【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 采用單相分相式異步電動(dòng)機(jī)，啟動(dòng)繼電器的作用是幫助電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)，啟動(dòng)完成后自動(dòng)斷開(kāi)副繞組，避免燒壞副繞組線圈。常用的啟動(dòng)繼電器有以下幾種。(1)重錘式啟動(dòng)繼電器重錘式啟動(dòng)繼電器是目前電冰箱中廣泛采用的啟動(dòng)元件，主要有繼電器線圈、銜鐵、重錘、動(dòng)觸點(diǎn)、靜觸點(diǎn)等組成。工作原理如下：可由電冰箱的電器原理圖進(jìn)行分析。在接通電源瞬間，電流經(jīng)溫控器、過(guò)載保護(hù)器，進(jìn)入壓縮機(jī)主繞組，通電繼電器線圈形成回路，因此時(shí)電流較大，電磁力克服重錘重力而使副線圈接通，于是滿足了電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)形成條件，電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)運(yùn)行。待電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)完成后，因此時(shí)線路中電流趨向于正常值，這時(shí)電磁力不足以克服重錘重力，于是在重錘重力作用下，斷開(kāi)觸點(diǎn)，這時(shí)只有主繞組參與運(yùn)行。(2)PTC啟動(dòng)器PTC啟動(dòng)器結(jié)構(gòu)與工作原理如下：PTC元件是具有正溫度系數(shù)的熱敏電阻，是一種鈦酸鋇半導(dǎo)體陶瓷晶體。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。溫控器接通時(shí)，電流通過(guò)壓縮機(jī)電動(dòng)機(jī)主繞組，同時(shí)經(jīng)過(guò)PTC啟動(dòng)器進(jìn)入電動(dòng)機(jī)副繞組，這時(shí)壓縮機(jī)啟動(dòng)，因PTC啟動(dòng)器自身發(fā)熱升溫，超過(guò)居里點(diǎn)，電阻值急劇增大，副繞組相當(dāng)于斷路只有主繞組參與運(yùn)行。壓縮機(jī)停轉(zhuǎn)后PTC溫度下降，約3min~5min后，又可以重新啟動(dòng)。因PTC啟動(dòng)器無(wú)觸點(diǎn)、無(wú)噪音、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、受電壓波動(dòng)影響小、與電動(dòng)機(jī)匹配條件較寬松，因而有代替重錘啟動(dòng)繼電器的趨勢(shì)。PTC常溫電阻值可用萬(wàn)用表測(cè)量，也可直接讀取。如松下330M355型啟動(dòng)器，電阻值33Ω，耐壓355V；470N400型啟動(dòng)器，電阻值47Ω，耐壓400V。東芝、日立壓縮機(jī)配用PTC電阻一般取22Ω，松下、三菱壓縮機(jī)取30Ω，國(guó)產(chǎn)上菱壓縮機(jī)取100Ω。選用PTC時(shí)，可根據(jù)壓縮機(jī)功率特性，主要從常溫電阻、最大沖擊電流等考慮選擇合適的PTC元件型號(hào)。(3)電容啟動(dòng)器電容啟動(dòng)器是一種輔助啟動(dòng)裝置，主要用于冷藏箱等制冷設(shè)備中。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。當(dāng)電源電壓低時(shí)，壓縮機(jī)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)困難，這時(shí)電動(dòng)機(jī)電流增大，會(huì)導(dǎo)致過(guò)載保護(hù)器開(kāi)路，甚至燒壞電動(dòng)機(jī)繞組。在這種情況下，采用電容輔助啟動(dòng)裝置，就可解決這一問(wèn)題。電容器的好壞的判別方法：測(cè)量前，先將電容器兩引線短接，使其放電。然后用萬(wàn)用表兩表筆分別接電容器兩引線，正常情況下，萬(wàn)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。否則說(shuō)明電容已損壞，應(yīng)按原容量、耐壓更換新件。 過(guò)載保護(hù)器過(guò)載保護(hù)器一般有外接式和內(nèi)埋式兩大類(lèi)。工作原理如下： (1)外接式外接過(guò)載保護(hù)器由雙金屬片，動(dòng)觸點(diǎn)、靜觸點(diǎn)、電熱絲和外殼組成。一般串聯(lián)在主電路中使用。當(dāng)有較大電流流過(guò)時(shí)，電熱絲發(fā)熱升溫，雙金屬片受熱彎曲，觸點(diǎn)斷開(kāi)，切斷電源，以保護(hù)壓縮機(jī)電動(dòng)機(jī)不被燒壞。當(dāng)電熱絲冷卻后，雙金屬片恢復(fù)原狀，又可接通電源。(2)內(nèi)埋式內(nèi)埋式過(guò)熱保護(hù)繼電器一般用于功率較大的全封閉式壓縮機(jī)中，直接控制繞組溫度，使用中只要繞組溫度超出正常范圍，即可切斷電源。壓縮機(jī)電路中，壓縮機(jī)的得電與否，主要是靠繼電器決定的。當(dāng)RB5為高電平的時(shí)候，使得三極管處于導(dǎo)通狀態(tài)，并且線路中的LED發(fā)光，對(duì)電路作指示作用，這樣，繼電器就形成回路，線圈得電。則控制220V接入壓縮機(jī)的開(kāi)關(guān)閉合，壓縮機(jī)得電工作。其中風(fēng)機(jī)和化霜中的LDE顯示功能與此電路中的原理相同，如圖45。圖45 壓縮機(jī)指示電路當(dāng)三極管基級(jí)得電導(dǎo)通。繼電器線圈的電，則開(kāi)關(guān)閉合，壓縮機(jī)得電工作。當(dāng)RB5為低電平時(shí)，三極管不導(dǎo)通，使得幾點(diǎn)起的線圈中有沒(méi)有消耗的電感。所以，必須在繼電器線圈兩側(cè)并聯(lián)一個(gè)二極管，其目的是在繼電器由工作到不工作的過(guò)程中使線路形成回路。防止線圈燒壞。報(bào)警電路中通過(guò)I/O口為高電平時(shí)，使三極管導(dǎo)通，通過(guò)VCC通電使發(fā)光二級(jí)導(dǎo)通發(fā)光，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)故障的提示作用，如圖46。圖46 報(bào)警指示電路 按鍵顯示電路圖47 鍵盤(pán)電路鍵盤(pán)電路如圖47,。此設(shè)計(jì)采用四個(gè)按鍵，其功能分別為模式切換，+鍵，鍵，和確認(rèn)鍵。通過(guò)按鍵來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)空調(diào)的控制。當(dāng)按鍵按下的時(shí)候，按鍵對(duì)應(yīng)的端口為低電平。當(dāng)按鍵抬起時(shí)，單片機(jī)的端口為高電平。電阻的作用是為了避免對(duì)端口通入過(guò)高電壓。圖48 液晶顯示電路顯示電路中使用了HS1286415系列LCD液晶顯示屏，電路圖如圖48。HS1286415 系列中文圖形液晶模塊的特性主要由其控制器 ST7920 決定。ST7920 同時(shí)作為控制器和驅(qū)動(dòng)器，它可提供 33 路 輸出和 64 路 seg 輸出。 在驅(qū)動(dòng)器 ST7921 的配合下，最多可以驅(qū)動(dòng) 25632 點(diǎn)陣液晶。漢升實(shí)業(yè)有限公司的 HS1286415 系列產(chǎn)品有 HS1286412（有 版本流通市場(chǎng)）和 HS1286415B，HS1286415C。HS1286415 系列產(chǎn)品硬件特性如下：提供 8 位，4 位并行接口及串行接口可選；并行接口適配 M6800 時(shí)序 自動(dòng)電源啟動(dòng)復(fù)位功能；內(nèi)部自建振蕩源； 6416 位字符顯示 RAM（DDRAM 最多 16 字符4 行，LCD 顯示范圍 162 行）； 2M 位中文字型 ROM（CGROM），總共提供 8192 個(gè)中文字型（1616 點(diǎn)陣）； 16K 位半寬字型 ROM(HCGROM)，總共提供 126 個(gè)西文字型（168 點(diǎn)陣）； 6416 位字符產(chǎn)生 RAM（CGRAM）。HS1286415 系列產(chǎn)品硬件特性如下：文字與圖形混合顯示功能；畫(huà)面清除功能 光標(biāo)歸位功能 顯示開(kāi)/關(guān)功能；光標(biāo)顯示/隱藏功能；顯示字體閃爍功能 光標(biāo)移位功能功能；顯示移位功能；垂直畫(huà)面旋轉(zhuǎn)功能 反白顯示功能；休眠模式。 HS12864的接口名稱型態(tài)電平功能描述并口串口VCCI模塊電源輸入（未注明為 5V）GNDI電源地V0I對(duì)比度調(diào)節(jié)端V0OUTI液晶驅(qū)動(dòng)電壓輸出端PSBIH/L并口/串口選擇：H 并口。 L 串口*RSTIH/L復(fù)位信號(hào)，低有效RS(CS)IH/L寄存器選擇端： H 數(shù)據(jù)。 L 指令片選，低有效R/W(SID)IH/L讀/寫(xiě)選擇端：H 讀 L 寫(xiě)串行數(shù)據(jù)線E(SCLK)IH/L使能信號(hào)串行時(shí)鐘輸入DB0DB3I/O數(shù)據(jù)總線低四位空接DB4DB7I/O數(shù)據(jù)總線高四位，4 位并口時(shí)空接空接CS1I屏幕選擇CS2I屏幕選擇 溫度檢測(cè)電路設(shè)計(jì)中采用了DS18B20溫度傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)電冰箱的冷凍室和冷藏室的溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)。電路連接方式如圖49。圖49 溫度檢測(cè)電路DS18B20數(shù)字溫度傳感器接線方便，封裝成后可應(yīng)用于多種場(chǎng)合，如管道式，螺紋式，磁鐵吸附式，不銹鋼封裝式，型號(hào)多種多樣，有LTM8877，LTM8874等等。主要根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合的不同而改變其外觀。封裝后的DS18B20可用于電纜溝測(cè)溫，高爐水循環(huán)測(cè)溫，鍋爐測(cè)溫，機(jī)房測(cè)溫，農(nóng)業(yè)大棚測(cè)溫，潔凈室測(cè)溫，彈藥庫(kù)測(cè)溫等各種非極限溫度場(chǎng)合。耐磨耐碰，體積小，使用方便，封裝形式多樣，適用于各種狹小空間設(shè)備數(shù)字測(cè)溫和控制領(lǐng)域。外部結(jié)構(gòu)圖如圖410 圖410 DS18B20外部結(jié)構(gòu)DSB18B20具有如下特點(diǎn)：（1）獨(dú)特的單線接口方式，DS18B20在與微處理器連接時(shí)僅需要一條口線即可實(shí)現(xiàn)微處理器與DS18B20的雙向通訊。（2）測(cè)溫范圍 －55℃～+125℃，℃。（3）支持多點(diǎn)組網(wǎng)功能，多個(gè)DS18B20可以并聯(lián)在唯一的三線上，最多只能并聯(lián)8個(gè)，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)測(cè)溫，如果數(shù)量過(guò)多，會(huì)使供電電源電壓過(guò)低，從而造成信號(hào)傳輸?shù)牟环€(wěn)定。（4）工作電源: 3~5V/DC（5）在使用中不需要任何外圍元件（6）測(cè)量結(jié)果以9~12位數(shù)字量方式串行傳送（7）不銹鋼保護(hù)管直徑 Φ6（8） 適用于DN15~25, DN40~DN250各種介質(zhì)工業(yè)管道和狹小空間設(shè)備測(cè)溫（9）標(biāo)準(zhǔn)安裝螺紋 M10X1, , G1/2”任選（10）PVC電纜直接出線或德式球型接線盒出線,便于與其它電器設(shè)備連接。DS18B20的工作原理：DS18B20測(cè)溫原理如圖411所示。圖中低溫度系數(shù)晶振的振蕩頻率受溫度影響很小，用于產(chǎn)生固定頻率的脈沖信號(hào)送給計(jì)數(shù)器1。高溫度系數(shù)晶振隨溫度變化其振蕩率明顯改變，所產(chǎn)生的信號(hào)作為計(jì)數(shù)器2的脈沖輸入。計(jì)數(shù)器1和溫度寄存器被預(yù)置在－55℃所對(duì)應(yīng)的一個(gè)基數(shù)值。計(jì)數(shù)器1對(duì)低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行減法計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)器1的預(yù)置值減到0時(shí)，溫度寄存器的值將加1，計(jì)數(shù)器1的預(yù)置將重新被裝入，計(jì)數(shù)器1重新開(kāi)始對(duì)低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，如此循環(huán)直到計(jì)數(shù)器2計(jì)數(shù)到0時(shí)，停止溫度寄存器值的累加，此時(shí)溫度寄存器中的數(shù)值即為所測(cè)溫度。圖中的斜率累加器用于補(bǔ)償和修正測(cè)溫過(guò)程中的非線性，其輸出用于修正計(jì)數(shù)器1的預(yù)置值。溫度寄存器=0高溫度系數(shù)晶振=0預(yù)置低溫度系數(shù)晶振計(jì)數(shù)器1預(yù)置比較斜率累加器計(jì)數(shù)器2圖411 DS18B20的工作原理DS18B20有4個(gè)主要的數(shù)據(jù)部件：（1）光刻ROM中的64位序列號(hào)是出廠前被光刻好的，它可以看作是該DS18B20的地址序列碼。64位光刻ROM的排列是：開(kāi)始8位 （28H）是產(chǎn)品類(lèi)型標(biāo)號(hào)，接著的48位是該DS18B20自身的序列號(hào)，最后8位是前面56位的循環(huán)冗余校驗(yàn)碼（CRC=X8+X5+X4+1）。光刻ROM的作用 是使每一個(gè)DS18B20都各不相同，這樣就可以實(shí)現(xiàn)一根總線上掛接多個(gè)DS18B20的目的。（2）DS18B20中的溫度傳感器可完成對(duì)溫度的測(cè)量，以12位轉(zhuǎn)化為例：用16位符號(hào)擴(kuò)展的二進(jìn)制補(bǔ)碼讀數(shù)形式提供，以 ℃/LSB形式表達(dá)，其中S為符號(hào)位?！　∵@是12位轉(zhuǎn)化后得到的12位數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)在18B20的兩個(gè)8比特的RAM中，二進(jìn)制中的前面5位是符號(hào)位，如果測(cè)得的溫度大于0， 這5位為0，；如果溫度小于0，這5位為1， 溫度。 例如+125℃的數(shù)字輸出為07D0H，+℃的數(shù)字輸出為0191H，℃的數(shù)字輸出為FE6FH，55℃的數(shù)字輸出為FC90H 。（3）DS18B20溫度傳感器的存儲(chǔ)器 DS18B20溫度傳感器的內(nèi)部存儲(chǔ)器包括一個(gè)高速暫存RAM和一個(gè)非易失性的可電擦除的EEPRAM,后者存放高溫度和低溫度觸發(fā)器 TH、TL和結(jié)構(gòu)寄存器?！　。?）配置寄存器 該字節(jié)各位的意義如下： 配置寄存器結(jié)構(gòu)TMR1R011111　 低五位一直都是1，TM是測(cè)試模式位，用于設(shè)置DS18B20在工作模式還是在測(cè)試模式。在DS18B20出廠時(shí)該位被設(shè)置為0，用 戶不要去改動(dòng)。R1和R0用來(lái)設(shè)置分辨率，如下表所示：（DS18B20出廠時(shí)被設(shè)置為12位）溫度分辨率設(shè)置表； 溫度分辨率R1R0分辨率溫度最大轉(zhuǎn)換時(shí)間009位0110位1011位375ms1112位750ms高速暫存存儲(chǔ)器：高速暫存存儲(chǔ)器由9個(gè)字節(jié)組成。當(dāng)溫度轉(zhuǎn)換命令發(fā)布后，經(jīng)轉(zhuǎn)換所得的溫度值以二字節(jié)補(bǔ)碼形式存放在 高速暫存存儲(chǔ)器的第0和第1個(gè)字節(jié)。單片機(jī)可通過(guò)單線接口讀到該數(shù)據(jù)，讀取時(shí)低位在前，高位在后，數(shù)據(jù)格式如表1所示。對(duì)應(yīng)的溫度計(jì)算： 當(dāng)符號(hào)位S=0時(shí)，直接將二進(jìn)制位轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制；當(dāng)S=1時(shí)，先將補(bǔ)碼變?yōu)樵a，再計(jì)算十進(jìn)制值。 暫存寄存器分布寄存器內(nèi)容字節(jié)地址溫度值低位（LS Byte）0溫度值高位（MS Byte）1高溫限值 （TH）2低溫限值 （TL）3配置寄存器4保留5保留6保留7CRC校驗(yàn)值8　 根據(jù)DS18B20的通訊協(xié)議，主機(jī)（單片機(jī)）控制DS18B20完成溫度轉(zhuǎn)換必須經(jīng)過(guò)三個(gè)步驟：每一次讀寫(xiě)之前都要對(duì)DS18B20進(jìn)行 復(fù)位操作，復(fù)位成功后發(fā)送一條ROM指令，最后發(fā)送RAM指令，這樣才能對(duì)DS18B20進(jìn)行預(yù)定的操作。復(fù)位要求主CPU將數(shù)據(jù)線下拉500微秒，然后 釋放，當(dāng)DS18B20收到信號(hào)后等待16～60微秒左右，后發(fā)出60～240微秒的存在低脈沖，主CPU收到此信號(hào)表示復(fù)位成功。 系統(tǒng)總原理圖圖412 系統(tǒng)總原理圖5 電冰箱控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 編程思路 由于PIC單片機(jī)的匯編語(yǔ)言指令較少，而且執(zhí)行速度快，所以本次設(shè)計(jì)采用匯編語(yǔ)言進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)。為了方便系統(tǒng)的改進(jìn)，所以在編程時(shí)把軟件模塊化。下面就對(duì)冰箱控制這一方面予以說(shuō)明。因?yàn)镻IC單片機(jī)的匯編語(yǔ)言與51單片機(jī)差別較大，所以本文在附錄中介紹了一些程序中用到的語(yǔ)句。 主程序下面對(duì)所用到的標(biāo)志寄存器進(jìn)行定義， flag a的定義76543210中斷計(jì)時(shí)用于強(qiáng)制化霜30min中斷計(jì)時(shí)用于補(bǔ)償按鍵子程序中斷計(jì)時(shí) 采樣用冷藏、冷凍均壞時(shí)計(jì)時(shí)自動(dòng)除霜30min,風(fēng)機(jī)延時(shí)15m,屏蔽報(bào)警90min計(jì)時(shí)18h計(jì)時(shí)5min延時(shí)計(jì)時(shí)中斷計(jì)時(shí)，用于強(qiáng)制化霜計(jì)時(shí) flag b的定義76543210采樣結(jié)束標(biāo)志屏蔽報(bào)警90min標(biāo)志風(fēng)機(jī)延時(shí)15min標(biāo)志自動(dòng)化霜30min標(biāo)志延時(shí)保護(hù)5min標(biāo)志