【導(dǎo)讀】一群技工來(lái)制造一個(gè)可證實(shí)這個(gè)想法的工作模型。果然，這個(gè)裝置在某個(gè)晚上真的產(chǎn)生了一些冰。技工們興奮地拿著冰，跳進(jìn)一。輛馬車，飛速駛向帕金斯的住房，向他展示所取得的成果。帕金斯此時(shí)已上了年紀(jì)，出售發(fā)明物的人的生活在澳大利亞的一個(gè)蘇格蘭印刷工約翰—哈里森。很可能在并不了解帕金斯成果的情況下發(fā)現(xiàn)了冷卻效應(yīng)。他用醚來(lái)清洗金屬印刷鉛。字，某一天注意到了物質(zhì)的冷卻效應(yīng)。到1862年，他的第一批冰箱就上市了。里森還在維多利亞本狄哥一家啤酒廠里設(shè)置了第一個(gè)制冷車間。有專門造了冰庫(kù)的富人才能享受到這種好處。絕大多數(shù)人奢望的只是一個(gè)冷藏柜。那時(shí)候，冰箱最重要的用途之一是在輪船上。大型冷藏庫(kù)意味著船舶能夠在長(zhǎng)距離。航行中運(yùn)載食用鮮肉，例如羔羊肉能從新西蘭出口到歐洲。德國(guó)工程師卡爾—馮。—林德在1879年制造出了第一臺(tái)家用冰箱。但在20世紀(jì)20年代電動(dòng)冰箱發(fā)明出。來(lái)之前，冰箱并沒(méi)有大規(guī)模進(jìn)入家庭。

　　

【正文】 CMOSE2PROM 可以存儲(chǔ)單片機(jī)系統(tǒng)的重要參數(shù)。本系統(tǒng)用它來(lái)保存用戶設(shè)定的冷藏室溫度值、冷凍室溫度值和速凍狀態(tài)、速凍時(shí)間等參數(shù)，以保證數(shù)據(jù)正常使用和不會(huì)因?yàn)榈綦姸鴣G失。圖 33 示出了 CAT24C021 與 AT89C51 單片機(jī)的硬件連接電路。 CAT24C021 芯片的 RESET 端接單片機(jī)的復(fù)位引腳， SDA 和 SCL端接 、 兩根引腳。 圖 33 看門狗復(fù)位電路 A/D 轉(zhuǎn)換電路 A/D 轉(zhuǎn)換電路采用逐次逼進(jìn)式 8 位 ADC0809 芯片。 0809 共有 8 路模擬輸入通道，本系統(tǒng)只用了其中 4 個(gè)通道 IN0～ IN3。其中 IN0 作為冷凍室溫度檢測(cè)通道，IN1 作為冷藏室溫度檢測(cè)通道， IN2 作為除霜檢測(cè)通道， IN3 作為電源電壓檢測(cè)通道。 ADC0809 與單片機(jī)接口電路如圖 34 所示。圖中 ADC0809 的 A、 B、 C 三端通過(guò)地址鎖存器 接于 P0 口的 、 、 ，該三端控制模擬通道信號(hào)的選擇。 與 WR、 RD 端經(jīng)與非門接于 0809 的 AL、 START、 OE，控制 0809 的啟動(dòng)、讀、寫(xiě)。 0809 的 EOC 端懸空，轉(zhuǎn)換后利用軟件延時(shí)一段時(shí)間再讀結(jié)果，不用中斷方式。 溫度采集電路和除霜電路 如圖 34 所示，溫度傳感器選用了 MF531 型熱敏電阻，具有負(fù)溫度系數(shù)，靈敏度較高。其阻值和溫度的關(guān)系為： R(t)=286/(+t) 利用溫度傳感器可以很容易測(cè)得冷藏室溫度和冷凍室溫度。除霜電路則是將熱敏電阻安 裝在距蒸發(fā)器 3mm 的某個(gè)合適的位置，當(dāng)霜厚大于 3mm 時(shí)，熱敏電阻接觸到霜從而感到較低的溫度，其阻值有所變化，運(yùn)算放大器輸出信號(hào)改變，經(jīng) A/D轉(zhuǎn)換后送入 CPU，經(jīng)單片機(jī)分析、判斷、給出除霜命令。 鍵盤電路和顯示電路 從圖 35 中可以看出，鍵盤電路和 LED 顯示電路由串行口擴(kuò)展 5 片 74LS164實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)采用了 6 個(gè)功能鍵控制冷凍室、冷藏室及速凍時(shí)間設(shè)定， 4 個(gè) LED 數(shù)碼管用于顯示冷凍室、冷藏室溫度及壓縮機(jī)啟、停和故障等狀態(tài)。 顯示輸出通道和鍵盤輸入通道的選擇由端口線 和一個(gè)與門完成。當(dāng) 為 “1”時(shí)， 89C51 的 TXD 端輸出同步脈沖，通過(guò)與門發(fā)送到顯示移位寄存器 74LS164的移位脈沖輸入端，這樣 89C51 欲顯示的數(shù)據(jù)，由 RXD 端輸出，移位讀入到顯示器通道。當(dāng) 為 “0”時(shí)， 89C51 的 RXD 端的數(shù)據(jù)僅能被移位讀入到鍵盤掃描用的移位寄存器中。由于顯示通道采用 LED 數(shù)碼管并用 74LS164 作為驅(qū)動(dòng)器，所以簡(jiǎn)化了線路，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，顯示字位擴(kuò)充方便，驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)容易。鍵盤工作原理也很簡(jiǎn)單， 89C51 通過(guò) RXD 端向鍵盤掃描移位寄存器 74LS164 逐位發(fā)送數(shù)據(jù) “0”，每次發(fā)送后即從 T0(即 )端讀入鍵 盤信號(hào)，若讀得 “0”表示有鍵按下，轉(zhuǎn)入處理鍵功能程序。 圖 34 ADC0809 與單片機(jī)接口電路 圖 35 鍵盤與顯示電路 制冷壓縮機(jī)和除霜電熱絲啟、?？刂齐娐? 工作原理： AT89C51 單片機(jī)控制信號(hào)經(jīng) 和 端口輸出，并在 的控制下鎖存在 74LS273 中， 74LS273 的輸出再經(jīng)達(dá)林頓驅(qū)動(dòng)器 MC1413 后驅(qū)動(dòng)固態(tài)繼電器 SSR1 和 SSR2。當(dāng) MC1413 的 16 端有高電平輸出時(shí)， SSR1 的 3， 4 引腳端接通，使加熱絲接通電源而除霜，當(dāng) MC1413 的 15 端輸出高電平時(shí)， SSR2 的 3，4 端接通，使壓縮機(jī)繞組接通電源而啟動(dòng)，開(kāi)始制冷。 74LS273 鎖存控制信號(hào)，一方面增加輸出功率，另一方面也防止單片機(jī)復(fù)位時(shí)引起控制的誤動(dòng)作，采用固態(tài)繼電器作為壓縮機(jī)和除霜電熱絲的開(kāi)關(guān)：屬于無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)，內(nèi)部是大功率的晶閘管電路，不產(chǎn)生火花，無(wú)電磁干擾并使高壓與單片機(jī)系統(tǒng)隔離。 制冷壓縮機(jī)和除霜電熱絲啟、停控制電路如圖 36 所示。 圖 36 制冷壓縮機(jī)和除霜電熱絲啟、?？刂齐娐? 報(bào)警電路 在用聲音或燈光報(bào)警時(shí)，連續(xù)的聲響或照明燈的燈光往往不易引起人們的警覺(jué)，只有斷續(xù)的聲音或閃爍的燈光，才 能取得最佳報(bào)警效果。由門控振蕩器組成的聲光報(bào)警電路如圖 37 所示。由于非門 CD4011 構(gòu)成兩級(jí)門振蕩器。其中， A 和 B組成低頻振蕩器，振蕩頻率 1f =( 2R 1C )≈1Hz，周期約 1S。 5R 為下拉電阻，常態(tài)下使 cU =0V。僅當(dāng) cU 端接高電平信號(hào)時(shí)電路才起振， Bo 端交 替輸出的高、低電平經(jīng)過(guò) 1VT ，使發(fā)光二極管 LED 閃爍發(fā)光，閃光周期也是 1S。 C 和 D 組成音頻振蕩器，振蕩頻率 2f ≈1kHz。僅當(dāng) Bo=1 時(shí)，第二級(jí)振蕩器才起振，通過(guò)達(dá)林頓管 2VT 、3VT 及輸出變壓器 T，驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器 BL 發(fā)出斷續(xù)的 “嘀、嘀、 …… ”報(bào)警聲。 電冰箱的異味消除電路 利用 TWH9221 構(gòu)成的冰箱異味消除器電路如圖 38 示。 A2 為臭氧發(fā)生器專用固態(tài)集成電路 TWH9221，其內(nèi)部由電光控制觸發(fā)電路、 15kHz 振蕩器， 4min 定時(shí)電路、工作指示燈推動(dòng)電路及 15kHz 功率輸出級(jí)等部分組成。 4 腳為電源正極、 1腳為電源負(fù)極、 3 腳為觸發(fā)端、 2 腳為工作狀態(tài)輸出端、 6 腳為脈沖輸出端。 平時(shí)冰箱門關(guān)閉，光線不能照射到光敏管 BG 上， A2 不工作， 6 腳無(wú)脈沖輸出、打開(kāi)冰箱門時(shí)，有光線照射到 BG 上， BG 光敏管的阻值變小，從而使 A2的 3 腳得到低電平觸發(fā)電壓而開(kāi)始工作，其 6 腳輸出的脈沖電壓經(jīng)升壓變壓器T 升壓后，得到 15kHz、 1500V 的高頻高壓脈沖加至臭氧管 H 兩 端，臭氧管 H 釋放出臭氧，對(duì)冰箱內(nèi)食品進(jìn)行除異味保鮮。在冰箱門關(guān)閉后，光線不能照射到光敏管BG 上， A2 的 3 腳無(wú)觸發(fā)信號(hào)輸入， A2 內(nèi)定時(shí)器開(kāi)始工作，經(jīng)過(guò) 4min 以后，使A2 自動(dòng)復(fù)位， H 也停止放出臭氧。 圖 37 報(bào)警電路 圖 38 冰箱異味消除器電路 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)軟件采用模塊化程序設(shè)計(jì)思想，用 C 語(yǔ)言編制，控制程序主要有三大部分：主程序、定時(shí)器 T0 中斷服務(wù)程序和定時(shí)器 T1 中斷服務(wù)程序。 主程序的設(shè)計(jì) 主程序是整個(gè)電冰箱的總控制程序，如控制各單元初始化、控制中斷、定時(shí)、顯示、鍵 盤程序的啟動(dòng)與重復(fù)等。主程序流程圖如圖 41 所示。 開(kāi) 始設(shè) 堆 棧 指 針工 作 區(qū) 清 零設(shè) 置 定 時(shí) 器 工 作 方 式設(shè) 置 串 口 工 作 方 式 0啟 動(dòng) 定 時(shí) 器開(kāi) 中 斷調(diào) 顯 示 子 程 序調(diào) 鍵 盤 分 析 程 序速 凍 鍵 溫 度 設(shè) 置 鍵 增 加 鍵 減 少 鍵 冷 凍 室 溫 顯 鍵 冷 藏 室 溫 顯 鍵 正 常 工 作 鍵 依 標(biāo) 志 調(diào) 相 應(yīng) 顯 示 子 程 序清 速 凍 標(biāo) 志減 一 處 理置 冷 凍 室 顯 示 標(biāo) 志置 冷 藏 室 顯 示 標(biāo) 志加 一 處 理置 速 凍 標(biāo) 志YYYYYYYNNNNNNNY 圖 41 主程序流程圖 T0 中斷服務(wù)程序 T0 工作于定時(shí)方式，定時(shí)時(shí)間為 100ms，中斷 10 次為 1s。中斷服務(wù)程序主要完成電源欠壓、過(guò)壓處理、開(kāi)門狀態(tài)檢查及處理和溫度采集等，其流程圖如圖 42所示 圖 42 T0 中服流程圖 送時(shí)間常數(shù) 到１Ｓ嗎 取反Ｐ 采集 IN3通 道取電壓值 過(guò)電壓判斷 開(kāi)門了嗎 讀冷藏，冷凍室溫度，刷新緩沖 求溫度均值 3min延時(shí)計(jì)時(shí)并處理 恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng) 故障顯示，置禁 止啟動(dòng)標(biāo)志 若開(kāi)門超時(shí)報(bào)警 Ｙ Ｎ Ｙ Ｙ Ｎ Ｎ Ｐ 作為Ｔ 1 的脈沖源，2s送一個(gè)脈沖給 T1 返回 保護(hù)現(xiàn)場(chǎng) 開(kāi)始 T1 中斷服務(wù)程序 T1 工作于計(jì)數(shù)方式，通過(guò)計(jì)數(shù)達(dá)到延時(shí) 3min 的目的。 T1 的中斷服務(wù)程序除了完 成速凍、除霜、溫度等各種檢測(cè)，根據(jù)檢測(cè)結(jié)果，比較、分析以控制執(zhí)行元件(壓縮機(jī)、電熱絲 )工作。當(dāng)停電或其他原因引起箱內(nèi)溫度上升超過(guò) 18℃ 時(shí)，冰箱自動(dòng)報(bào)警，超溫報(bào)警指示燈亮，蜂鳴響起，提醒用戶采取應(yīng)急措施。如圖 43 所示。開(kāi) 始送 計(jì) 數(shù) 常 數(shù)速 凍 標(biāo) 志 = 1延 控 標(biāo) 志 = 1除 霜 標(biāo) 志 = 1溫 度 ≥ 1 3 ℃溫 度 超 上 限清 除 霜 標(biāo) 志 、 停 止 除 霜 、禁 止 啟 動(dòng) 標(biāo) 志禁 止 標(biāo) 志 = 1延 控 標(biāo) 志 = 1啟 動(dòng) 壓 縮 機(jī)溫 度 ＞ 1 8 ℃超 值 報(bào) 警恢 復(fù) 現(xiàn) 場(chǎng)速 凍 控 制 處 理霜 厚 控 制 處 理溫 度 低 于 下 限停 止 壓 縮置 延 控 標(biāo) 志 為 1YNYNNYYNNYNYNYYNNY保 護(hù) 現(xiàn) 場(chǎng)中 斷 返 回 圖 43 T1 中服務(wù)流程圖