第2章 MCS-51单片机介绍
2.1 MCS-51单片机硬件介绍
单片机主要组成部分分为中央处理器(CPU)、内部数据存储器--内部RAM、内部程序存储器--内部ROM、I/O端口、串行口、定时器、终端程序系统。
2.2 内部主要组成部分介绍
2.2.1 MCS-51单片机中央处理器
单片机的内部最核心的部分是CPU，它是单片机的大脑和心脏。CPU的主要功能是产生各种控制信号、以控制存储器、输入/输出端口的数据传送、数据的算术运算和逻辑运算以及位操作处理等。它的功能可分为运算器和控制器两种。
2.2.2 MCS-51单片机存储器
89C51单片机中共有256个RAM单元，包括低128个单元(地址为00H ~ 7FH)的内部RAM区和高128位(地址为80H ~ FFH)的特殊功能寄存器区。
89C51单片机还有4KB的内部ROM，用于存放程序或表格，称为程序存储器。
2.2.3 MCS-51单片机中断系统
89C51单片机的中断功能比较强，有5个中断元，即外部中断2个，定时器中断2个，串行中断1个，有2个中断优先级。中断控制电路主要包括用于中断控制的四个寄存器:定时器控制寄存器TCON，串行口控制寄存器SCON，中断允许控制寄存器IE，中断优先级控制寄存器IP等。
2.3 MCS-51单片机引脚介绍
MCS-51系列单片机采用40引脚双列直插式封装(DIP)，4个并行口共有32根引脚，可分别作为地址线、数据线和I/O线；2根电源线；2根时钟震荡电路引脚和4根控制线。
MCS-51单片机是高性能单片机，因为受引脚数目的限制，所以有许多引脚具有第二功能，以89C51芯片为例，说明各引脚功能如下：
图 2-1 89C51引脚图
(1)电源引脚Vcc 和Vss Vss ：接地端。 Vcc ：芯片+5V 电源端。
(2)时钟信号引脚XTAL1和XTAL2
XTAL1、XTAL2：当使用单片机内部震荡电路时，用来外接石英晶体和微调电容，XTAL1是片内震荡电路反相放大器的输入端，XTAL2是片内震荡电路反相放大器的输出端，震荡电路的频率就是晶体的固有频率。当使用外部时钟时，XTAL1接地，XTAL2接外部时钟信号源。
(3)控制信号引脚RST/V PD 、ALE/PROG ————
、PSEN ————
和EA ——
/V PP
RST/V PD ：RST 是复位信号输入端。当输入的复位信号保持两个机器周期(24个时钟周期)以上的高电平时有效，用来完成复位操作；第二功能V PD 作为备用电源输入端，当主电源V CC 发生故障，电压降低到低电平规定值时，可通过V PD 为单片机内部RAM 提供电源，以保护片内RAM 中的信息不丢失，使系统在上电后能继续正常运行。 ALE/PROG ————
:ALE 为地址锁存允许输出信号。在访问外部存储器时，ALE 用来锁存P0口扩展低8位地址的控制信号。在不访问外部存储器时，ALE 也以时钟震荡频率的1/6的固定频率输出，因而它又可用作对外输出时钟信号或其他需要，例如可以用示波器查看ALE 是否有脉冲信号输出来确定89C51芯片的好坏；第二功能PROG ————
是对内部有EPROM 的单片机的EPROM 编程时编程脉冲输入端，它和31号引脚的第二功能Vpp 一起使用。
PSEN ————:外部ROM 的读选通信号输出端。在访问外部ROM 时，PSEN ————
产生负脉冲作为读外部ROM 的选通信号。而在访问外部RAM 或片内ROM 时，不会产生有效PSEN ————
信号。 EA ——
/V PP :EA ——
是访问外部ROM 的控制信号。当EA ——
为低电平时，CPU 只执行外部ROM 中的程序。当EA ——
为高电平且PC 值小于0FFF(4K)时，CPU 执行内部ROM 的程序，但当PC 的值超出4K 时将自动转去执行片外ROM 的程序。对于无片内ROM 的8031或不使用内部ROM 的89C51，需外扩EPROM ，此时EA ——
必须接地；第二种功能V PP 是对8751的片内EPROM 的+21V 编程电源输入端。
(4)并行I/O 端口P0、P1、P2和P3
P0口(P0.0 ~ P0.7)：P0口是一个8位双向I/O 端口(需外接上拉电阻)。在访问外部存储器时，分时提供低8位地址线和8位双向数据线。P0口先输出片外存储器的低8位地址并锁存在地址锁存器中，然后再输入或输出数据。
P1口(P1.0 ~ P1.7)：P1口是一个内部带有上拉电阻的8位准双向I/O 端口。P1口只能作为一般I/O 口使用。
P2口(P2.0 ~ P2.7)：P2口是一个内部带有上拉电阻的8位准双向I/O 端口。在访问外部ROM 或外部RAM 时，输出高8位地址，与P0口提供的低8位地址一起组成16位地址总线。P0口和P2口用做数据/地址线后，不能在作为通用I/O 口使用。 P3口(P3.0 ~ P3.7)：P3口是一个内部带上拉电阻的8位准双向I/O 端口，在系统中8个引脚都有各自的第二功能。
2.4 单片机的时钟及复位
单片机的时钟信号用来提供单片机片内各种微操作的时间基准，复位操作则使单片机的片内电路初始化，使单片机从一种确定的初态开始运行。
2.4.1 时钟电路
89C51单片机的时钟信号通常用两种电路形式得到：内部振荡方式和外部振荡方式。在引脚XTAL1和XTAL2外接晶体振荡器(简称晶振)或陶瓷谐振器，就构成了内部振荡方式。由于单片机内部有一个高增益反相放大器，当外接晶振后，就构成了自激振荡器并产生振荡时钟脉冲。内部振荡方式的外部电路如图2-2所示。图中，电容器C01，C02起稳定振荡频率、快速起振的作用，其电容值一般在5-30pF 。晶振频率的典型值为12MH2，采用6MHz 的情况也比较多。内部振荡方式所得的时钟信号比较稳定，实用电路中使用较多。
外部振荡方式是把外部已有的时钟信号引入单片机内。这种方式适宜用来使单片机的时钟与外部信号保持同步。外部振荡方式的外部电路如图2-2所示。
图2-2 震荡电路图
由上图可见，外部振荡信号由XTAL2引入，XTAL1接地。为了提高输入电路的驱劝能力，通常使外部信号经过一个带有上拉电阻的TTL反相门后接入XTAL2。
2.4.2 基本时序单位
单片机以晶体振荡器的振荡周期(或外部引入的时钟周期)为最小的时序单位，片内的各种微操作都以此周期为时序基准。
振荡频率二分频后形成状态周期或称s周期，所以，1个状态周期包含有2个振荡周期。振荡频率foscl2分频后形成机器周期MC。所以，1个机器周期包含有6个状态周期或12个振荡周期。1个到4个机器周期确定一条指令的执行时间，这个时间就是指令周期。8031单片机指令系统中，各条指令的执行时间都在1个到4个机器周期之间。
4种时序单位中，振荡周期和机器周期是单片机内计算其它时间值(例如，波特率、定时器的定时时间等)的基本时序单位。下面是单片机外接晶振频率12MHZ时的各种时序单位的大小：
振荡周期＝1/fosc=1/12MHZ=0.0833μS
2.4.3 复位电路
当MCS-5l系列单片机的复位引脚RST(全称RESET)出现2个机器周期以上的高电平时，单片机就执行复位操作。如果RST持续为高电平，单片机就处于循环复位状态。
根据应用的要求，复位操作通常有两种基本形式：上电复位和上电或开关复位。上电复位要求接通电源后，自动实现复位操作。常用的上电复位电路如下图A中左图所示。图中电容C1和电阻R1对电源+5V来说构成微分电路。上电后，保持RST一段高电平时间，由于单片机内的等效电阻的作用，不用图中电阻R1，也能达到上电复位的操作功能，如下图(A)中右图所示。
上电或开关复位要求电源接通后，单片机自动复位，并且在单片机运行期间，用开关操作也能使单片机复位。常用的上电或开关复位电路如下图(B)所示。上电后，由于电容C3的充电和反相门的作用，使RST持续一段时间的高电平。当单片机已在运行当中时，按下复位键K后松开，也能使RST为一段时间的高电平，从而实现上电或开关复位的操作。
根据实际操作的经验，下面给出这两种复位电路的电容、电阻参考值。
下图(A)中：Cl＝10-30uF，R1＝1kΩ
下图(B)中：C：＝1uF，Rl＝lkΩ，R2＝10kΩ
图2-3 单片机复位电路图
系统复位是任何微机系统执行的第一步，使整个控制芯片回到默认的硬件状态下。51单片机的复位是由RESET引脚来控制的，此引脚与高电平相接超过24个振荡周期后，51单片机即进入芯片内部复位状态，而且一直在此状态下等待，直到RESE T引脚转为低电平后，才检查EA引脚是高电平或低电平，若为高电平则执行芯片内部的程序代码，若为低电平便会执行外部程序。
51单片机在系统复位时，将其内部的一些重要寄存器设置为特定的值，至于内部RAM内部的数据则不变。
2.5 单片机应用
(1)工业控制单片机广泛应用于工业自动化控制系统中，无论是数据采集、过程控制、生产线上的机器人系统，都是用单片机作为控制器。自动化能使工业系统处于最佳工作状态、提高经济效益、改善产品质量和减轻劳动强度。因此，单片机技术广泛应用于机械、电子、石油、化工、纺织、食品等工业领域。
(2)智能化仪器仪表在各种仪器仪表中引入单片机，使仪器仪表智能化、数字化、自动化，提高测试精度和准确度，结构简单，减少体积及重量，提高其性能价格比。例如：智能仪器、医疗器械、数字示波器等。
(3)智能家电家电产品智能化程度的进一步提高就需要有单片机的参与，例如“微电脑控制”的洗衣机、电冰箱、微波炉、空调机、电视机、音响设备等，这里的微电脑实际上就是“单片机”。
(4)信息与通信技术图形终端机、传真机、复印机、调制解调器、声响处理器、数字滤波器等。
第3章应用芯片介绍
3.1 多通道A/D转换器ADC0809芯片介绍
3.1.1 电路组成和转换原理
ADC0809是采用CMOS工艺制造的双列直插式单片8位A/D转换器。分辨率8位，精度7位，带8个模拟量输入通道，有通道地址译码锁存器，输出带三态数据锁存器。启动信号为脉冲启动方式，最大可调节误差为±1LSB，ADC0809内部设有时钟电路，故CLK 时钟需由外部输入，fclk允许范围为500kHz~1MHz，典型值为640kHz。每通道的转换需66~73个时钟脉冲，大约100~110μS。工作温度范围为-40℃~+85℃。功耗为15MW，输入电压范围为0~5V，单一+5V电源供电。它可以直接与Z80、8085、8080、8031等CPU 相连，也可以独立使用。
3.1.2 ADC0809外部引脚及引脚功能
ADC0809外部引脚及引脚功能如4-1所示，ADC0809A/D转换器，逐次比较寄存器(SAR)一个8位三态输出缓冲器。ADC0809其与单片机接口见总电路图。
(1)IN0~IN7：8路输入通道的模拟量输入端，输入；
(2) D0~D7：8位数字量输出端；D0为最低位(LSB)，D7为最高位(MSB)，输出，三态；
(3)ALE：地址锁存控制信号，输入,上升沿有效。将地址选择信号A、B、C锁入地址寄存器；
(4)START：启动A/D转换控制信号，输入，上升沿有效。当输入一个正脉冲，便立即启动A/D转换器，同时使EOC变为低电平；
(5)EOC：A/D转换结束信号，输出，高电平有效。EOC由低电平变为高电平，表明本次A/D转换已经结束；
(6)OE：输出允许控制信号，输入，高电平有效。OE由低电平变为高电平，打开三态输出锁存器，将转换的结果输出到数据总线上；
(7)VREF(-)、VREF(+)：片内D/A转换器的参考电压输入端。VREF(-)不能为负值，VREF(+)不能高于VCC，且1/2[VREF(-)+VREF(+)]与1/2VCC 之差不得大于0.1V；
(8)CLOCK：时钟输入端。500kHz~1MHz，典型值为640kHz。
(9)ADD A、B、C：8路模拟开关的3位地址选通输入端。
图3-1 ADC0809引脚图
3.2 其他芯片介绍
3.2.1 74LS164
74LS164是串行输入并行输出的移位寄存器。它具有两个串行输入端和8位并行输出端。
3.2.2 74LS273
74LS273为数据锁存器。
第4章电冰箱主要电器零部件
4.1 压缩机电动机
压缩机是制冷系统的心脏，它在电动机的带动下压缩和输送制冷剂蒸汽，使制冷循环得以实现。在电冰箱中多采用活塞式和旋转式压缩机，一般为封闭式结构。压缩机的机械部分比较简单，下面重点对压缩机电动机进行介绍。压缩机电动机一般采用单相异步电动机，输出功率在 1.5kw以上的全封闭式压缩机组才使用三相异步电动机。压缩机电动机的种类:
(1)单向电阻分相式异步电动机
电子主绕组与副绕组在空间相差90°电角嵌放，副绕组与启动继电器相接。接通电源后，因副绕组线细、匝数又少，阻抗、感抗与主绕组不同，于是形成旋转磁场，电动机启动运行。当电动机转速达到75%左右的同步转矩时，启动继电器切断副绕组，这时只有主绕组参与运行。这种电动机启动转矩较小，启动电流较大，适用功率为4 0W~130W。
(2)单相电容启动式异步电动机
这种电动机的结构和功能与电阻分相式基本相同，只是在副绕组中串联一启动电容(45uF~100uF)。副绕组线细、匝数多，启动容易。启动完成后继电器动作，切断副绕组，只有主绕组参与运行。具有启动转矩较大，启动电流较小的特点，适用功率4 0W~300W。
(3)单相电容启动电容运转式异步电动机
这种电动机的结构和功能与上述二种基本相同，不过电路中有两只电容。电动机在启动时，两电容并联，增大了启动转矩。启动完成后，启动继电器将启动电容切断、运转电容仍接于电路中。具有启动转矩较大，运行电流较小的特点，多用于日产冰箱。
4.2 启动继电器
在电冰箱这类小型制冷设备中，制冷压缩机多采用单相分相式异步电动机，启动继电器的作用是帮助电动机启动，启动完成后自动断开副绕组，避免烧坏副绕组线圈。常用的启动继电器有以下几种。
(1)重锤式启动继电器
重锤式启动继电器是目前电冰箱中广泛采用的启动元件，主要有继电器线圈、衔铁、重锤、动触点、静触点等组成。工作原理如下：
可由电冰箱的电器原理图进行分析。在接通电源瞬间，电流经温控器、过载保护器，进入压缩机主绕组，通电继电器线圈形成回路，因此时电流较大，电磁力克服重锤重力而使副线圈接通，于是满足了电动机旋转磁场形成条件，电动机启动运行。待电动机启动完成后，因此时线路中电流趋向于正常值，这时电磁力不足以克服重锤重力，于是在重锤重力作用下，断开触点，这时只有主绕组参与运行。
(2)PTC启动器
PTC启动器结构与工作原理如下：
PTC元件是具有正温度系数的热敏电阻，是一种钛酸钡半导体陶瓷晶体。PTC在刚加上电压时，温度低、电阻小，呈现“低阻”状态，此后PTC启动继电器由于自身发热而升温，在1s以内温度升高到居里点以上，电阻值急剧增大，呈现“高阻”状态，电流大幅度减小，几乎成为断路。
温控器接通时，电流通过压缩机电动机主绕组，同时经过PTC启动器进入电动机副绕组，这时压缩机启动，因PTC启动器自身发热升温，超过居里点，电阻值急剧增大，副绕组相当于断路只有主绕组参与运行。压缩机停转后PTC温度下降，约3min~5min 后，又可以重新启动。
因PTC启动器无触点、无噪音、结构简单、工作可靠、受电压波动影响小、与电动机匹配条件较宽松，因而有代替重锤启动继电器的趋势。
PTC常温电阻值可用万用表测量，也可直接读取。如松下330M355型启动器，电阻值33Ω，耐压355V；470N400型启动器，电阻值47Ω，耐压400V。东芝、日立压缩机配用PTC电阻一般取22Ω，松下、三菱压缩机取30Ω，国产上菱压缩机取100Ω。
选用PTC时，可根据压缩机功率特性，主要从常温电阻、最大冲击电流等考虑选择合适的PTC元件型号
(3)电容启动器
电容启动器是一种辅助启动装置，主要用于冷藏箱等制冷设备中。其作用是在增加启动电流的前提下，增加电动机的启动转矩。当电源电压低时，压缩机电动机启动困难，这时电动机电流增大，会导致过载保护器开路，甚至烧坏电动机绕组。在这种情况下，采用电容辅助启动装置，就可解决这一问题。
电容器的好坏的判别方法：测量前，先将电容器两引线短接，使其放电。然后用万用表两表笔分别接电容器两引线，正常情况下，万用表两指针由电阻大的方向向电阻小的方向偏移，然后再回偏。否则说明电容已损坏，应按原容量、耐压更换新件。
4.3 过载保护器
工作原理如下：
过载保护器一般有外接式和内埋式两大类。
(1)外接式
外接过载保护器由双金属片，动触点、静触点、电热丝和外壳组成。一般串联在主电路中使用。当有较大电流流过时，电热丝发热升温，双金属片受热弯曲，触点断开，切断电源，以保护压缩机电动机不被烧坏。当电热丝冷却后，双金属片恢复原状，又可接通电源。
(2)内埋式
内埋式过热保护继电器一般用于功率较大的全封闭式压缩机中，直接控制绕组温度，使用中只要绕组温度超出正常范围，即可切断电源。
4.4 电加热器
电冰箱中使用的电加热器主要包括除霜加热器和排水加热器，一般为加热管。
电加热器的工作状态由温控开关控制，常见故障有电热丝烧断、丝间短路或绝缘损坏，检查时可用万用表测电阻以确定故障。若将选择开关调至“热”位置，仍不见有热风吹出，可能是电热丝故障，电热器出现故障时，一般应更换新件。
第5章电冰箱控制系统的硬件设计
本系统处于监控状态时，具有以下功能:
(1)利用功能键分别控制冷冻室温度、冷藏室温度等;
(2)利用数码管显示冷冻室温度、冷藏室温度，压缩机的启、停和报警状态;
(3)制冷压缩机停机后自动延时3min 后方能再启动;
(4)冷藏室温度超过18 ℃时声光报警，提醒用户采取应急措施;
(5)开门超过1min 将声光报警，提醒用户及时关门;
(6)霜厚达3mm时，自动除霜。;
(7)工作电压176～240V ，当欠压或过压时，禁止启动压缩机并用指示灯显示。
本系统硬件主要是由单片机、存储器、键盘、显示器、传感放大器、执行器、过欠压检测、报警器等电路组成。
5.1 微电脑硬件控制结构
系统硬件结构如图所示。系统的硬件电路由89C51单片机、A/D转换芯片ADC0809、复位电路、直流电源供电电路、键盘显示电路、LED显示电路、电压检测和报警电路等组成。
图5-1 系统结构框图
5.2 微电脑正常工作必备条件电路
5.2.1 供电直流电源
图5-2 直流电源图
89C51芯片的VCC、P3.4拐脚和复位电压、A/D转换器的VREF(+)都是为+5V供电电压的输入端，该电压的获得如上图5-2所示。
整流滤波后得到的直流输入电压U1接在输入端和公共端之间，在输出端即可得到稳定的输出电压U0。为了改善纹波电压，常在输入端接入电容C1，一般C1的电容为0.33uF。同时在输出端接上电容C0，以改善负载的瞬时响应，C0的电容一般为0.1uF。
5.2.2 时钟震荡电路
该电路由89C51的XTAL1和XTAL2脚内电路及外接的晶体和外接电容等组成。震荡电路产生的震荡信号提供给微电脑电路作为时基信号。震荡电路的震荡频率为6MHZ，由晶体震荡频率确定。
5.2.3 复位电路
89C51的RST脚为复位信号输入端，低电平复位，在每次开机时进行复位，然后在+5V的高电平进入工作状态。10uS电容用于使芯片在反复上电的情况下得到可靠复位。
5.3 温度检测电路
温度检测电路主要由温度传感器和运算放大器等组成如图5-3所示：
图5-3 温度检测电路
5.3.1 温度传感器
温度传感器主要用来接收冷藏室和冷冻室温度信息及霜厚信息。冷藏室、冷冻室传感器的电阻值随电冰箱内的温度变化而变化，温度越低，其阻值越大。通过温度的变化，转化成阻值的变化，引起电压变化导致控制电路工作，分别控制压缩机的开、停。这里温度传感器选用了MF53-1型热敏电阻，具有负温度系数，灵敏度较高，和互换性好、寿命长、价格低的特点，特别是在-26℃~+26℃范围内，热敏电阻上分压与温度成线性关系。其阻值和温度的关系为：R(t)=286/(26.8+t)-2.68kΩ。温度传感器属于电压检测方式，即通电后随着温度改变便有微弱的电压变化。此电压的变化经运算放大器放大后供微电脑进行分析。
5.3.2 运算放大电路
由比较器和运算放大器组成。用于将微弱的电压进行放大。为了和ADC0809模拟输入电压0~5V相匹配，分压电阻上所得的信号需要经两级LM324运算放大，前极接成射级跟随器，主要是为了得到高输入阻抗，后级才是为了完成差分放大。
5.4 键盘电路和显示电路
键盘电路和LED 显示电路由串行口扩展5 片74LS164 实现。系统采用了2个功能键控制冷冻室、冷藏室，4个LED 数码管用于显示冷冻室、冷藏室温度及压缩机启、停和故障等状态。键盘工作原理也很简单，89C51 通过RXD 端向键盘扫描移位寄存器74LSI64 逐位发送数据“0”，每次发送后即从T0 端读入键盘信号，若读得“0”表示有键按下，转入处理键功能程序。
5.5 除霜电路
除霜电路则是将热敏电阻安装在距蒸发器3mm 的某个合适的位置，当霜厚大于3mm 时，热敏电阻接触到霜层，从而感到较低的温度，其阻值有所变化，运算放大器输出信号改变，经A/ D 转换后送入CPU ，经单片机分析、判断、给出除霜命令。
5.6 过、欠电压检测
本系统交流电源工作电压为176~240V，为了保护冰箱，电压过高或过低时自动禁止压缩机启动。电源过欠压的检测采用了经光电耦合器直接对电源电压进行检测的方法。图中R和W为降压电阻，LED为光电耦合器的反向旁路二极管兼作电源指示灯。调节W可使光电耦合器工作在线性区，其次级输出电压经阻容滤波后即得到反映初级输入电压变化的模拟量，该信号经LM324电压跟随器送至ADC0809的IN3引脚进行A/D转换。采用这种方案，中间环节少，反应快，并且在一定电压范围内，能保护较好的线性度。电源是否过欠压由软件辨识判别。
5.7 存储器
由8D锁存器74LS373用于单片机P0口的地址低8位和数据分割。
5.8 键盘/显示器
本系统采用串行口扩展键盘和显示器。单片机RXD和TXD分别提供串行输出数据和移位脉冲。89C51送出的8位串行数据经74LS164变成并行数据，并作为键盘的列扫描信号。显示部分采用LED数码管显示。他们可设置或显示有关温度、时间和状态。5.9 执行器
本系统包括压缩机电动机、除霜电热丝。89C51产生的控制信号经P1.7、P1.3、P1.4脚输出，并在74LS273中锁存。输出在经达林顿型驱动器MC1413驱动后控制交流固态继电器SSR1、SSR2。使用74LS273锁存的目的是防止单片机复位时引起输出控制的误操作，同时也增加了输出驱动能力。采用SSR作为压缩机电热丝的开关元件无火花产生，无触头损耗，不产生电磁干扰，并且把控制部分和交流高压部分光电隔离，使系统的安全可靠性得到提高。
5.10 开关检测
开关状态的检测电路由门开关和LED发光二极管组成。开门时，触点A接通89C51的P1.0位高电平；关门时，触点B接通，P1.0为低电平。软件通过对P1.0查询来分析门的开闭，并计时开门状态的时间。当开门时间超过1min则自动报警以防忘记关门。
5.11 报警器
当出现电源过欠压、温度超限失控、开门超时等情况时，系统自动发生报警，并显示报警。
第6章电冰箱控制系统的软件设计
系统软件采用模块化程序设计思想，用汇编语言编制。控制程序主要有三部分：主程序、定时器T0中断服务程序和定时器T1中断服务程序。还有一些LED数码管显示程序、A/D转换程序、温度传感器程序设计的子程序。
6.1 主程序
主程序是整个电冰箱的总控制程序，如控制各单元初始化、控制中断、定时、显示，键盘程序的启动与重复等。主程序流程图如图6-1所示。
图6-1 主程序流程图
6.2 T0中断服务程序
T0 工作于定时方式，定时时间为100ms ，中断10 次为1s。中断服务程序主要完成电源欠压、过压处理、开门状态检查及处理和温度采集等，其流程图如图6-2所示。
图6-2 T0中断服务程序流程图6.3 T1中断服务程序
T1工作于计数方式，通过计数达到延时3min的目的。T1的中断服务程序除了完成速冻、除霜、温度等各种检测，根据检测结果，比较、分析以控制执行元件(压缩机、电热丝) 工作。当停电或其他原因引起箱内温度上升超过18℃时，冰箱自动报警，超温报警指示蜂鸣响起，提醒用户采取应急措施。其流程图如图6-3所示
图 6-3 T1中断服务程序流程图
冰箱制冷系统设计说 明书
冰箱制冷系统设计说明书1.冰箱设计步骤
图1 BCD-348W/H电冰箱制冷系统图 2.冰箱的总体布置 2.1箱体设计要求及形式 电冰箱箱体设计的优劣，直接影响使用性能、外观、耐久性制造成本和市场销售。在进行设计时，要求造型别致、美观大方。除色调要与家庭家具协调外，还必须考虑占地面积小内容积大，宽度、深度与高度的比例合理，有稳定感等。冰箱箱体尺寸见表1。 表1箱体尺寸
2.2箱体外表面温度校核和绝热层厚度 设计箱体的绝热层时，可预先参照国内外冰箱的有关资料设定其厚度，并计算出箱体表面温度t w 。如果箱体外表面温度t w 低于露点温度t d ，则会在箱体表面发生凝露现象，因此箱体表面温度必须高于露点温度,一般t w > t d +0.2 )(i o o o W t t a K t t -- = (1) 国家标准GB8059.1规定，电冰箱在进行凝露实验时 亚温带SN 、温带N 气候条件下，露点温度为19±0.5℃ 亚热带ST 、热带T 气候条件下，露点温度为27±0.5℃ t o t i
在t w > t d 的前提下，计算箱体的漏热量Q 1，并用下面的公式校验绝热层的厚度 1 21) (Q t t A w w -= λδ (2) 1w t ----冰箱外壁温度，℃ 2w t ----冰箱内壁温度，℃ λ-----绝热层导热系数，w/(m.k) A -----传热面积，m 2 校验计算的厚度在设定厚度基础上进行修正，反复计算，直到合理为止。 3.冰箱热负荷计算 总热负荷Q=Q 1+Q 2+Q 3 Q 1---- 箱体的漏热量 Q 2---- 门封漏热量 Q 3---- 除露管漏热量 （1）箱体的漏热量Q 1 由于箱体外壳钢板很薄，而其导热系数很大，所以钢板热阻很小，可忽略不计。内胆多用塑料ABS 成型，热阻较大，可将其厚度一起计入隔热层，箱体的传热可以看做单层平壁的传热。 )(1i o t t KA Q -= (3) (4) 其中：K —— 传热系数，W/m 2·℃； A —— 传热面积，m 2 ； i o a a K 111 ++= λδ
编号：_______________ 商丘工学院 毕业论文（设计） 题目冰箱温度控制系统设计 系别机电工程学院 专业电气自动化 学生姓名梁子鹏 成绩 指导教师吴德刚 2012年04月
冰箱温度控制系统设计 摘要 单片机即单片微型计算机，是集CPU,RAM,ROM,定时，计数和多种接口于一体的微控制器。其中51单片机是各种单片机中最为典型和最有代表性的一种,广泛应用于各个领域。 本课题设计的电冰箱的电控系统主要应用AT89C51单片机作为核心控制元件进行分析和设计，对各部分的软件编程、硬件电路设计、及调试进行了介绍。电冰箱温度控制系统是利用温度传感器DS18B20采集电冰箱冷藏室和冷冻室的温度，通过INTEL公司的高效微控制器MCS-C51单片机进行数字信号处理，从而达到智能控制的目的。本系统可实现电冰箱冷藏室和冷冻室的温度设置、电冰箱自动除霜、开门报警等功能。 本文在第一章介绍了电冰箱的系统组成及工作原理，第二章论述了本控制系统的硬件设计部分。第三章论述了系统的软件设计部分。 通过对直冷式电冰箱制冷系统的改进和采用模糊控制技术，实现了电冰箱的双温双控，使电冰箱能根据使用条件的变化迅速合理地调节制冷量，且节能效应明显。 关键词：AT89C51单片机A/DC0809智能仪器
目录 前言 (3) 第一章电冰箱的系统概述 (2) 1.1电冰箱的设计原理 (2) 1.2工作过程的设计.............................................................................错误！未定义书签。 1.3冷冻室冷藏室温度检测采样电路.................................................错误！未定义书签。第二章硬件部分设计 (4) 2.1系统结构 (4) 2.2冷冻室冷藏室温度检测采样原理 (4) 2.2.1主要特性 (4) 2.2.2管脚说明 (5) 2.2.3振荡特性 (6) 2.2.4计算器 (6) 2.3过欠压保护电路 (6) 2.4电压检测装置的设计....................................................................错误！未定义书签。 2.5功能按键的设计 (7) 2.6开门报警点路 (8) 第三章软件部分的设计 (9) 3.1主程序的设计 (9) 3.2始化程序的设计 (9) 3.3关闭压缩机的设计 (10) 结论 (11) 参考文献 (12)
毕业设计论文 水温自动控制系统 钟野 院系：电子信息工程学系 专业：电气自动化技术 班级： 学号： 指导教师： 职称（或学位）： 2011年5 月
目录 1 引言 (2) 2 方案设计 (2) 2.1 总体系统的设计思路 (2) 2.2 部分外围系统的设计思路 (3) 3 硬件电路设计 (3) 3.1 单片机最小系统的设计 (3) 3.2 温度检测电路的设计与论证 (4) 3.3 显示功能电路的设计与论证 (5) 3.4 温度报警提示功能电路的设计与论证 (5) 3.5 外围电路控制设计 (6) 3.6 扩展部分方案设计 (7) 4 软件设计 (7) 4.1 控制主程序设计 (7) 4.2 温度设置程序设计 (8) 4.3 上下限报警程序设计 (8) 5 结论 (9) 结束语 (9) 致谢 (10) 参考文献 (10) 附录............................................................................................................... 错误！未定义书签。
水温自动控制系统 钟野 （XXXX电子信息工程学系指导教师：CXJ） 摘要：本文设计主要是采用A T89C51单片机为控制核心、以温度传感器（DS18B20）为温度采集元件, 外加温度设置电路、温度采集电路、显示电路、报警电路和加热电路来实现对水温的显示同时自动检测及线性化处理,其误差小于±0.5℃。本文重点介绍硬件设计方案的论证和选择，以及各部分功能控制的软件的设计。本次设计的目标在于：由单片机来实现水温的自动检测及自动控制，实现设备的智能化。 关键词：单片机;温度传感器;自动控制 Abstract: This paper is designed AT89C51 microcontroller as control core and temperature sensor DS18B20) for (temperature gathering element, plus the temperature setting circuit, temperature gathering electriccircuit, display circuit, alarm circuit and heating circuit to achieve water temperature display while automatically detecting and linearization, its error is less than 0.5 + ℃. This paper mainly introduces the hardware design argumentation and choice, and some functional control software design. This design goal is: by single-chip microcomputer to realize the automatic detection and automatic temperature control, realize the intellectualized equipment. Keywords: Microcontroller; Temperature sensors; Automatic control
第四章电冰箱的机械控制系统 电冰箱以电为能源,靠电动机来驱动压缩机,一般还要配上启动继电器才能工作。 为了避免由于种种原因引起的超负荷现象造成电机烧毁,都装有过载保护器。 此外,为了控制箱内温度,还要用机械式温度控制器,有时它还兼有控制化霜功能。电冰箱的控制系统依据系统中所采用温控器的不同分为“机械温控系统”和“电子温控系统”。本章主要介绍机械温控原理及机械式温度控制器。 第一节常见机械温控系统 一．机械温控系统组成 常见机械式冰箱温控系统： 图4-1 冰箱电气原理图
表4-1 机械式电冰箱温控系统部件 二．机械式温控器 1．温控器的类型与作用 温度控制器（简称温控器），是一种能自动控制器具的温度，使其保持在两个特定值之间，并且可以由使用者设定的装置。广泛应用于各种家用电器中，以下为列表： 表4-2 常用温控器类型 本教材中温控器均为冰箱用温控器的技术参数、要求等，主要介绍温感压力式
温度控制器，以下简称“温控器”。 温控器属于温度控制系统中的一个主要的部件，其主要作用是控制压缩机压缩机开、停时间，以保持电冰箱内的温度在确定的范围内。 常见的温度控制器有温感压力式、热敏电阻式和风门温度调节器等。 2．温感压力式温度控制器 由感温组件、温度设定主体组件、执行开闭的微动开关或自动风门等三部分组成。是通过密闭的内充感温工质的温包和毛细管，把被控温度的变化转变为密闭空间压力或容积的变化，以达到温度设定值时，通过弹性元件和快速瞬动机构，自动开闭触点或风门，以达到自动控制温度。 表4-3 温感压力式温度控制器分类及用途
常用术语： ●接通点（ON）温控器触点闭路时的温度； ●断开点（OFF）温控器触点开路时的温度； ●调节范围温控器的调节机构给定的最大和最小接通点或断开点之间的温差； ●差动值（DIFF）调节机构整定于某一温度位置时的接通点和断开点之间的温度 差； ●感温部件把控制对象的温度变换为充入工质（气体或液体）压力的部分； ●毛细管把感温部分的压力变化传递到波纹管或膜盒的细管。对于充注饱和蒸气●工作的温控器，起毛细管本身亦是感温部分。通常以其端头150mm长作为感温 部分； ●主体除去感温部分和毛细管，其内装调温机构和触点开闭机构等部分； ●冷点（C）温控器调温机构整定在调温范围最低温度值的位置； ●中点/正常点（N）温控器调温机构整定在调温范围中间温度值的位置； ●暖点（W）温控器调温机构整定在调温范围最高温度值的位置； ●调整点温控器动作温度校准的位置，通常作为产品温度动作特性的主要考核●点。它可以是中点或暖点。 3．工作原理 国内常用的压力式温控器有鹭宫型和兰柯型两大类别，其结构不尽相同，但均由三部分组成： 1）感温组件：感温包、毛细管、波纹管（或膜盒）焊接密封而成，内充感温工质。2）带有调节设定温度的主体部分 3）执行机构：由微动开关盒组件或可动风门构成
目录 1.引言 (2) 2 设计要求及分析 (3) 2.1电冰箱温度自动调节功能 (3) 2.3电源过欠压保护功能 (3) 2.4压缩机开启延时功能 (3) 2.5故障报警功能 (3) 3. 自动控制系统硬件结构设计 (4) 3.1主要部件选择与功能实现 (4) 3.1.1 单片机选型及功能介绍 (4) 3.1.2 A/D转换器选型及功能介绍 (5) 3.1.3 74LS373简介 (5) 3.2检测及控制电路 (6) 3.2.1 传感器的选择与温度自动调节功能的实现 (6) 3.2.2 电冰箱的过欠压保护电路及功能实现 (8) 3.2.3 电冰箱的开启延时电路及功能的实现 (9) 3.2.4 自动除霜功能的实现 (10) 3.2.5 报警器 (11) 总结 (13) 参考文献 (14)
电冰箱自动控制系统的设计 1.引言 冰箱自动控制系统在正常工况下工作，当运行过程中需要进行自动调节时，系统能通过预设程序进行调节，要求控制系统应有一定的应变能力。 对于冰箱性能的主要调节指标是箱体温度由此实现的功能有自动温度调节，自动除霜等。 要求维持冰箱的冷藏冷冻室温度维持在预先设定的数值，当箱内温度高于或低于这一值时判断启动或关闭压缩机，使温度回归。 系统还要求累计压缩机运行时间和检测环境温度，来判断是否满足化霜条件，当满足化霜条件时，接通化霜加热丝，同时断开压缩机和风机，当完成化霜工作后恢复压缩机风机的工作。 另外当运行达到安全极限时，要求系统能采取一些相应的保护措施，促使运行离开安全极限，返回到正常情况，以防事故。 属于生产保护性措施的有两类：一类是硬保护措施；一类是软保护措施。 例如电源的过欠压保护，压缩机开启延时，故障自检报警等. 本系统通过监控环境温度，冰箱的冷冻，冷藏室温度，电源电压等数据，通过处理判断调整冰箱的运行以达到预期的运行效果。使冰箱在节能，储藏效果，安全方面都能进行自动有效的控制。
北方民族大学学士学位论文论文题目:温度自动控制系统的设计 北方民族大学教务处制
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期：
学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名：日期：年月日 导师签名：日期：年月日
论文题目:温度自动控制系统的设计
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期：
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电冰箱温度控制系统设计 一、引言 电冰箱是每个家庭现代化厨房必备的家用电器之一, 它是利用电能在箱体内形成低温环境,用于冷藏冷冻各种食品和其它物品的家用电器设备。它的主要任务就是控制压缩机、化霜加热等来保持箱内食品的最佳温度达到食品保鲜的目的, 即保证所储存的食品在经过冷冻或冷藏之后保持色、味、水分、营养基本不变。从19 世界上第一台电机压缩式电冰箱研制成功, 随着科学技术的飞速发展电冰箱也在不断的演变和更新特别是近年来高新技术的迅猛崛起更使得电冰箱的发展日新月异。现代社会每一个家庭都处在快节奏的生活中人们大多已无闲暇的时间和精力花费在经常性的采购日常生活用品上。因此集中时间大量采购的新型生活方式已为越来越多的人所接受从而决定了大容量电冰箱将是一种国际化的发展趋势。传统的机械式直冷式电冰箱的控制原理是根据蒸发器的温度控制制冷压缩机的启、停,使电冰箱内的温度保持在设定温度范围内。一般,当蒸发器温度升至3~5℃时启动压缩机制冷;当温度低于-10 ~ -20℃时停止制冷,关断压缩机。 随着微机技术的飞速发展,单片机以其体积小、价格低、应用灵活等优点在家用电器、仪器仪表等领域中得到了广泛的应用。
采用单片机进行控制,能够使电冰箱的控制更准确、灵活、直观。 本次所设计的就是基于51单片机的电冰箱温度控制系统, 以AT89C51单片机为核心控制压缩机的启动和停止, 解决了传统电冰箱控制系统存在的不足, 能够使控制更准确、更灵活。 本次设计的目的是设计一个温度控制系统, 要求: 1.利用键盘分别控制冷藏室、冷冻室温度( 0~5℃, -7 ~ -18℃) ; 2.显示各室的温度值; 3.制冷压缩机运行后若突然断电要有30秒延时; 4.各个门开后超过2分钟要报警。 本次设计的意义是经过此次设计加深对测控系统原理与设计课程的理解, 掌握微机化测控系统设计的思路, 了解一般设计过程。 二、电冰箱温度控制系统硬件电路设计 1. 总体设计方案 以AT89S51单片机为核心, 来实现各个模块的功能。温度传感器模块、键盘输入模块作为系统的输入模块, 液晶显示模块、温度控制器模块、报警模块作为系统的输出模块, 构成基本电路, 原
冰箱温度智能控制系统的设计 目录 第一章概论..................................... 错误!未定义书签。 一．电冰箱的系统组成 (2) 二．工作原理： (3) 三．本系统采用单片机控制的电冰箱主要功能及要求 (4) 第二章硬件部分 (4) 一．系统结构图 (4) 二．微处理器（单片机） (5) 三．温度传感器 (8) 四．电压检测装置 (8) 五．功能按键 (9) 六．压缩机，风机、电磁阀控制 (9) 七．故障报警电路 (9) 第三章软件部分 (10) 一、主程序：MAIN (10) 二、初始化子程序：INTI1 ......................... 错误!未定义书签。 三、键盘扫描子程序：KEY ......................... 错误!未定义书签。 四．打开压缩机子程序：OPEN (13) 五．关闭压缩机：CLOSE (15) 六．定时器0中断程序：用于压缩机延时............ 错误!未定义书签。 七．延时子程序.................................. 错误!未定义书签。第四章分析与结论.................................. 错误!未定义书签。
电冰箱温度测控系统设计 目前市场销售的双门直冷式电冰箱，含有冷冻室和冷藏室，冷冻室通常用于冷冻的温度为-6～-18℃；冷藏室用于在相对冷冻室较高的温度下存放食品，要求有一定的保鲜作用，不能冻伤食品，室温一般为0～10℃. 传统的电冰箱温度一般是由冷藏室控制，冷藏室、冷冻室的不同温度是通过调节蒸发器在两室的面积大小来实现的，温度调节完全依靠压缩机的开停来控制.但是冰箱内的温度受诸多因素的影响，如放入冰箱物品初始温度的高低、存放品的散热特性及热容量、物品在冰箱的充满率、环境温度的高低、开门的频繁程度等.因此对这种受控参数及随机因素很多的温度控制，既难以建立一个标准的数学模型，也无法用传统的PID调节来实现.一台品质优良的电冰箱应该具有较高的温度控制精度，同时又有最优的节能效果，而为了达到这一设计要求采用模糊控制技术无疑是最佳的选择. 一．电冰箱的系统组成 液体由液态变为气态时，会吸收很多热量，简称为“液体汽化吸热”，电冰箱就是利用了液体汽化的过程中需要吸热的原理来制冷的。 蒸气压缩式电冰箱制冷系统原理图如图1-1所示，主要由压缩机、冷凝器、干燥过滤器、毛细管、蒸发器等部件组成，其动力均来自压缩机，干燥过滤器用来过滤赃物和干燥水分，毛细管用来节流降压，热交换器为冷凝器和蒸发器。制冷压缩机吸入来自蒸发器的低温低压的气体制冷剂，经压缩后成为高温高压的过热蒸气，排入冷凝器中，向周围的空气散热成为高压过冷液体，高压过冷液体经干燥过滤器流入毛细管节流降压，成为低温低压液体状态，进入蒸发器中汽化，吸收周围被冷却物品的热量，使温度降低到所需值，汽化后的气体制冷剂又被压缩机吸入，至此，完成一个循环。压缩机冷循环周而复始的运行，保证了制冷过程的连续性。
目录 摘要…………………………………………………………………第1章任务要求和方案设计…………………………………… 1.1 任务要求……………………………………………………… 2.1 总体方案确定及元件选择…………………………………….. 2.1.1 总体设计框图……………………………………………… 2.1.2 控制方案确定………………………………...…………… 2.1.3 系统组成……………………………………………… 2.1.4 单片机系统……………………………………….. 2.1.15 D/A转换........................................................................... 2.1.5 晶闸管控制………………………………………... 2.1.6 传感器……………………………………………… 2.1.7 信号放大电路………………………………………. 2.1.8 A/D转换……………………………………………. 2.1.9 设定温度及显示……………………………………. 第2章系统硬件设计……………………….…………………2.1 系统硬件框图……………………………………………2.2 系统组成部分之间接线分析…………………………… 第3章系统软件设计…………………………………………. 3.1程序流程图..…………………………………..…………… 第4章参数计算……………………………..………………... 4.1 系统各模块设计及参数计算 4.1.1、温度采集部分及转换部分
4.1.2、传感器输出信号放大电路部分:........................... 4.1.3、模数转换电路部分:............................ 4.1.4、ADC0804芯片外围电路的设计：....................... 4.1.5、数值处理部分及显示部分:............................. 4.1.6、PID算法的介绍....................................: 4.1.7、A/D转换模块.......................................... 4.1.7、A/D转换模块................................... 4.1.8 单片机基本系统调试............................... 4 .1. 9 注意事项：................................................................ 第5章测试方法和测试结果 5.1 系统测试仪器及设备 5.2 测试方法 5.3 测试结果 结束语........................................... 参考文献.…………………………………….……….……………
课程设计大纲 学院名称电气工程与自动化学院课程名称传感器原理 开课系（或教研室）测控技术与仪器 执笔人韩凯 审定人孙凯 修（制）订日期2013年1月13日
山东轻工业学院 课程设计任务书 学院电气工程与自动化学院专业测控技术与仪器 姓名韩凯班级10-2 学号201002051071 题目基于单片机的电冰箱温度控制器设计 主要内容、基本要求、主要参考资料等： 一、主要内容 利用51单片机、温度传感器DS18B20、过欠电压检测电路等设计出冰箱温控器 二、基本要求 掌握51单片机的使用，掌握温度传感器与相关电路的工作原理与设计关键点。本系统可实现电冰箱温度设置、电冰箱过欠压检测、开门显示、压缩机开启延时等功能。 三、参考文献 [1] 求是科技.8051系列单片机C程序设计完全手册[M].北京:人民邮电出版社,2006 [2] 张鑫等.单片机原理及应用[M].北京:电子工业出版社,2006 [3] 谭浩强.C程序设计(第三版)[M].北京:清华大学出版社,2005 [4] 周兴华.单片机智能化产品——C语言设计实例详解[M].北京:北京航空航天大学出版社,2007 [5] 张齐等.单片机应用系统设计技术——基本C语言编程[M].北京:电子工业出版社,2004 [6] 王东锋,董冠强.单片机C语言应用100例[M].北京:电子工业出版社,2009 [7] 余瑾,姚燕.基于DS18B20测温的单片机温度控制系统[J].单片机开发与应用,2009,25（3-2）:105-106. 完成期限：自2013 年 1 月 6 日至2013 年 1 月10 日指导教师：孙凯系（或教研室）主任：孙涛 2
自动控制原理及系统仿 真课程设计 学号：1030620227 姓名：李斌 指导老师：胡开明 学院：机械与电子工程学院
2013年11月
目录 一、设计要求 (1) 二、设计报告的要求 (1) 三、题目及要求 (1) （一）自动控制仿真训练 (1) （二）控制方法训练 (19) （三）控制系统的设计 (23) 四、心得体会 (27) 五、参考文献 (28)
自动控制原理及系统仿真课程设计 一：设计要求： 1、 完成给定题目中，要求完成题目的仿真调试，给出仿真程序和图形。 2、 自觉按规定时间进入实验室，做到不迟到，不早退，因事要请假。严格遵守实验室各项规章制度，实验期间保持实验室安静，不得大声喧哗，不得围坐在一起谈与课程设计无关的空话，若违规，则酌情扣分。 3、 课程设计是考查动手能力的基本平台，要求独立设计操作，指导老师只检查运行结果，原则上不对中途故障进行排查。 4、 加大考查力度，每个时间段均进行考勤，计入考勤分数，按照运行的要求给出操作分数。每个人均要全程参与设计，若有1/3时间不到或没有任何运行结果，视为不合格。 二：设计报告的要求： 1.理论分析与设计 2.题目的仿真调试，包括源程序和仿真图形。 3.设计中的心得体会及建议。 三：题目及要求 一）自动控制仿真训练 1.已知两个传递函数分别为：s s x G s x G +=+= 22132)(,131)(
①在MATLAB中分别用传递函数、零极点、和状态空间法表示； MATLAB代码： num=[1] den=[3 1] G=tf(num,den) [E F]=zero(G) [A B C D]=tf2ss(num,den) num=[2] den=[3 1 0] G=tf(num,den) [E F]=zero(G) [A B C D]=tf2ss(num,den) 仿真结果： num =2 den =3 1 0 Transfer function: 2 --------- 3 s^2 + s
前言 众所周知，电冰箱是现代家庭中必不可少的家用电器。而目前我国市场销售的冰箱大多采用传统的机械式温控，其控制精度差，功能单一，控制方式简单难以满足冰箱发展的要求。随着经济的发展和人民生活水平的进一步提高，人们对多功能的发展要求越来越高。由于单片机性能好，控制功能强，工作可靠，成本低等优点，现在已经在家电产品中得到了广泛的应用。面临国内电冰箱发展的现状，在技术上还与其他发达国家有一定的差距，我们在原有的基础上对电冰箱进行了一定的改进，使其适应当代个性时尚、节能环保、智能高端、精确温控的发展方式，使人们体验闻所未闻的个性化感受，快捷与原汁原味不再是梦想。新一代产品在控制上还增加了人工智能，使家电性能更优异，使用更方便可靠。 本次设计基于大量的市场调查和理论研究。首先，我对传统电冰箱控制系统进行了分析。调查了10多个品牌的电冰箱的控制系统，研究了他们制冷的优缺点，吸收了一些比较好的设计思想。其后，我又查阅了大量的资料文献，其中最多的是国内外最新发表的关于制冷方面的论文，丰富了我们的理论依据。然后，根据我拥有的材料用单片机实现电冰箱控制系统的硬件设计，最后在硬件设计的基础上实现了其软件设计。 第1章电冰箱系统概述 1.1 单片机概述 自从1971年微型计算机问世以来，随着大规模集成电路技术的进一步发展，导致微型计算机正向两个方向发展：一是高速度、高性能、大容量的高档微型计算机及其系列化，向大、中型计算机挑战；另一个是稳定可靠、小而廉、能适应各种领域需要的单片机。 单片机是指把中央处理器、随机存储器、只读存储器、定时器/计数器以及I/O 接口电路等主要部件集成在一块半导体芯片上的微型计算机。虽然单片机只是一个芯片，但从组成和功能上看，它已经具有了微型计算机系统的含义，从某种意义上来说，一块单片机就是一台微型计算机。
自动控制系统课程 设计报告 课程名称：自动控制系统课程设计报告 设计题目：错位控制无环流可逆调速系统设计院系： 班级： 设计者： 学号： 同组人： 指导教师： 设计时间：
课程设计（论文）任务书 指导教师签字：系（教研室）主任签字：年月日
目录 一、错位控制无环流可逆调速系统的原理................................................................... - 4 - 1、可逆调速系统的原理.................................................................................... - 4 - 2、环流的介绍.................................................................................................... - 4 - 1、环流的定义............................................................................................. - 4 - 2、环流的分类........................................................................................... - 5 - 3、错位控制无环流系统 ................................................................................. - 5 - 1、静态环流的错位消除原理.................................................................. - 5 - 2、错位控制无环流系统的结构............................................................. - 5 - 3、错位控制无环流系统的优缺点 ........................................................ - 6 - 二、系统的设计 ................................................................................................................... - 6 - 1、主电路的设计及参数选择 ........................................................................ - 6 - 1、变压器的选择...................................................................................... - 6 - 2、晶闸管的选择...................................................................................... - 7 - 3、电抗的选择........................................................................................... - 7 - 2、同步变压器及触发器的设计.................................................................... - 7 - 1、触发电路的设计.................................................................................... - 7 - 2、同步变压器的设计............................................................................. - 8 - 3、保护电路的设计........................................................................................... - 9 - 1、过电流保护........................................................................................... - 9 - 2、过电压保护........................................................................................... - 9 - 3、缓冲电路............................................................................................... - 9 - 4、检测环节 ...................................................................................................... - 10 - 1、转速检测............................................................................................. - 10 - 2、电流检测 ............................................................................................... - 10 - 3、电压检测............................................................................................. - 10 - 5、控制电路的设计......................................................................................... - 11 - 1、AVR电压内环的设计 ..................................................................... - 11 - 2、ACR电流环的设计.......................................................................... - 12 - 3、ASR转速环的设计........................................................................... - 13 - 4、AVR、ACR和ASR的限幅设计 .................................................. - 14 - 5、AR反相器的设计............................................................................. - 14 - 三、设计小结...................................................................................................................... - 15 - 四、参考文献...................................................................................................................... - 15 -
冰箱制冷系统设计说明书1.冰箱设计步骤
图1 BCD-348W/H电冰箱制冷系统图 2.冰箱的总体布置 2.1箱体设计要求及形式 电冰箱箱体设计的优劣，直接影响使用性能、外观、耐久性制造成本和市场销售。在进行设计时，要求造型别致、美观大方。除色调要与家庭家具协调外，还必须考虑占地面积小容积大，宽度、深度与高度的比例合理，有稳定感等。冰箱箱体尺寸见表1。 表1箱体尺寸 2.2箱体外表面温度校核和绝热层厚度 设计箱体的绝热层时，可预先参照国外冰箱的有关资料设定其厚度，并计算出箱体表面温度t w。如果箱体外表面温度t w低于露点温度t d，则会在箱体表面发生凝露现象，因此箱体表面温度必须高于露点温度,一般t w > t d+0.2 t o t i
)(i o o o W t t a K t t --= (1) 国家标准GB8059.1规定，电冰箱在进行凝露实验时 亚温带SN 、温带N 气候条件下，露点温度为19±0.5℃ 亚热带ST 、热带T 气候条件下，露点温度为27±0.5℃ 在t w > t d 的前提下，计算箱体的漏热量Q 1，并用下面的公式校验绝热层的厚度 121)(Q t t A w w -= λδ (2) 1w t ----冰箱外壁温度，℃ 2w t ----冰箱壁温度，℃ λ-----绝热层导热系数，w/(m.k) A -----传热面积，m 2 校验计算的厚度在设定厚度基础上进行修正，反复计算，直到合理为止。 3.冰箱热负荷计算 总热负荷Q=Q 1+Q 2+Q 3 Q 1---- 箱体的漏热量 Q 2---- 门封漏热量 Q 3---- 除露管漏热量 （1）箱体的漏热量Q 1 由于箱体外壳钢板很薄，而其导热系数很大，所以钢板热阻很小，可忽略不计。胆多用塑料ABS 成型，热阻较大，可将其厚度一起计入隔热层，箱体的传热可以看做单层平壁的传热。 )(1i o t t KA Q -= (3) (4) 其中：K —— 传热系数，W/m 2·℃； A —— 传热面积，m 2 ； t o ——箱体外空气温度，℃； t i ——箱体空气温度，℃ αo ——箱外空气对箱体外表面的表面换热系数，W/m 2·℃； αi ——箱体表面对箱空气的表面换热系数，W/m 2·℃； i o a a K 111++=λδ
课程设计 成绩评定表 设计课题：基于单片机的电冰箱控制系统 学院名称：电气工程学院 专业班级：自动0801 学生姓名：田冠枝 学号：200848280126 指导教师：臧海河 设计地点：2#421 设计时间：2011.06.27-2011.07.03
计算机控制技术 课程设计 设计课题：基于单片机的电冰箱控制系统 学院名称：电气工程学院 专业班级：自动0801 学生姓名：田冠枝 学号：200848280126 指导教师：臧海河 设计地点：2#421 设计时间：2011.06.27-2011.07.03
计算机控制技术课程设计任务书
目录 1 引言 ......................................................................................... 错误！未定义书签。 1.1 课题背景 (1) 1.2 主要实现功能 (1) 2 总体方案设计 ............................................................. 错误！未定义书签。 2.1 控制系统方案设计 (2) 2.2 基于单片机的电冰箱控制系统整体布局.................... 错误！未定义书签。 2.3 功能原理分析 (3) 3 硬件电路设计 (4) 3.1单片机的选择 (5) 3.2 A/D转换电路 (5) 3.2.1 ADC0809介绍 (6) 3.2.2ADC0809与A T89C51单片机接口电路 (6) 3.3 键盘电路及其显示电路 (7) 3.4 温度采集及除霜电路 (8) 3.4.1 温度采集电路 (8) 3.4.2 除霜电路 (9) 3.4.3 传感器的选择 (9) 3.5 制冷压缩机和除霜电热丝启停电路 (10) 3.5.1 控制电路图 (10) 3.5.2 工作原理 (11) 3.6 电源电压检测电路 (11) 3.7 报警电路 (12) 4 软件设计 (12) 4.1 程序设计语言 (12) 4.2程序主要模块 (13) 4.2.1主程序模块 (13) 4.2.2T0中断服务程序模块 (14) 4.2.3T1中断服务程序模块 (15) 5 总结 (16) 参考文献 (17) 附录系统总原理图 (18)