.定时器0中断程序：

用于压缩机延时27

7.延时子程序28

第四章分析与结论29

参考文献：

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电冰箱温度测控系统设计

第一章概论

随着集成电路技术的发展，单片微型计算机的功能也不断增强，许多高性能的新型机种不断涌现出来。

单片机以其功能强、体积小、可靠性高、造价低和开发周期短等优点，称为自动化和各个测控领域中广泛应用的器件，在工业生

产中称为必不可少的器件，尤其在日常生活中发挥的作用也越来越大。

人们对家用电冰箱的控制功能越来越高，这对电冰箱控制器提出了更高的要求。

多功能，智能化是其发展方向之一，传统的机器控制，简单的电子控制已经难以满足发展的要求。

而采用基于单片机温度控制系统，不仅可大大缩短设计新产品的时间，同时只要增加少许外围器件在软件设计方面就能实现功能的扩展，以及智能化方

面的提高，因此可最大限度地节约成本。

本文即为基于单片机的电冰箱温度控制系统。

目前市场销售的双门直冷式电冰箱，含有冷冻室和冷藏室，冷冻室通常用于冷冻的温度为-6〜-18°

C；

冷藏室用于在相对冷冻室较高的温度下存放食品，要求有一定的保鲜作用，不能冻伤食品，室温一般为0〜10C.

传统的电冰箱温度一般是由冷藏室控制，冷藏室、冷冻室的不同温度是通过调节蒸发器在两室的面积大小来实现的，温度调节完全依靠压缩机的开停来控制但是冰箱内的温度受诸多因素的影响，如放入冰箱物品初始温度的高低、存放品的散热特性及热容量、物品在冰箱的充满率、环境温度的高低、开门的频繁程度等.因此对这种受控参数及随机因素很多的温度控制，既难以建立一个标准的数学模型，也无法用传统的PID调节来实现.一台品质优良的电冰箱应该具有较高的温度控制精度，同时又有最优的节能效果，而为了达到这一设计要求采用模糊控制技术无疑是最佳的选择•

1.电冰箱的系统组成

液体由液态变为气态时，会吸收很多热量，简称为“液体汽化吸热”，电冰箱就是利用了液体汽化的过程中需要吸热的原理来制冷的。

蒸气压缩式电冰箱制冷系统原理图如图1-1所示，主要由压缩机、冷凝器、干燥过滤器、毛细管、蒸发器等部件组成，其动力均来自压缩机，干燥过滤器用来过滤赃物和干燥水分，毛细管用来节流降压，热交换器为冷凝器和蒸发器。

制冷压缩机吸入来自蒸发器的低温低压的气体制冷剂，经压缩后成为高温高压的过热蒸气，排入冷凝器中，向周围的空气散热成为高压过冷液体，高压过冷液体经干燥过滤器流入毛细管节流降压，成为低温低压液体状态，进入蒸发器中汽化，吸收周围被冷却物品的热量，使温度降低到所需值，汽化后的气体制冷剂又被压缩机吸入，至此，完成一个循环。

压缩机冷循环周而复始的运行，保证了制冷过程的连续性。

1一绝热範体：

2-就发器j3压第机；

击吟雄器；

5—于黑过加器*6-隹细普

图1-1电冰箱制冷系统原理图

直冷式电冰箱的控制原理是根据蒸发器的温度控制制冷压缩机的启、停，使

冰箱内的温度保持在设定温度范围内。

冷冻室用于冷冻食品通常用于冷冻的温度为-3C〜-15C,冷藏室用于相对于冷冻室较高的温度下存放食品，要求有一定的保鲜作用，不能冻伤食品，温度一般为0C〜10C,当测得冷冷冻室温度高至—3C~0C时或者是冷冻室温度高至10C〜13C是启动压缩机制冷，当冷冻室温度低于-15C〜-18C或都冷藏室温度低于0C〜-3C时停止制冷，关断压缩机。

采用单片机控制，可以使控制更为准确、灵活。

根据冷藏室和冷冻室的温度情况决定是否开压缩机，若冷藏室的温度过高，

则打开电磁冷门V1,关闭阀门V2,V3,同时打开压缩机，产生高温高压过热蒸气，经过冷凝器冷凝，干燥过滤器干燥，毛细节流管降压后，在蒸发器汽化制冷，产生低温低压的干燥气体。

经过电磁阀门V1流入冷藏室，使冷藏的温度迅速降低，当温度达到要求时关闭压缩机，同时关闭电磁阀门V1。

若是冷冻室的温度过高，则应打开V2关闭V1,V3。

电磁阀门V3主要用于冷冻室的化霜。

需要化箱时打开V3,从压缩机流出的高温高压气体流经冷冻室可匀速将冷冻室霜层汽化。

达到

化霜的效果。

一般化霜的时间要短，不然会伤存放的食品。

1、设定2个测温点，测量范围：

一26C〜+26C,精度土0.5C;

2、利用功能键分别控制温度设定、冷藏室及冷冻室温度设定等；

3、制冷压缩机停机后自动延时3分钟后方能再启动；

4、电冰箱具有自动除霜功能；

5、开门延时超过20秒发声报警；

6、工作电压为180〜240V,当欠压或过压时，禁止启动压缩机并用指示灯显示。

第二章硬件部分

1.系统结构图

控制系统结构如图2-1所示，主要由电源开关，电压检测装置，温度传感器，

功能按键，单片机，延时电路，显示电路，指示灯电路，除霜装置和故障报警装

置等够成。

图2-1控制系统结构图

2.微处理器（单片机）

微处理器是本系统的核心，其性能的好坏直接影响系统的稳定，鉴于本系统为实时控制系统，系统运行时需要进行大量的运算，所以单片机采用INTEL公司的高效微控制器AT89C51。

AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPERO—Falsh

ProgrammableandErasableReadOnlyMemory）的低电压，高性能CMOS位微处理器，俗称单片机。

该器件采用ATMEI高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51?

指令集和输出管脚相兼容。

由于将多功能8位CPU和闪烁

存储器组合在单个芯片中，ATMEL勺AT89C51是一种高效微控制器，为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。

AT89C2051

1•主要特性：

•与MCS-51兼容

•4K字节可编程闪烁存储器

寿命：

1000写/擦循环

数据保留时间：

10年

•全静态工作：

0HZ-24HZ

•三级程序存储器锁定

•128*8位内部RAM

•32可编程I/O线

•两个16位定时器/计数器

•5个中断源

-可编程串行通道

•低功耗的闲置和掉电模式

•片内振荡器和时钟电路

2.管脚说明

VCC:

供电电压。

GND:

接地。

P0口：

P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。

当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。

P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。

在FIASH编程时，P0口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。

P1口：

P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。

P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。

在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。

P2口：

P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“T时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。

并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。

这是由于内部上拉的缘故。

P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。

在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。

P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。

P3口：

P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。

当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。

作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。

P3口也可作为AT89C5啲一些特殊功能口，如下表所示：

口管脚备选功能

P3.0RXD（串行输入口）

P3.1TXD（串行输出口）

P3.2/INTO（外部中断0）

P3.3/INT1（外部中断1）

P3.4T0（记时器0外部输入）

P3.5T1（记时器1外部输入）

P3.6/WR（外部数据存储器写选通）

P3.7/RD（外部数据存储器读选通）

P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。

RST复位输入。

当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。

ALE/PROG当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。

在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。

在平时，ALE端以

不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。

因此它可用作对

外部输出的脉冲或用于定时目的。

然而要注意的是：

每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。

如想禁止ALE的输出可在SFR8Ehfe址上置0。

此时，ALE只有在执行MOV，MOV指令是ALE才起作用。

另外，该引脚被略微拉高。

如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。

/PSEN外部程序存储器的选通信号。

在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。

但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。

3•振荡特性

/EA/VPP:

当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（OOOOH-FFFFH，不管是否有内部程序存储器。

注意加密方式1时，/EA将内部

锁定为RESET当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。

在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP

XTAL1:

反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。

XTAL2来自反向振荡器的输出。

4•芯片擦除：

整个PERO阵列和三个锁定位的电擦除可通过正确的控制信号组合，并保持ALE

管脚处于低电平10ms来完成。

在芯片擦操作中，代码阵列全被写“T且在任何非空