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)
1.引言
1.1 课题背景
电冰箱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他物品的家用电器设备。电冰箱是每个家庭现代化厨房必备的家用电器，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。
电冰箱是第一次家电革命浪潮的主导产品，是每个家庭必备的电器设备。从1918年世界上第一台电机压缩式电冰箱研制成功，至今已走过89个年头。这期间，随着科学技术的飞速发展，电冰箱也在不断的演变和更新，尤其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[16]。随着家用电冰箱的普及，人们对电冰箱的控制功能要求越来越高，这对电冰箱控制器提出了更高的要求，多功能、智能化是其发展方向之一，传统的机械式、简单的电子控制已经难以满足发展要求。
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,可以使电冰箱的控制更准确、灵活、直观。
1.2 主要实现功能
本论文所设计的基于51单片机的电冰箱控制系统以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，可以使控制更准确，更灵活。本系统处于监控状态时,具有以下功能:
（1）电源过欠压保护功能：为了使电冰箱安全可靠地运行，要求其电源电压在180V～240V之间。因此，当电源电压小于180V或大于240V时，禁止启动压缩机并用指示灯显示。
（2）压缩机开启延时功能：该功能要求压缩机停机时间超过3min才能启动，以延长压缩机的寿命。这就要求在每次电冰箱上电时，都要检查压缩机停机是否到
3min，若未达到，需延时到3min后才能启动。因此，在设计时应有判断与延时功能。
（3）自动除霜功能:冷冻室中的水分会凝结成霜，因此，电冰箱应有自动除霜功能。该功能的实现方法是通过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(霜厚达到3mm)，当霜厚达到3mm时，接通化霜加热丝，同时断开压缩机和风机，30分钟后断开化霜加热丝，接通压缩机，再过15分钟后接通风机。
（4）电冰箱温度自动调节功能：该功能是电冰箱应具备的主要功能。电冰箱设有冷冻室和冷藏室，冷冻室的温度为－16℃～－26℃，冷藏室的温度为2℃～10℃，在该温度范围内，食品保鲜效果较好，因此，对控制器的要求是将冷冻室和冷藏室的温度自动控制在各自的范围内。
（5）功能键控制功能：利用功能键分别控制冷冻室温度、冷藏室温度、速冻设定等。
（6）LED显示功能：利用LED显示冷冻室温度、冷藏室温度,压缩机的启、停和速冻、报警状态。
（7）关机提示功能：开门超过2min将声音报警,提醒用户及时关门。
（8）连续速冻功能：连续速冻时间设定范围1~8小时。
（9）温度测量功能：设定3个测温点，测量范围-26～+26 ℃，精度±0.5 ℃；（10）故障自检报警功能：该功能要求在电冰箱运行过程中，不断诊断电冰箱的运行状态，当发现严重故障时，电冰箱停机并报警显示。
．2.总体方案设计
系统基本原理方案是整个设计过程的依据，也是贯穿整个设计系统的灵魂线，它的好坏直接关系到整个方案的成败。在其设计上要经过查询考证、深思熟虑、反复推敲，有时离不开大量的实验，最后再比较几种选定方案而得出的。2.1控制系统方案设计
控制系统在整个智能电冰箱控制中的地位是至关重要的，它控制着整个系统的运行，是系统是否正常运行的关键。选用的控制系统是否合理是关系到整个系统设计成败的关键。因此此必须慎重地选择控制系统。当前对电冰箱控制系统的方案主要有以下两种。
1.机械控制方式
所谓的机械控制方式，即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。这种控制方式，电路相对简单，操作方便，使电冰箱的控制不够准确、灵活、直观。
2.智能控制方式
所谓的智能控制方式，即自动控制方式，用单片机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。这些过程不需要任何的人工操作，全部自动进行，使电冰箱的控制更准确、灵活、直观。
经过慎重地考虑、科学地论证和实验，本论文采用了第二种方案；用单片机作为控制系统的核心部分，来控制着系统的运行。选用单片机的好处是：单片机控制功能强、体积小、功耗低、性能高、速度快、稳定可靠、应用灵活广泛、价格低廉、通用性强等。
2.2基于单片机的电冰箱控制系统的整体布局
智能电冰箱系统由传感器（霜厚传感器、冷藏室温度传感器、冷冻室温度传感器）、微控单元单片机、压缩机、加热丝、LED显示器、语音输出等组成。其中传感器整个硬件中最重要的组成部分，是系统是否成功的关键；微控单元是系统的软件部分，控制整个系统的运行，是系统是否正常工作的保证。设计系统整体布局框图如图2-1所示
2.3功能原理分析
基于51单片机控制的单片机控制系统的工作原理是这样的：传感器（霜厚传感器、冷藏室温度传感器、冷冻室温度传感器）随时处于待工作状态。
当霜的厚度达到3mm时，霜厚传感器就会感应到，将产生模拟量信号，并将产生的模拟信号传送到A/D转换器；A/D转换器接收到模拟信号后将其转换为数字量信号，并将数字信号输送到单片机；单片机接受到信号后，将数字量信号进行分析、判断、处理，给出除霜命令。智能电冰箱控制系统工作后，霜的厚度逐
渐改变，当霜的厚度调整到规定值时，除霜命令的自动解除，一个工作过程就算是这样完成了。霜厚传感器接着等待进入下一个工作过程。
当冷藏室的温度低于2℃或高于10℃时，冷藏室温度传感器就会感应到，将产生模拟信号，并将产生的模拟信号传送到A/D转换器；A/D转换器接收到模拟信号后将其转换为数字量信号，并将数字信号输送到单片机；单片机接受到信号后，将数字量信号进行分析、判断、处理，给出调整冷藏室温度命令。智能电冰箱控制系统工作后，冷藏室内的温度逐渐改变，当冷藏室内的温度调整到规定范围时，调整冷藏室的命令的自动解除，一个工作过程就算是这样完成了。冷藏室传感器接着等待进入下一个工作过程。
当冷冻室的温度低于-26℃或高于-16℃时，冷冻室温度传感器就会感应到，将产生模拟信号，并将产生的模拟信号传送到A/D转换器；A/D转换器接收到模拟信号后将其转换为数字量信号，并将数字信号输送到单片机；单片机接受到信号后，将数字量信号进行分析、判断、处理，给出调整冷冻室温度命令。智能电冰箱控制系统工作后，冷冻室内的温度逐渐改变，当冷冻室内的温度调整到规定范围时，调整冷冻室的命令的自动解除，一个工作过程就算是这样完成了。冷冻室传感器接着等待进入下一个工作过程。
.3.硬件电路设计
电冰箱控制器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。用LED将设定温度或实际温度显示出来。
基于51单片机的电冰箱控制系统的硬件结构采用了模块结构设计，主要包括：A/D转换电路、温度采集电路、除霜电路、键盘电路、LED显示电路、制冷压缩机和除霜电热丝启﹑停控制电路、电源电压检测电路、语音输出报警电路、直流电源供电电路、晶体振荡电路等模块。系统硬件结构图如图3-1所示
图3-1 系统硬件结构图
3.1 单片机的选择
单片机是整个测控系统的核心部件,它直接影响到整个系统的软硬件设计,并对系统的功能、性价比以及研制周期起决定性作用。本控制系统的单片机采用美国ATMEL公司生产的8位单片机AT89C51,它是80C51微控制器系统的派生。AT89C51芯片采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，而且价格低，是目前性能比较高的单片机之一。该芯片完全满足系统需要，不需要再外扩程序存储器和数据存储器，可以大大简化系统的硬件电路。此外，AT89C51单片机在市场上的货源充足，技术比较成熟，同时也具有较好的开发环境。
3.2 A/D转换电路
A/D转换电路[1][15]采用逐次逼近式8位ADC0809芯片。0809共有8路模拟输入通道,本系统只用了其中4个通道IN0~IN3。其中IN0作为冷冻室温度检测通道,IN1作为冷藏室温度检测通道,IN2作为除霜检测通道,IN3作为电源电压检测通道。
3.2.1 ADC0809介绍
ADC0809是一种比较典型的8位逐次逼近式A/D转换器CMOS工艺，可实现8路模拟信号的分时采集，片内有8路模拟选通开关，以及相应的通道地址锁存用译码电路，其转换时间为100μs左右，采用双排28引脚封装，可以和微机直接接口。
1.内部结构：
ADC0809 由一个8 路模拟开关、一个地址锁存与译码器、一个A/D 转换器和一个三态输出锁存器组成。多路开关可选通8 个模拟通道，允许8 路模拟量分时输入，共用A/D 转换器进行转换。三态输出锁器用于锁存A/D 转换完的数字量，当OE 端为高电平时，才可以从三态输出锁存器取走转换完的数据。ADC0809内部逻辑结构如图3-2所示：
ADC0809八路模拟量开关可选通8个模拟通道，允许8路模拟量分时输入，共用1个A/D转换器进行转换。地址锁存与译码电路完成对ADDA、ADDB、ADDC 三个地址位进行锁存和译码，其译码输出用于8路模拟通道的选择。8位A/D转换器是逐次逼近式，三态输出锁存器用于存放和输出转换得到的数字量。
2. 主要特征：
（1）8路8位A／D转换器，即分辨率8位；
（2）具有转换起停控制端；
（3）转换时间为100μs；
（4）单个＋5V电源供电；
（5）模拟输入电压范围0～＋5V，不需零点和满刻度校准；
（6）工作温度范围为-40～＋85摄氏度；
（7）低功耗，约15mW。
3.工作过程：
首先输入3位地址，并使ALE=1，将地址存入地址锁存器中。此地址经译码选通8路模拟输入之一到比较器。START上升沿将逐次逼近寄存器复位。下降沿启动 A／D转换，之后EOC输出信号变低，指示转换正在进行。直到A／D转换完成，EOC变为高电平，指示A／D转换结束，结果数据已存入锁存器，这个信号可用作中断申请。当OE输入高电平时，输出三态门打开，转换结果的数字量输出到数据总线上。
3.2.2 ADC0809与AT89C51单片机接口电路
1.ADC0809与AT89C51单片机的连接如图3-2所示。
图3-2 ADC0809与单片机接口电路
图中ADC0809的A、B、C三端通过地址锁存器接于P0口的P0.0、P0.1、P0.2,这三端控制模拟通道的选择。P2.7与WR、RD端经与非门接于0809的ALB、START、/OB端,控制0809的启动、读、写。0809的BOC端悬空,转换后利用软件延时一段时间再读结果,不用中断方式。
3.3 键盘电路及显示电路
功能键及LED显示电路采用6个功能键控制冷冻室、冷藏室及速冻温度设定，4位LED数码管负责显示冷冻室、冷藏室温度及压缩机启、停和报警等状态。功能键及LED显示电路如图3-3所示
LED4LED3LED2LED1
图3-3 功能键及LED显示电路
显示和键盘输入均通过AT89C51 的串行口。显示输出通道和键盘输入通道的选择由端口线P3.2和与非门完成。当P3.2为“ 1”时，AT89C51的TXD端输出同步脉冲通过与门发送到显示移位寄存器74LS164的移位脉冲输入端，这样AT89C51欲显示的数据，由RXD端输出，移位读入到显示器通道。当P3.2为“0” 时，AT89C51的RXD的数据仅能被移位读入到键盘扫描用的移位寄存器中。由于显示通道采用 LED数码管并用74LS164作为驱动器，所以简化了线路，结构简单，显示字位扩充方便，驱动程序设计容易。键盘工作原理也很简单，AT89C51通过RXD向键盘扫描移位寄存器74 LS164逐位发送数据“0”，每次发送后即从P3.4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。
3.4 温度采集电路和除霜电路
3.4.1 温度采集电路
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。
热敏电阻RT的阻值和温度的关系为:
R(t)=286/(26.8+t)-2.68kΩ。
A点电压与温度的关系为：
V=（2.68×5）/[ R(t)+2.68]=1.26+0.047t
利用温度传感器可以很容易测得冷藏室温度和冷冻室温度。
3.4.2 除霜电路
把热敏电阻安装在距蒸发器3mm的某个合适的位置上，当霜厚大于3mm时，热敏电阻Rt接触到霜从而感受到较低的温度，其电阻值变大，A点温度降低，运算放大器输出信号有变化，经A/D转换后送入CPU，经单片机分析、判断，给出除霜命令。除霜电路如图3-4所示：
图3-4 除霜电路
3.4.3 传感器的选择
传感器是一种转换器件，它以一定的精度将被测非电量转换为与之有确定关系并易于测量的电量。它一般由敏感元件、转换元件和信号调节电路三部分组成。传感器组成框框图如图3-5所示。
图
3-5 传感器组成框框图
传感器的主要技术指标有：线性度、灵敏度、迟滞性、重复性与分辨率。在选择传感器时，不必要求这几项指标是最优，而应根据实际情况，在保证主要性能指标满足要求的前提下，使整个系统性价比达到最优[14]。
1.温度传感器的选择：
本论文所采用的温度传感器Rt主要由冷冻室、冷藏室、冷冻室蒸发器盘管、冷藏室蒸发器盘管速冻室、环境温度检测等温度传感器组成。主控器不断采集冷冻室、冷藏室及环境温度，并根据设置值及采集值控制各部件的运行。本论文的温度传感器Rt主要是指冷藏室温度传感器RS和冷冻室温度传感器DS，它们都是负温度系数的热敏电阻.温度升高时,阻值变小;当温度降低时,阻值变大。我们知道，电冰箱一般设有冷冻室和冷藏室，冷冻室用于速冻食品，在冷冻室中的食品可以存放较长的时间，冷冻室的温度为-16℃ ~~~ -26℃左右；冷藏室以不冻伤食品又有保鲜作用为准，冷藏室的温度为2℃ ~~~ 10℃左右；冷冻室食品中的水分会凝结成霜，到一定程度还要除霜。
2.霜厚传感器的选择：
本论文采用一种用于制冷系统的电容式霜厚传感器，其特征在于包括一对金属电极和一个固定装置，其中，第一电极为制冷系统的蒸发器的金属表面或紧贴在蒸发器表面的金属片，第二电极为与第一电极相对并保持一定间隔的金属片，第二电极表面涂覆有防潮绝缘材料，并由固定装置加以固定，利用两电极之间的电容变化测定霜的厚度。制冷系统采用这种霜厚传感器可及时化霜，提高制冷效果，有利于食品的保存，并能节省耗电。
3.5 制冷压缩机和除霜电热丝启、停控制电路
3.5.1 控制电路图
制冷压缩机和除霜电热丝启、停控制电路图如图3-6所示：
图3-6制冷压缩机和除霜电热丝启、停控制电路图
3.5.2 工作原理
AT89C51单片机控制信号经P1.3和P1.4端口输出，并在P1.7的控制下锁存在74LS273中，74LS273的输出再经达林顿驱动器DS2003后驱动固态继电器RELAY1和RELAY2。当DS2003的16端有高电平输出时，RELAY1的3，4引脚端接通，使加热丝接通电源而除霜。当DS2003的15端输出高电平时，RELAY2的3，4端接通，使压缩机绕组接通电源而启动，开始制冷。74LS273锁存控制信号，一方面增加输出功率，另一方面也防止单片机复位时引起控制的误动作。采用固态继电器作为压缩机和除霜电热丝的开关：属于无触点开关，内部是大功率的晶闸管电路，不产生火花，无电磁干扰并使高压与单片机系统隔离。
3.6 电源电压检测电路
该电源电压检测电路包括：一分压电路、一上拉电路、以及一切入下拉电路等。分压电路接收一输入电源电压，经分压处理后输出一分压电压。上拉电路接收输入电源电压，当输入电源电压低于一既定阈值时，上拉电路将输入电源电压及于一输出端输出。而切入下拉电源与分压电路和上拉电路连接，当输入电源电压高于既定阈值时，则切入下拉电路根据分压电压将输出端的电压拉低。电源电压检测电路电路图如图3-8所示：
图3-7 电源电压检测电路电路图
3.7报警电路
报警电路主要用于冷冻室温度过高时，冷冻温度显示会以一定的频率显示，并用语音提示“冷冻室超温”。此时应检查冰箱门是否关好（请将冰箱门关好），是否一次性放入大量较热的食品，冰箱工作一段时间后，冷冻室温度降低，冷冻温度显示停止闪烁，超温报警功能自动消除。
4.软件设计
软件程序是系统的神经中枢，它控制着整个系统的运行。软件程序编程程序质量的高低是系统是否正常运行的保证。
4.1程序设计语言
程序语言是编写程序所运用的工具，恰当地选择编写程序的语言是编写程序的第一部，更是良好的开始。
在单片机的应用中，程序设计语言是一个关键问题。仅由硬件组成的单片机系统是不能工作的，还必须配备各种功能的软件才能发挥作用。软件是指能完成各项功能的计算机程序的总和，如操作、监控、管理、计算和自诊断等。它是硬件系统的灵魂，整个系统的动作都是在软件指挥下协调工作的。
计算机程序设计语言是指计算机能够理解和执行的语言，它随着计算机的诞生而诞生随着计算机的发展而发展，迄今为止，计算机程序设计语言很多，但通常分为机器语言、汇编语言和高级语言等三类。
本测控系统软件主要采用汇编语言。汇编语言与系统硬件结构密切相关，具
+5V
20V
有指令丰富、寻址方式、转移指令多、执行速度快的优点。
4.2程序主要模块
本测控系统软件编程采用了模块化，子程序设计思路。即整个控制软件由许多独立的小程序模块组成，它们之间通过软件连接。连接的原则是：模块内数据关系紧凑，模块之间数据关系松散，按功能划分模块，即便于调试，链接，又便于移值、修改。
本系统软件采用模块化程序设计思想,用汇编语言编制，主要完成数据采集，判断，参数设置，驱动执行等功能，所包括的主要模块有：主程序、定时器T0中断服务程序和定时器T1中断服务程序。
4.2.1 主程序模块
主程序模块的主要功能是完成定义字节、系统初始化、协调微单元各个组成部分有效工作等任务，其中系统初始化完成了指定堆栈指针（sp）初值，对内部RAM清零，设定T0的工作方式及定时计数初值、开中断、指定数据存储单元的初值等任务。
本系统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4-1所示。
图4-1 主程序流程图
4.2.2 T0中断服务程序模块
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。T0中断服务程序流程图如图4-2所示。图3-1 系统硬件结构图
图4-2 T0中断服务程序流程图
4.2.3 T1中断服务程序模块
T1工作于计数方式，通过计数达到延时3 min的目的。T1的中断服务程序主要完成3 min定时及温度、除霜、速冻等各种检测，根据检测结果，比较、分析以控制执行元件工作。T1中断服务程序流程图如图4-3所示：
图4-3 T1中断服务程序流程图
5.总结
本设计主要介绍了冰箱的控制系统，介绍了8051单片机和其它一些单片机在控制系统中的应用，介绍了它们的引脚和在系统中的电路图，本设计还采用了多种传感器来对冰箱的信号采集，利用LED来进行信号的输出显示,采用键盘输入来方便人进行控制，我设计的硬件系统的结构简化,系统精度高，具有良好的人机交互功能,并设有报警电路，有问题立即就能发现。
本系统体现测控一体化、体积小、精度高、使用方便的特点，报警界限还可以根据用户需要随时进行调整，具有很高的性价比。对冰箱的使用者来说对温度的控制稳定性高，还能实现冰箱温度的自动控制。
文献综述 题目基于单片机的温度控制 系统设计 学生姓名 X X X 专业班级自动化07-2 学号20070x0x0x0x 院（系） xxxxxxxxxxxxxxxx 指导教师 x x x 完成时间 2011年06月10日
基于单片机的温度控制 系统设计文献综述 1．前言 温度是日常生活、工业、医学、环境保护、化工、石油等领域最常遇到的一个物理量。而且随着现代工业的发展，人们需要对工业生产中有关温度系统进行控制，如钢铁冶炼过程需要对刚出炉的钢铁进行热处理，塑料的定型及各种加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉中温度进行实时监测和精确控制。而有很多领域的温度可能较高或较低，现场也会较复杂，有时人无法靠近或现场无需人力来监控。如加热炉大都采用简单的温控仪表和温控电路进行控制, 存在控制精度低、超调量大等缺点, 很难达到生产工艺要求。且在很多热处理行业都存在类似的问题，所以，设计一个较为通用的温度控制系统具有重要意义。这时我们可以采用单片机控制，这些控制技术会大大提高控制精度，不但使控制简捷，降低了产品的成本，还可以和计算机通讯，提高了生产效率. 单片机是指芯片本身，而单片机系统是为实现某一个控制应用需要由用户设计的，是一个围绕单片机芯片而组建的计算机应用系统，这是单片机应用系统。单片机自问世以来，性能不断提高和完善，其资源又能满足很多应用场合的需要，加之单片机具有集成度高、功能强、速度快、体积小、功耗低、使用方便、价格低廉等特点，因此，应用日益广泛，并且正在逐步取代现有的
多片微机应用系统。 2．历史研究与现状 在工业生产温控系统中采用的测温元件和测量方法不相同，产品的工艺不同，控制温度的精度也不相同，因此对数据采集的精度和采用的控制方法也不相同。 通常由位式或时间比例式温度调节仪控制的工业加热炉温度控制系统，其主回路由接触器控制时因为不能快速反应，所以控温精度都比较低，大多在几度甚至十几度以上。随着电力电子技术及元器件的发展，出现了以下几种解决的方案： （1）主回路用无触点的可控硅和固态继电器代替接触器，配以PID或模糊逻辑控制的调节仪构成的温度控制系统，其控温精度大大提高，常在±2℃以内，优势是采用模糊控制与PID 控制相结合，对控制范围宽、响应快且连续可调系统有巨大的优越性。 （2）采用单片机温度控制系统。用单线数字温度传感器采集温度数据,打破了传统的热电阻、热电偶再通过A/D 转换采集温度的思路。用单片机对数字进行处理和控制,通过RS - 232 串口传到PC 机对温度进行监视与报警,设置温度的上限和下限。其优势是结构简单，编程不需要用专用的编程器,只需点击电脑鼠标就可以把编好的程序写到单片机中,很方便且调试、修改和升级很容易。 （3）ARM(Advanced RISC Machine)嵌入式系统模糊温度控制。利用ARM处理器的强大功能，通过读取温度传感器数据，并与设定值进行比较，然后对温度进行控制。通过内嵌的操作系统μCLinux获得极好的实时性，并且通过TCP/IP协议能与PC机
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
基于单片机的电梯控制系统
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1 课题概述 1.1课题的主要研究内容及设计步骤 本课题的主要任务是完成一个电梯系统的调度模块，即根据每个楼层不同顾客的按键需求，让电梯做出合理的判断，正确高效地知道电梯完成各项载客任务。根据此任务，本课题需要研究的内容有： 1、根据系统的技术要求，进行系统硬件的总体方案设计； 2、学习单片机的相关知识，并且加以运用； 3、选择恰当的芯片，并对其内部协议有所掌握，便于应用。 4、研究C语言编程，并且规定电梯的工作规则，用C语言加以实现； 5、对软件和硬件进行调试，让其协调工作，完成指定任务。 结合以上内容，本课题的设计方案步骤如下： 关于硬件部分： 首先，对实际的电梯系统进行模拟，一般情况下，一个电梯应该具备相关按键、显示二极管、数码管等，由于这是一个调度模块，故没有设计具体的轿厢等机械部分。然后，结合这些实物，选择恰当的芯片，并分成若干模块，安排好各自之间的关系。接着，要完成电路图的设计，画出PCB板，焊接相关器件后进行硬件调试，看是否好用并加以适当的更正。 关于软件部分： 关于电梯调度时所遵循的原则作出规定，其必须基于高效与人性化两个原则。最后是使用C语言将规定程序化，以便电梯真正的运作。 当然，二者的关系并不是分离的，它们是相辅相成，硬件依据软件来验证，软件依据硬件来调试。经过一个个的发现问题、一个个的解决问题，最终做出完美的电梯调度模块。 1.2课题的开发环境简介 1.2.1电路图制作软件proteus 7.2 Proteus是目前最好的模拟单片机外围器件的工具，因此在仿真和程序调试时，关心的不再是某些语句执行时单片机寄存器和存储器内容的改变，而是从工程的角度直接看程序运行和电路工作的过程和结果。对于这样的仿真实验，从某种意义上讲，是弥补了实验和工程应用间脱节的矛盾和现象。 1.2.2C51的程序开发软件Keil
16位二进制数转换成BCD码的的快速算法－51单片机2010-02-18 00:43在做而论道上篇博文中，回答了一个16位二进制数转换成BCD码的问题，给出了一个网上广泛流传的经典转换程序。 程序可见： http: 32.html中的HEX2BCD子程序。 .说它经典，不仅是因为它已经流传已久，重要的是它的编程思路十分清晰，十分易于延伸推广。做而论道曾经利用它的思路，很容易的编写出了48位二进制数变换成16位BCD码的程序。 但是这个程序有个明显的缺点，就是执行时间太长，转换16位二进制数，就必须循环16遍，转换48位二进制数，就必须循环48遍。 上述的HEX2BCD子程序，虽然长度仅仅为26字节，执行时间却要用331个机器周期。.单片机系统多半是用于各种类型的控制场合，很多时候都是需要“争分夺秒”的，在低功耗系统设计中，也必须考虑因为运算时间长而增加系统耗电量的问题。 为了提高整机运行的速度，在多年前，做而论道就另外编写了一个转换程序，程序的长度为81字节，执行时间是81个机器周期，（这两个数字怎么这么巧！）执行时间仅仅是经典程序的！.近来，在网上发现了一个链接： ，也对这个经典转换程序进行了改进，话是说了不少，只是没有实质性的东西。这篇文章提到的程序，一直也没有找到，也难辩真假。 这篇文章好像是选自某个著名杂志，但是在术语的使用上，有着明显的漏洞，不像是专业人员的手笔。比如说文中提到的：
“使用51条指令代码，但执行这段程序却要耗费312个指令周期”，就是败笔。51条指令代码，真不知道说的是什么，指令周期是因各种机型和指令而异的，也不能表示确切的时间。 .下面说说做而论道的编程思路。;----------------------------------------------------------------------- ;已知16位二进制整数n以b15~b0表示，取值范围为0~65535。 ;那么可以写成： ; n = [b15 ~ b0] ;把16位数分解成高8位、低8位来写，也是常见的形式： ; n = [b15~b8] * 256 + [b7~b0] ;那么，写成下列形式，也就可以理解了： ; n = [b15~b12] * 4096 + [b11~b0] ;式中高4位[b15~b12]取值范围为0~15，代表了4096的个数； ;上式可以变形为： ; n = [b15~b12] * 4000 + {[b15~b12] * (100 - 4) + [b11~b0]} ;用x代表[b15~b12]，有： ; n =x * 4000 + {x * (100 - 4) + [b11~b0]} ;即： ; n =4*x (千位) + x (百位) + [b11~b0] - 4*x ;写到这里，就可以看出一点BCD码变换的意思来了。 ;;上式中后面的位：
基于单片机的智能家居控制系统 智能家居作为家庭信息化的实现方式，已经成为社会信息化发展的重要组成部分，物联网因其巨大的应用前景，将是智能家居产业发展过程中一个比较现实的突破口，对智能家居的产业发展具有重大意义。本文基于容易实现，方便操作，贴近使用的设计理念，采用STC89C52单片机为控制核心，为控制终端，并采用包括红外遥控、按键、Web界面等在内的多个控制源来控制家用电器。本文的二至四章描述了整个设计的软、硬件部分的具体实现，第五章是根据设计好的功能搭建了一个具体的环境实例。 智能家居控制系统功能分析 智能家庭控制系统的主要功能包括家庭设备自动控制、家庭安全防范二个方面。其中家庭设备自动监控包括电器设备的集中、遥控、远距离异地(通过电话或Internet)的监视、控制及数据采集。 (1)家用电器的监视和控制，按照预先所设定程序的要求对热水器、微波炉、视像音响等家用电器进行监视和控制。 (2) 热能表、燃气表、水表、电度表的数据采集、计量和传送根据小区物业管理的要求所设置数据采集程序，通过传感器对热能表、燃气表、水表、电度表的用量进行自动数据采集、计量，并将采集结果远程传送给小区物业管理系统。 (3)空调机的监视、调节和控制，按照预先所设定的程序，根据时间、温度、湿度等参数对空调机进行监视、调节和控制。 (4)照明设备的监视、调节和控制按照预先设定的时间程序，分别对各个房间照明设备的开、关进行控制，并可自动调节各个房间的照度。 (5)窗帘的控制，按照预先设定的时间程序，对窗帘的开启/关闭进行控制。 总体设计
2.1 整体介绍 本次设计以STC89C52芯片为控制核心，温度，湿度等传感器为环境信息采集源，以Web 控制为辅助，来制作一个物联网空调监控系统。在原有的机械式按键开关的基础上，采用无线遥控器与Web 网页远程控制，来控制空调机组（如风机，加湿器，风阀等），实现了远距离，多角度对空调机组进行实时控制。此外在本次设计中，采用多种传感器想结合，智能根据各传感器采集的数值进行自动化控制，如自动开关风机，智能调节冷冻水量，自动调节风阀开度等。并能够实现故障诊断，提供报警，数据实时数据与历史数据查询并Excel 表输出。 2.2系统设计方案 根据设计要求，系统提供了包括了核心控制模块，Web 服务器，Web HTML 模块，数据采集模块，继电器模块，按键模块，报警模块，等等。系统的整体框图如图1所示。 系统整体框图 网页 服务器（串口核心控制设备（以 STC8052为数据库设备状态传感器 （温度，LCD 显示 模式，温 度，湿度 继电风 水阀开 新风开 加湿 回风开用户输入 用户控制 环境信按
湖南科技大学潇湘学院 毕业设计（论文） 题目单片机温度控制系统 作者 系部信息与电气工程系 专业电气工程及其自动化 学号 指导教师 二〇一年月日
湖南科技大学学院 毕业设计（论文）任务书 信息与电气工程系电气工程及其自动化教研室 教研室主任:（签名）年月日 学生姓名: 学号: 专业: 电气工程及其自动化 1 设计（论文）题目及专题：单片机温度控制系统 2 学生设计（论文）时间：自年月日开始至年月日止 3 设计（论文）所用资源和参考资料： (1)单片机温度控制系统流程图(2)单片机程序设计基础 (3) protel se 99软件(4) 单片机使用接口技术 (5) 单片机程序设计基础(6)网上有关技术资料 4 设计（论文）应完成的主要内容： (1) 基于单片机温度控制系统的发展及应用 (2) 单片机温度控制系统设计包含的基本内容 (3) 单片机温度控制系统技术 (4) 单片机温度控制系统实现 (5) 全文总结 5 提交设计（论文）形式（设计说明与图纸或论文等）及要求： (1) 程序。要求：编译通过，基本能运行。 (2) 毕业论文。要求：正确，规范，通顺。 (3) 可供发表的研究论文（可选）。要求：规范，新意 均需提交电子版和纸质版。 6 发题时间：年月日 指导教师：（签名） 学生：（签名）
湖南科技大学学院 毕业设计（论文）指导人评语 指导人：（签名） 年月日指导人评定成绩：
湖南科技大学学院 毕业设计（论文）评阅人评语 评阅人：（签名） 年月日评阅人评定成绩：
湖南科技大学学院 毕业设计（论文）答辩记录 日期： 学生：学号：班级： 题目： 提交毕业设计（论文）答辩委员会下列材料： 1 设计（论文）说明书共页 2 设计（论文）图纸共页 3 指导人、评阅人评语共页 毕业设计（论文）答辩委员会评语： 答辩委员会主任：（签名） 委员：（签名） （签名） （签名） （签名）答辩成绩： 总评成绩：
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。
51 单片机实用程序库 4.1 流水灯 程序介绍：利用P1 口通过一定延时轮流产生低电平 输出，以达到发光二极管轮流亮的效果。实际应用中例如：广告灯箱彩灯、霓虹灯闪烁。 程序实例（LAMP.ASM） ORG 0000H AJMP MAIN ORG 0030H MAIN: 9 MOV A,#00H MOV P1,A ;灭所有的灯 MOV A,#11111110B MAIN1: MOV P1,A ;开最左边的灯 ACALL DELAY ;延时 RL A ;将开的灯向右边移 AJMP MAIN ;循环 DELAY: MOV 30H,#0FFH D1: MOV 31H,#0FFH D2: DJNZ 31H,D2 DJNZ 30H,D1 RET END 4.2 方波输出 程序介绍：P1.0 口输出高电平，延时后再输出低电 平，循环输出产生方波。实际应用中例如：波形发生器。 程序实例（FAN.ASM）： ORG 0000H MAIN: ;直接利用P1.0 口产生高低电平地形成方波////////////// ACALL DELAY SETB P1.0 ACALL DELAY 10 CLR P1.0 AJMP MAIN ;////////////////////////////////////////////////// DELAY: MOV R1,#0FFH DJNZ R1,$ RET
五、定时器功能实例 5.1 定时1 秒报警 程序介绍：定时器1 每隔1 秒钟将p1.o 的输出状态改变1 次，以达到定时报警的目的。实际应用例如：定时报警器。程序实例（DIN1.ASM）： ORG 0000H AJMP MAIN ORG 000BH AJMP DIN0 ;定时器0 入口 MAIN: TFLA G EQU 34H ;时间秒标志，判是否到50 个 0.2 秒，即50*0.2=1 秒 MOV TMOD,#00000001B;定时器0 工作于方式 1 MOV TL0,#0AFH MOV TH0,#3CH ;设定时时间为0.05 秒，定时 20 次则一秒 11 SETB EA ;开总中断 SETB ET0 ;开定时器0 中断允许 SETB TR0 ;开定时0 运行 SETB P1.0 LOOP: AJMP LOOP DIN0: ;是否到一秒//////////////////////////////////////// INCC: INC TFLAG MOV A,TFLAG CJNE A,#20,RE MOV TFLAG,#00H CPL P1.0 ;////////////////////////////////////////////////// RE: MOV TL0,#0AFH MOV TH0,#3CH ;设定时时间为0.05 秒，定时 20 次则一秒 RETI END 5.2 频率输出公式 介绍：f=1/t s51 使用12M 晶振，一个周期是1 微秒使用定时器1 工作于方式0，最大值为65535，以产生200HZ 的频率为例： 200=1/t:推出t=0.005 秒，即5000 微秒,即一个高电
单片机原理与应用技术 课程设计报告 题目基于单片机的智能家居控制系统的设计 专业班级： 姓名：时 间：指导 教师：
单片机课程设计项目系列： 基于单片机的智能家居控制系统的设计 一．设计要求 (一)基本功能 (1)家居内无人时, 切断所有家电的220V 电源, 既消除了各种电器的待机能耗, 又避免了因供电异常、屋内漏水等不可预知事件损坏电器的危险。 (2)通过预设时间和时长控制娱乐性家电, 避免了孩子在家因过度娱乐而延误学习。 (3)所有电器的电源都直接通过系统控制进行供电 / 断电, 在使用电器时无需插拔电源插头, 避免 了因经常插拔电源插头而造成接触不良及触电的危险。 (4)根据预设室内温度和湿度对空调和加湿器自动进行启/ 停控制, 以达到最佳舒适度。 (5)各电器的工作状态在主控面板上以LED直观显示, 并通过键盘集中控制电器, 例如在观看电视时可随手打开/ 关闭厨房电灶。 (6)远程控制家电的启动操作。 (7)设定/ 显示日期、时间、星期及定时叫醒服务。 (8)为避免煤气中毒设置了一氧化碳及燃气报警。 (9)烟感和水感可及时发现家居内的水、火灾并报警。 (10)通过门磁和窗户红外线完成防盗报警。 (二)扩展功能加入住宅配房安全防盗报警功能和住宅门禁系统功能。 二．计划完成时间三周1．第一周完成软件和硬件的整体设计，同时按要求上交设计报告一份。2．第二周完成软件的具体设计和硬件的制作。 3．第三周完成软件和硬件的联合调试。
目录 1引言 (3) 2总体设计方案 (3) 2.1设计思路 (3) 2.1.1方案确立 (3) 2.2 总体设计框图 (3) 3设计原理分析 (4) 3.1传感器模块的设计 (4) 3.1.1烟感传感器 (4) 3.1.2门磁、红外探测器 (4) 3.1.3热释电传感器 (4) 3.2矩阵键盘模块 (4) 3.3单片机最小系统 (5) 3.4显示模块 (5) 3.5 输出部分 (6) 4总结与体会 (6) 参考文献 (6) 附录一程序流程图 (7) 附录二程序列表 (8)
; step motor control ; ASM for MCS51 mode equ 082h contrl equ 08003h ctl equ 08000h ;8255接口芯片PA口的地址值 Astep equ 01h ;对A相通电,PA口的赋值 Bstep equ 02h ;对B相通电,PA口的赋值 Cstep equ 04h ;对C相通电,PA口的赋值 Dstep equ 08h ;对D相通电,PA口的赋值 dly_c equ 10h ;启动初值(加速度)寄存器 sd1 equ 80 ;0--255 加速度初值:值越小,加速越快 sd2 equ 40 ; 基于单片机温度控制系统设计 中文摘要 摘要 近年来随着计算机在社会领域的渗透, 单片机的应用正在不断地走向深入，同时带动传统控制检测日新月益更新。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往是作为一个核心部件来使用，仅单片机方面知识是不够的，还应根据具体硬件结构，以及具体应用对象特点的软件结合，以作完善。 本文从硬件和软件两方面来讲述水温自动控制过程,在控制过程中主要应用AT89C51、ADC0809、LED显示器、LM324比较器，而主要是通过DS18B20数字温度传感器采集环境温度，以单片机为核心控制部件，并通过四位数码管显示实时温度的一种数字温度计。软件方面采用汇编语言来进行程序设计，使指令的执行速度快，节省存储空间。为了便于扩展和更改，软件的设计采用模块化结构，使程序设计的逻辑关系更加简洁明了，使硬件在软件的控制下协调运作。 而系统的过程则是：首先,通过设置按键,设定恒温运行时的温度值，并且用数码管显示这个温度值.然后,在运行过程中将采样的温度模拟量送入A/D 转换器中进行模拟-数字转换，再将转换后的数字量用数码管进行显示，最后用单片机来控制加热器,进行加热或停止加热，直到能在规定的温度下恒温加热。 关键词：单片机系统；传感器；数据采集；模数转换器；温度 I 英文摘要 Abstract In recent years, with the computer penetration in the social field, the application of SCM is to keep at the same time, traditional control testing update on Crescent benefits. In real-time detection and automatic control system of single-chip applications, often as a single-chip core component to use only single-chip is not enough knowledge, but also the specific hardware structure and the specific features of application software objects combine to make perfect. In this paper, both hardware and software for automatic control of water temperature on the process, in the control of the main application of the process of AT89C51, ADC0809, LED display, LM324 comparator, but mainly through the digital temperature sensor DS18B20 collecting ambient temperature to single-chip microcomputer as the core control components, and through four real-time digital display of a digital thermometer temperature. Software using assembly language for programming, so that the implementation of Directive speed, to save storage space. In order to facilitate the expansion and changes to the design of modular software structure, so that the logic of the relationship between program design more concise,Hardware software co-operation under the control of it. And systematic process is: First of all, by setting the button, set the thermostat temperature at the time of operation, and digital display of the temperature. Then, in the running temperature of the process of sampling analog into the A / D converter in the simulation - digital converter, and then converted digital control with digital display, the last single-chip microcomputer to control the heater used for heating or stop heating until the temperature in the provisions under the constant temperature heating. Key words：Single-chip microcomputer system ；Sensor；Data Acquisition；ADC；Temperature I 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。 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) 电子冰箱控制原理 Prepared on 22 November 2020 电子冰箱电控原理 一、主要部件工作原理 1、压机 （1）定速压机：由继电器驱动，继电器一端接L（棕线），另一端为压电驱动线（黑线）接压机过流保护器（压机配件），压机驱动另一端接N（蓝线），继电器闭合黑线带电则压机工作，继电器断开黑线不带电则压机停止工作。 （2）变频压机：变频压机由专用变频驱动器驱动，之间用压机驱动线连接（三相），转速控制由主控板经PWM连接线（两相）发送PWM信号给变频驱动器，不同频率的PWM信号对应一定的转速，变频驱动器接收到后则控制压机达到相应的转速，注意PWM线没连接即频率为0时，变频驱动器以1800RPM驱动压机。 2、电磁阀 为双稳态电磁阀，由光耦可控硅驱动，可控硅一端接L（棕线）另一端（红线或白线）接电磁阀一端（插片），电磁阀另一端（插片）接N（蓝线），驱动信号为电网半波信号（正或负），正半周电磁阀为一种状态，负半周为另一种状态。半周信号数量每次连续5个，每分钟重复一次（维持）。电磁阀从一种状态转换到另一状态时有明显咔哒一声。 3、LED照明灯 由三极管提供5V电源地（黑线）接照明灯一端，照明灯另一端（红线）接主控板5V电源正。照明灯单独接5V电源（注意+、-）则亮。 4、显示板 显示板与主控板之间由8芯线束连接（5V电源和信号），液晶显示屏由专用芯片驱动，显示内容由主控板通过线束传递给专用芯片，按键信号直接通过线束由主控板进行采样。另显示板上还有一环境传感器，通过线束由主板板进行采样。显示板连接不好时，主控板照常工作，但环境传感器为故障状态。 5、主控板 电源一般由安全变压器提供，控制关键部件是单片机，完成传感器、按键、门开关采样，压机、电磁阀、照明灯、显示板驱动等功能。一句话拿掉主控板或坏掉则冰箱就不能工作。 6、传感器 为负温度系数热敏电阻（温度越低则电阻越大），在5度时约为5K 欧。每个传感器通过双线与主控板相连，且主控板上有一上接电阻以形成分压电路，分压信号由单片机的A/D（模/数）转换成相应的数字值，不同的温度对应不同的数字值，则根据此数字值进行温度控制。 第1章习题参考答案 1-1 自动控制系统通常由哪些环节组成？它们在控制过程中担负什么功能? 解:见教材P4- 1-2 试比较开环控制系统和闭环控制系统的优缺点。 解:见教材P4-6 1-7题1-7图是仓库大门自动控制系统原理示意图。试说明系统自动控制大门开闭的工作原理并画出系统原理方框图。 解: 当合上开门开关时， 电桥会测量出开门位置与开门实际位置间的偏差电压，偏差电压经放大器放大后，驱动伺服电动机带动绞盘转动，将大门向上提起，与此同时，和大门连在一起的电刷也向上移动，直到桥式测量电路达到平衡，电动机停止转动，大门达到开启位置。反之，当合上关门开关时，电动机带动绞盘使大门关闭，从而可以实现大门远距离开闭自动控制,系统原理方框如下图所示。 电桥电路放大器电动机绞盘大门 _ 期望门位实际门位 仓库大门控制系统原理方框图 1-8 电冰箱制冷系统工作原理如题1-8图所示。试简述系统的工作原理，指出系统的被控对象、被控量和给定量，画出系统原理方框图。 题1-8图电冰箱制冷系统工作原理 题1-7图仓库大门自动开闭控制系统原 解: 电冰箱制冷系统结构如下图 电冰箱制冷系统结构图 系统的控制任务是保持冰箱内温度c T 等于给定温度r T 。冰箱体是被控对象；箱内温度是被控量，希望的温度r T 为给定量（由电位器的输出电压r U 对应给出）；继电器、压缩机、蒸发器、冷却器所组成制冷循环系统起执行元件的作用。 温度控制器中的双金属温度传感器（测量元件）感受冰箱内的温度并转换为电压信号c U ，与控制器旋钮设定的电位器输出电压r U （对应于希望温度r T ）相比较，构成偏差电压c r U U U -=?（表征希望温度与实际温度的偏差），控制继电器K 。当U ?大到一定值时，继电器接通，压缩机启动，将蒸发器中的高温低压制冷剂送往冷却器散热，降温后的低温低压制冷剂被压缩成低温高压液态进入蒸发器，急速降压扩展成气体，吸收箱体内的热量，使箱体的温度下降；而高温低压制冷剂又被吸入冷却器。如此循环，使冰箱达到制冷的效果。电冰箱控制系统的原理方框图如下图所示。 电冰箱控制系统的原理方框图 - . - 目录 摘要 (1) 1 引言 (1) 2 设计思路 (2) 2.1 设计任务 (2) 2.2 设计的理论基础 (2) 2.3 冰箱的系统组成 (2) 2.3.1 蒸汽式压缩机电冰箱 (2) 2.3.2 直冷式电冰箱 (3) 2.4 总体设计方案选择 (3) 2.5 方案总体介绍 (4) 3 硬件系统设计 (4) 3.1 系统总体结构 (4) 3.2 温度采集模块 (5) 3.2.1 温度采集模块的选择 (5) 3.2.2 DS18B20测温电路 (6) 3.2.3 测量数据的比较 (7) 3.3 单片机系统及液晶模块 (7) 3.3.1 微处理器（单片机） (7) 3.3.2 显示电路的设计 (8) 3.4 输出控制模块 (9) 4 软件设计 (9) 4.1 主程序流程框图 (10) 4.2 DS18B20工作的流程图 (12) 5 调试与实验 (12) 5.1 使用说明 (12) 5.1.1 Keil单片机模拟仿真 (12) 5.2 功能测试 (14) 5.2.1 温度测量分辨率 (14) 5.3 晶振的选择 (14) 附录1 硬件原理图 (15) 冰箱冷藏室温度智能控制系统 摘要：本智能温度控制主要由温度采集模块、液晶显示模块、单片机智能控制模块和输出控制模块组成。此次设计相比于传统的冰箱温度控制器，温度信号更加精确，利用单片机控制冷藏室温度在1℃~5℃之间，当温度低于1℃，继电器不工作；当温度高于5℃，继电器开始工作，并且利用液晶显示冷藏室温度的变化。 关键词：温度采集；液晶显示；温度控制 1 引言 随着集成电路的发展，单片机的功能也越发的多样。单片机因为他本是的诸多优点，比如功能强、体积小、可靠性高、开发的周期短，成为各种检测控制方面被广泛应用的元器件，在电子工业生产中变为不可缺少的存在，特别是在我们日常的生活生产中也发挥了很多的作用[1]。而在日常生活中，冰箱已经成了家庭生活中不可缺少的一部分，就此对于冰箱的性能要求也越来越高。在这其中冰箱的智能温度控制是现今市场上冰箱重要选择。 现在市面上的冰箱大多都包含着两部分，分别是冷藏室和冷冻室。其中冷藏室用于冷藏食物，要求有一定的保鲜作用，不可冻伤食物；冷冻室一般用于对食物的冷冻作用。 现代信息技术的三大基础是信息采集(即传感器技术)、信息传输(通用技术)和信息处理(计算机技术)。目前信息技术中前端的产品就是传感器，而其中被广泛应用在工业生产、科学研究方面的传感器就是温度传感器，在这些领域中温度传感器的应用是位于各种传感器的第一位[2]。 智能温度传感器最早是出现在20世纪90年代的中期，在其内部就应用了A/D转换器，但他测量的温度X围比较低，而且也只有1℃的分辨率。到了21世纪以后，智能温度传感器正在迅速的朝着高精度、多功能、总线标准化、高可靠性及安全性、开发虚拟传感器和网络传感器、研制单片测温系统等高科技的方向发展[3]。 传统电冰箱的温度一般是由冷藏室控制。冷藏室、冷冻室之间不同的温度是通过调节蒸发器在两室的面积大小来实现的，温度的调节完全是依靠压缩机的开停来控制。但是影响冰箱内部温度的因素有很多种：如放到冰箱内的食物基于单片机温度控制系统设计
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(完整版)自动控制原理第1章习题参考答案
冰箱冷藏室温度智能控制系统
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