智能电冰箱控制器的设计毕业论文（设计）Word下载.docx

1、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

2、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。THE DESIGN OF THE INTELLIGENT REFRIGERATOR CONTROLLERABSTRACT： With the popularity of refrigerators, people constantly improve the requirement for its control function, the control system request also more and

3、 more high to the refrigerator, multi-functional and intelligent is one of the direction of its development, the traditional mechanical, simple electronic control already cannot satisfy the requirement of development. This paper USES AT89C51 as the core of the control system to control the working p

4、rocess of the refrigerator. Circuit using temperature sensor to detect the temperature of the freezer and fridge, again into the analysis judgment, single-chip start the compressor, when temperature is above a certain temperature below a certain temperature when they stop start the compressor, to ke

5、ep the temperature inside the refrigerator in the purpose of setting temperature range. In addition, through the keyboard of the freezer and fridge temperature setting and display, the continuous rapid cooling time setting and display, open the door timeout alarm, low voltage protection and automati

6、c defrost function.KEY WORDS: Single chip microcomputer, a refrigerator, the control system.目录第 1 章 绪论51.1 电冰箱的基本介绍51.2 国内外的发展状况51.3 本设计的研究内容6第 2 章 总体方案设计72.1 设计方案简介72.2 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93.1 硬件设计方案93.1.1 AT89 系列单片机的概况93.1.2 时钟电路113.1.3 复位电路123.1.4 单片机系统电源设计143.2 霜厚检测电路153.2.1 热敏电阻简介163.

7、2.2 运算放大器 LM324163.2.3 霜厚检测电路173.3 冷冻室冷藏室温度检测采样电路183.3.1 温度传感器 AD590183.3.2 ADC0809 简介183.3.3 冷冻室温度采样电路图203.3.4 冷藏室温度采样电路图203.3.5 冷冻室冷藏室温度检测采样原理213.3.6 过欠压保护电路213.4 ADC0809 与 AT89C51 接口设计223.4.1 地址锁存器 74LS373223.4.2 ADC0809 与 AT89C51 的接口电路233.5 制冷与除霜控制电路243.5.1 锁存器 74LS273243.5.2 驱动控制电路的设计243.6 开门报警

8、电路253.7 键盘显示电路263.7.1 接口芯片 8279 简介263.7.2 LED 简介283.7.3 键盘显示电路设计28第四章 系统软件设计304.1 系统主程序304.2 T0 中断服务程序314.3 T1 中断服务程序324.4 INT0 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： 压缩机 安全阀 热交换管，冰箱外部呈弯曲或盘曲状的管道 冷交换管，冰箱内部呈弯曲或盘曲状的管道 制冷剂，冰箱内蒸发以制造低

9、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

10、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

11、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 AD5

12、90 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 35C 时，压缩机运行制冷，表面温度略低于-10C-20C 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

13、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+5

14、V 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-26C+26C，精度0.5C；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 176V240V，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3.1.1 AT89 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