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
逐渐被淘汰。
3）半导体电冰箱：它是利用对PN型半导体，通以直流电，在结点上产生珀尔帖效应的原理来实现制冷的电冰箱。
4）化学冰箱：它是利用某些化学物质溶解于水时强烈吸热而获得制冷效果的冰箱。
5）电磁振动式冰箱：它是用电磁振动机作本动力来驱动压缩机的冰箱。其原理、结构与压缩式电冰箱基本相同。
6）太阳能电冰箱：它是利用太阳能作为制冷能源的电冰箱。 7）绝热去磁制冷电冰箱。 8）辐射制冷电冰箱。 9）固体制冷电冰箱。
我们现在用的基本都是压缩式电冰箱，所以下面我们主要讲解压缩式电冰箱四、压缩式电冰箱原理及主要结构
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。其中蒸发器安装在电冰箱内部的上方，其他部件安装在电冰箱的背面。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（现在也有新型号的制冷剂）。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。
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
全自动电冰箱的控制PLC 程序设计 一 程序设计要求 (1) 水位控制[高水位 25s （传感器） [中水位进水 15s （传感器） [低水位进水 10s （传感器） (2) 程序选择 [全程序 [简易程序 (3) 全程序过程 进水 洗涤(正转3s （30s ）,反转2s （30s ）,停1s （2s ）,200次（5）) 排水(20s 用传感器) 脱水(10s （30s ）) 停止 | 循环三次 ︳ |<----------------------------------------------------------------------︳ (4) 简易过程 进水 洗涤(正转3s,反转2s,停1s,200次) 排水(20s) 脱水(10s) 停止 | 循环二次 ︳ |<----------------------------------------------------------------------︳ ① I/O 分配 ② 梯形图 ③ 软盘 进水阀(Y0) 排水阀(Y1) 电机正反转(Y1,Y2) 脱水 (Y4)
二I/O分配图 起动进水 水位(高) 排水 水位(中) 电机正转 水位(低) 电机反转 全程序脱水 简易程序 二状态转换图 (见附录一) 三梯形图 (见附录二) 分析如下 1, 初始脉冲M8002使初始状态S0置为1,当按驱动按钮X0. 先选择了水位,程序类型后再按X0起动的. 2,
按X04,选择的是全程序. 按X05,选择的是简单程序. 本来是以X04为全程序, X04非作为简单程序,但在程序结束的时候,不能令M0置零.所以增加了X05作为简单程序的选择按钮. 3, X01控制高水位,按X01,起动M1,并自锁. X02控制中水位,按X02,起动M2,并自锁. X03控制低水位,按X03,起动M3,并自锁. 4,
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。
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
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
全自动电冰箱控制电路设计毕业论文 目录 摘要··············································· I Abstract ·············································· II 1 绪论 (1) 2 电冰箱的制冷原理 (4) 2.1 电冰箱的概述 (4) 2.1.1 电冰箱的分类 (4) 2.1.2 电冰箱的主要规格与星级规定 (5) 2.1.3 电冰箱的制冷原理 (6) 3 整机设计方案 (8) 3.1 方案1 (8) 3.2 方案2 (8) 3.3 选择方案 (9) 3.4 整机设计方案 (9) 4 硬件电路设计 (11) 4.1 整机电路 (11) 4.2 温度检测电路 (11) 4.3 A/D转换电路 (12) 4.4 单片机及外围电路 (15) 4.5 键盘及显示电路 (19) 4.6 过欠压保护电路 (21)
4.7 压缩机驱动电路及电热丝控制电路 (22) 4.8 电源电路 (23) 4.9 指示报警电路 (24) 5 软件程序设计 (25) 5.1 概述 (25) 5.2 程序流程图 (26) 5.3 程序编制 (29) 结论 (53) 参考文献 (54) 附表1元件清单 (55) 附录A全自动电冰箱控制电路图 (56) 附录B电路板实物及使用设备图 (57) 致谢 (60)
1 绪论 电冰箱是以人工方法获取低温，供储存食物、药品等的冷藏与冷冻器具。电冰箱自动控制电路是指对电冰箱所要实现的诸多功能，如制冷、化霜等进行自动控制，而无需人为操作。电冰箱在进入中国几十年里，发展速度非常快。随着人们生活水平的提高，电冰箱已经走进千家万户，慢慢成为人们生活的必须品。而人们对电冰箱的功能、保鲜效果及价格等要求也越来越高。这就要求设计师们考虑到电冰箱功能全、保鲜好、自动化程度高、成本低廉等许多问题。从一些参考资料上获悉当前国外电冰箱的主要发展方向可归结为：节能、环保、降噪、变频技术、模糊控制、抗菌、除臭和保湿、多间室冰箱和迷你型冰箱、网络化冰箱。而这些发展又需要控制电路来实现。在当今电冰箱市场上，大多数电冰箱的控制电路仍是采用机械控制方式，仅有少数高档电冰箱采用了软件控制方式。电冰箱控制电路的改进是改进电冰箱的措施之一。 在选择这个设计题目时，我走访了国美、苏宁几家大型的电器商店，在电冰箱市场上已经出现一些比较高档的产品。这些高档产品主要是增强了许多功能，如保鲜性能的提高、环保性能的提高等。但拥有这些功能的高档产品并不多，目前上市的大部分电冰箱都还是普通电冰箱，高档电冰箱的价格非常高。电冰箱的设计还有待进一步的完善，电冰箱制冷循环系统基本上没有什么改变，仍然由四大基本部件
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。
基于单片机的智能冰箱温度控制器的设计 摘要 随着生活水平的提高，科技的发展，电冰箱已经成为每个家庭必备的家用电器。同时，随着人们的不同需求，电冰箱的样式在多样化，功能也在智能化，给人们的生活带来了很多方便。 本文首先介绍了电冰箱的国内外发展情况，其次对设计的硬件部分和软件部分进行详细的描述。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以及蒸发器表面温度。通过INTEl公司的高效微控制器MCS-51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。 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，且节能效果良好。 关键词：电冰箱，单片机，温度传感器，温度控制
DESIGN OF THE INTELLIGENT REFRIGERATOR TEMPERATURE CONTROLLER BASED ON MICROCONTROLLER UNIT ABSTRACT With the improvement of living standards, technological development, refrigerators have become an essential household appliances .At the same time , as people’s different needs and refrigerators in the diversity of style, functionality is also intelligent, it has brought a lot of convenience to people’s life. This paper describes the development of the temperature controller ,followed by the design of hardware and software parts described in detail.The electric refrigerator temperature control system is uses the temperature sensor DS18B20 gathering electric refrigerator cold-storageroom and the freezing room temperature with cvaporating surface temperature monolithic integrated circuit carries on the digital signal processing through INTEL corporation's highly effective micro controller MCS-C51,thus achieves the intelligent control the goal.This system may realize the electric refrigerator cold-storageroom and the freezing room temperature establishment,the electric refrigerator automatically defrosts,opens the gate to report to the police and so on the function . By improving the refrigerating system of refrigerator and applying the vague-control technology the goal of double-temperature double-control has been realized;it makes possible for the refrigerator to regulate the amount of cold air in a speedy and rational way. Thus,power saving is available. KEY WORDS: The temperature sensor ，The one-chip computer，The electric refrigerator,Temperature control
- . - 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
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
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。
文献综述 电冰箱控制系统设计 摘要：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，对电冰箱控制系统提出了更高的要求，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的要求。本文采用MCS一51系列中的8051单片机作为控制系统的核心对电冰箱的工作过程进行控制。电路利用温度传感器对冷冻室及冷藏室的温度进行检测，再送入单片机进行分析判断，当蒸发器的温度高于一定温度时就启动压缩机，当温度低于一定温度时就停止启动压缩机，从而达到使冰箱内的温度保持在设定温度范围内的目的。此外，通过键盘对冷冻室及冷藏室温度进行设定并显示、对连续速冷时间进行设定并显示、开门超时警、工作电压超限报警以及自动除霜等功能。 关键词：单片机，电冰箱，控制系统 引言 随着超大规模集成电路技术的发展，单片机也随之有了很大的发展，各种新颖的单片机层出不穷，并以广泛的应用深入到人类生活的各个领域，成为当今科技不可缺少的重要工具。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、性能可靠、价格低廉等特点，因此，在工业控制、智能仪器仪表、数据采集和处理、通信系统、高级计算器、
家用电器等领域的应用日益广泛，并且正在逐步取代现有的多片微机应用系统。采用单片机对电冰箱进行控制，可以使电冰箱的控制更准确灵活直观。 现状分析 1单片机控制系统 1.1对电冰箱的控制要求 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, 使冰箱内的温度保持在设定温度范围内。一般当蒸发器温度高至 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。采用单片机控制, 可以使控制更准确、灵活。 电冰箱采用单片机控制主要功能及要求是: a)人工智能, 自动调温: 在人工智能状态下, 电冰箱能够随环境温度变化而自动调节温度设置, 无需人为调节, 便能达到最佳制冷效果。 b) LED ( 发光二极管 ) 显示, 数字温控: 利用 LED显示冷冻室、冷藏室温度以及压缩机启停和速冻、报警状态, 动态显示电冰箱的运行情况。 c)冷藏、冷冻温度调节: 利用功能键分别控制温度设定、速冻设定、冷藏室及冷冻室温度设定等, 冷藏温度可设置在 2 ~ 10 之间; 冷冻温度可设置在- 16 ~ - 26 之间或 - 7 。 d) 多温保鲜功能: 冷冻温度可设置在 - 7 , 进入多温保鲜功能,
燕山大学 专利设计说明书题目：电冰箱控制系统设计 学院（系）：电院自动化系 年级专业：计算机控制 学号： 学生姓名： 指导教师： 教师职称：
目录 摘要..................................................................................................................IIII 第一章绪论. (1) 1.1电冰箱控制系统发展现状 (1) 1.2论文设计主要内容 (1) 第二章硬件设计 (2) 2.1 MCS-51单片机简介 (2) 2.1.1 MCS－５１系列单片机的主要功能 (3) 2.1.2 内部结构 (3) 2.1.3 外部引脚说明 (4) 2.2 时钟电路 (5) 2.3 复位电路 (6) 2.4 电源供电电路 (7) 2.5 转换电路 (8) 2.5.1 ADC0809简介 (8) 2.5.2 温度检测 (10) 2.5.3 除霜电路 (11) 2.6 键盘与显示电路 (13) 2.7制冷与除霜控制电路 (16) 2.7.1 锁存器74LS273 (16) 2.7.2 驱动控制电路的设计 (17) 第三章软件设计 (18) 3.1 主程序 (18) 3.2 初始化子程序 (22) 3.3 键盘扫描子程序 (23) 3.4 打开、关闭压缩机子程序 (27) 3.5 定时器0中断程序：用于压缩机延时 (29) 3.6 延时子程序 (30) 结论 (31) 参考文献 (32)
摘要 单片机即单片微型计算机（Single-Chip Microcomputer），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。 本系统分温度测量和信号产生输出两大部分。温度测量部分以模拟电路为主，配合电压比较模块、A/D转化模块，在误差允许范围内测量温度值，并进行比较,产生电压信号。信号经A/DC0809进行A/D转换，进入AT89C51单片机。信号经单片机的控制运算处理，产生控制信号并输出控制压缩机、加热器的启动与停止。此外，该系统可通过专用键盘接口芯片8279进行温度的设定及显示。系统扩展LED显示器，显示动态的冷冻室温度和冷藏室温度；系统扩展了多个功能键，通过功能键可人为改变控制设定值从而满足不同用户的不同需要。 近年来，随着微电子技术、传感器技术以及计算机控制技术的发展，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、人性化和节能是其发展方向。传统的机械式、简单的电子控制已经难以满足发展要求。为此，本文介绍了采用AT89C51单片机作为控制器核心，对电冰箱的工作过程进行控制，并用声音将电冰箱的一些工作过程进行提示，使控制过程更人性化。通过AD590温度传感器对冷藏室温度,冷冻室温度进行检测，并将产生的模拟信号，通过ADC0809进行A/D转换送入单片机；对霜厚度则通过热敏电阻进行温度检测后产生中断信号送入单片机。温度检测信号经单片机处理后用语调节压缩机和加热器的工作，满足消费者对温度的设置要求，实现自动除霜功能。
P L C | D C S | OMROM 冰箱门体发泡工艺中控制系统的设计 工控网友 冰箱门体发泡工艺中控制系统的设计思想 The Design Thought of Control System in Vesicant Technics for a Refrigerator Gate 何爱华 摘要：本文给出了一种用于电冰箱生产线中的七工位门体发泡设备的基于PLC 控制系统的结构和工作原理，介绍了用PLC 、人机界面、编码器、变频器进行发泡工艺流程控制、精确定位和多变速控制的实现方法。 关键词：人机界面、PLC 、编码器 Abstract: The structure and principium of seven-work-spot vesicant equipment for a refrigerator gate applied in refrigerator product line, whichis based on PLC control syste m, is given. The method of how to control vesicant technics fl ow, pitch accurat ely and control variousspeeds with PLC, HMI, coder and transducer is brie fl y i ntroduced. Key words: HMI ；PLC ；CODER 1.引言 门体发泡工艺是电冰箱生产线上重要的工艺环节，所以门体发泡设备就显得尤为重要。它是和发泡机共同对冰箱门体进行冲注发泡料并保证发泡合格来生产冰箱门体的。该设备的工艺过程主要包括上料、冲注发泡剂、旋转、锁模等工序。其电气控制系统的主要功能是实现发泡工序逻辑流程控制。本文介绍的PLC 控制系统应用于某冰箱制造厂的门体发泡 该厂商相关技术文摘: 利用MODBUS 实现永宏PLC 控制多台变频器系统的设计 基于ARM 和GPRS 的嵌入式 远程IAP 在配变监控终端上的实现 罗克韦尔1336IMPACT 变频 器在4#板坯连铸机中的应用 基于FPC2000 DCS 的发酵过程智能控制系统 基于B/S 结构的网络控制系统的开发与研究 基于PROFIBUS －DP 的FCS 性能研究及诊断软件的开发 判断三相异步电动机定子绕组连接正确性的探讨 基于Acrel-5000的大型公共建筑能耗监测系统设计与应用 表面肌电信号数字传感器的设计 智能集成电力电容器