基于单片机的电冰箱温度控制系统.docx

1、基于单片机的电冰箱温度控制系统目录1 绪论 11.1 电冰箱发展概况 11.2 电冰箱的国内研究现状 31.3 电冰箱的国外研究现状 42 电冰箱单片机控制器的方案设计 72.1 硬件电路的方案 72.2 系统的软件方案 122.3 总体方案的确定 143 控制器硬件电路的设计 163.1 电源供电电路 163.2 单片机与看门狗复位电路 173.3 A/D转换电路 183.4 温度采集电路和除霜电路 183.5 键盘电路和显示电路 183.6 制冷压缩机和除霜电热丝启、停控制电路 203.7 报警电路 203.8 电冰箱的异味消除电路 214 系统软件设计 224.1 主程序的设计 224.

2、2 T0中断服务程序 234.3 T1中断服务程序 251 绪论1.1 电冰箱发展概况一个在英格兰工作的美国人雅可比帕金斯有了一个新发现，这一发现导致了冰箱的发明。1834年他发现当某些液体蒸发时，会有一种冷却效应。帕金斯要求一群技工来制造一个可证实这个想法的工作模型。 果然，这个装置在某个晚上真的产生了一些冰。技工们兴奋地拿着冰，跳进一辆马车，飞速驶向帕金斯的住房，向他展示所取得的成果。帕金斯此时已上了年纪，虽然他没有在市场上出售自己的发明物，但是哈里森的工作成果为人类早期家用冰箱铺垫了道路。 出售发明物的人的生活在澳大利亚的一个苏格兰印刷工约翰哈里森。哈里森很可能在并不了解帕金斯成果的情况

3、下发现了冷却效应。他用醚来清洗金属印刷铅字，某一天注意到了物质的冷却效应。到1862年，他的第一批冰箱就上市了。哈里森还在维多利亚本狄哥一家啤酒厂里设置了第一个制冷车间。在19世纪末，只有专门造了冰库的富人才能享受到这种好处。绝大多数人奢望的只是一个冷藏柜。 那时候，冰箱最重要的用途之一是在轮船上。大型冷藏库意味着船舶能够在长距离航行中运载食用鲜肉，例如羔羊肉能从新西兰出口到欧洲。 德国工程师卡尔冯林德在1879年制造出了第一台家用冰箱。但在20世纪20年代电动冰箱发明出来之前，冰箱并没有大规模进入家庭。世界上首台家用的制冷设备在1910年左右出现，1913年拉森制造了一台人工操作的家用冰箱，

4、1918年美国卡尔维纳特公司首次成功地试制出商业和家用自动电冰箱，到1920年为止约售出200台，1926年美国奇异公司经过11年的试验，制造出世界第一台密封式制冷系统的电冰箱，1927年第一台家用吸收式冰箱问世。自第一台冰箱出现至今已有半个多世纪,当前全世界每年电冰箱的总产量在4000万台以上，其中产量居前几位的国家是美国、俄罗斯、意大利、日本等国。电冰箱的种类繁多，按照制冷形式来分，可以分为蒸气压缩式冰箱，吸收扩散式冰箱(简称吸收式冰箱)以及半导体冰箱等；按箱体外形可分为立式冰箱、卧式冰箱，茶几式以及炊具组合式等；按箱门型式可分为单门冰箱、双门冰箱、三门冰箱及多门冰箱。(1) 蒸气压缩式冰

5、箱压缩式冰箱按制冷方式可分为直接冷却式和间接冷却式两种。直冷式冰箱中，冷气以自然对流方式冷却食品，蒸发器一般直接安装在上部的冷冻室，在下部的冷藏室内另有一个小的蒸发器，或者将冷冻室的冷气分一部分进入冷藏室，冷藏室借助冷冻室来的冷气进行食品冷藏。间冷式冰箱的蒸发器多数位于冷冻室和冷藏室的夹层之间，在箱内看不到蒸发器，只能看到一些风孔，夹层内有一个微型电风扇将冷气吹出，达到制冷效果，这种冰箱有自动除霜装置，因此又叫无霜冰箱。压缩式冰箱按结构可分为单门、双门和多门几种。单门冰箱的冷冻室与冷藏室共用一个箱门。三门冰箱是冷冻室，冷藏室和果菜室分别设门，就有利于水果和蔬菜的保鲜。三门冰箱有的还在箱门上设有

6、可取冰，取冷饮水的装置，不仅给消费者带来更大的方便，而且还能减少制冷量的损失。多门冰箱一般没有冷冻室、冷藏室、轻度冷冻室、果菜室。为了使用上的方便，其轻度冷冻室(温度保持0左右)和果菜室采用抽屉式结构。这种电冰箱轻度冷冻室的位置一般处于冷藏室下面，可以保存冷冻后的食品和需较长一点时间存放的熟食品。(2) 吸收扩散式冰箱吸收扩散式冰箱的构造与压缩式冰箱类似，也分为箱体、制冷系统和控制系统三部分。家用吸收式冰箱可以采用各种热源作为动力，例如天然气，油、煤气、太阳能等。因此此种冰箱都装有气、电两用的加热装置，该装置由燃烧器、自动点火装置、温度控制器组成。燃烧中还带有安全装置，当燃烧器的火焰熄灭时，感

7、受火焰温度的热电偶可自动断开燃气通路，以确保保安全。在制冷系统中充有三种物质，即制冷剂氨、吸收剂水、扩散剂一氢或氦。(3) 半导体式冰箱半导体式电冰箱与压缩式电冰箱的主要区别是制冷系统不同，半导体冰箱是利用半导体温差电现象，形成温差而实现制冷。其优点是，体积小、重量轻，可靠性高。因为半导体冰箱无机械传动装置，因而无噪声、无磨损、操作简单、维修方便；又因它不用制冷剂，所以无制冷剂泄漏和污染等问题。半导体冰箱可以弥补压缩式冰箱的不足。在一般情况下，制冷温度也比较低，它已引起人们的重视。1.2 电冰箱的国内研究现状我国冰箱起步较迟，第一台冰箱是1954年由沈阳医疗器械厂生产的200升单门冰箱：195

8、6年开始，卫生部门的一些医疗器械厂开始具备了电冰箱生产能力，并投入了小批量生产，80年代初电冰箱产量连年翻番，1983年产量约18万台，1984年产量超过40万台，目前国家确定四十几家电冰箱定点厂，全国引进50多条电冰箱生产装配线，年产能力达1500万台以上，规格已有50 升到200升以上大型冰箱的多种系列，品种有单门、双门、多门、型式有直冷式，也有间冷式。在90年代，电冰箱拄术已向高效率、智能化和多门多温多功能的方向发展。自1999年11月，三星电子推出首款数字化电冰箱后，有关网络冰箱的新闻就被媒体炒得红红火火。对此，业内人士提出了自己的见解：现在国内搞网络冰箱还为时过早，国外的网络冰箱也是

9、刚刚开始。目前国内许多企业宣布开发，甚至推出的网络冰箱，无非是在制造一种噱头，想引起公众注意而已，或是其产品形象的一种包装策略。所以网络冰箱还只是概念炒作，目前几年不可能规模上市，即便上市，买的人也不会多。 专家指出：开发网络冰箱，首先得有网络环境。但是目前，我们还没有这个网络基础。现在国内的生产管理还很落后，有很多分析都是手工化，跟国外计算机数据统计分析还差很远，国内各企业的资源管理、规划、数据的统计分析以及供应商的电脑管理化都很缺乏，在这种基础上，搞网络冰箱，无疑是有制造噱头之嫌。再者目前中国绝大多数的消费者，尚未达到这个收入水平去购买如此昂贵的网络冰箱，享受其带来的所谓的众多便利。作为中

10、国市场的庞大消费群体老百姓，他们注重的是产品的性能、价格、品牌等，而不是“华而不实”的产品。因此，网络冰箱作为未来冰箱发展的趋势，企业应该重视，加强科研开发，进一步降低成本。相信随着中国网络大环境的构建，网络冰箱可能在不久的将来会真正走向市场，服务大众。1.3 电冰箱的国外研究现状随着经济的不断发展，其饮食文化也随之发展，人们的生活品味不断提高，对食品需求多样化，加之越来越多的家庭妇女步入职业阶层，因此对家用电冰箱的要求愈来愈高，即要求电冰箱功能越多越好，容积越大越好。1996年日本冰箱销售量为495万台，其中120升以下占30%(主要为宾馆、旅店等商用) ，300升以上占57%，400升以上

11、呈快速地增长趋势，多门冰箱占70%左右。因此，为了顺应市场需要，更好地满足广大消费者不断增长的生活需求，日本各冰箱制造公司都不断改进自己的原有产品，迅速开发新产品，使冰箱功能更加完善，规格更加齐全，诸如自动制冰、采用变频或双转子旋转式压缩机、模糊逻辑控制、无CFC、自动除臭抗菌等技术已经普遍用于冰箱之中。目前，对电冰箱产品结构调整影响最大，最突出、最迫切的问题是CFC制冷工质的限制和禁用。国际社会对CFC的控制并逐步禁止已成定局，电冰箱将因此而面临产品改型的任务，这正是电冰箱工业必须正视的现实。各国正在努力加快对各种新型制冷系统的研究及商品化进程。在多能源冰箱的开发方面，国外吸收式、吸附式冰箱

12、发展迅速，近几年来日本三洋公司在吸收式冰箱方面突破了一些技术难关，发展到耗电量可与压缩式冰箱相近的水平。目前全世界吸收式和吸附式冰箱的年产量约为150万台，以瑞典和瑞士的产量最多，质量也最好，太阳能冰箱，半导体冰箱也是近年来较引入注目的新产品。为了更科学地贮存和保鲜食品，国外电冰箱还增加了快速冷冻和快速解冻的功能。快速冷冻是使冷冻室底面温度达-40左右的低温，让食品迅速通过-1-5冰结晶生成区心防营养成分的破坏，保持食品原有的鲜度；快速解冻是在冰箱内增设快速解冻室，通过解冻风扇，把冰箱冷藏室的空气吹人到解冻室，使解冻室内的食品快速解冻，以适应短期保鲜贮存的需要。电冰箱是家庭中主要耗电的家用电器

13、，为此目前有关厂家及研究单位正在开发节电型的电冰箱。采用滚动转于式压缩机，不仅减小压缩机的体积，减轻重量，而且降低能耗。目前日本100W以上的滚动转子式压缩机已投入使用，用电量比同类冰箱节电2025；应用微机控制电冰箱可以节电15一20；改进隔热层，将电冰箱隔热厚度增至3寸，可节电14；应用新型绝热材料，日本东芝公司应用聚铬硅氧的新材料，使冰箱每月节电2度，应用上述各种新技术以达到节能之目的。自1999年11月，三星电子推出首款数字化电冰箱后，有关网络冰箱的新闻就被媒体炒得红红火火。1999年12月，LG公司新推出MP3网络冰箱。2001年6月18日，在上海第10届信息通信展上，爱立信与伊莱克

14、斯合作展出了一款智能化网络冰箱。2001年10月23日，美菱网络冰箱通过省级鉴定。2001年10月26日，首批智能网络冰箱在丹麦亮相。韩国LG公司同年也向市场推出了自己的“网络冰箱”。何谓网络冰箱？网络冰箱是将冰箱的操作、控制实现网络化。消费者可以上网检查食物的存量、食物是否过期或在食品包装上打上条形码，食品就会自动解冻等；这种冰箱的门上有个15英寸的液晶显示器，用户可以通过冰箱上网、打可视电话和观看影片；液晶显示器还可以显示冰箱内部的温度和食品的保质期；如果冰箱出了问题，它还可以自动通知维修服务中心。网络冰箱市场现状如何呢？当时一位记者询问了10余名准备购买冰箱的顾客，大多数都表示不太了解。

15、其中一位老同志还向这位记者提出了这样的疑问：冰箱的主要功能不就是储存食品，保质保鲜吗？再附加一个电脑的功能有必要吗？而且价格高昂，是不是离百姓生活太遥远了？那么首先把网络冰箱推向市场的三星公司对此有何解释？苏州三星电子有限公司市场营销部部长元善表示，之所以推出网络冰箱，是想借此反映冰箱发展的趋势，展示三星的品牌形象和自己拥有的先进技术，意在展现三星有实力为消费者带来最优质的生活。2 电冰箱单片机控制器的方案设计2.1 硬件电路的方案AT89C51是美国ATMEL公司生产的低电压，高性能CMOS8位单片机，片内含4kbytes的可反复擦写的只读程序存储器（PEROM）和128bytes的随机存取

16、数据存储器（RAM)，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，可兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器（CPU）和Flash存储单元，功能强大，AT89C51单片机可为您提供许多高性价比的应用场合，可灵活应用于各种控制领域。主要性能参数：(1) 与MCS-51产品指令系统完全兼容(2) 4k字节可重擦写Flash闪速存储器(3) 1000次擦写周期(4) 全静态操作：0Hz24MHz(5) 三级加密程序存储器(6) 128X8字节内部RAM (7) 32个可编程I/O口线(8) 2个16位定时/计数器(9) 6个中断源(10) 可编程串行UART通道(11) 低功耗空闲和掉电模式AT89C51提供以