電冰箱的溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)-展示頁(yè)
2025-07-16 15:03本頁(yè)面
【正文】 接收輸出4TTL門電流。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的低八位。P0口：P0口為一個(gè)8位漏級(jí)開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。VCC：電源電壓輸入端。2. 主控制部分方案AT89S51是一個(gè)低功耗，高性能CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含4k Bytes ISP(Insystem programmable)的可反復(fù)擦寫1000次的Flash只讀程序存儲(chǔ)器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)制造，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS51指令系統(tǒng)及80C51引腳結(jié)構(gòu)，芯片內(nèi)集成了通用8位中央處理器和ISP Flash存儲(chǔ)單元，AT89S51在眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。PC機(jī)MAX232電平轉(zhuǎn)換芯片LED數(shù)據(jù)顯示復(fù)位電路鍵盤電路AT89S51時(shí)鐘電路DS18B20 溫度芯片數(shù)據(jù)傳輸報(bào)警電路輸入電源壓縮制冷器繼電器1加熱器繼電器2圖21 冰箱控制原理圖當(dāng)由于環(huán)境溫度變化太劇烈或由于加熱或降溫設(shè)備出現(xiàn)故障，或者溫度傳感頭出現(xiàn)故障導(dǎo)致在一段時(shí)間內(nèi)不能將環(huán)境溫度調(diào)整到規(guī)定的溫度限內(nèi)的時(shí)候，單片機(jī)通過三極管驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)出警笛聲。溫度傳感器模塊、鍵盤輸入模塊作為系統(tǒng)的輸入模塊，液晶顯示模塊、溫度控制器模塊、報(bào)警模塊作為系統(tǒng)的輸出模塊，構(gòu)成基本電路，原理框圖如圖21所示：溫度傳感器（經(jīng)指導(dǎo)老師建議，使用DS18B20，因其自帶A/D轉(zhuǎn)換模塊）從設(shè)備環(huán)境的不同位置采集溫度，單片機(jī)AT89S51獲取采集的溫度值，經(jīng)處理得到當(dāng)前環(huán)境中一個(gè)比較穩(wěn)定的溫度值，再根據(jù)當(dāng)前設(shè)定的溫度上下限值，通過加熱和降溫對(duì)當(dāng)前溫度進(jìn)行調(diào)整。本次設(shè)計(jì)的意義是通過此次設(shè)計(jì)加深對(duì)測(cè)控系統(tǒng)原理與設(shè)計(jì)課程的理解，掌握微機(jī)化測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)的思路，了解一般設(shè)計(jì)過程。本次所設(shè)計(jì)的就是基于51單片機(jī)的電冰箱溫度控制系統(tǒng)，以AT89C51單片機(jī)為核心控制壓縮機(jī)的啟動(dòng)和停止，解決了傳統(tǒng)電冰箱控制系統(tǒng)存在的不足，可以使控制更準(zhǔn)確、更靈活。隨著微機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展,單片機(jī)以其體積小、價(jià)格低、應(yīng)用靈活等優(yōu)點(diǎn)在家用電器、儀器儀表等領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。一般,當(dāng)蒸發(fā)器溫度升至3~5℃時(shí)啟動(dòng)壓縮機(jī)制冷。因此集中時(shí)間大量采購(gòu)的新型生活方式已為越來越多的人所接受從而決定了大容量電冰箱將是一種國(guó)際化的發(fā)展趨勢(shì)。從1918年世界上第一臺(tái)電機(jī)壓縮式電冰箱研制成功，隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展電冰箱也在不斷的演變和更新尤其是近年來高新技術(shù)的迅猛崛起更使得電冰箱的發(fā)展日新月異。電冰箱溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)一、 引言電冰箱是每個(gè)家庭現(xiàn)代化廚房必備的家用電器之一，它是利用電能在箱體內(nèi)形成低溫環(huán)境,用于冷藏冷凍各種食品和其他物品的家用電器設(shè)備。它的主要任務(wù)就是控制壓縮機(jī)、化霜加熱等來保持箱內(nèi)食品的最佳溫度達(dá)到食品保鮮的目的，即保證所儲(chǔ)存的食品在經(jīng)過冷凍或冷藏之后保持色、味、水分、營(yíng)養(yǎng)基本不變。 現(xiàn)代社會(huì)每一個(gè)家庭都處在快節(jié)奏的生活中人們大多已無閑暇的時(shí)間和精力花費(fèi)在經(jīng)常性的采購(gòu)日常生活用品上。傳統(tǒng)的機(jī)械式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,使電冰箱內(nèi)的溫度保持在設(shè)定溫度范圍內(nèi)。當(dāng)溫度低于10 ~ 20℃時(shí)停止制冷,關(guān)斷壓縮機(jī)。采用單片機(jī)進(jìn)行控制,可以使電冰箱的控制更準(zhǔn)確、靈活、直觀。本次設(shè)計(jì)的目的是設(shè)計(jì)一個(gè)溫度控制系統(tǒng)，要求：1. 利用鍵盤分別控制冷藏室、冷凍室溫度（0~5℃，7 ~ 18℃）；2. 顯示各室的溫度值；3. 制冷壓縮機(jī)運(yùn)行后若突然斷電要有30秒延時(shí)；4. 各個(gè)門開后超過2分鐘要報(bào)警。二、電冰箱溫度控制系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)1. 總體設(shè)計(jì)方案以AT89S51單片機(jī)為核心，來實(shí)現(xiàn)各個(gè)模塊的功能。當(dāng)采集的溫度經(jīng)處理后超過設(shè)定溫度上限時(shí)，單片機(jī)通過三極管驅(qū)動(dòng)繼電器開啟降溫設(shè)備(壓縮制冷器)，當(dāng)采集的溫度經(jīng)處理后低于設(shè)定溫度下限時(shí)，單片機(jī)通過三極管驅(qū)動(dòng)繼電器開啟升溫設(shè)備 (加熱器)。系統(tǒng)中將通過串口通訊連接PC機(jī)存儲(chǔ)溫度變化時(shí)的歷史數(shù)據(jù)，以便觀察整個(gè)溫度的控制過程及監(jiān)控溫度的變化全過程。 AT89S51主要性能特點(diǎn)4k Bytes Flash片內(nèi)程序存儲(chǔ)器；128 bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM）；32個(gè)外部雙向輸入/輸出（I/O）口；2個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)、2層中斷嵌套中斷；6個(gè)中斷源；2個(gè)16位可編程定時(shí)器/計(jì)數(shù)器；2個(gè)全雙工串行通信口；看門狗（WDT）電路；片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路；與MCS51兼容；1全靜態(tài)工作：0Hz33MHz；1三級(jí)程序存儲(chǔ)器保密鎖定；1可編程串行通道；1低功耗的閑置和掉電模式。GND：電源地。當(dāng)P1口的管腳第一次寫1時(shí)，被定義為高阻輸入。在FIASH編程時(shí)，P0 口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，P0輸出原碼，此時(shí)P0外部必須被拉高。P1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口：P2口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個(gè)TTL門電流，當(dāng)P2口被寫“1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在給出地址“1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(shí)，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P3口：P3口管腳是8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個(gè)TTL門電流。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。I/O口作為輸入口時(shí)有兩種工作方式，即所謂的讀端口與讀引腳。只有讀端口時(shí)才真正地把外部的數(shù)據(jù)讀入到內(nèi)部總線。除了P1口外P0、PP3口都還有其他的功能。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持RST腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的低位字節(jié)。在平時(shí)，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的1/6。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過一個(gè)ALE脈沖。此時(shí)， ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無效。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次/PSEN有效。EA/VPP：外部程序存儲(chǔ)器訪問允許。注意加密方式1時(shí)，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng)/EA端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序
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