【正文】 INTEL 公司的高效微控制器 AT89C51。 ?C； 利用功能鍵分別控制溫度設(shè)定、冷藏室及冷凍室溫度設(shè)定等； 制冷壓縮機(jī)停機(jī)后自動延時 3 分鐘后方能再啟動； 電冰箱具有自動除霜功能； 開門延時超過 20秒發(fā)聲報警； 工作電壓為 180～ 240V，當(dāng)欠壓或過壓時，禁止啟動壓縮機(jī)并用指示燈顯示。一般化霜的時間要短，不然會傷存放 的食品。需要化箱時打開 V3,從壓縮機(jī)流出的高溫高壓氣體流經(jīng)冷凍室可勻速將冷凍室霜層汽化。若是冷凍室的溫度過高，則應(yīng)打開 V2 關(guān)閉 V1, V3 。 二．工作原理： 根據(jù)冷藏室和冷凍室的溫度情況決定是否開壓縮機(jī) ，若冷藏室的溫度過高，則打開電磁冷門 V1,關(guān)閉閥門 V2， V3，同時打開壓縮機(jī)，產(chǎn)生高溫高壓過熱蒸氣，經(jīng)過冷凝器冷凝，干燥過濾器干燥，毛細(xì)節(jié)流管降壓后，在蒸發(fā)器汽化制冷，產(chǎn)生低溫低壓的干燥氣體。冷凍室用于冷凍食品通常用于冷凍的溫度為－ 3?C～－ 15?C,冷藏室用于相對于冷凍室較高的溫度下存放食品，要求有一定的保鮮作用，不能凍傷食品，溫度 一般為 0?C～ 10?C，當(dāng)測得冷冷凍室溫度高第 5 頁共 31 頁 5 至－ 3?C ~0?C時或者是冷凍室溫度高至 10?C～ 13?C是 啟動壓縮機(jī)制冷，當(dāng)冷凍室溫度低于－ 15?C～－ 18?C或都冷藏室溫度低于 0?C～－ 3?C 時停止制冷，關(guān)斷壓縮機(jī)。壓縮機(jī)冷循環(huán)周而復(fù)始的運行，保證了制冷過程的連續(xù)性。 蒸氣壓縮式電冰箱制冷系統(tǒng)原理圖如圖 11 所示，主要由壓縮機(jī)、冷凝器、干燥過濾器、毛細(xì)管、蒸發(fā)器等部件組成，其動力均來自壓縮機(jī)，干燥過濾器用來過濾贓物和干燥水分，毛細(xì)管用來節(jié)流降壓，熱交換器 為冷凝器和蒸發(fā)器。本文即為基于單片機(jī)的電冰箱溫度控制系統(tǒng)。多功能，智能化是其發(fā)展方向之一，傳統(tǒng)的機(jī)器控制，簡單的電子控制已經(jīng)難以滿足發(fā)展的要求。單片機(jī)以其功能強、體積小、可靠性高、造價低和開發(fā)周期短等優(yōu)點 ，稱為自動化和各個測控領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用的器件，在工業(yè)生產(chǎn)中稱為必不可少的器件，尤其在日常生活中發(fā)揮的作用也越來越大。 通過對直冷式電冰箱制冷系統(tǒng)的改進(jìn)和采用模糊控制技術(shù)，實現(xiàn)了電冰箱的雙溫雙控，使電冰箱能根據(jù)使用條件的變化迅速合理地調(diào)節(jié)制冷量，且節(jié)能效果良好。 本文在第一章介紹了電冰箱的系統(tǒng)組成及工作原理，第二章論述了本控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計部分。 電冰箱溫度控制系統(tǒng)是利用溫度傳感器 DS18B20 采集電冰箱冷藏室和冷凍室的溫度，通過 INTEL公司的高效微控制器 MCSC51單片機(jī)進(jìn)行數(shù)字信號處理，從而達(dá)到智能控制的目的。第 1 頁共 31 頁 1 基于單片機(jī)的冰箱溫度智能控制系統(tǒng)的設(shè)計 摘要： 近年來隨著計算機(jī)在社會領(lǐng)域的滲透 , 單片機(jī)的應(yīng)用正在不斷地走向深入，同時帶動傳統(tǒng)控制檢測日新月益更新。在實時檢測和自動控制的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，單片機(jī)往往是作為一個核心部件來使用，僅單片機(jī)方面知識是不夠的，還應(yīng)根據(jù)具體硬件結(jié)構(gòu)，以及針對具體應(yīng)用對象特點的軟件結(jié)合，以作完善。本系統(tǒng)可實現(xiàn) 電冰箱冷藏室和冷凍室的溫度設(shè)置、電冰箱自動除霜、開門報警等功能。第三章論述了系統(tǒng)的軟件設(shè)計部分。 第 2 頁共 31 頁 2 目 錄 第一章 概 論 ..................................................... 3 一．電冰箱的系統(tǒng)組成 ............................................ 3 二．工作原理： .................................................. 5 三．本系統(tǒng)采用單片機(jī)控制的電冰箱主要功能及要求： ................ 5 第二章硬件部分 ...................................................... 6 一．系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 .................................................. 6 二．微處理器（單片機(jī)） .......................................... 6 三 ．溫度傳感器 ................................................. 11 四．電壓檢測裝置 ............................................... 15 五．功能按鍵 ................................................... 15 六．壓縮機(jī)，風(fēng)機(jī)、電磁閥控制 ................................... 16 七．故障報警電路 ............................................... 16 第三章 軟件部分 ................................................... 16 一、主程序： MAIN ............................................... 17 二、初始化子程序： INTI1 ........................................ 21 三、鍵盤掃描子程序： KEY ........................................ 22 四．打開壓縮機(jī)子程序： OPEN ..................................... 25 五．關(guān)閉壓縮 機(jī)： CLOSE .......................................... 26 六．定時器 0中斷程序：用于壓縮機(jī)延時 ........................... 27 七．延時子程序 ................................................. 28 第四章 分析與結(jié)論 ................................................. 28 致 謝 ............................................................. 29 參考文獻(xiàn)： ......................................................... 30 第 3 頁共 31 頁 3 電冰箱溫度測控系統(tǒng)設(shè)計 第一章 概 論 隨著集成電路技術(shù)的發(fā)展，單片微型計算機(jī)的功能也不斷增強，許多高性能的新型機(jī)種不斷涌現(xiàn)出來。人們對家用電冰箱的控制功能越來越高，這對電冰箱控制器提出了更高的要求。而采用基于單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)，不僅可大大縮短設(shè)計新產(chǎn)品的時間，同時只要增加少許外圍器件在軟件設(shè)計方面就能實現(xiàn)功能的擴(kuò)展，以及智能化方面的提高，因此可最大限度地節(jié)約成本。 目前市場銷售的雙門直冷式電冰箱， 含有冷凍室和冷藏室，冷凍室通常用于冷凍的溫度為 6～ 18℃；冷藏室用于在相對冷凍室較高的溫度下存放食品，要求有一定的保鮮作用，不能凍傷食品，室溫一般為 0～ 10℃ . 傳統(tǒng)的電冰箱溫度一般是由冷藏室控制，冷藏室、冷凍室的不同溫度是通過調(diào)節(jié)蒸發(fā)器在兩室的面積大小來實現(xiàn)的，溫度調(diào)節(jié)完全依靠壓縮機(jī)的開停來控制 .但是冰箱內(nèi)的溫度受諸多因素的影響，如放入冰箱物品初始溫度的高低、存放品的散熱特性及熱容量、物品在冰箱的充滿率、環(huán)境溫度的高低、開門的頻繁程度等 .因此對這種受控參數(shù)及隨機(jī)因素很多的溫度控制，既難以建立一個標(biāo) 準(zhǔn)的數(shù)學(xué)模型，也無法用傳統(tǒng)的 PID 調(diào)節(jié)來實現(xiàn) .一臺品質(zhì)優(yōu)良的電冰箱應(yīng)該具有較高的溫度控制精度，同時又有最優(yōu)的節(jié)能效果，而為了達(dá)到這一設(shè)計要求采用模糊控制技術(shù)無疑是最佳的選擇 . 一．電冰箱的系統(tǒng)組成 第 4 頁共 31 頁 4 液體由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)時，會吸收很多熱量，簡稱為 “ 液體汽化吸熱 ” ，電冰箱就是利用了液體汽化的過程中需要吸熱的原理來制冷的。制冷壓縮機(jī)吸入來自蒸發(fā)器的低溫低壓的氣體制冷劑，經(jīng)壓縮后成為高溫高壓的過熱蒸氣，排入冷凝器中，向周圍的空氣散熱成為高壓過冷液體，高壓過冷液體經(jīng)干燥過濾器流入毛細(xì)管節(jié)流降壓，成為低溫低壓液體狀態(tài)，進(jìn)入蒸發(fā)器中汽化，吸收周圍被冷卻物品的熱量，使溫度降低到所需值，汽化后的氣體制冷劑又被壓縮機(jī)吸入，至此，完成一個循環(huán)。 圖 11 電冰箱制冷系統(tǒng)原理圖 直冷式電冰箱的控制原理是根據(jù)蒸發(fā)器的溫度控制制冷壓縮機(jī) 的啟、停，使冰箱內(nèi)的溫度保持在設(shè)定溫度范圍內(nèi)。采用單片機(jī)控制，可以使控制更為準(zhǔn)確、靈活。經(jīng)過電磁閥門 V1 流入冷藏室，使冷藏的溫度迅速降低，當(dāng)溫度