【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 霜結(jié)束，進(jìn)入正?？刂?。一進(jìn)入化霜狀態(tài)，屏蔽超溫報(bào)警功能，定時(shí)器計(jì)時(shí) 90 分鐘，90 分鐘后恢復(fù)超溫報(bào)警功能。 五 、單片機(jī)外加一強(qiáng)制化霜鍵，鍵按下時(shí)斷開壓機(jī)和風(fēng)機(jī)，接通化霜加熱絲，30 秒后，斷開化 霜加熱絲進(jìn)入正常控制。 六 、每次壓機(jī)停機(jī)后，屏蔽允許開機(jī)標(biāo)志位，調(diào)用延時(shí)子程序，延時(shí)時(shí)間到后，恢復(fù)允許開機(jī)標(biāo)志位，再進(jìn)入正常工作。 七 、掉電記憶功能：在電源部分加一儲(chǔ)能元件，在電源掉電時(shí)繼續(xù)給單片機(jī)供電。 青島理工大學(xué)琴島學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文） 6 3 單片機(jī)的 選型與簡(jiǎn)介 Peripheral Interface Controller，采用 CISC 結(jié)構(gòu)的單片機(jī)數(shù)據(jù)線和指令線分時(shí)復(fù)用，即所謂馮 178。 諾伊曼結(jié)構(gòu)。它的指令豐富，功能較強(qiáng)，但取指令和取數(shù)據(jù)不能同時(shí)進(jìn)行，速度受限，價(jià)格亦高。屬于 CISC結(jié)構(gòu)的單片機(jī)有 Motorola 的 M68HC系列、 Atmel 的 AT89 系列、臺(tái)灣 Winbond（華邦） W78 系列、荷蘭 Philips 的PCF80C51 系列等；屬于 RISC 結(jié)構(gòu)的有 Intel8051 系列、 Microchip 公司的 PIC系列、 Zilog 的 Z86 系列、 Atmel 的 AT90S 系列、韓國(guó)三星公司的 KS57C 系列 4位單片機(jī)、臺(tái)灣義隆的 EM78 系列等。 PIC 單片機(jī)的優(yōu)勢(shì) 1) PIC 最大的特點(diǎn)是不搞單純的功能堆積，而是從實(shí)際出發(fā)，重視產(chǎn)品的性能與價(jià)格比，靠發(fā)展多種型號(hào)來(lái)滿足不同層次的應(yīng)用要求。就實(shí)際而言，不同的應(yīng)用對(duì)單片機(jī)功能和資源的需求也是不同的。比 如，一個(gè)摩托車的點(diǎn)火器需要一個(gè) I/O 較少、 RAM 及程序存儲(chǔ)空間不大、可靠性較高的小型單片機(jī)，若采用 40腳且功能強(qiáng)大的單片機(jī)，投資大不說(shuō)，使用起來(lái)也不方便。 PIC 系列從低到高有幾十個(gè)型號(hào)，可以滿足各種需要。其中， PIC12C508 單片機(jī)僅有 8 個(gè)引腳，是世界上最小的單片機(jī) . 該型號(hào)有 512 字節(jié) ROM、 25 字節(jié) RAM、一個(gè) 8 位 定時(shí)器 、一根輸入線、 5 根 I/O 線，市面售價(jià)在 3－ 6 元人人 民幣。這樣一款單片機(jī)在象摩托車點(diǎn)火器這樣的應(yīng)用無(wú)疑是非常適合。 PIC 的高檔型號(hào)，如 PIC16C74（尚不是最高檔型號(hào)）有 40 個(gè)引腳，其內(nèi)部資源為 ROM 共 4K、 192 字節(jié) RAM、 8 路A/D、 3 個(gè) 8 位定時(shí)器、 2 個(gè) CCP 模塊、三個(gè)串行口、 1 個(gè)并行口、 11 個(gè)中斷源、33 個(gè) I/O 腳。這樣一個(gè)型號(hào)可以和其它品牌的高檔型號(hào)媲美。 2) 精簡(jiǎn)指令使其執(zhí)行效率大為提高。 PIC 系列 8 位 CMOS 單片機(jī)具有獨(dú)特的 RISC 結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)總線和指令總線分離的 哈佛 總線（ Harvard）結(jié)構(gòu)，使指令具有單字長(zhǎng)的特性，且允許指令碼的位數(shù)可多于 8 位的數(shù)據(jù)位數(shù)，這與傳統(tǒng)的采用CISC 結(jié)構(gòu)的 8 位單片機(jī)相比，可以達(dá)到 2:1 的代碼壓縮，速度提高 4 倍。 3) 產(chǎn)品上市零等待（ Zero time to market）。采用 PIC 的低價(jià) OTP 型芯片，可使單片機(jī)在其 應(yīng)用程序開發(fā) 完成后立刻使該產(chǎn)品上市。 4) PIC 有優(yōu)越開發(fā)環(huán)境。 OTP 單片機(jī)開發(fā)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性是一個(gè)重要的指標(biāo)，象普通 51 單片機(jī)的開發(fā)系統(tǒng)大都采用高檔型號(hào)仿真低檔型號(hào)，其實(shí)時(shí)性不盡理想。 PIC 在推出一款新型號(hào)的同時(shí)推出相應(yīng)的仿真芯片，所有的開發(fā)系統(tǒng)由專用的仿真芯片支持，實(shí)時(shí)性非常好。就我個(gè)人的經(jīng)驗(yàn)看，還沒有出現(xiàn)過仿真結(jié)果與實(shí)際運(yùn)行結(jié)果不同的情況。 5) 其引腳具有防瞬態(tài)能力 ,通過限流電阻可以接至 220V 交流電源 ,可直接與青島理工大學(xué)琴島學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文） 7 繼電器控制電路相連 ,無(wú)須光電耦合器隔離，給應(yīng)用帶來(lái)極大方便。 6) 徹底的保密性。 PIC 以保密熔絲來(lái)保護(hù)代碼，用戶在燒入代碼 后熔斷熔絲，別人再也無(wú)法讀出，除非恢復(fù)熔絲。目前， PIC 采用熔絲深埋工藝，恢復(fù)熔絲的可能性極小。 7) 自帶 看門狗定時(shí)器 ，可以用來(lái)提高程序運(yùn)行的可靠性。 8) 睡眠和低功耗模式。雖然 PIC 在這方面已不能與新型的 TI－ MSP430 相比，但在大多數(shù)應(yīng)用場(chǎng)合還是能滿足需要的。 PIC 單片機(jī)的 分類 PIC 單片機(jī)的型號(hào)繁多， 容易混淆， 主要對(duì)單片機(jī)作以下分類： 初檔 8 位單片機(jī)： PIC12C5XXX/16C5X 系列 。 PIC16C5X 系列是最早在市場(chǎng)上得到發(fā)展的系列，因其價(jià)格較低，且有較完善的開發(fā)手段，因此在國(guó)內(nèi)應(yīng)用最為廣泛；而 PIC12C5XX 是世界第一個(gè)八腳低價(jià)位單片機(jī)可用于簡(jiǎn)單的智能控制等一些對(duì)單片機(jī)體積要求較高的地方，前景十分廣闊。 中檔 8 位單片機(jī) ： PIC16CXXX/PIC16FXXX 系列 。 PIC16CXXX/PIC16FXXX系列是 Microchip 近年來(lái)重點(diǎn)發(fā)展的系列產(chǎn)品，品種最為豐富，其性能比低檔產(chǎn)品有所提高，增加了中斷功能，指令周期可達(dá)到 200ns，帶 A/D，內(nèi)部 E2PROM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，雙時(shí)鐘工作，比較輸出，捕捉輸入， PWM 輸出， I2C 和 SPI 接口，異步串行通訊（ USART），模擬電壓比較器及 LCD 驅(qū)動(dòng)等等，其封裝從 8 腳到68 腳，可用于高、中、低檔的電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)中 ,價(jià)格適中，廣泛應(yīng)用在各類電子產(chǎn)品中。 高檔 8 位單片機(jī) ： PIC17CXX 系列。 PIC17CXX 系列 是適合高級(jí)復(fù)雜系統(tǒng)開發(fā)的系列產(chǎn)品，其性能在中檔位單片機(jī)的基礎(chǔ)上增加了硬件乘法器，指令周期可達(dá)成 160ns，它是目前世界上 8 位單片機(jī)中性價(jià)比最高的機(jī)種，可用于高、中檔產(chǎn)品的開發(fā)，如馬達(dá)控制 等。 單片機(jī) 的選 型 由于設(shè)計(jì)的需要，一共需要 25 個(gè) I/O 口 ，普通 PIC 單片機(jī)無(wú)法滿足要求。所以選用了PIC 系列的 PIC16F877 單片機(jī) 。 且屬于中檔單片機(jī)，價(jià)格適中。 PIC16F877 單片機(jī) 青島理工大學(xué)琴島學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文） 8 圖 31 PIC16F877 內(nèi)部結(jié)構(gòu) PIC16F877 是 MICROCHIP 公司生產(chǎn)的一款低功耗單片機(jī) ,，它具有以下特點(diǎn)： （ 1） 精簡(jiǎn)指令集， 35 條單字節(jié)指令，易學(xué)易用 ； （ 2） 除地址分支跳轉(zhuǎn)指令（ GOTO、 CALL）為雙周期指令，其余皆為單周期指令 ； （ 3） 執(zhí)行速度： 如表 青島理工大學(xué)琴島學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文） 9 表 單片機(jī) 執(zhí)行速度 時(shí)鐘振蕩 指令周 期 40Hz 100us 1MHz 4us 4 MHz 1us 10 MHz 400ns 20 MHz 200ns （ 4） 8 級(jí)硬件推棧 ； （ 5） 多種硬件中斷 ； （ 6） 直接、間接、相對(duì)三種尋址方式 ； （ 7） 帶 8 位 FLASH 數(shù)據(jù)寄存器。擦寫次數(shù)達(dá)到 100 萬(wàn)次，數(shù)據(jù)保存時(shí)間大于40 年 。 功能部件結(jié)構(gòu) ： （ 1） 帶 8 位 A/D 轉(zhuǎn)換輸入 ； （ 2） 高驅(qū)動(dòng)電流， I/O 腳可直接驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管顯示 ； （ 3） 雙向可獨(dú)立編程設(shè)置 I/O 引腳 ； （ 4） 8 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 TMR0，帶 8 位預(yù)分頻 ； （ 5） 16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 TMR1，睡眠中仍可計(jì)數(shù) ； （ 6） 8 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 TMR2,帶有 8 位的周期寄存器及預(yù)分頻和后分頻 ； （ 7） 并行口操作 ； （ 8） 同步串行口 I2C/SPI 總線操作 ； （ 9） 同步通信接口 SCI/USART 操作。 微控制器特征 ： （ 1） 內(nèi)置上電復(fù)位電路 ； （ 2） 上電延時(shí)器，保障工作電壓的穩(wěn)定建立 ； （ 3） 振蕩定時(shí)器，保障振蕩的穩(wěn)定建立 ； （ 4） 斷電復(fù)位鎖定 ； （ 5） 內(nèi)置自振動(dòng)（ RC 振蕩）看門狗 ； （ 6） 程序保密位，可防程序代碼的非法拷貝 ； （ 7） 4 種可選振蕩方式 ； ① 低成本阻容： RC ② 標(biāo)準(zhǔn)晶體 /陶瓷： XT ③ 高速晶體 /陶瓷： HS ④ 低頻晶體： LP COMS 工藝特性 青島理工大學(xué)琴島學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文） 10 （ 1） 低功耗； 2Ma@5V,4MHZ。 60ua@3V,32KHZ。 26uA@2V,睡眠模式下。 （ 2） 全靜態(tài)設(shè)計(jì)； （ 3） 寬工作電壓； （ 4） 寬工作溫度范圍 。 由于 PIC16F877 具有 FLASH 工業(yè)特性，所以它極適合于那些可能會(huì)經(jīng)常改動(dòng)程序編碼的應(yīng)用。另外它的內(nèi)部的 FLASH 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器不僅有掉電保護(hù)數(shù)據(jù)的功能，更重要的時(shí)它是由單片機(jī)內(nèi)部進(jìn)行控制操作的，即外部電路無(wú)法對(duì)其進(jìn)行讀寫，所以有極高的數(shù)據(jù)保密性，這使得 PIC16F877 在加密性產(chǎn)品中得到廣泛應(yīng)用。 圖 32 PIC16F877 引腳圖 PIC16F877 輸入輸出接口 ： PIC16F877 除了上述基本電路所占用的 7 只引腳外，其余的 33 支引腳都可當(dāng)做 輸出、輸入接腳，輸入輸出端口是單片機(jī)基本界面，可以與周邊電路進(jìn)行電路控制和信號(hào)傳輸與檢測(cè)。 引腳圖如圖 311， PIC是 8 位的單片機(jī)，以接腳特性分組，每組盡量湊滿 8 支接腳，并將 I/O 命名為PORTA(RA0~RA5)、 PORTB(RB0~RB7)、 PORTC(RC0~RC7)、 PORTD(RD0~RD7)青島理工大學(xué)琴島學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文） 11 和 PORTE(RE0~RE2)等，各分組接口特性說(shuō)明如下： PIC16F877 的 PORTA 總共有 6 個(gè)位 (RA0~RA5)， PORTA 的接腳可作為數(shù)字輸出輸入端口，而系統(tǒng)重置后， PORTA 自動(dòng)成為模擬輸入狀態(tài)，可讀取模擬輸入訊號(hào)。 PORTB 總共有 8 個(gè)位 (RB0~RB7)，可以撰寫程序規(guī)劃輸入輸出方向、狀態(tài)，其中，要進(jìn)行燒錄時(shí)，使用到三支接腳，分別是 Pin36(RB3/PGM)、 Pin39(RB6/PGC)與 Pin40(RB7/PGD)。 PORTC 總共有 8 個(gè)位 (RC0~RC7)，除了可作為數(shù)位 I/O 外，還和一些特殊功能的周邊電路共享接腳，例如 CCP（直流馬達(dá)控制）、 I2C、 SPI（同步串行通訊電路）、 UART（異步串行傳輸電路）等等。 PORTD總共有 8 個(gè)位 (RD0~RD7)，可作一般數(shù)字 I/O，并與 PSP(Parallel Slave Port)并列傳輸接口共享。當(dāng)整體系統(tǒng)需要多單片機(jī)時(shí)，彼此可以經(jīng)由并列傳輸接口來(lái)快速傳輸資料。 青島理工大學(xué)琴島學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文） 12 4 電冰箱控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)的硬件電路由 PIC16F877 單片機(jī)、 直流電源供電電路、 時(shí)鐘振蕩電路、制冷電路、指示燈電路、 報(bào)警電 路、鍵盤 顯示電路、等組成。 供電直流電源 圖 41 供電電路圖 PIC 單片機(jī)的供電都是通過如圖 41 供電電源獲得的。單片機(jī)需要 +5V直流電源供電，但由于市電為 220V，所以需要設(shè)計(jì)一個(gè) +5V 直流電源。電源部分由以下幾部分組成： 1） 變壓： 先 通過變壓器將 220V變?yōu)?12V，再 采用單項(xiàng)橋式整流電路，將交流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟?，但是整流后還存在交直流分量，所以要通過濾波去除其中的交流部分。 2） 穩(wěn)壓： 選擇了大容量的電解電容作為濾波電容穩(wěn)壓由于整流后的電壓波動(dòng)很大，所以需要進(jìn)行穩(wěn)壓，穩(wěn)壓部分選用了 78 系 列三端穩(wěn)壓器。因?yàn)榉€(wěn)壓后面需要加二極管等元器件，所以穩(wěn)壓器件選 7805。 7805 輸出的為 5V，在穩(wěn)壓器前要加電容，用于抵消輸入線較長(zhǎng)時(shí)的電感效應(yīng)，以防止電路產(chǎn)生自激振蕩，穩(wěn)壓器輸出需要加兩個(gè)電容，一個(gè)用于消除輸出電壓中的高頻噪聲，另一個(gè)需要加 電解電容，以減小穩(wěn)壓電源輸出端由輸入電源引入的低頻干擾 。 3） 掉電保護(hù)部分 ： 圖 42 掉電記憶 電路 青島理工大學(xué)琴島學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文） 13 為實(shí)現(xiàn)掉電保護(hù)功能需要加一個(gè)大容量電容，在電源掉電時(shí)給單片機(jī)供電。電路圖如圖 42 所示。二極管為保護(hù)作用，在 V1 正常工作時(shí)， D2 導(dǎo)通，電容C9 充電，當(dāng)?shù)綦姇r(shí)， D2 截 止，由于電容為法拉電容， ,電容量很大，儲(chǔ)能量很大。 V1 掉電時(shí)，電容放電，作為備用電源，可使單片機(jī)正常工作。 時(shí)鐘震蕩電路 圖 43 時(shí)鐘振蕩電路 XTAL1 和 XTAL2 分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采用外部時(shí)鐘源驅(qū)動(dòng)器件，XTAL2 應(yīng)不接。有余輸入至內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)要通過一個(gè)二分頻觸發(fā)器，因此對(duì)外部時(shí)鐘信號(hào)的脈寬無(wú)任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。 時(shí)鐘震蕩電路如圖 43， 該電路由 PIC16F877 的 XTAL1 和 XTAL2 腳內(nèi)電路及外接的晶體和外接電容等組成。震蕩電路產(chǎn)生的震蕩信號(hào)提供給微電腦電路作為時(shí)基信號(hào)。 選用 4M 晶體，則提供的指令頻率為 1us. 制冷部分電路 制冷部分電路如圖 44 圖 44 壓縮機(jī)電路 壓縮機(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)。在電冰箱中多采用活塞式和旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)，一般為封閉式結(jié)構(gòu)。壓縮機(jī)的機(jī)械部分比較簡(jiǎn)單，下面重點(diǎn)對(duì)壓縮機(jī)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行介紹。壓縮機(jī)電青島理工大學(xué)琴島學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文） 14 動(dòng)機(jī)一般采用單相 異步電動(dòng)機(jī)，輸出功率在 以上的全封閉式壓縮機(jī)組才使用三相異步電動(dòng)機(jī)。 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。電角嵌放，副繞組與啟動(dòng)繼電器相接。接通電源后，因副繞組線細(xì)、匝數(shù)又少，阻抗、感抗與主繞組不同，于是形成旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)運(yùn)行。當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到 75%左右的同步轉(zhuǎn)矩時(shí)，啟動(dòng)繼電器切斷副繞組，這時(shí)只有主繞組參與運(yùn)行。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。 (2)單相電容啟動(dòng)式異步電動(dòng)機(jī) 這種電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和功能與電阻分相 式基本相同，只是在副繞組中串聯(lián)一啟動(dòng)電容 (45uF~100uF)。副繞組線細(xì)、匝數(shù)多，啟動(dòng)容易。啟動(dòng)完成后繼電器動(dòng)作，切斷副繞組，只有主繞組參與運(yùn)行。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。 (3)單相電容啟動(dòng)電容運(yùn)轉(zhuǎn)式異步電動(dòng)機(jī) 這種電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和功能與上述二種基本相同，不過電路中有兩只電容。電動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)時(shí)，兩電容并聯(lián)，增大了啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩。啟動(dòng)完成后，啟動(dòng)繼電器將啟動(dòng)電容切斷、運(yùn)轉(zhuǎn)電容仍接于電路中。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。 壓縮機(jī) 在電冰箱這類 小型制冷設(shè)備中，制冷壓縮機(jī)多采