【正文】 The refrigerator performance testing technology continuous improvement and development, can promote the improvement of the performance of the refrigerator, and promote the industry technology progress and prosperity, but our country refrigerator test system is not perfect, overall introduction of the amount of people need to have both funds, and also do not conform to national interests for a long time, therefore, it is necessary to refrigerator automation control system of performance, developed a running low energy consumption, strong monality, control the perfect function and data processing efficiency, show operation concentration, friendly manmachine interface, convenient debug operation safety stable, cost cheap and so on test system. This paper introduces a kind of based on AT89C51 refrigerator test system, this system using temperature sensor DS18B20 acquisition refrigerator temperature of cold, and through A \ D conversion through the digital tube that is available RS485 serial bus to expand simultaneously measuring more the temperature of the refrigerator. Among them is the realtime detection and single chip microputer automatic control system center a core device. This article through the use of the monolithic integrated circuit to the refrigerator test system was improved, and realize the refrigerator intelligent detection, and convenient operation, stable performance. Keywords: refrigerators。本文通過利用單片機(jī)對(duì)冰箱測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)了冰箱的智能檢測(cè)，并且操作方便，運(yùn)行穩(wěn)定。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 冰箱測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì) 學(xué) 生 姓 名： 班 級(jí)： 學(xué) 號(hào)： 指 導(dǎo) 教 師： 所 在 單 位： 電氣工程學(xué)院 答 辯 日 期： 年 月 日 I 摘 要 冰箱性能測(cè)試技術(shù)的不斷完善和發(fā)展，能夠促進(jìn)冰箱性能的改進(jìn)，推動(dòng)全行業(yè)技術(shù)的進(jìn)步與繁榮，但我國(guó)冰箱測(cè)試系統(tǒng)還不完善，全面引進(jìn)既需要人量的資金投入，也不符合國(guó)家長(zhǎng)久利益，因此，有必要對(duì)自動(dòng)化冰箱制冷性能測(cè)控系統(tǒng)進(jìn)行研究，開發(fā) 出一種運(yùn)行能耗低、通用性強(qiáng)、控制功能完善、數(shù)據(jù)處理高效、顯示操作集中、人機(jī)界面友好、調(diào)試方便運(yùn)行安全穩(wěn)定、造價(jià)便宜等特點(diǎn)的測(cè)試系統(tǒng)。 關(guān)鍵詞 ： 冰箱 。 Temperature detection。同時(shí)在現(xiàn)代國(guó)防建設(shè)中，特殊試驗(yàn)器具及材料的儲(chǔ)藏、保溫等要求使冰箱在新軍事裝備的研究、開發(fā)、保存、運(yùn)輸過程中成為不可缺少的裝置。冰箱測(cè)試技術(shù)的發(fā)展已由最初的手工操作到了目前國(guó)外先進(jìn)的全自動(dòng)測(cè)試，全自動(dòng)測(cè)試是應(yīng)用微型機(jī)對(duì)各個(gè)部件進(jìn)行自動(dòng)控制。隨著家電不斷地深入人們的生活，人們對(duì)家用電器的期望和要求也越來越高，同此，冰箱生產(chǎn)企業(yè)為了在殘酷的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中立丁不敗之地，競(jìng)相提高產(chǎn)品質(zhì)量、研制開發(fā)新的產(chǎn)晶。此時(shí)，溫度測(cè)量 2 采用玻璃棒溫度計(jì)，電流、電壓、頻率、功率、功率系數(shù)等電量測(cè)量采用指針表，由人工讀取數(shù)據(jù)， 由人工調(diào)了執(zhí)行機(jī)構(gòu)，測(cè)控系統(tǒng)技術(shù)處于人工手工階段 糾訓(xùn)。這些試驗(yàn)裝置人都采用了當(dāng)時(shí)國(guó)產(chǎn)的單元組合式儀表。80 年代后期開始，冰箱行業(yè)的發(fā)展開始加快，我國(guó)在加大自主開發(fā)新產(chǎn)品的同時(shí)，也開始與國(guó)外企業(yè)合作。冰箱性能試驗(yàn)裝置的市場(chǎng)需求量開始增多，但試驗(yàn)裝置落后的測(cè)控系統(tǒng)越來越不能適應(yīng)需要，當(dāng)時(shí)國(guó)外的試驗(yàn)裝置大都采用了計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集處理等先進(jìn)的技術(shù)和手段，引進(jìn)國(guó)外的先進(jìn)試驗(yàn)裝置 卻耗資巨人。 國(guó)內(nèi)大型冰箱制造企業(yè)由于采用較先進(jìn)的生產(chǎn)線在線測(cè)試，冰箱在生產(chǎn)線上移動(dòng)過程中完成測(cè)試。 4 第二章 系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì) 電冰箱簡(jiǎn)介 冰箱主要電器零部件 一 壓縮及電動(dòng)機(jī) 壓縮機(jī)是制冷系統(tǒng)的心臟，它在電動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)下壓縮和輸送制冷劑蒸汽，使制冷循環(huán)得以實(shí)現(xiàn)。壓縮機(jī)電動(dòng)機(jī)的種類 : (1) 單向電阻分相式異步電動(dòng)機(jī) 電子主繞組與副繞組在空間相差 90176。這種電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩較小，啟動(dòng)電流較大，適用功率為 40W~130W。具有啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩較大，啟動(dòng)電流較小的特點(diǎn)，適用功率 40W~300W。具有啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩較大，運(yùn)行電流較小的特點(diǎn)，多用于日產(chǎn)冰箱。 工作原理如下：可由電冰箱的電器原理圖進(jìn)行分析。PTC 在剛加上電壓時(shí)，溫度低、電阻小，呈現(xiàn)“低阻”狀態(tài)，此后 PTC 啟動(dòng)繼電器由于自身發(fā)熱而升溫，在 1s 以內(nèi)溫度升高到居里點(diǎn)以上，電阻值急劇增大，呈現(xiàn)“高阻”狀態(tài)，電流大幅度減小，幾乎成為斷路。 PTC 常溫電阻值可用萬用表測(cè)量，也可直接讀取。其作用是在增加啟動(dòng)電流的前提下，增加電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩。然后用萬用表兩表筆分別接電容器兩引線，正常情況下，萬用表兩指針由電阻大的方向向 電阻小的方向偏移，然后再回偏。一般串聯(lián)在主電路中使用。 四 化霜裝置 電冰箱的化霜方式主要有半自動(dòng)化霜、全自動(dòng)化霜、電子化霜和人工除霜。當(dāng)化霜定時(shí)器與壓縮機(jī)同 步運(yùn)轉(zhuǎn)到調(diào)定的化霜間隔時(shí)間 (一般為 8h)，化霜定時(shí)器斷開與壓縮機(jī)的通路，這時(shí) 220V 電壓幾乎全部加到化霜加熱器上，進(jìn)行化霜。 電加熱器的工作狀態(tài)由溫控開關(guān)控制，常見故障有電熱絲燒斷、絲間短路或絕緣損壞，檢查時(shí)可用萬用表測(cè)電阻以確定故障。制冷壓縮機(jī)吸入來自蒸發(fā)器的低溫低壓的氣體制冷劑，經(jīng)壓縮后成為高溫高壓的 過熱蒸氣，排入冷凝器中，向周圍的空氣散熱成為高壓過冷液體，高壓過冷液體經(jīng)干燥過濾器流入毛細(xì)管節(jié)流降壓，成為低溫低壓液體狀態(tài)，進(jìn)入蒸發(fā)器中汽化，吸收周圍被冷卻物品的熱量，使溫度降低到所需值，汽化后的氣體制冷劑又被壓縮機(jī)吸入，至此，完成一個(gè)循環(huán)。采用單片機(jī)控制，可以使控制更 為準(zhǔn)確、靈活。 所以多點(diǎn)溫度檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)的關(guān)鍵在于兩部分：溫度傳感器的選擇和主控單元的設(shè)計(jì)。 方案二： 在多點(diǎn)測(cè)溫系 統(tǒng)中，傳統(tǒng)的測(cè)溫方法是將模擬信號(hào)遠(yuǎn)距離采樣進(jìn)行 AD 轉(zhuǎn)換，而為了獲得較高的測(cè)溫精度，就必須采用措施解決由長(zhǎng)線傳輸，多點(diǎn)測(cè)量切換及放大電路零點(diǎn)漂移等造成的誤差補(bǔ)償問題。在 0— 100 攝氏度時(shí)，最大線形偏差小于 1 攝氏度。部分功能電路的集成，使總體電路更簡(jiǎn)潔，搭建電路和焊接電路時(shí)更快。 主控制部分 方案一： 此方案采 用 PC 機(jī)實(shí)現(xiàn)。需要通過 RS232 電平轉(zhuǎn)換兼容，硬件的合成在線調(diào)試，較為繁瑣，很不簡(jiǎn)便。既可以單獨(dú)對(duì)多 DS18B20 控制工作，還可以與 PC 機(jī)通信 .運(yùn) 用主從分布式思想，由一臺(tái)上位機(jī)（ PC 微型計(jì)算機(jī)），下位機(jī)（單片機(jī)）多點(diǎn)溫度數(shù)據(jù)采集，組成兩級(jí)分布式多點(diǎn)溫度測(cè)量的巡回檢測(cè)系統(tǒng) ,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。設(shè)計(jì)一種可以用于大規(guī)模多點(diǎn)溫度測(cè)量的巡回檢測(cè)系統(tǒng)。其具有下列特點(diǎn)： ① 具有高的測(cè)量精度和分辨率，測(cè)量范圍大； ② 抗干擾能力強(qiáng)，穩(wěn)定性好； ③ 信號(hào)易于處理 、 傳送和自動(dòng)控制； ④ 便于動(dòng)態(tài)及多路測(cè)量，讀數(shù)直觀； ⑤ 安裝方便，維護(hù)簡(jiǎn)單，工作可靠性高。系統(tǒng)的硬件電路由 89C51 單 片機(jī)、 A/D 轉(zhuǎn)換電路、復(fù)位電路、直流電源供電電路、鍵盤顯示電路、 LED 顯示電路、電壓檢測(cè)和報(bào)警電路等組成。 GND：接地。在 FIASH 編程時(shí)， P0 口作為原碼輸入口，當(dāng) FIASH 進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)， P0 輸出原碼，此時(shí) P0 外部必須被拉高。 P2 口： P2 口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 口緩沖器可接收，輸出4 個(gè) TTL 門電流，當(dāng) P2 口被寫“ 1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。在給出地址“ 1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外 部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(shí)， P2 口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。作為輸入， 12 由于外部下拉為低電平， P3 口將輸出電流（ ILL）這是由于上拉的緣故。 ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲(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)。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過一個(gè) ALE 脈沖。 運(yùn)算器 (1)算術(shù)／邏輯部件 ALU：用以完成 +、 、 *、 / 的算術(shù)運(yùn)算及布爾代數(shù)的邏輯運(yùn)算，并通過運(yùn)算結(jié)果影響程序狀態(tài)寄存器 PSW 的某些位，從而為判斷、轉(zhuǎn)移、十進(jìn)制 修正和出錯(cuò)等提供依據(jù)。不作乘除時(shí)， B 可作通用寄存器使用。 INT1：外部中斷 1，由 P3． 3 端口線引入，低電平或下跳沿引起。 單片機(jī)最小系統(tǒng) 單片機(jī)最小系統(tǒng)主要由電源、復(fù)位、振蕩電路以及擴(kuò)展部分等部分組成。當(dāng)復(fù)位電平持續(xù)兩個(gè)機(jī)器周期以上時(shí)復(fù)位有效。通常一個(gè)系統(tǒng)共用一個(gè)晶振，便于各部分保持同步。 AT89C51 使用 的晶體振蕩器作為振蕩源，由于單片機(jī)內(nèi)部帶有振蕩電路，所以外部只要連接一個(gè)晶振和兩個(gè)電容即可，電容容量一般在 15pF至 50pF 之間。 (2)智能化儀器儀表 在各種儀器儀表中引入單片機(jī)，使儀器儀表智能化、數(shù)字化、自動(dòng)化，提高測(cè)試精度和準(zhǔn)確度，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，減少體積及重量，提高其性能價(jià)格比。 A/D 轉(zhuǎn)換器 現(xiàn)代自動(dòng)控制系統(tǒng)中需要測(cè)量和控制的參數(shù)往往都是連續(xù)變化的模擬信號(hào)，如溫度，壓力，流量，速度等。 TLC549 具有 4MHz 的片內(nèi)系統(tǒng)時(shí)鐘和軟、硬件控制電路，轉(zhuǎn)換時(shí)間最長(zhǎng)為 17μ s，允許的最高轉(zhuǎn)換速率為 40000 次 /s?？傊?， TLC549 具有控制口線少，時(shí)序簡(jiǎn)單，轉(zhuǎn)換速度快，功耗低，價(jià)格便宜等特點(diǎn)。當(dāng) CS 為高時(shí)，數(shù)據(jù)輸 DATA OUT 端處于高阻狀態(tài)，此時(shí) I／ O CLOCK 不起作用。在第 8 個(gè) I／ O CLCOK 后 ,CS 必須為高或 I／ O CLOCK 保持低電平這種狀態(tài)需要維持 36 個(gè)內(nèi)部系統(tǒng)時(shí)鐘周期以等待保持和轉(zhuǎn)換工作的完成。若要在特定的時(shí)刻采樣模擬信號(hào)，則應(yīng)使第 8 個(gè) I／O CLOCK 時(shí)鐘的下降沿與該時(shí)刻對(duì)應(yīng)。 TLC549 芯片可以方便地與具有外圍串行接口 (SPI)的單片機(jī)連接使用?？捎糜?RS485 接口的芯片種類也越來越多。希望以下敘述對(duì)解決RS485 接口的某些常見問題有所幫助。為適應(yīng)更多節(jié)點(diǎn)的通信場(chǎng)合，有些芯片的 輸入阻抗設(shè)計(jì)成 1/2 負(fù)載（≥24kΩ）、 1/4 負(fù)載（≥ 48kΩ）甚至 1/8 負(fù)載（≥ 96kΩ），相應(yīng)的節(jié)點(diǎn)數(shù)可增加到 17 6 128 和 256。 圖 35 半雙工通信電路 圖 36 全 雙工通信電路 18 在電參數(shù)儀的設(shè)計(jì)中，數(shù)據(jù)采集由單片機(jī) AT89C51 負(fù)責(zé)，上位 PC 機(jī)主要負(fù)責(zé)通信（包括與單片機(jī)之間的串行通信和數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程通信），以及數(shù)據(jù)處理等工作。 實(shí)際應(yīng)用中，由于大多數(shù)普通 PC 機(jī)只有常用的 RS232 串行通信口，而不具備 RS485 通信接口。 單片機(jī)的通信信號(hào)首先通過光隔，然后經(jīng)過 RS485 接口芯片，將電平信號(hào)轉(zhuǎn)換成電流環(huán)信號(hào)。 單片機(jī)側(cè) RS485 接口電路如圖所示。同時(shí)在輸出端接上電容 C0，以改善負(fù)載的瞬時(shí)響應(yīng)， C0 的電容一般為 。 復(fù)位電路 89C51 的 RST 腳為復(fù)位信號(hào)輸入端，低電平復(fù)位，在每次開機(jī)時(shí)進(jìn)行復(fù)位，然后在 +5V 的高電平進(jìn)入工作狀態(tài)。通過溫度的變化，轉(zhuǎn)化成阻值的變化，引起電壓變化導(dǎo)致控制電路工作，分別控制壓縮機(jī)的開、停。以上特點(diǎn)使DS18B20 非常適用于遠(yuǎn)距離多點(diǎn)溫度檢測(cè)系統(tǒng)。 VDD：為外接供電電源輸入端（在寄生電源接線方式時(shí)接地 ,見圖 32）。 6 4 位R O M 和