【正文】 系統(tǒng)主程序主程序是整個(gè)電冰箱的總控制程序，包括控制單元的初始化、控制中斷、定時(shí)、顯示，鍵盤(pán)程序的啟動(dòng)和重復(fù)等。本設(shè)計(jì)用行掃描法。為了減少鍵盤(pán)電路占用 I/O 引腳數(shù)目，將鍵盤(pán)電路設(shè)計(jì)為 44 矩陣鍵盤(pán)形式。（1）LED 數(shù)碼管顯示器的結(jié)構(gòu)LED 數(shù)碼管是 1 種由 LED 發(fā)光二極管組合顯示字符的顯示器。（13） OUTA3～OUTA0 及 OUTB3～OUTB0： 顯示輸出 A 口及 B 口，這兩個(gè)口是164 切換的數(shù)字顯示。（6） RD:讀信號(hào)輸入線，低電平有效，將緩沖器讀出，數(shù)據(jù)送往外部總線。后者因占用 I/O 引腳數(shù)少，常被按鍵較多的控制系統(tǒng)所采用。當(dāng) MC1413 的 15 端輸出高電平時(shí)， SSR2 的 4 端接通，使壓縮機(jī)繞組接通電源而啟動(dòng)，開(kāi)始制冷。容積型壓縮機(jī)是指氣缸內(nèi)制冷劑蒸氣直接受到壓縮，使其容積變小，壓力增高的壓縮機(jī)。ADC0809 的三位地址 A，B，C 對(duì) 8 條通道進(jìn)行選擇，其中，A 為低位地址，C 為高位地址。取樣所得的電壓信號(hào)輸入到 ADC0809 的 IN2，結(jié)合軟件編程，將電壓信號(hào)從模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，并與軟件設(shè)定的特定值相比較，當(dāng)電壓信號(hào)高于或低于某兩個(gè)固定值時(shí)，ADC0809 將向單片機(jī)產(chǎn)生中斷，控制壓縮機(jī)停止工作。溫度是影響電源設(shè)備可靠性的最重要因素，根據(jù)有關(guān)資料分析表明電子元器件溫度升高，可靠性即會(huì)下降。AD590 在 25℃（）時(shí)，理想輸出電流為 ，但實(shí)際上存在一定誤差，可以在外電路中進(jìn)行修正?？蓳?jù)此設(shè)計(jì)一個(gè)延時(shí)子程序，A/D 轉(zhuǎn)換啟動(dòng)后即調(diào)用此子程序，延遲時(shí)間一到，轉(zhuǎn)換肯定已經(jīng)完成了，接著就可進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。（9） Vcc——+5V 電源。EOC=0,正在進(jìn)行轉(zhuǎn)換；EOC=1,轉(zhuǎn)換結(jié)束。本信號(hào)有時(shí)簡(jiǎn)寫(xiě)為 ST。AD590 溫度與電流的關(guān)系如表 34 所示表 34 AD590 溫度與電流的關(guān)系　AD590 溫度與電流的關(guān)系如下表所示攝氏溫度 AD590 電流 經(jīng) 10KΩ 電壓0℃ uA 10℃ uA V20℃ uA V30℃ uA V40℃ uA V50℃ uA V60℃ uA V（2）AD590 引腳圖A D 5 9 0+圖 310 AD590 引腳圖 ADC0809 簡(jiǎn)介1．主要特性1） 8 路 8 位 A／D 轉(zhuǎn)換器，即分辨率 8 位。LM124 是軍品；LM224 為工業(yè)品；而 LM324 為民品?！?77。2)負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器的特點(diǎn)。按溫度系數(shù)可分為正溫度系數(shù)熱敏電阻和負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器。 霜厚檢測(cè)電路冷凍室中的水分會(huì)凝結(jié)成霜，因此，電冰箱應(yīng)有自動(dòng)除霜功能。 FC 1 6 0 . 1 181。ML7805 的引腳圖如圖 36 所示：L M 7 8 0 5V i n1V o u t3G N A2圖 36 LM7805 三端穩(wěn)壓器引腳圖2．正負(fù) 12V 穩(wěn)壓源的設(shè)計(jì)12V 穩(wěn)壓源主要用于為比較器，固態(tài)繼電器等提供穩(wěn)壓源。因此設(shè)定合適的電源電壓值非常重要。系統(tǒng)就不會(huì)復(fù)位。CR3的時(shí)間常數(shù)不必太大，有數(shù)百微秒即可，因?yàn)檫@時(shí) CPU 的振蕩器已經(jīng)在工作。X25045 是美國(guó) Xicor 公司的生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)化 8 腳集成 電路，它將 EEPROM、看門(mén)狗定時(shí)器、電壓監(jiān)控三種功能組合在單個(gè)芯片之內(nèi)，大大簡(jiǎn)化了硬件設(shè)計(jì)，提高了系統(tǒng)的可靠性，減少了對(duì)印制電路板的空間要求，降低了成本和系統(tǒng)功耗，是一種理想的單片機(jī)外圍芯片。在設(shè)計(jì)電路板時(shí)，晶振、電容等均應(yīng)盡可能靠近芯片，以減小分布電容，保證振蕩器振蕩的穩(wěn)定性。XTAL2：來(lái)自反向振蕩器的輸出。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE 禁止，置位無(wú)效。ALE/PROG：當(dāng)訪問(wèn)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)。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(xiě)時(shí)，P2 口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。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。最低電壓可以低至 。該系列有著十分廣泛的用途，特別是在便攜式、省電和特殊信息保存的儀器和系統(tǒng)中顯得更為有用。熱敏電阻感測(cè)溫度，判斷霜厚程度，產(chǎn)生中斷信號(hào)，結(jié)合單片機(jī)軟件程序，控制加熱器的啟動(dòng)與停止，完成自動(dòng)除霜的功能。C 時(shí)，停止制冷。本設(shè)計(jì)所采用的控制芯片為 AT89C51 單片機(jī)，此芯片功能強(qiáng)大，能夠滿足設(shè)計(jì)要求。如目前已經(jīng)把電腦和數(shù)控技術(shù)相結(jié)合，開(kāi)發(fā)出了數(shù)控冰箱，以及具有模糊邏輯思維功能的變頻式空調(diào)等。通過(guò)本論文的研究，我不僅了解電冰箱的相關(guān)知識(shí)，還掌握了 AT98C51 系列單片機(jī)的性能特點(diǎn)及連接使用，編程方法，以及一些外圍芯片的使用及模擬電路的設(shè)計(jì)。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，特別是隨著大規(guī)模集成電路的產(chǎn)生，給人們的生活帶來(lái)了根本性的變化，如果說(shuō)微型計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)使現(xiàn)代的科學(xué)研究得到了質(zhì)的飛躍，那么單片機(jī)的出現(xiàn)則是給現(xiàn)代工業(yè)控制測(cè)控領(lǐng)域帶來(lái)了一次新的革命。溫度檢測(cè)信號(hào)經(jīng)單片機(jī)處理后用語(yǔ)調(diào)節(jié)壓縮機(jī)和加熱器的工作，滿足消費(fèi)者對(duì)溫度的設(shè)置要求，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)除霜功能。信號(hào)經(jīng) A/DC0809 進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換，進(jìn)入 AT89C51 單片機(jī)。 本課題設(shè)計(jì)的電冰箱的電控系統(tǒng)主要應(yīng)用 AT89C51 單片機(jī)作為核心控制元件進(jìn)行分析和設(shè)計(jì)，對(duì)各部分的軟件編程、硬件電路設(shè)計(jì)、及調(diào)試進(jìn)行了介紹。傳統(tǒng)的機(jī)械式、簡(jiǎn)單的電子控制已經(jīng)難以滿足發(fā)展要求。在現(xiàn)代社會(huì)中，溫度控制不僅應(yīng)用在工廠生產(chǎn)方面，其作用也體現(xiàn)到了各個(gè)方面。是衡量一個(gè)國(guó)家科學(xué)技術(shù)水平的重要標(biāo)志。家用電冰箱的主要發(fā)展趨勢(shì)朝容量及功能兩個(gè)方向發(fā)展,其中以大型化、多功能化、全自動(dòng)化為主。除了具備一臺(tái)冰箱的功能以外，“屏幕冰箱”還能夠幫助用戶管理食物貯存，考慮到將來(lái)的商品都會(huì)在包裝袋上加上電子條形碼， “屏幕冰箱”可以通過(guò)掃描條碼準(zhǔn)確地傳達(dá)不同的儲(chǔ)藏室里存放了些什么食物、食品的數(shù)量和有效期等信息。一般，當(dāng)蒸發(fā)器溫度高至 3~5176。鍵盤(pán)電路用于向系統(tǒng)輸入運(yùn)行參數(shù)，控制系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。C；2 利用功能鍵分別控制溫度設(shè)定、冷藏室和冷凍室溫度設(shè)定等；3 利用數(shù)碼管顯示冷凍室、冷藏室溫度，壓縮機(jī)啟動(dòng)停止和報(bào)警狀態(tài)；4 制冷壓縮機(jī)停止機(jī)后自動(dòng)延時(shí) 3min 后方能再啟動(dòng)；5 電冰箱具有自動(dòng)除霜功能，當(dāng)霜厚達(dá) 3mm 時(shí)自動(dòng)除霜；6 開(kāi)門(mén)延時(shí)超過(guò) 2min 發(fā)聲報(bào)警；7 工作電壓 176V～240V，當(dāng)過(guò)壓或欠壓時(shí)，禁止啟動(dòng)壓縮機(jī)。(3) 靜態(tài)時(shí)鐘方式AT89 系列單片機(jī)采用靜態(tài)時(shí)鐘方式，節(jié)省電能，這對(duì)于降低便攜式產(chǎn)品的功耗十分有用。P0 口：P0 口為一個(gè) 8 位漏級(jí)開(kāi)路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8TTL 門(mén)電流。并因此作為輸入時(shí)，P2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。P3 口也可作為 AT89C51 的一些特殊功能口，如下所示：管腳備選功能（串行輸入口）（串行輸出口）（外部中斷 0）（外部中斷 1）（記時(shí)器 0 外部輸入）（記時(shí)器 1 外部輸入）（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通）（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通）P3 口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。如想禁止 ALE 的輸出可在 SFR8EH 地址上置 0。注意加密方式 1 時(shí)，/EA 將內(nèi)部鎖定為 RESET；當(dāng)/EA 端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。AT89C51 的時(shí)鐘電路如圖 32 所示：X T A L 1X T A L 2/ E AV s sC 13 0 p FC 23 0 p F1 2 M H Z圖 32 AT89C51 的時(shí)鐘電路用晶振和電容構(gòu)成諧振電路。AT89C51 的復(fù)位電路如圖 33 所示：V c cC 3 2 2 181。X25045 芯片內(nèi)包含有一個(gè)看門(mén)狗定時(shí)器，可通過(guò)軟件預(yù)置系統(tǒng)的監(jiān)控時(shí)間。編程時(shí)，可在軟件的合適地方加一條喂狗指令，使看門(mén)狗的定時(shí)時(shí)間永遠(yuǎn)達(dá)不到預(yù)置時(shí)間，系統(tǒng)就不會(huì)復(fù)位而正常工作。}} 單片機(jī)系統(tǒng)電源設(shè)計(jì)1．+5V 穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)+5V 電壓源主要用于為 AT89C51，ADC0809，8279，光敏二極管，LED，報(bào)警電路等器件及電路提供穩(wěn)壓源。帶散熱片時(shí)能持續(xù)提供 1A 的電流，如果使用外圍器件，它還能提供不同的電壓和電流。 F1V i nG N DV o u tL M 7 8 1 232123V i nV o u tG N DC 1 3 1 0 0 181。12V，輸出電流最大為 。該種電阻器在溫度發(fā)生變化時(shí)其阻值也隨之而變化。1)正溫度系數(shù)熱敏電阻器的特點(diǎn)。 運(yùn)算放大器 LM324LM324 為四運(yùn)放集成電路，采用 14 腳雙列直插塑料封裝。兩個(gè)信號(hào)輸入端中，Vi（）為反相輸入端，表示運(yùn)放輸出端 Vo 的信號(hào)與該輸入端的相位相反； Vi+（+）為同相輸入端，表示運(yùn)放輸出端 Vo 的信號(hào)與該輸入端的相位相同。由于輸入電壓高于比較器的比較電壓而輸出高電平，穩(wěn)壓管截止，無(wú)中斷。對(duì)應(yīng) ALE 上跳沿， A、B、C 地址狀態(tài)送入地址鎖存器中。ADC0809 的內(nèi)部沒(méi)有時(shí)鐘電路，所需時(shí)鐘信號(hào)由外界提供，因此有時(shí)鐘信號(hào)引腳。（8） OE——輸出允許信號(hào)。為此可采用下述三種方式。首先送出口地址并以 信號(hào)有效時(shí)，OE 信號(hào)即有效，把轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)送上數(shù)據(jù)總線，供單片機(jī)接受。 過(guò)欠壓保護(hù)電路為了使電冰箱安全可靠地運(yùn)行，要求其電源電壓在 176V～240V 之間。取樣電壓通過(guò)對(duì)輸入的交流電源電壓整流濾波后，經(jīng)電阻分壓，通過(guò)光敏電阻耦合，再經(jīng)過(guò)電壓跟隨器而取得。 ADC0809 與 AT89C51 的接口電路兩片芯片的連接圖如圖 316 所示：7 4 L 3 7 3G/ O EP 0A L E247。 制冷與除霜控制電路用機(jī)械方法來(lái)增加氣體壓力的設(shè)備稱為壓縮機(jī)。（2）74LS273 引腳圖如圖 317 所示：D 1D 2D 3D 4D 5D 6D 7D 8C L R NC L KQ 1Q 2Q 3Q 4Q 5Q 6Q 7Q 87 4 L S 2 7 3圖 317 74LS273 引腳圖（3）74LS273 功能表表 37 74LS273 功能表74LS273 八 D 觸發(fā)器輸 入 輸出/Cr CP D Qn+1L LH ↑ H HH ↑ L LH L Qn 驅(qū)動(dòng)控制電路的設(shè)計(jì)（1）制冷壓縮機(jī)和除霜電熱絲的啟動(dòng)和停止控制驅(qū)動(dòng)電路如圖 318 所示：ZS S R 1M C 1 4 1 3Z3412S S R 23 1421 61 512電熱絲壓縮機(jī)1 Q2 Q1 02 07 4 L S 2 7 3C L R NC L KP 1 . 35 V5 K Ω1 181。 FA T 8 9 C 5 1T 2門(mén)開(kāi)關(guān)+ 5 V+9 0 1 39 0 1 3R 2 9R 3 0R 3 1C 2 1D 7K圖 319 開(kāi)門(mén)報(bào)警電路圖 鍵盤(pán)顯示電路鍵盤(pán)是人與 AT89C51 聯(lián)系的重要手段，用于向 CPU 輸入運(yùn)行參數(shù)，控制系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。（3） RESET:復(fù)位輸入線，8279 復(fù)位后被置為字符顯示左端輸入，二鍵閉鎖的觸點(diǎn)回彈型式，程序時(shí)鐘前置分頻器被置為 31,RESET 信號(hào)為高電平有效。（10） RL0～RL7:回送線，經(jīng)過(guò)按鍵或傳感器開(kāi)關(guān)與掃描線聯(lián)接，這些回送線內(nèi)部設(shè)置有上拉電路，使之保持為高電平，只有當(dāng)一個(gè)按閉合時(shí)，對(duì)應(yīng)的返回線變?yōu)榈碗娖?；無(wú)按鍵閉合時(shí)，均保持高電平。 LED 簡(jiǎn)介顯示器是常用的輸出器件。鍵盤(pán)電路形式分為直接編碼輸入鍵盤(pán)和矩陣鍵盤(pán)。 2圖 323 鍵盤(pán)顯示電路矩陣式結(jié)構(gòu)的鍵盤(pán)顯然比直接法要復(fù)雜一些，識(shí)別也要復(fù)雜一些，上圖中，列線選用 RL0，并通過(guò) 的電阻接正電源。4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)本電冰箱的軟件設(shè)計(jì)是在硬件電路設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，通過(guò)匯編程序來(lái)實(shí)現(xiàn)的。主程序框圖如圖 4－1 所示：開(kāi)始設(shè)堆棧指針工作區(qū)清零 ， 送常數(shù)設(shè)置定時(shí)器工作方式啟動(dòng)定時(shí)器調(diào)鍵盤(pán)分析程序調(diào)顯示子程序開(kāi)中斷 溫度設(shè)置鍵 ？增加鍵 ？減少鍵 ？冷凍室溫顯鍵 ？冷藏室溫顯鍵 ？加一處。ALE 信號(hào)經(jīng)二分頻后作為 8279 的時(shí)鐘信號(hào)，從而與系統(tǒng)時(shí)鐘同步。本設(shè)計(jì)的鍵盤(pán)電路如圖 323 所示：A T 8 9 C 5 1R S TA L E/ W R/ R DP 0 . 7|P 0 . 0P 2 . 0P 2 . 4R E S TC L K/ W R/ R DD 7|D 0A 0/ C SO U T A 3O U T A 2O U T A 1O U T A 0O U T B 3O U T B 2O U T B 1O U T B 0S H I F TI R QR L 0R L 1R L 2R L 3S L 0S L 1S L 2S L 38 2 7 9C N T L / S T B7 4 L S 2 4 4C O M．C O M．C O M．C O M．7 5 4 5 11 0 K4 . 7 181。LED 數(shù)碼顯示器有兩種連接方法