【正文】 ，一旦冰箱的電源電壓超過正常的工作電壓就會(huì)自動(dòng)報(bào)警 ； S2 為 自動(dòng)除霜按鍵 ，當(dāng) 檢測(cè)到 冰箱內(nèi)的霜已經(jīng)達(dá)到一定厚度 時(shí) ， 冰箱則自動(dòng)進(jìn)行除霜 ； S3 為 冰箱門開按鍵 ，當(dāng) 冰箱門開超時(shí)時(shí) 則報(bào)警 ； S4 為 設(shè)置 按鍵，它可以分別設(shè)置冰箱冷凍室和冷藏室 溫度 的上限和下限 ； S5 為 加溫 按鍵 （冷凍室和冷藏室） ； S6 為減溫 按鍵 （冷凍室和冷藏室） 。本表提沈陽理工大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 17 abfcgdeV CC1234567abcdefg8dpdp9D S0A M B E R C A1234567abcdefg8dp9G N DabfcgdedpD S0A M B E R C C供的是數(shù)碼管的 a～ dp 連接管腳的情況下，所顯示的數(shù)字對(duì)應(yīng)的代碼。該顯示電路 分別可以顯示冷凍室的溫度和冷藏室的溫度，并且可以顯示零下的溫度。壓縮機(jī)工作電路如圖 所示。 當(dāng)冷藏 室的溫度高于設(shè)定 溫度上限的時(shí)候， 負(fù)責(zé)該室制冷工作的壓縮機(jī) 就會(huì)啟動(dòng)并開始制冷，降低冷藏室的溫度， 當(dāng)溫度降到設(shè)定溫度 下限的時(shí)侯， 壓縮機(jī)停止工作。 圖 HD74HC74 分 頻電路圖 本設(shè)計(jì)利用 HD74HC74芯片的兩個(gè) D觸發(fā)器對(duì) ADC0809的輸入的時(shí)鐘信號(hào) ALE進(jìn)行四 分頻 ，目的是達(dá)到單片機(jī)的頻率要求 。當(dāng)蒸發(fā)器上的霜層厚度達(dá)到 10mm時(shí)，熱傳效率將下降 30%以上，使壓縮機(jī)運(yùn)行時(shí)間增長，耗電量增大，甚至?xí)?dǎo)致壓縮機(jī)出現(xiàn)故障。 電源電壓檢測(cè)電路 電源電壓檢測(cè)電路如圖 。電壓越高，發(fā)光越強(qiáng)，三極管導(dǎo)通越良好，通過三極管發(fā)射極電流越大即發(fā)射極的電位越高。一旦冰箱門開超時(shí)時(shí) 就 會(huì)自動(dòng)發(fā)出報(bào)警的聲音且指示燈 D1亮，提醒人們注意，當(dāng)冰箱門關(guān)好后警報(bào)自動(dòng)解除且指示燈 D1滅。由于 C語言具有很好的可移植性，故可以很容易的把其他機(jī)器上的程序移到 MCS51系列單片機(jī)上 [16]。 沈陽理工大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 25 圖 主程序 模塊 流程圖 開始系統(tǒng)初始化啟動(dòng) AD 轉(zhuǎn)換顯示冷凍室的實(shí)時(shí)溫度顯示冷藏室的實(shí)時(shí)溫度溫度設(shè)定鍵是否按下進(jìn)入溫度上下限設(shè)定模式冰箱門是否打開工作電壓是否超限是否自動(dòng)除霜溫度是否超上限壓縮機(jī)停止工作啟動(dòng)定時(shí)器 ， 4 分鐘后自動(dòng)報(bào)警指示燈 D 1 亮除霜 ， 同時(shí)蜂鳴器響壓縮機(jī)開始工作溫度是否低于下限NYYYYNNNYYNN沈陽理工大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 26 部分程序簡述 延時(shí) 模塊 延時(shí)模塊流程圖如圖 所示。 if(tt++==4800) //循環(huán) 4800 次為 4 分鐘 {tt=0。 bit_tab[5]=0xf8。 //以下三條為 起動(dòng) AD0809 指令 st=0。 圖 顯示模塊 流程圖 顯示模塊部分程序 如下： P1=disp_tab[ad_data3]。 //選通第三個(gè)數(shù)碼管 delaynms(1)。 ○ 3 可靠性差。調(diào)試子程序時(shí)，一定要符合現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，即入口條件和出口狀態(tài)。 目前， 單片機(jī)是智能家電的核心 控制 單元 ，由于它的體積小可以嵌入在家電當(dāng)中，所以受到廣大設(shè)計(jì)的青睞。各程序模塊通過后，可以把有關(guān)的功能模塊聯(lián)合起來一起進(jìn)行整體程序綜合調(diào)試。 硬件調(diào)試的方法有兩種：脫機(jī)調(diào)試和聯(lián)機(jī)調(diào)試。調(diào)試單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的一般方法如下： （ 1） 硬件調(diào)試方法 單片機(jī)的硬件調(diào)試和軟件調(diào)試時(shí)分不開的，許多硬件故障是在調(diào)試軟件時(shí)才 發(fā)現(xiàn)的，但通常是先排除系統(tǒng)中明顯的硬件故障后才和軟件結(jié)合起來調(diào)試的。 //選通第一個(gè)數(shù)碼管 delaynms(1)。 A/D 轉(zhuǎn)換模塊流程圖如圖 所示。 //報(bào)警 P2_1=0。amp。 在程 序初始化時(shí)讓定時(shí) 器 T0 工作于方式 1， 定時(shí)器產(chǎn)生 50ms 的 中斷 。 軟件的總體設(shè)計(jì) 是 對(duì) 冰箱 總 體 控制 的設(shè)計(jì) ， 包含 控制單元的初始化、控制中斷、定時(shí)、顯示等。 當(dāng)檢測(cè)到 電源電壓超限則 指示燈 D1亮，一旦工作電壓恢復(fù)正常后 指示燈 D1滅 ， 當(dāng)檢測(cè)到霜厚則進(jìn)行自動(dòng)除霜 。 沈陽理工大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 23 報(bào)警 電路 電冰箱的報(bào)警電路 如圖 。光電藕合器件是由發(fā)光元件 （ 發(fā)光二極管 ）和光電接收元件合并使用，以光作為媒介傳遞信號(hào)的光電器件。 冰箱的除霜方式有兩種：半自動(dòng)除霜和全自動(dòng)除霜。 PR PR CLR CLR2接 VCC，確保分頻電路的穩(wěn)定。 A/D 轉(zhuǎn)換電路 A/D 轉(zhuǎn)換電路 ， 如圖 所示。 有些電冰箱的 冷藏室 和 冷凍室 共用一個(gè)壓縮機(jī) ，各間室 對(duì)溫度的控制是 控高不控低。同時(shí)，三極管 9012 也可以起到開關(guān)的作用，用單片機(jī)輸出的 0 和 1 控制數(shù)碼管的亮與滅。靜態(tài)顯示是由于顯示器中的各位相互獨(dú)立，而且各位的顯示字符一經(jīng)確定，相應(yīng)鎖存器的輸出將維持不變，直到顯示另一個(gè)字符為止。它由 8 個(gè) 發(fā)光二極管構(gòu)成，通過不同組合可用來顯示 0～ A～ F 及小數(shù)點(diǎn) “ .” 等字符。在通電瞬間，由于電容的充電過程，在 RST端出現(xiàn)一定寬度的正脈沖，只要該正脈沖保持 10mS 以上，就能使單片機(jī)可靠 的復(fù)位。隨著單片機(jī) 的 應(yīng)用越來越廣泛，單片機(jī)系統(tǒng)的可靠性越來越成為人們關(guān)注的一個(gè)重要課題。 單片機(jī)的振蕩電路和時(shí)鐘電路一起構(gòu)成了單片機(jī)的時(shí)鐘方式，雖然單片機(jī)有內(nèi)部振蕩電路，但若須形成時(shí)鐘就必須外附加電路。當(dāng) OE 為高電平時(shí) ，打開三態(tài)數(shù)據(jù)輸出鎖存器，將轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)量輸送到 數(shù)據(jù)總線上； ○ 7 CLK：始終信號(hào)輸入端； ○ 8 VCC：供電電源輸入端； ○ 9 GND：地； ○10 VREF（ +） ： 參考電壓正端； ○11 VREF（ ） ：參考電壓負(fù)端； ○12 A、 B、 C： 8 路模擬選通開關(guān)的 3 位地址選通端入端 。多路開關(guān)可選通 8 個(gè)模擬通道，允許 8 路模擬量分時(shí)輸入，共用 A/D 轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。 ADC0809 是逐次逼近型 8 位 A/D 轉(zhuǎn)換芯片，片內(nèi)有 8 路模擬開關(guān)，可以同時(shí)連接8 路模擬量，單極性，量程為 0～ 5V，典型的轉(zhuǎn)換速度為 100μs，片內(nèi)有三態(tài)輸出緩沖器，可直接與 CPU 總線連接。 AD590 可以承受 44V 正向電壓和 20V 反向電壓，因而器件反接也不會(huì)被損壞?？蓮V泛應(yīng)用于各種冰箱、空調(diào)器、糧倉、冰庫、工業(yè)儀器配套和各種溫度的測(cè)量和控制等領(lǐng)域 [8]。在對(duì) Flash 存儲(chǔ)器編程時(shí)，這條引腳接收 12V編程電壓 Vpp。 ○ 3 PSEN 程序存儲(chǔ)器允許信號(hào)。當(dāng)復(fù)位腳由高電平變?yōu)榈碗娖綍r(shí)，芯片為 ROM 的 00H 處開始運(yùn)行程序。 ○ 4 P3 端口，該口是帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 端口， P3 口的輸出緩沖器可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流方式） 4 個(gè) TTL 輸入。 P1 口作輸入口使用時(shí)，因?yàn)橛袃?nèi)部的上拉電阻，那些被外部信號(hào)拉低的引腳會(huì)輸出一個(gè)電流。每根線可以單獨(dú)用作輸入或輸出。 沈陽理工大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 7 2 智能電冰箱 硬件模塊的選型 單片機(jī)的選型 單片機(jī)的型號(hào)有很多， 典型的 MCS51 系列 的 單片機(jī)為高性能系列，有 32 個(gè)并行口，具有多級(jí)中斷處理系統(tǒng)， 2 個(gè) 16 位定時(shí) /計(jì)數(shù)器，帶有串行 I/O 口，片內(nèi)有 ROM、RAM 容量相對(duì)增大，尋址范圍可達(dá) 64K，并且 MCS51 單片機(jī) 具有 優(yōu)良的性能價(jià)格比，所以 本設(shè)計(jì)選擇 MCS51 系列 的 單片機(jī) 作 為最小控制系統(tǒng) 。 在程序設(shè)計(jì)方法上，模塊程序設(shè)計(jì)是單片機(jī)應(yīng)用最常用的程序設(shè)計(jì)技術(shù)。 （ 1）系統(tǒng)軟件定義 系統(tǒng)軟件定義是指在設(shè)計(jì)軟件之前，首先要明確軟件所要完成的任務(wù)，然后結(jié)合硬件結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步弄清軟件承擔(dān)的任務(wù)細(xì)節(jié)。 本設(shè)計(jì)的硬件總框圖如圖 所示。這些部分的選擇應(yīng)符合系統(tǒng)的精度、速度和可靠性等方面的要求。 本 設(shè)計(jì) 利用 AT89S52 單片機(jī)作為核心元件，以控制直冷式電冰箱的溫度為主要功能，輔之以電冰箱開門超時(shí)報(bào)警、工作電壓超壓報(bào)警、自動(dòng)除霜等功能。另外，冷藏室、冷凍室被迫同時(shí)制冷，各間室溫控結(jié)果是控高不控低。一般冰箱是通過開停機(jī)來調(diào)節(jié)冰箱的制冷量和保持箱內(nèi)溫度，變頻冰箱則是通過調(diào)節(jié)壓縮機(jī)的轉(zhuǎn) 速來調(diào)節(jié)制冷量的大小，以保持箱內(nèi)適宜的溫度。為保護(hù)環(huán)境，我國規(guī)定 2020 年為氟利昂冰箱的最后限期。還有科龍生產(chǎn)的兒童冰箱，其造型仿照動(dòng)物形態(tài)而造，活潑、生動(dòng)，甚得孩子的喜歡。眼下，消費(fèi)者對(duì)于冰箱的保鮮功能越來越苛求：保鮮時(shí)間要長久、營 養(yǎng)不能流失、隔斷之間不能串味、冷藏室不能有異味等，都成為購買冰箱的最基本要求。在冰箱出現(xiàn)以前，我們一直在為食品存放時(shí)間一久就會(huì)變得不再新鮮甚至腐敗而煩惱。 沈陽理 工大學(xué) 應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 題 目： 基于單片機(jī)的智能電冰箱控制 系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì) 系 別： 信息工程系 專 業(yè)： 通信工程 學(xué)生姓名： 高 翔 指導(dǎo)教師： 劉 瑩 年 月 日 沈陽理工大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 I 摘 要 隨著生活水平的提高，科技的發(fā)展，電冰箱已經(jīng)成為每個(gè)家庭必備的家用電器， 同時(shí) ， 隨著人們的不同需求，電冰箱的樣式在多樣化 ，功能也在智能化， 給人們的 生活帶來了很多方 便 。modern intelligent control system 沈陽理工大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 III 目 錄 緒 論 .......................................................................................................................................... 1 1 智能電冰箱控制系統(tǒng)總體方案的設(shè)計(jì) ................................................................................ 4 總體設(shè)計(jì) ..................................................................................................................... 4 硬件設(shè)計(jì) ..................................................................................................................... 5 軟件設(shè)計(jì) ..................................................................................................................... 6 2 智能電冰箱硬件模塊的選型 ................................................................................................ 7 單片機(jī)的選型 .............................................................................................................. 7 溫度傳感器的選型 .................................................................................................... 10 數(shù)模轉(zhuǎn)換電路的選擇 ................................................................................................ 11 3 智能電冰箱硬件模塊設(shè)計(jì) ............................................