Hefei University 计算机控制技术设计报告
作品名称：单片机控制电冰箱系统
小组成员：张乐杜昌翔徐飞杨干
彭树园魏广州
指导教师：丁健
完成时间： 2015年6月10日
目录
一、课程设计目的 (3)
二、课程设计题目描述及要求 (3)
2.1 课程设计题目描述 (3)
2.2 课程设计的要求 (3)
三、设计组成 (3)
3.1 单片机模块 (3)
3.1.1 简介 (4)
3.1.2 基础51单片机 (4)
3.1.3 单片机最小系统 (5)
3.1.4 仿真 (6)
3.1.5 区别 (7)
3.2 显示模块 (8)
3.3 电源模块 (13)
3.4 按键模块 (13)
四、软件实现 (14)
五、设计仿真实现 (15)
1 测量温度 (15)
2 机停止运转 (15)
3 设定温度 (16)
六、设计总结 (17)
一、课程设计目的
1 以MCS51单片机为主完成计算机控制技术（单片机）课程设计，掌握此次课程设计所用知识。
2 理解课程设计使用原理，使此次设计的程序及电路能够正常使用。
二、课程设计题目描述及要求
2.1 课程设计题目描述
随着社会的发展和生活水平的提高，人们对家用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，传统的机器控制，简单的电子控制已经难以满足发展的要求。而采用单片机温度控制系统，不仅可大大缩短设计新产品的时间，同时只要增加少许外围器件在软件设计方面就能实现功能的扩展以及智能化方面的提高，因此可最大限度地节约成本。本文即为基于单片机的电冰箱温度控制系统。
2.2 课程设计的要求
家用电冰箱一般是双门冰箱，分为冷冻室和冷藏室两个部分。冷冻室用于冷冻食品和制冰。长时间存放，食品中的水份也会凝结成冰。冷冻室的温度为-6~-18℃。为保证冷冻室良好的制冷效果。当霜厚达3mm时，能自动检测霜厚并进行除霜。
冷藏室用于在较低的温度中存放食品。要求有一定的保鲜而不冻伤食物的功能。冷藏室的温度一般为 0~10℃。
对家用电冰箱的要求是：较高的温度控制精度和最优的节能效果。
三、设计组成
3.1 单片机模块
51单片机是对所有兼容Intel 8031指令系统的单片机的统称。该系列单片机的始祖是Intel的8031单片机，后来随着Flash rom技术的发展，8031单片机取得了长足的进展，成为应用最广泛的8位单片机之一，其代表型号是ATMEL公司的AT89系列，它广泛应用于工业测控系统之中。很多公司都有51系列的兼容机型推出，今后很长的一段时间内将占有大量市场。51单片机是基础入门的一个单片机，还是应用最广泛的一种。需要注意的是52系列的单片机一般不具备自编程能力。
3.1.1简介
当前常用的51系列单片机主要产品有：
*Intel的：80C31、80C51、87C51，80C32、80C52、87C52等；
*ATMEL的：89C51、89C52、89C2051等；
*Philips、华邦、Dallas、Siemens(Infineon)等公司的许多产品
国产宏晶STC单片机以其低功耗、廉价、稳定性能，占据着国内51单片机较大市场。
图1 51单片机引脚图
3.1.2 基础51单片机
图2 8051内部结构
·8位CPU·4kbytes程序存储器(ROM) (52为8K)
·128bytes的数据存储器(RAM) （52有256bytes的RAM）
·32条I/O口线·111条指令，大部分为单字节指令
·21个专用寄存器
·2个可编程定时/计数器·5个中断源，2个优先级（52有6个）
·一个全双工串行通信口
·外部数据存储器寻址空间为64kB
·外部程序存储器寻址空间为64kB
·逻辑操作位寻址功能·双列直插40PinDIP封装
·单一+5V电源供电
CPU：由运算和控制逻辑组成，同时还包括中断系统和部分外部特殊功能寄存器；
RAM：用以存放可以读写的数据，如运算的中间结果、最终结果以及欲显示的数据；
ROM：用以存放程序、一些原始数据和表格；
I/O口：四个8位并行I/O口，既可用作输入，也可用作输出
T/C：两个定时/记数器，既可以工作在定时模式，也可以工作在记数模式；
五个中断源的中断控制系统；
一个全双工UART（通用异步接收发送器）的串行I/O口，用于实现单片机之间或单片机与微机之间的串行通信；
片内振荡器和时钟产生电路，石英晶体和微调电容需要外接。最佳振荡频率为6M—12M。
3.1.3单片机最小系统
图3 单片机最小系统
3.1.4仿真
电脑仿真
Proteus 自从有了单片机也就有了开发系统，随着单片机的发展开发系统也在不断发展。 keil是一种先进的单片机集成开发系统。它代表着汇编语言单片机开发系统的最新发展，首创多项便利技术，将开发的编程/仿真/调试/写入/加密等所有过程一气呵成，中间不须任何编译或汇编。
功能特性
1，可以仿真63K程序空间,接近64K 的16位地址空间；
2，可以仿真64Kxdata 空间,全部64K 的16位地址空间；
3，可以真实仿真全部32 条IO脚；
4，完全兼容keilC51 UV2 调试环境,可以通过UV2 环境进行单步,断点, 全速等操作；
5，可以使用C51语言或者ASM汇编语言进行调试；
6，可以非常方便地进行所有变量观察,包括鼠标取值观察,即鼠标放在某变量上就会立即显示出它此的值；
7，可选使用用户晶振，支持0－40MHZ晶振频率；
8，片上带有768字节的xdata,您可以在仿真时选使用他们,进行xdata 的仿真；9，可以仿真双DPTR 指针；
10，可以仿真去除ALE 信号输出. ；
11，自适应300-38400bps 的所有波特率通讯；
12，体积非常细小,非常方便插入到用户板中.插入时紧贴用户板,没有连接电缆,这样可以有效地减少运行中的干扰,避免仿真时出现莫名其妙的故障；
13，仿真插针采用优质镀金插针,可以有效地防止日久生锈,选择优质园脚IC插座，保护仿真插针，同时不会损坏目标板上的插座. ；
14，仿真时监控和用户代码分离,不可能产生不能仿真的软故障；
15，RS-232接口不计成本采用MAX202集成电路,串行通讯稳定可靠,绝非一般三极管的简易电路可比。
功能限制
仿真器占用单片机串口及定时器2，与Keil C(PC)通讯，故不支持串口及定时器2 的仿真功能。全速运行时单片机串口及定时器2 可供用户使用。
使用方法
1．将仿真器插入需仿真的用户板的CPU插座中，仿真器由用户板供电；
2．将仿真器的串行电缆和PC机接好，打开用户板电源；
3．通过Keil C 的IDE 开发仿真环境UV2 下载用户程序进行仿真、调试。
硬件说明
1、使用用户板的晶振：仿真器晶振旁有两组跳线用来切换内部晶振和用户板晶振，当两个短路块位于仿真器晶振一侧时，默认使用仿真板上的晶振（11.0592MHz）, 当两个短路块位于电容一侧时，使用用户板的晶振。
2、为便于调试带看门狗的用户板，仿真器的复位端未与用户板复位端相连；故仿真器的复位按钮只复位仿真器，不复位用户板；若要复位用户板，请使用用户板复位按钮。
3.1.5区别
同样的一段程序，在各个单片机厂家的硬件上运行的结果都是一样的，如ATMEL的89C51（已经停产）、89S51， PHILIPS，和WINBOND等，我们常说的已经停产的89C51指的是ATMEL公司的 AT89C51单片机，同时是在原基础上增强了许多特性，如时钟，更优秀的是由Flash（程序存储器的内容至少可以改写1000次）存储器取代了原来的ROM（一次性写入），AT89C51的性能相对于8051已经算是非常优越的了。
不过在市场化方面，89C51受到了PIC单片机阵营的挑战，89C51最致命的缺陷在于不支持ISP（在线更新程序）功能，必须加上ISP功能等新功能才能更好延续MCS-51的传奇。89S51就是在这样的背景下取代89C51的，89S51已经成为了实际应用市场上新的宠儿，作为市场占有率第一的Atmel公司已经停产AT89C51，将用AT89S51代替。89S51在工艺上进行了改进，89S51采用0.35新工艺，成本降低,而且将功能提升,增加了竞争力。89SXX可以向下兼容89CXX等51系列芯片。同时，Atmel不再接受89CXX的定单，大家在市场上见到的89C51实际都是Atmel前期生产的巨量库存而以。如果市场需要，Atmel当然也可以再恢复生产AT89C51。
89S51相对于89C51增加的新功能包括：
-- 新增加很多功能，性能有了较大提升，价格基本不变，甚至比89C51更低！
-- ISP在线编程功能，这个功能的优势在于改写单片机存储器内的程序不需要把芯片从工作环境中剥离。是一个强大易用的功能。
-- 最高工作频率为33MHz，大家都知道89C51的极限工作频率是24M，就是说S51具有更高工作频率，从而具有了更快的计算速度。
-- 具有双工UART串行通道。
-- 内部集成看门狗计时器，不再需要像89C51那样外接看门狗计时器单元电路。
-- 双数据指示器。
-- 电源关闭标识。
-- 全新的加密算法，这使得对于89S51的盗版变为不可能，程序的保密性大大加强，这样就可以有效的保护知识产权不被侵犯。
-- 兼容性方面：向下完全兼容51全部字系列产品。比如8051、89C51等等早期MCS-51兼容产品。也就是说所有教科书、网络教程上的程序（不论教科书上采用的单片机是8051还是89C51还是MCS-51等等），在89S51上一样可以照常运行，
这就是所谓的向下兼容。
比较结果：就如同INTEL的P3向P4升级一样，虽然都可以跑Windows98，不过速度是不同的。从AT89C51升级到AT89S51 ,也是同理。和S51比起来，C51就要逊色一些，实际应用市场方面技术的进步是永远向前的。
3.2 显示模块
图4 显示模块
表1.字符型L CD 的引脚定义
指令：
1.清屏
功能：
<1> 清除液晶显示器，即将 DDRAM 的内容全部填入"空白"的 ASCII码 20H;
<2> 光标归位，即将光标撤回液晶显示屏的左上方;
<3> 将地址计数器(AC)的值设为 0。
2.光标归位指令
功
功能：
<1> 把光标撤回到显示器的左方;
<2> 把地址计数器(AC)的值设置为 0;
<3> 保持 DDRAM 的内容不变
3.进入模式设置指令
功能：
设定每次定入1位数据后光标的移位方向，并且设定每次写入的一个字符是否移动。
4.显示开关控制指令
功能：控制显示器开/关、光标显示/关闭以及光标是否闪烁。
5.设定显示屏或光标移动方向指令
功能：使光标移位或使整个显示屏幕移位。
6.功能设定指令
功能：设定数据总线位数、显示的行数及字型。
7.设定 CGRAM 地址指令
功能：设定下一个要存入数据的C GRAM 的地址。
8.设定 DDRAM 地址指令
功能：设定下一个要存入数据的D DRAM 的地址。
9.读取忙信号或 AC 地址指令
功能：
<1> 读取忙碌信号B F 的内容，BF=1 表示液晶显示器忙，暂时无法接收单片机送来的数据或指令;当B F=0 时，液晶显示器可以接收单片机送来的数据或指令;
<2> 读取地址计数器(AC)的内容。
10.数据写入D DRAM 或C GRAM 指令一览
功能：
<1> 将字符码写入 DDRAM，以使液晶显示屏显示出相对应的字符;
<2> 将使用者自己设计的图形存入 CGRAM。
11.从C GRAM 或D DRAM 读出数据的指令一览
功能：读取D DRAM 或C GRAM 中的内容
初始化相关指令
读时序图
图5 读时序图
写时序图
图6 写时序图
Lcd1602字符显示
1602液晶来显示想要显示字符串步骤
第一个步骤：
检查LCD忙状态
lcd_busy为1时，忙，等待。lcd-busy为0时,闲，可写指令与数据。
第二个步骤：
写指令数据到LCD RS=L，RW=L，E=高脉冲，D0-D7=指令码。
第三个步骤：
写显示数据到LCD RS=H，RW=L，E=高脉冲，D0-D7=数据。
第四个步骤：
设定显示位置
第五个步骤：
LCD初始化设定
在 1602 中我们就用前 16 个就行了。第二行也一样用前 16 个地址。对应如下：
DDRAM 地址与显示位置的对应关系
文件中每一个字符都是用一个字节的代码记录的。一个汉字是用两个字节的代码记录。在 PC 上我们只要打开文本文件就能在屏幕上看到对应的字符是因为
在操作系统里和BIOS 里都有固化有字符字模。并且只能显示日文字符和希腊文字符，其
余字符码(0x10～0x1F 及 0x80～0x9F)没有定义。 3.3 电源模块
本设计总电源是有效值220V ，频率50Hz 的单相交流电网电压，通过变压器降压输出一组9V 和一组24V 低压交流电，然后再经过整流桥1D 和2D 整流输出直流电压。前者提供给数字电路部分，后者为模拟电路部分提供电能。为了得到标准的±12V ，±5V ，+5V 直流电，故选用三端稳压器7912，7812，7905和7805作为稳压元件，使输出直流电压基本不受电网电压波动和负载电阻变化的影响，从而输出得到足够高稳定性的直流电源。
图7 数字电路供电图
图8 模拟电路供电图 3.4按键模块
由于单片机I/O 口足够，因此采用独立键盘完成即可。键盘的电路原理图如下图所示：
图9键盘电路图
四、软件实现
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。为系统软件的主干部分。
开始设堆栈指针工作区清零
设置定时器工作方式设置串口工作方式0
启动定时器
开中断调显示子程序调键盘分析程序
速冻键
温度设置键
增加键
减少键
冷冻室温显键
冷藏室温显键
正常工作键
依标志调相应显示子程序
清速冻标志
减一处理
置冷冻室显示标志
置冷藏室显示标志
加一处理
置速冻标志
Y
Y Y Y Y Y Y
N
N
N
N
N
N
N
Y
图10 主程序流程图
五、设计仿真实现
1、测量温度
图11（左边是冷藏室右边是冷冻室）2机停止运转（用灯亮模拟）
图12 当实测温度与设定温度相等时压缩机
3设定温度
图13 任意设定确定温度4整体仿真效果图
图14 总体仿真图
六、设计总结
通过此项设计的分析可得到如下结论： (1)本系统运用单片机速度快、体积小、价格低廉的8位MCS51单片机,可以做出可行、可靠性强的自动控制产品---电冰箱温度的控制系统。实现了电冰箱温度的自动控制。 (2)在单片机应用环境不是很恶劣的地方，利用软件抗干扰也可以达到精度不高的要求，而且，节省了硬件资源，降低了产品设计成本，有助于产品的推广。 (3)本系统的设计尽量简化电路，提高软件质量。 (4)本系统支持多功能模块。如果再加上少许外围器件，如语音芯片，环境温度传感器，在软件方面采用模糊控制技术，可以使电冰箱的智能化大大提高。
本系统实现测控一体化、体积小、精度高、使用方便，报警界限值可以由用户根据需要随时进行调整，具有很高的性能/价格比。系统的使用者来说，能够很稳定的控制温度而且稳定性很高。能实现电冰箱温度的自动控制。
在系统的设计过程中，应用了多门学科的知识，使我对各学科有了更深入的理解，加强了知识的灵活应用。同时学会了一个完整系统设计的步骤和方案的选择，以及获取资料的方法，最重要的是设计过程中的团队合作，这些都为我以后工作实践打下了良好基础。
参考书目：
七、参考文献：
[1]李英顺.单片机原理及应用[M] .北京：中国水利水电出版社，2010
[2]陈粤初.单片机应用系统设计与实践[M] ．北京：北京航空航天大学出版社，1995
[3]房小翠.单片机实用系统设计技术[M] ．北京：国防工业出版社，1999
[4]邱兴永.怎样修理电冰箱[M] ．北京：人民邮电出版社，1999
[5]李广第.单片机基础(修定本) [M] ．北京：北京航空航天大学出版社，2000
[6]舒怀林.单片机原理与接口技术[M] ．武汉：华中科技大学出版社，2001
[7]郭维芹.实用模拟电子技术[M]．北京：电子工业出版社，1999
八、附录：
部分主要程序
#include "display.h"
#include "18b20.h"
#include "key.h"
#include "delay.h"
sbit set_key = P3^4;//设置温度键
sbit ok_key = P3^5;//确定设置温度键
sbit led=P1^7;//灯亮代表除霜
bit flag;//温度设置标准位
uchar count0=0;//定时器记数值用于模拟霜的厚度，温度设定5S后LED等亮代表在除霜
void init_time0()//定时器0初始化函数
{
TMOD |=0X01;//设置定时器0工作方式为1
TH0 = (65536-50000)/256;//装如高八位初值
TL0 = (65536-50000)%256;//装如低八位初值
EA = 1;//开总中断
ET0 = 1;//开定时器0中断
//TR0=1;//开定时器0
}
void main(void)
{
uint t1,t2;//两个温度传感器的读取值
init_time0();//定时器0初始化函数
init_1602(); //1286初始化
start1_18b20();
start2_18b20();
while(1)
{
if(set_key==0)//判断是否进入温度设置功能
{
delay(50);
if(set_key==0)
{
flag=1;
}
}
while(flag)
{
led = 1; //未设置温度前不进行除霜
key_scan(); //键盘扫描
if(ok_key==0)
{
delay(50);
if(ok_key==0)
{
flag=0; //退出温度设置功能
TR0 = 1;//开定时器
}
}
}
t1=read1_DS18B20temperature();
t2=read2_DS18B20temperature();
display_true_temp1(5,t1); //显示实测冷藏室温度
display_true_temp2(11,t2); //显示实测冷冻室温度}
}
void time0() interrupt 1//定时器0中断服务函数
{
TH0 = (65536-50000)/256;//从新装入高八位初值
TL0 = (65536-50000)%256;//从新装入高八位初值
count0++;//对定时250uS记数
if (count0==100)//5s到开始除霜
{
led = 0;
count0 = 0;
TR0 = 0;
}
}
家用电冰箱温度的正确调节方法 除非你家的温度一年四季如春，那你的冰箱的温度调好就不需要变动了。否则，由于夏季和冬季温差较大，为了达到省电和保证食品冷冻质量，就需要在夏天和冬天调一下冰箱的温控旋钮。 调节方法：温控旋钮一般有0、1、2、3、4、5、6、7当，数字越大，冷冻室里的温度越低。一般春秋天我们放到3档上，具体要看你的要求，冷冻室能否达到零下18度以下。为了达到食品保鲜和省电的目的，夏天我们可以打到1档或2档，冬天打到4档或5档。 有的人可能要问，冬天温度低，反而把温度设置的低（数值大），夏天温度高，反而把温度设置的高（数值小），是不是搞反了呀。其实有很多人都有这样的错误认识，认为冬天温度低可以把冰箱温度设置高点，夏天温度高要设置低些。为什么要我这样设置呢？那是因为，冰箱冷冻室的温度是靠储藏室里的温度控制，看你的温控旋钮就是在储藏室。储藏室里的温度一般在4～8度，到了冬天，室内温度接近这个温度，如果温控旋钮还在3或者小于3上的话，冰箱压缩机就很少启动了，虽然储藏室里的温度能够满足要求，但冷冻室的温度就不能达到零下18度以下，食物容易变质，严重时食品解冻溶化。到了夏天，温度比较高，如果温控旋钮还在3或者大于3上的话，冰箱储藏室为了达到温度要求，压缩机频繁启动，虽然冷冻室的温度比零下18度还要低，但却造成电能的浪费，缩短了冰箱的使用寿命，这也是我们所不希望的。所以正确调节冰箱温度控制旋钮可以使我们既保
鲜又省电。 如何正确调节冰箱温度 1、夏季温度调节 电冰箱（冷柜）在使用过程中，其工作时间和耗电受环境温度影响很大，因此需要我们在不同的季节要选择不同的档位使用。夏季环境温度高时，应打在弱档2-3档使用。 原因：在夏季，环境温度高，而此时箱内温度每下降1度都很困难，通过箱体保温层和门封冷量散失也会加快，这样就会出现开机时间很长而停机时间却很短。这样就会导致压机在高温下长时间的运行，加剧了活塞与气缸的磨损，电机线圈漆包线的绝缘性能也会因高温而降低，耗电量也会急剧上升，即不经济又不合理。若此时改在打弱档（2.3），就会发现开机时间明显变短，停机时间加长，这样即节约了电能，又减少了压缩机磨损，延长了使用寿命。所以夏季高温时就将温控器调到弱档。 2、冬季温度调节 冬季一般档位要打到4档以上适用，原因是：您所购产品只有一个冷藏室温控器来控制冷藏和冷冻的温度，因冷藏温度技术要求控制在0～10度之间，而一般在冬季冷藏环境比较低，冷藏很容易到达设定的温度，如果设定温度过高，容易产生冰箱开机时间短导致冷冻制冷效果达不到，而冬季如果环境温度低，主要是要保证冷冻的制冷效果。一般情况下，如果环境温度低于16度，调到5档，低于10度，
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
家用电冰箱温度的正确调节方法修订版 IBMT standardization office【IBMT5AB-IBMT08-IBMT2C-ZZT18】
家用电冰箱温度的正确调节方法除非你家的温度一年四季如春，那你的冰箱的温度调好就不需要变动了。否则，由于夏季和冬季温差较大，为了达到省电和保证食品冷冻质量，就需要在夏天和冬天调一下冰箱的温控旋钮。 调节方法：温控旋钮一般有0、1、2、3、4、5、6、7当，数字越大，冷冻室里的温度越低。一般春秋天我们放到3档上，具体要看你的要求，冷冻室能否达到零下18度以下。为了达到食品保鲜和省电的目的，夏天我们可以打到1档或2档，冬天打到4档或5档。 有的人可能要问，冬天温度低，反而把温度设置的低（数值大），夏天温度高，反而把温度设置的高（数值小），是不是搞反了呀。其实有很多人都有这样的错误认识，认为冬天温度低可以把冰箱温度设置高点，夏天温度高要设置低些。为什么要我这样设置呢？那是因为，冰箱冷冻室的温度是靠储藏室里的温度控制，看你的温控旋钮就是在储藏室。储藏室里的温度一般在4～8度，到了冬天，室内温度接近这个温度，如果温控旋钮还在3或者小于3上的话，冰箱压缩机就很少启动了，虽然储藏室里的温度能够满足要求，但冷冻室的温度就不能达到零下18度以下，食物容易变质，严重时食品解冻溶化。到了夏天，温度比较高，如果温控旋钮还在3或者大于3上的话，冰箱储藏室为了达到温度要求，压缩机频繁启动，虽然冷冻室的温度比零下18度还要低，但却造成电能的浪费，缩短了冰箱的使用寿命，这也是我们所不希望的。所以正确调节冰箱温度控制旋钮可以使我们既保鲜又省电。 如何正确调节冰箱温度 1、夏季温度调节
项目三 电冰箱制冷系统的组成、作用及种类 【课时安排】：8个课时 【学习目标】： 1、知识目标：了解电冰箱的种类、规格和型号。 2、能力目标：通过理论知识的学习和应用，培养综合运用能力。 3、情感目标：培养学生热爱科学，实事求是的学风和创新意识，创新精神【知识目标】： 1、电冰箱组成。 2、电冰箱制冷系统的组成、作用及种类。 【教学过程】： 知识点一：电冰箱的基本组成： 一、概述 它主要有箱体、制冷系统、电气控制系统和附件四部分组成。 二、电冰箱组成 1、箱体：电冰箱的躯体部分，且来隔热保温。箱体内空间分为冷藏和冷冻两部分。 2、制冷系统：利用制冷剂在循环过程中的吸热和放热作用，将箱内的热量转移 至箱外空气中去，使箱内温度降低，达到冷藏、冷冻食物的目的。 3、电气自动控制系统：用于保证制冷系统按照不同的使用要求自动而安全地工 作，将箱内温度控制在一定范围内以达到冷藏冷冻的目的。 4、附件：完善和适应冷藏、冷冻不同要求而设置的。 知识点二：制冷系统的组成 1）压缩机（2）冷凝器（3）干燥过滤器（4）毛细管（5）蒸发器
一、电冰箱制冷系统的制冷原理 冰箱制冷系统工作经历了四个过程：压缩、冷凝、节流和蒸发。 （1）压缩机吸入来自蒸发器中的气态制冷剂，在内部汽缸内进行压缩，形成高温高压的气态制冷剂；把压力提高到与冷凝温度相对应的冷凝压力，经高压阀门从高压排气管送入冷凝器中。 （2）进入冷凝器的高温高压气态制冷剂，沿盘管向大气环境散热，与大气环境交换热量，同时在内部由气态冷凝成液态。 （3）液态制冷剂经干燥过滤器吸收水分、滤除有形赃物，优化制冷环境，防止制冷系统冰堵和脏堵。 （4）液态制冷剂经毛细管节流，控制制冷剂的流量，控制对蒸发器的供液量； 把压力由冷凝压力降至蒸发压力，送至蒸发器内。 （5）进入蒸发器的液态制冷剂，剧烈地汽化转变成气态制冷剂，同时，沿盘管吸收大量的热量，达到制冷目的。制冷剂循环往复，以至无穷。 二、压缩机
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。
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
冰箱由哪几部分构成 (2010-02-23 19:50:22) 转载▼ 电冰箱主要由箱体、门体、制冷系统、电气系统及附件五部分组成。 一．箱体和门体 箱体、门体根据不同的温度要求组成若干间室，与外界空气隔绝并分别保持一定低温。箱体、门体由箱壳、箱胆、门壳、门胆等结构件和绝热材料组成。 1． 箱壳、门壳一般由0.4-0.8mm的冷轧钢板作成，表面经磷化与喷塑（或喷漆）处理。为了美观，门壳多用彩板，有的冰箱已经使用拉丝板。 2．箱胆、门胆一般用厚1.2-5mm的ABS板或HIPS板经真空成型作成。箱胆也有用铝板作成的，这种箱胆强度比塑料好，但耐腐蚀性不如塑料。 3．隔热层 过去冰箱的隔热层都用玻璃棉充填，现在冰箱隔热层都用聚氨酯发泡塑料。聚氨酯发泡塑料是在异氰酸酯、聚醚的聚合反应中，加入发泡剂发泡而成。 发泡剂过去都采用R11，这种发泡剂对大气层的臭氧层有较大的破坏作用。现在的发泡剂逐渐改为R141b或环戊烷，这两种发泡剂都是环保发泡剂。 4．门铰链 箱体和门体由门铰链联接在一起。单门电冰箱有上、下两个铰链，双门电冰箱有上、中、下三个铰链。门铰链上一般都加一个限位机构和一个自锁机构。 5．门封条 为防止冰箱内冷气外泄和外界热气侵入，在门体的内壁四周装有磁性门封条，依靠磁条的磁力，将门封与箱体铁皮紧紧吸住。门封条是用软质聚氯乙烯挤塑成条，将磁性胶条穿入塑料门封条的空心管里，四角热粘合而成。康佳冰箱的门封条基本都可以进行拆卸，方便清洗。 二．制冷系统 电冰箱的制冷系统由压缩机、冷凝器、干燥过滤器、毛细管、和蒸发器组成，制冷系统利用制冷剂的循环进行热交换，将冰箱内的热量转移到冰箱外的空气中去，达到使冰箱内降温的目的。 1．压缩机 家用电冰箱用压缩机一般为全封闭压缩机。它的全称为“电冰箱用全封闭型电动机-压缩机”，它实际是将压缩机与电动机全部密封在机壳内。 （1）压缩机的作用 压缩机是制冷循环系统的“心脏”，它的作用是在电动机的带动下，输送和压缩制冷剂蒸气，使制冷剂在系统中进行制冷循环。当压缩机电动机带动曲轴作旋转运动时，连杆将旋转运动转化为活塞的往复式运动。活塞在气缸中所作的往复运动，可分为吸气、压缩、排气和膨胀四
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)
- . - 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
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
电冰箱温控系统 设计要求: A 、单片机控制。 B 、制冷控制电路、温度监测及恒温控制。 1、设计方案 本系统以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，原理框图如图1所示。 温度传感器从设备环境采集温度，单片机AT89S51获取采集的温度值，经处理得到当前环境中一个比较稳定的温度值，再根据当前设定的温度上下限值，通过加热和降温对当前温度进行调整。当采集的温度经处理后超过设定温度上限时，单片机通过三极管驱动继电器开启降温设备(压缩制冷器)，当采集的温度经处理后低于设定温度下限时，单片机通过三极管驱动继电器开启升温设备 (加热器)。 AT89S51 键盘电路 DS18B20 温度芯片数据传输 继电器1 压缩制冷 继电器2 加热器 MAX232电平转换芯片 报警电 PC 机 输入电源 复位电路 LED 数据显时钟电
2.测温模块的选择方案 DS18B20是一种单端通信的数字式温度传感器，操作简单。我们把单片机的一条I/O分配给温度传感器，即可完成温度采集。本系统在温度采集中使用的DS18B20测温原理图如图2-1所示：图中低温度系数晶振的振荡频率受温度的影响很小，用于产生固定频率的脉冲信号，送给减法计数器1；高温度系数晶振振荡频率随着温度变化，变化明显，所产生的信号作为减法计数器2的脉冲输入。图中还隐含着计数门，当计数门打开时，DS18B20就对低温度系数振荡器产生的时钟脉冲进行计数，进而完成温度测量，计数门的开启时间由高温度系数振荡器来决定。每次测量前，首先将-55℃所对应的一个基数分别置入减法计数器1、温度寄存器中。 图2-1 DS18B20测温原理图 DS18B20的内部有一个高速暂存RAM和一个非易失性的可电擦除的EEPRAM，后者存放高温度和低温度触发器TH、TL。当温度转换命令发布后，经转换所得的温度值以二字节补码形式存放在高速暂存存储器的第1和第2个字节。单片机可通过单线接口读到该数据，读取时低位在前，高位在后，对应的温度计算：当符号位S=0时，直接将二进制位转换为十进制；当S=1时，先将补码变为原码，再计算十进制值。第3和第4字节是TH 和TL的拷贝，是易失性的，每次上电复位时被刷新，第5字节为配置寄存器，它主要用来确定温度值的数字转换分辨率。6、7、8字节保留未用，为全逻辑1，第9字节是冗余检验字节。
§3.4电冰箱的制冷系统（抽真空、充注制冷剂等） 一、教学目标 1、掌握电冰箱制冷系统各部件的结构及作用。 2、掌握电冰箱制冷系统维修工具（双表修理阀、真空泵）的使用方法。 3、掌握电冰箱制冷系统抽真空、充注制冷剂的方法和操作。 二、工具器材 1、制冷压缩机 2、双表修理阀 3、真空泵 4、电冰箱模型 5、制冷剂R12 三、相关理论知识 1、制冷压缩机 （1）制冷压缩机的分类 压缩机主要类型有：活塞式、旋转式和涡旋式三种。根据压缩机和电动机连接方式的不同，活塞式制冷压缩机可分为开启式、半封闭式和全封闭式三种。电冰箱制冷系统使用的压缩机属于全封闭式压缩机。其中比较典型的是往复活塞式压缩机。往复活塞式压缩机又可分为连杆式、滑管式、电磁式三种。 （2）全封闭式压缩机的特点 压缩机与电动机共用一主轴，安装在利用弹簧悬吊的钢制机壳内，机壳采用焊接密封。从其外形看，封闭的外壳有三根铜管（即吸气管、排气管、工艺管）和一个电动机的电源接线盒（如图3.4-1所示）。 全封闭式压缩机与开启式、半封闭式压缩机相比，结构更紧凑，重量更轻，噪音更小，制冷剂不易泄漏，日常维护工作量很小，特别适用于家庭小型制冷装置。
图3.4-1全封闭式压缩机外形图（3）往复活塞式压缩机的内部结构简介 1) 机械部分 用专用工具打开压缩机顶盖，看见压缩机内部的机械部分，如图3.4-2所示。 图3.4-2压缩机内部的机械部分 2) 压缩机的电动机 小型压缩机的电动机大多是单相电动机，其绕组由启动绕组和运转绕组两部分构成，通常启动绕组较细、运转绕组较粗。共有3个引出线端子：R、S、C，如图3.4-3所示。
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。
电冰箱的自动控制 自动控制技术是能够在没有人直接参与的情况下，利用附加装置（自动控制装置）使生产过程或生产机械（被控对象）自动地按照某种规律（控制目标）运行，使被控对象的一个或几个物理量（如温度、压力、流量、位移和转速等）或加工工艺按照预定要求变化的技术。它包含了自动控制系统中所有元器件的构造原理和性能，以及控制对象或被控过程的特性等方面的知识；自动控制系统的分析与综合；控制用计算机（能作数字运算和逻辑运算的控制机）的构造原理和实现方法。自动控制技术是当代发展迅速，应用广泛，最引人瞩目的高技术之一；是推动新的技术革命和新的产业革命的核心技术；是自动化领域的重要组成部分。 自动控制技术有很强的应用背景，无论是在炼钢、轧钢、化工、石油、电力等工业上，或是造纸、纺织、皮革和食品等工业上；无论是在航空、航海、汽车和铁路运输工业和国防工业上，或是图书资料的管理、实验室技术设备上都得到广泛应用。自动控制技术对导弹和人造地球卫星是非常重要的，对于研究原子能的应用，研究飞机和导弹的空气动力和结构强度也是有用的。没有应用背景的“控制理论”就缺乏生命力。如何巧妙地运用控制的基础理论来解决实际问题是和研究控制理论本身不同的另一种创造性工作。下面以电冰箱为例介绍一下自动控制的原理： 一、冰箱简介：一种使食物或其他物品保持冷态的小柜或小室，用于冷冻、冷藏食品 或其他物品，内有制冰机用以结冰的柜或箱带有制冷装置的储藏箱。家用电冰箱的容积通常为20～500升。1910年世界上第一台压缩式制冷的家用冰箱在美国问世。1925年瑞典丽都公司开发了家用吸收式冰箱。1927年美国通用电气公司研制出全封闭式冰箱。1930年采用不同加热方式的空气冷却连续扩散吸收式冰箱投放市场。1931年研制成功新型制冷剂氟利昂12。50年代后半期开始生产家用热电冰箱。中国从50年代开始生产电冰箱。 二、冰箱历史：17世纪中期，“冰箱”这个词才进入了美国语言，在那之前，冰只是刚刚开始影响美国普通市民的饮食。随着城市的发展冰的买卖也逐渐发展起来。它渐渐地被旅馆、酒馆、医院以及被一些有眼光的城市商人用于肉、鱼和黄油的保鲜。内战（1861-1865）之后，冰被用于冷藏货车，同时也进入了民用。到1880年以前，已经有半数在纽约、费城和巴尔的摩销售的冰，三分之一在波士顿和芝加哥销售的冰箱开始进入家庭使用，因为一种新的家庭设备——冰箱——即现代冰箱的前身，被发明了。现在同类产品还有冰柜。制造一台有效率的冰箱不像我们想象的那么简单。19世纪早期，发明家们关于对冷藏科学至关重要的热物理知识的了解是很浅陋的。人们认为最好的冰箱应该防止冰的融化，而这样一个在当时非常普遍的观点显然是错误的，因为正是冰的融化起到了制冷作用。早期人们为保存冰而作出了大量的努力，包括用毯子把冰包起来，使得冰不能发挥它的作用。直到近19世纪末，发明家们才成功地找到有效率的冰箱所需要的隔热和循环的精确平衡。但早在1803年，一位有发明天才的马里兰农场主——托马斯?莫尔就找到了正确的方法。他拥有一个农场，离华盛顿约20英里，那里的乔治镇村庄是集市中心。当他用自己设计的冰箱运送黄油去市场时，他发现顾客们会走过装在竞争者桶里那些迅速融化的黄油而给他比 自动控制 市价更高的价格买他仍然新鲜坚硬，整齐地切成一磅一块的黄油。莫尔说他的冰箱的一个好处是使得农民们不必为了保持他们产品的低温而在夜里去市场交易。 三、按工作原理分的冰箱种类 1）压缩式电冰箱：该种电冰箱由电动机提供机械能，通过压缩机对制冷系统作功。制冷系统利用低沸点的制冷剂，蒸发时，吸收汽化热的原理制成的。其优点是寿命长，使用方便，目前世界上91～95％的电冰箱属于这一类。 2）吸收式电冰箱：该种电冰箱可以利用热源（如煤气、煤油、电等）作为动力。利用氨－水－氢混合溶液在连续吸收－扩散过程中达到制冷的目的。其缺点是效率低，降温慢，现已
电冰箱温度控制系 统设计
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、
§3.4 电冰箱的制冷系统（抽真空、充注制冷剂等） 一、教学目标 1、掌握电冰箱制冷系统各部件的结构及作用。 2、掌握电冰箱制冷系统维修工具（双表修理阀、真空泵）的使用方法。 3、掌握电冰箱制冷系统抽真空、充注制冷剂的方法和操作。 二、工具器材 1、制冷压缩机 2、双表修理阀 3、真空泵 4、电冰箱模型 5 、制冷剂R12 三、相关理论知识 1、制冷压缩机 （1 ）制冷压缩机的分类 压缩机主要类型有：活塞式、旋转式和涡旋式三种。根据压缩机和电动机连接方式的不同，活塞式制冷压缩机可分为开启式、半封闭式和全封闭式三种。电冰箱制冷系统使用的压缩机属于全封闭式压缩机。其中比较典型的是往复活塞式压缩机。往复活塞式压缩机又可分为连杆式、滑管式、电磁式三种。 （2 ）全封闭式压缩机的特点压缩机与电动机共用一主轴，安装在利用弹簧悬吊的钢制机壳内，机壳采用焊接密封。从其外形看，封闭的外壳有三根铜管（即吸气管、排气管、工艺管）和一个电动机的电源接线盒（如图3.4-1 所示）。 全封闭式压缩机与开启式、半封闭式压缩机相比，结构更紧凑，重量更轻，噪音更小，制冷剂不易泄漏，日常维护工作量很小，特别适用于家庭小型制冷装置。
图3.4-1全封闭式压缩机外形图 (3 )往复活塞式压缩机的内部结构简介 1)机械部分 用专用工具打开压缩机顶盖，看见压缩机内部的机械部分，如图 3.4-2所示。 图3.4-2压缩机内部的机械部分 2)压缩机的电动机 小型压缩机的电动机大多是单相电动机，其绕组由启动绕组和运转绕组两部分构成, 常启动绕组较细、运转绕组较粗。共有3个引出线端子：R、S、C,如图3.4-3所示。
家用电冰箱温度的正确调节方法 除非你家一年四季如春，那你的冰箱的温度调好就不要动了。否则，由于夏季和冬季温差较大，为了达到省电和保证食品冷冻质量，就需要在夏天和冬天调一下冰箱的温控旋钮。 调节方法：温控旋钮一般有0、1、2、3、4、5、6、7当，数字越大，冷冻室里的温度越低。一般春秋天我们放到3档上，具体要看你的要求，冷冻室能否达到零下18度以下。为了达到食品保鲜和省电的目的，夏天我们可以打到1档或2档，冬天打到4档或5档。 有的人可能要问，冬天温度低，反而把温度设置的低（数值大），夏天温度高，反而把温度设置的高（数值小），是不是搞反了呀。其实有很多人都有这样的错误认识，认为冬天温度低可以把冰箱温度设置高点，夏天温度高要设置低些。为什么要我这样设置呢？那是因为，冰箱冷冻室的温度是靠储藏室里的温度控制，看你的温控旋钮就是在储藏室。储藏室里的温度一般在4～8度，到了冬天，室内温度接近这个温度，如果温控旋钮还在3或者小于3上的话，冰箱压缩机就很少启动了，虽然储藏室里的温度能够满足要求，但冷冻室的温度就不能达到零下18度以下，食物容易变质，严重时食品解冻溶化。到了夏天，温度比较高，如果温控旋钮还在3或者大于3上的话，冰箱储藏室为了达到温度要求，压缩机频繁启动，虽然冷冻室的温度比零下18度还要低，但却造成电能的浪费，缩短了冰箱的使用寿命，这也是我们所不希望的。所以正确调节冰箱温度控制旋钮可以使我们既保鲜又省电。 如何正确调节冰箱温度呢？ 1、夏季温度调节 人们习惯的认为，夏天的环境气温较高，食物易腐烂变质，所以电冰箱的内部温度应调得低一点。然而，从食物短期保鲜和省电角度看，电冰箱内的温度不宜过低，三星级冰箱的冷冻温度可控制在零下18摄氏度，冷藏室平均温度为5摄氏度。这是设计时可达到的温度。在此温度下，冷冻食品的保鲜时间约为3个月，而在实际使用中，电冰箱的内部温度可按需调节。夏季，如果我们仍然将内部温度调得很低，则箱内外的温差增大，这样非但不利于电冰箱的正常使用，而且对食物保鲜也没什么根本性提高，反而增加耗电。倒不如将电冰箱内的温度适当调高，如将冷冻室温度调高到零下15摄氏度；冷藏室平均温度调至7摄氏度左右，此时的冷冻食品仍可保鲜1.8个月。可见，夏季高温时，若适当调高电冰箱的
电冰箱的结构和工作原理 一、电冰箱的结构 外形 组成部件 电冰箱由箱体、制冷系统、控制系统和附件构成。在制冷系统中，主要组成有压缩机、冷凝器、蒸发器和毛细管节流器四部分，自成一个封闭的循环系统。控制系统中主要有温控器、热继电器、过载保护器、门碰开关等。 二、工作原理 系统里充灌了一种叫“氟里昂12(CF2Cl2，国际符号R12)”的物质作为制冷剂。R12在蒸发器里由低压液体汽化为气体，吸收冰箱内的热量，使箱内温度降低。变成气态的R12被压缩机吸入，靠压缩机做功把它压缩成高温高压的气体，再排入冷凝器。在冷凝器中R12不断向周围空间放热，逐步凝结成液体。这些高压液体必须流经毛细管，节流降压才能缓慢流入蒸发器，维持在蒸发器里继续不断地汽化，吸热降温。就这样，冰箱利用电能做功，借助制冷剂R12的物态变化，把箱内蒸发器周围的热量搬送到箱后冷凝器里去放出，如此周而复始不断地循环，以达到制冷目的 三、故障维修检查三要素 （一）看 1、看制冷系统各管路是否有断裂，各焊接点处是否有泄漏，如有泄漏，必有油渍出现。 2、看压缩机吸、排气（高、低压）压力值是否正常。 3、看蒸发器和回气管挂霜情况。如冷冻蒸发器只挂有一部分霜或不结霜均属于不正常现象。（冷藏蒸发器不能照次判断） 4、注意冷藏室或冷冻室的降温速度，若降温速度比正常运转时显著减慢，则属不正常现象。 5、看冰箱主控制板的各种显示状态。 6、看冰箱放置的环境。 7、看冰箱门封、箱体、台面、保温层状态和保温环境。 （二）听 1、听压缩机运转时的各种声音全封闭机组出现“嗡嗡”的声音是电机不能正常启动的过负荷声音。“嘶嘶”声是压缩机内高压管断裂发出的高压气流声，“咯咯”声是压缩机内吊簧断裂后发出的撞击声。压缩机正常运转时，一般都会发出轻微但又均匀的“嗡嗡”的电流振动声。如出现“通通”声，是压缩机液击声，即有大量制冷剂湿蒸气或冷冻机油进入气缸。“当当”声是压缩机内部金属撞击声，这响声说明内部运动部件有松动（注意与开停时撞缸声区别） 2、听蒸发器里气体流动在压缩机工作的情况下打开箱体门，侧耳细听蒸发器内的气流声，“嘶嘶嘶”并有流水似的声音是蒸发器内制冷剂循环的正常气流声。如没有流水声，则说明制冷剂已渗漏。蒸发器内没有流水声、气流声、说明过滤器或毛细管有堵塞，与堵、漏区别。 3、听温控器、启动继电器、主控板继电器、电磁阀换向声音是否正常。 （三）摸 1、摸压缩机运转时的温度，压缩机正常运转时，温度不会升高太多，一般不超过90°（长时间运转可能会超过此值） 2、压缩机正常运转5～10分钟后，摸冷凝器的温度，其上部温度较高，下部温度较低（或右边温度高，左边温度低，视冷凝器盘管形式而异），说明制冷剂在循环。若冷凝器不