电冰箱温度控制电路设计
摘要：本设计为基于单片机的电冰箱温度控制系统。单片机采用STC89C52RC，温度传感器采用DS18B20，液晶显示器采用1602。本设计可以实现自动调温控制，液晶显示，数字温控，冷藏、冷冻温度调节控制，多温保鲜功能控制，速冻功能等功能。
关键词：电冰箱；温度控制电路；单片机；温度传感器
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THE DESIGN OF REFRIGERATOR TEMPERATURE CONTROL
CIRCUIT
Abstract：This design is a refrigerator control circuit based on SCM. SCM used by this design is STC89C52RC. Temperature sensor is DS18B20 when 1602 is used as LCD monitor. This design can achieve functions of automatic temperature control, LCD display, digital temperature control, cold storage, refrigeration, multi- temperature preservation function control, quick freezing, etc.
Key Words: Refrigerator; Temperature Control Circuit; SCM; Temperature Sensor
目录
1 绪论 (1)
1.1 引言 (1)
1.2 课题的背景及意义 (1)
1.3 国内外发展现状及发展趋势 (1)
1.4 本设计主要的研究内容 (2)
2 工作原理和功能 (3)
2.1 电冰箱工作原理 (3)
2.2 控制电路工作原理 (3)
3 硬件电路设计 (4)
3.1 系统的总体设计 (4)
3.2 单片机STC89C52RC (7)
3.2.1 管脚说明 (7)
3.2.2 主要特性 (8)
3.2.3 中断系统 (9)
3.2.4 运算器 (9)
3.3 温度传感器DS18B20 (10)
3.3.1 内部结构与管脚说明 (10)
3.3.2 主要特性 (10)
3.3.3 工作原理 (11)
3.4 LCD1602 (15)
3.4.1 外形尺寸 (15)
3.4.2 接口信号说明 (15)
3.4.3 控制器接口说明 (16)
3.4.4 指令说明 (16)
3.4.5初始化过程（复位过程） (17)
4 程序设计 (18)
4.1 主函数 (18)
4.2 接口定义 (19)
4.3 温度读取子函数 (20)
4.4 液晶写数据子函数 (20)
4.5 液晶显示子函数 (21)
4.6 温度数据处理子函数 (22)
4.7 按键扫描子函数 (23)
5 总结 (25)
致谢 (26)
参考文献 (26)
1 绪论
1.1 引言
冰箱是一个深刻改变了人类生活的现代奇迹。在人类发明冰箱之前，保存肉类的唯一方法是将其腌制。而能在夏季喝到冰凉饮料更是一种奢望。
随着经济的日益发展，人民的生活水平有了非常大的提高，冷冻设备在旅馆，医院，家庭，科研单位和餐厅得到了广泛的应用。
冰箱是冷冻设备的一种，在家庭中它主要被用于冷藏或冷冻蔬菜，食品 ,水果, 饮料以及制作少量的食用冰块。冰箱一般是借以电动压缩机为动力。
1.2 课题的背景及意义
作为冰箱的消费大国，中国每年都会有上千万台的冰箱进入市场。冰箱在给人民的生活带来方便的同时，也消耗着大量的电力资源。地球上的能源无疑是有限的，很多能源都是不可再生能源，因此节约能源早已成为当今世界的一种重要的社会意识，也是尽可能的减少能源消耗、增加能源利用率的一系列有效行为。《中华人民共和国节约能源法》[1]指出“节约资源是我国的基本国策。国家实施节约与开发并举、把节约放在首位的能源发展战略。”
同时，中国目前仍以煤为主要资源来进行电力生产。生产过程中会排放大量的二氧化碳及其他有害气体。在常规能源逐渐耗尽和生态环境日加恶化这两大危机夹击下，推广节能冰箱无疑可以使有害气体的排放量得到很大幅度削减，非常有利于减轻大气污染，并将推动能源的可持续利用。
电冰箱温度控制系统采用基于单片机，不仅可以大大缩短设计新产品所需的时间，同时只要增加少量外围器件，在软件设计方面就可以实现功能的扩展，和智能方面的提高，给人们提供越来越多的功能，越来越人性化智能化的操作感受。同时因为单片机造价低、开发周期短，使得基于单片机的电冰箱价格相对较低，使更多的人，特别是农村地区的消费者能够消费得起。
本设计所研究的冰箱，其温度控制电路通过单片机来产生PWM信号，再用PWM信号控制功率模块去实现压缩机的变频控制。根据温度的检测反馈的信号来调节变频范围，使压缩机达到工作的最佳状态，来实现可变制冷，从而达到节能的效果。
1.3 国内外发展现状及发展趋势
市场上目前销售的双门直冷式电冰箱，一般含有冷冻室和冷藏室。冷冻室通常被用于冷冻的温度是-6～-18℃；因为要求有一定的保鲜作用，不能冻伤食品，冷藏室常用在相对冷冻室较高的温度下来存放食品，冷藏室室温一般为0～10℃[2]。传统的电冰箱的温度一般是由冷藏室来控制，冷藏室、冷冻室的不同温度通过调节蒸发器在两个室的面积大小实现。冰箱内的温度会受诸多因素的影响，如放入冰箱的物品初始温度的高低、存放品散热特性和热容量、物品在冰箱内的充满率、环境温度高低、开门的频繁程度等等。因此这种受控参数和随机因素很多的温度控制，难以
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建立一个标准的数学模型，或者也无法用传统的PID调节去实现。一台品质好的电冰箱应该具备较高的温度控制精度，同时又具有最优的节能效果。为了达到这样的设计要求，采用模糊控制技术无疑会是最佳的选择[3]。
为了顺应市场的需要，更好地满足广大的消费者不断提高的消费需求，各大电冰箱厂商都在不断地在改进原有的产品，开发新产品，使电冰箱的功能更加的完善，规格更加的齐全。像模糊逻辑控制、采用变频或双转子旋转式压缩机、自动致病、自动除臭抗菌等、无CFC技术已被广范运用于电冰箱之中。在多能源冰箱开发方面，国外在吸收式、吸附式冰箱方面迅速发展[4]。近几年来，日本三洋公司在吸收式电冰箱方面突破了一些技术难关，已发展到耗电量可与压缩式冰箱相近似的水平。全世界目前吸收式和吸附式电冰箱的年产量约为150万台。其中以瑞士和瑞典的产量最多，质量最好。近年来，半导体冰箱，太阳能冰箱也格外引人注目。采用滚动转子式的压缩机，不仅质量减轻，体积减小，而且能耗降低。日本目前100W以上的滚动转子式压缩机已经投入使用，用电量比同类冰箱少20%~25%。而应用单片机控制的冰箱，其节电量可达15%~20%[5]。
1.4 本设计主要的研究内容
随着集成电路技术的日益发展，单片机的功能也不断增强，不断涌现出来许多高性能的新型机种。单片机因其体积小、功能强、造价低、可靠性很高和开发周期短等优点，被广泛应用于自动化和各个测控领域，成为工业生产中不可缺少的器件，尤其在日常生活中发挥着越来越大的作用。同时，人们对家用电冰箱的控制功能要求越来越高，这就对电冰箱控制器提出了更高要求。智能化，多功能是其发展方向之一。简单的电子控制，传统的机器控制已经难以满足发展的要求。电冰箱温度控制系统采用基于单片机，不仅可以大大缩短设计新产品所需的时间，同时只要增加少量外围器件，在软件设计方面就可以实现功能的扩展，和智能化方面的提高。因此可以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。
电冰箱的控制原理，是依据蒸发器的温度来控制制冷压缩机的启动、停止,使冰箱内的温度处于设定的温度范围内。一般当蒸发器的温度高于10℃时，压缩机启动，制冷；当温度低于-18℃的时候，停止制冷,关闭压缩机。采用单片机控制,能够使控制更准确、灵活。本设计可以实现自动调温控制，液晶显示,数字温控，冷藏、冷冻温度调节控制，多温保鲜功能控制，速冻功能等功能。
2 工作原理和功能
2.1 电冰箱工作原理
冰箱的基本原理比较简单：冰箱利用液体蒸发来吸收热量。电冰箱中使用的液体（即制冷剂），能够在极低的温度下蒸发，使得冰箱内部保持冰冻温度。假如把冰箱的制冷剂放在皮肤上，它因蒸发会使皮肤冻伤[6]。
所有的冰箱都由五个基本部分组成：
压缩机
安全阀
热交换管：冰箱外部呈盘曲状或弯曲的管道
制冷剂：冰箱内蒸发来制造低温的液体
冷交换管：冰箱内部呈盘曲状或弯曲的管道
很多工业冰箱会使用纯氨作为制冷剂，纯氨会在-32℃时蒸发。
压缩机压缩制冷剂气体，这会升高制冷剂的温度和压力。冰箱外部的热交换线圈会帮助制冷剂散发掉加压产生的热量。
当制冷剂冷却的时候，制冷剂液化成液体形式，并且流经安全阀。
当制冷剂流过安全阀时，液态制冷剂将从高压区向低压区流动，因此它会膨胀并蒸发。在蒸发的过程中，它会吸收热量，产生制冷效果。
冰箱内的线圈能帮助制冷剂吸收热量，使得冰箱内部保持低温。之后重复此循环。这就基本上阐述了冰箱的工作原理[7]。
2.2 控制电路工作原理
冷藏室和冷冻室各有一个温度传感器DS18B20，实时监测两室的温度，在液晶显示器1602上呈现。通过功能按键可以设定冷藏室和冷冻室的温度。当单片机将从温度传感器读取的温度值与设定温度值相比较，若发现实时温度较设定温度值高，则发出PWM信号，使对应的发光二极管亮，并启动压缩机制冷。制冷至实时温度低于设定值时，单片机在比较后，发出PWM信号，使对应的发光二极管熄灭，并停止压缩机制冷。
3 硬件电路设计 3.1 系统的总体设计 该电冰箱控制系统的体系结构要求基于单片机为核心控制器，能实现对电冰箱的人工智能，自动调温控制，LCD(液晶显示器)显示,数字温控，冷藏、冷冻温度调节控制，多温保鲜功能控制；
速冻功能[8]
。 系统组成如图3-1所示。 图3-1系统组成图 控制电路图如图2所示。 图3-2控制电路图 环境温度 单片机 STC89C52RC 冷藏室温度 冷冻室温度 键盘 LCD 显示 LED 指示 PWM 信号 压缩机
本设计可实现以下功能：
液晶显示:利用LCD显示冷冻室、冷藏室温度，动态显示电冰箱的运行情况。
图3-3液晶显示图
数字温控，冷冻、冷藏温度调节：利用功能键分别控制冷冻室、冷藏室温度设定、速冻设定等, 冷冻温度可设置在-6～-18℃之间；冷藏温度可设置在0℃~10℃之间。
图3-4数字温控图
冷藏、冷冻温度调节:当温度超过设定温度时，电冰箱可以自动启动压缩机制冷，直至温度小
于等于设定温度。
图3-5 LED灯指示图
多温保鲜功能:通过对冰箱的温度控制,使电冰箱可设置多个温度。不同的温度适合存放不同类别与期限的食物。
速冻功能:采用细胞保活技术,用超强制冷能力,使得食品迅速通过最大冰晶生成带,使细胞结构不被破坏,细胞活力得以保持, 不流失营养成分,保鲜效果好。
3.2 单片机STC89C52RC
3.2.1 管脚说明
图3-6 管脚图
GND：接地
VCC：供电电压
P0口：一个8位的漏级开路双向I/O口。每只脚可吸收8TTL门电流，当P1口管脚被第一次写1时，被定义为高阻输入，P0可用做于外部程序数据存储器。可以将其定义为数据/地址的第八位，在FIASH编程时，原码输入口采用P0 口。FIASH进行校验时，P0输出原码，此时必须被拉高P0外部。
P1口：是一个内部的提供上拉电阻的8位双向I/O口。P1口缓冲器能够接收输出4TTL门电流。当P1口管脚写入1后，被内部上拉成高，可用作输入；P1口被外部下拉成低电平时，输出电流，这是因为内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验的时候，P1口做为第八位地址接收。
P2口：为一个内部的上拉电阻的8位双向I/O口。P2口缓冲器可接收，输出四个TTL门电流。当P2口被写“1”的时侯，内部上拉电阻将其管脚拉高，而且作为输入。并在作为输入时，P2口的管脚会被外部拉低，将输出电流，这是因为内部上拉的缘故。P2口当被用于外部程序存储器或者16位地址外部数据存储器而进行存取时，P2口输出的地址的高八位，在给出地址“1”时，它将利用内部上拉优势。当对外部的八位地址数据存储器进行读写的时候，P2口输出特殊功能寄存器的内容，P2口在FLASH编程和校验的时候接收高八位的地址信号和控制信号。
P3口：管脚是8个的带内部上拉电阻的双向I/O口，可以接收输出四个TTL门电流。当P3口在写入“1”后，它们会被内部上拉为高电平，并用用作输入。作为输入，因为外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL），这是因为上拉的缘故。
P3口也可以作为8052的一些特殊功能口，所列如下：
管脚备选功能
P3.0 RXD（串行输入口）
P3.1 TXD（串行输出口）
P3.2 /INT0（外部中断0）
P3.3 /INT1（外部中断1）
P3.4 T0（记时器0外部输入）
P3.5 T1（记时器1外部输入）
P3.6 /WR（外部数据存储器写选通）
P3.7 /RD（外部数据存储器读选通）
也能用P3口为闪烁编程和编程校验来接收一些控制信号。
ALE/PROG：访问外部存储器时，地址锁存所允许的输出电平，用于锁存地址的地址字节。在FLASH编程时，用此引脚输入编程脉冲。平时，ALE端输出不变频率的正脉冲信号，此频率是振荡器频率的1/6。因此可用它作为外部输出的脉冲或用于定时的目的[10]。但是要注意的是：每当将其作为外部数据存储器时，会跳过一个ALE脉冲。假如禁止ALE的输出，可以在SFR8EH地址上置0。这时， ALE只有在执行MOVX和MOVC指令时才会起作用。此外，该引脚被稍微拉高。如果微处理器在外部来执行状态ALE禁止，置位将无效。
RST：复位输入。在振荡器复位器件时，需保持RST脚的两个机器周期的高电平时间。
/PSEN：外部程序存储器得选通信号。在由外部程序存储器取指令期间，每个机器周期两次/PSEN有效；但是在访问外部数据存储器的时侯，这两次有效的/PSEN信号将会不出现。
XTAL1：反向振荡放大器输入和内部时钟工作电路输入。
XTAL2：反向振荡器的输出。
/EA/VPP：当/EA处于低电平时，在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不论是否有内部程序存储器，注意加密方式为1时，/EA将内部锁定成RESET；当/EA端处在高电平时，此间内部程序存储器。在FLASH编程时，此引脚也被用于施加12V的编程电源（VPP）[9]。
3.2.2 主要特性
52系列单片机主要拥有以下一些特点：
8位CPU。
片内带128字节的数据存储器(RAM)。
片内带4KB的程序存储器(ROM)。
程序存储器的寻址空间为64KB。
片外数据存储器的寻址空间为64KB。
128个用户位寻址空间。
21个字节特殊功能寄存器。
4个8位并行I/0接口：P0、P1、P2、P3。
2个16位定时器/计数器。
5个优先级别的中断源。
1个全双工的串行I/O接口，可多机通信。
有较强的位处理能力。
采用单一+5V电源供电。
3.2.3 中断系统
STC89C52RC单片机的中断系统实用简单，其它的基本特点是：5个固定的可屏蔽的中断源，2个在片外，3个在片内。在程序存储器中，它们各有固定的中断入口地址，从此进入中断服务程序；这5个中断源内有两级中断优先级，可以形成中断嵌套[11]。用2个特殊功能寄存器来中断控制和条件设置的编程。这5个中断源的符号、名称和产生条件如下:
T0：定时器／计数器0中断。由T0计满回零引起；
T1：定时器／计数器l中断。由T1计满回零引起；
TI／RI：串行I／O中断。串行端口完成一帧字符发送／接收后引起；
INT0：外部中断0。由P3．2端口线引入，低电平或下跳沿引起；
INT1：外部中断1。由P3．3端口线引入，低电平或下跳沿引起；
3.2.4 运算器
累加器A：在算术／逻辑运算中，放置一个操作数或是结果，在和外部存储器及I/O接口打交道时，所进行数据的传送都要经过A来达成。
寄存器B：在 *、/ 运算中，要使用寄存器B 。做乘法时，B用来放置乘数以及积的高字节；做除法时，B用来放置除数及余数；不做乘除时，可以将B作为通用寄存器来使
用.
算术／逻辑部件ALU：用来完成+、-、*、/ 的算术运算和布尔代数的逻辑运算，并且通过运算结果，来影响程序状态寄存器PSW的一些位，从而来为转移、判断、出错和十进
制修正等等提供依据。
程序状态标志寄存器PSW：将其用来存放当前的指令执行之后操作结果的某些特征，从而为下一条的指令执行提供依据。
3.3 温度传感器DS18B20
3.3.1 内部结构与管脚说明
DS18B20内部结构主要由四个部分组成：温度传感器、64位光刻ROM 、非挥发的温度报警触发器TH和TL及配置寄存器。
图3-7 DS18B20
VDD：外接供电电源输入端（在寄生电源接线方式时接地）。
DQ：数字信号输入/输出端。
GND：电源地。
3.3.2 主要特性
DS18B20能支持多点组网的功能，多个DS18B20可并联在唯一的三线上面，实现组网多点测温。
独特的单线接口方式：DS18B20在和微处理器连接时，只需要一条口线就能实现DS18B20和微处理器的双向通讯。
能适应范围更宽的电压，电压范围：3.0～5.5V。在寄生电源方式下，数据线可供电。
DS18B20在使用中无需任何外围器件，全部转换电路和传感元件集成在一个形如三极管的集成电路里面。
9位分辨率时，最多于 93.75ms内把温度转换成数字；在12位分辨率时，最长可在750ms 内把温度转换成数字，速度更快。
能编程的分辨率是9～12位，对应的分辨温度分别是0.5℃、0.25℃、0.125℃及0.0625℃，
可以实现高精度测温 。
测温范围：－55℃～＋125℃。在-10～+85℃时的精度为±0.5℃ 。
测量结果会直接输出数字的温度信号，以"一 线总线"串行来传送给CPU 。同时能传送CRC
校验码，具备极强的抗干扰纠错能力。
负压特性：当电源极性接反的时候，芯片不会因为发热而烧毁， 但是不能够正常工作。
3.3.3 工作原理
（1）
图3-8 DS18B20测温原理框图
DS18B20的测温原理和读写时序与DS1820相同，只是得到温度值的位数会因分辨率的不同而不同，而且温度转换时的延时时间从2s 减至750ms 。 其测温原理如图3所示。图中的低温度系数晶振，其振荡频率受温度的影响很小，被用来产生送给计数器1的固定频率的脉冲信号。高温度系数晶振的振荡率会随温度变化而明显改变，产生的信号做为计数器2的脉冲输入；温度寄存器和计数器1被预置在－55℃所对应的一个基数值上。计数器1对低温度系数晶振产生的脉冲信号做减法计数。当计数器1的预置值减到0的时候，温度寄存器的值会加1，计数器1的预置将被重新装入，计数器1会重新开始对低温度系数晶振所产生的脉冲信号做计数[13]。如此循环直至计数器2计数到0，停止温度寄存器值累加。这时温度寄存器中的数值就是所测的温度。图3中的斜率累加器用来补偿及修正测温过程中出现的非线性，其输出用来修正计数器1的预置值。
斜率累加器 预置 比较 计数器1
预置 =0
温度寄存器 高温度系数晶振
低温度系数晶振 =0 计数器2
（2）
表3-1 DS18B20温度值格式表
bit 7 bit 6 bit 5 bit 4 bit 3 bit 2 bit 1 bit 0
LS Byte bit 15 bit 14 bit 13 bit 12 bit 11 bit10 bit 9 bit8
MS Byte DS18B20有4个主要的数据部件：（1）DS18B20可完成对温度的测量。用12位转化为例：用16位的符号扩展的二进制补码读数的形式提供，以 0.0625℃/LSB 的形式表达。其中S 是符号位。（2）光刻ROM 中的64位序列号为出厂前光刻好的。它可以看作是此DS18B20的地址序列码； 64位光刻ROM 的排列为：开始8位 （28H ）乃产品类型标号，其次48位是该DS18B20本身的序列号，最后8位为前面56位的 循环冗余校验码
（CRC=X8+X5+X4+1）。光刻ROM 的作用是使每一个DS18B20全都不同。这样就能实现一根总线上挂接着多个DS18B20的目的。
（3） 表3-2 DS18B20温度数据表
温度。C 数据输出（二进制）
数据输出（十六进制 +125 0000 0111 1101 0000
07D0h +85 0000 0101 0101 0000
0550h +10.125 0000 0001 1001 0001
0191h +25.0625 0000 0000 1010 0010
00A2h +0.5 0000 0000 0000 1000
0008h 0 0000 0000 0000 0000
0000h —0.5 1111 1111 1111 1000
FFF8h —10.125 1111 1111 0101 1110
FF5Eh —25.0625 1111 1110 0110 1111
FF6Eh —55
1111 1100 1001 0000 FC90h
这是12位转化后所得到的12位数据，被存储在DS18B20的两个8比特的RAM 内，二进制里的前面5位为符号位。如果所测得温度大于0， 则这5位为0，只要把测得的数值乘以0.0625，就可得到实际温度。如果温度小于0，则这5位为1，测到的数值则需要取反加1，再乘以0.0625就能得到实际的温度[14]。比如+125℃的数字输出是07D0H ，23 22 21 20 2-1 2-2 2-3 2-4
S S S S S 26 25 24
设计报告（论文） 题目：电冰箱保护电路设计 - I -
设计报告（论文） 目录 第1章绪论 (1) 1.1 课题背景 (1) 第2章方案论证 (2) 2.1 数电法设计方案 (2) 2.2数模结合法设计方案 (2) 第3章单元电路设计 (3) 3.1电源电路设计 (3) 3.2采样比较电路设计 (4) 3.3定时及开关电路设计 (5) 3.4漏电报警电路设计 (6) 第4章电路及原理分析 (7) 4.1电冰箱保护电路总电路及其说明 (7) 4.1.1电冰箱保护电路工作原理 (7) 4.2元器件的参数设定 (8) 第5章原理图的生成 (9) 5.1 原理图的生成及其原理图 (9) 第6章元件的安装和电路的测试 (10) 5.1元件的安装 (10) 5.2 电路的测试和调试 (10) 5.2.1测试注意 (10) 5.1.2测试结果 (10) 结论 (11) 致谢 (12) 附录1 (13) 附录2 (13) - II -
设计报告（论文） 第1章绪论 1.1课题背景 在日常生活中，在日常生活中，由于外部环境的变化、各个用户的用电情况的改变而起电压较大的波动或电力系统的突然中断与连接，但是对于电冰箱它要求工作在比较稳定的情况下，长时间的过压、欠压，突然断电、上电都会对电冰箱的性能造成不同程度的损害影响它的使用寿命，情况严重一点甚至导致电冰箱烧坏。还有我们在使用电冰箱是会发现电冰箱用久了，当去开冰箱是手会麻一下，如果这样的话你就要注意了，可能用久了某些元件老化，出现了漏电情况，存在安全隐患。鉴于这一系列问题，我们就要为其设计一个保护器、报警器来进行保护我们的电冰箱、保证我们的安全。本次我们探讨的课题就是与之相关的电冰箱保护器、报警器设计 通过本课题的设计，培养学生掌握电子技术的科学实验规律，熟悉实验技术，测量技术等实验研究方法，学会运用Protelse99、EWB、ptoteus等软件进行辅助设计，使其具有独立实验研究的能力，以便在未来的工作中开拓创新。在设计产品时，为了使电器设备工作性能更加稳定，设计电器设备时须增加对产品的安全与稳定等指标的重视的理念。加深对电路理论知识的理解和掌握，更主要的是学习和掌握科学实验研究方法。学会运用理论和实验两种研究方法，解决实际问题。 - 1 -
数字电子技术基础 课程设计报告 设计题目：电冰箱保护电路的设计 姓名：刘赢/ 黄光超 学号：39/31 班级：电信15-4班 指导教师：刘亚荣 桂林理工大学信息科学与工程学院 2016 年12 月
电冰箱保护器 一、设计任务与要求： (1)设计电冰箱保护器，具有过、欠压保护，上电延时等功能。 (2)电压在180-250V范围内，正常供电时绿灯亮。 (3) 过压保护：当电压高于250V时，自动切断电源，红灯亮。 (4) 欠压保护：当电压低于180V时，自动切断电源，红灯亮。 (5)延时保护：在上电、欠压、过压保护切断电源时，延时3-5分钟才可接通电源。 二、方案设计与论证 原理框图如图1所示。 1 图1 原理框图 方框图说明：输入220伏交流市电，经过变压器的降压后输入进整流滤波电路中，经 过整流滤波后的交流电变为脉动的直流电，然后该直流电输入进检测电路，通过与窗口比 较器的参考电压进行比较后由控制执行电路判别是否切断电路。 三、单元电路设计与参数计算 1、电源电路 根据对工作原理的分析,可以确定电路设计如图2所示。
图2电源电路 电源电路原理：市电在经过变压器的降压后依次进行整流滤波，输出直流电，然后输入到下一级的比较器中。整流滤波电路各阶段具体波形如图3所示。 图3 整流滤波电路各阶段的波形图 2、电压检测电路 根据对电路原理的分析可以确定检测电路的设计如图4所示。 V11 V13 图4电压检测电路 电压检测电路原理：220伏的市电经过降压、整流、滤波后输入窗口比较器，当输入 电压高于U RH 时，U 1 输出低电平，U 2 输出高电平;当输入电压低于U RL 时，U 2 输出高电平，U 1输出低电平;当输入电压介于U RH 和U RL 之间时,U 1 和U 2 均输出高电平。 变压器原边与副边线圈匝数比为50。 1.临界状态当市电电压为250V时，经过降压整流滤波后的输出电压值U 01 =250/25× 1.4=7 V 2.临界状态当市电电压为190V时，经过降压整流滤波后的输出电压值U 01 =190/50×1.4=5.32V。 3.当市电为过压状态时，设输入电压为255V，经过降压整流滤波后的输出电压值 U 01 =255/50×1.4=7.14V。 4.当市电为欠压状态时，设输入电压为175V，经过降压整流滤波后的输出电压值 U 01 =185/50×1.4=5.18V。 终上，U RH 的取值可以为7V，U RL 的取值可以为5.04V。
目录 摘要.................................................................... III ABSTRACT .................................................................. V 1 绪论.. (1) 1.1论文研究的背景和意义 (1) 1.2电冰箱电控系统的发展现状 (2) 1.3论文主要设计内容 (2) 2 总体设计方案 (4) 2.1总体设计方案简介 (4) 2.2电冰箱电控系统的主要功能和要求 (5) 3 系统硬件设计 (1) 3.1AT89C51单片机最小系统 (1) 3.1.1 AT89系列单片机的概况 (1) 3.1.2 时钟电路 (4) 3.1.3 复位电路 (5) 3.1.4 单片机系统电源设计 (7) 3.2霜厚检测电路 (9) 3.2.1 热敏电阻简介 (10) 3.2.2 运算放大器LM324 (10) 3.2.3 霜厚检测电路 (11) 3.3冷冻室冷藏室温度检测采样电路 (12) 3.3.1 温度传感器AD590 (12) 3.3.2 ADC0809 简介 (13) 3.3.3 冷冻室温度采样电路图 (15) 3.3.4 冷藏室温度采样电路图 (15) 3.3.5 冷冻室冷藏室温度检测采样原理 (16) 3.3.6 过欠压保护电路 (16) 3.4ADC0809与AT89C51接口设计 (17) 3.4.1 地址锁存器74LS373 (17) 3.4.2 ADC0809与AT89C51的接口电路 (19) 3.5制冷与除霜控制电路 (19) 3.5.1 锁存器74LS273 (20) 3.5.2 驱动控制电路的设计 (21)
电冰箱毕业设计 1. 电冰箱概述 2. 可行性设计报告 3. 电冰箱的总体布置 冰箱类型 箱体机构 环境条件 温控要求 3.1 电冰箱的总体布置 箱体结构；外形尺寸500*600*500（宽 深 高）绝热层用聚氨旨发泡，其厚度根据理论 计算和冰箱厂的实践经验得出。 计算冰箱绝热层的厚度 t w =t 1-k/a0(t1-t2) t w ---箱体外表面温度，单位为C 0 t1---箱体外空气温度，单位为C 0 t2---箱体内空气温度，单位为C 0 a0---箱体外空气对箱体外表面的传热系数，单位w/(m 2 .k) k---传热系数，单位为w/( m 2 .k) 按照国家标准GB8059.1规定温带型N 的露点温度为19- +0.5 C 0 在箱体表面温度高于露点 温度前提下计算箱体的漏热量1Q ,并用一下公式效验绝热层的厚度t w 1 t w 2 σ=1 ) tw2- tw1(Q A λ 制冷剂 润滑油 干燥过滤器的选用 制冷剂的选用 本设计主要考虑选用一种对臭氧层没有破坏作用的R134a.它的化学式为 C 2 H 2F 2 .， 氟利昂134A 是一种新型制冷剂，属于氢氟烃类（简称HFC ）。它的热工性能接近氟利昂12（CFC12），破坏臭氧层潜能值ODP 为0，但温室效应潜能值WGP 为1300，
现被用于冰箱、冰柜和汽车空调系统，以代替氟利昂12常温常压下蒸发温度为-26.2度，无毒，不燃不爆。其ODP 值为0，GWP 值为0.24~0.29，对臭氧层无破坏作用，温度效应也较小。 目前市场上绝大多少电冰箱的制冷剂采用的是氟利昂也就是R22化学式为2CHF CL.它的主要缺点是因为含有CL 原子对臭氧层有严重的破坏作用，所以R134a 是未来对氟利昂的最佳替换物质。R134a 与R22 相比，在相同的温度下，其蒸发压力较低，而在相同的冷凝温度下，其能耐压力要高于R22，单位体积的制冷量要低于R22,其理论循环效率也比R22有一些下降。。 它比R12的优越性在于以下几个方面： 1、R134a 不含氯原子，对大气臭氧层不起破坏作用； 2、R134a 具有良好的安全性能（不易燃，不爆炸，无毒，无刺激性无腐性）； 3、R134a 的传热性能比较接近，所以制冷系统的改型比较容易； 4、R134a 的传热性能比R12好，因此制冷剂的用量可大大减少。 这里要着重指出，对于不安全卤化烃化合物（HFCs ），由于不含亲油性基的氯原子，因此，不能于矿物润滑油亲和，为了确保相容性，在家用空调系统中，可采用聚酯合成润滑油（POE 油）或烷基苯润滑油（AB 油）。 润滑油 本设计选用合成聚酯油作为系统的润滑油，最进对新合成的聚酯油进行了实验，结果表明聚酯油不但润滑性好而且具有合适的粘度，低吸收等优点，为此本设计选用合成聚酯油作为系统的润滑油。 干燥过滤器 本设计选用XH7型干燥过滤器。干燥过滤器内的分子筛品种药根据制冷剂的直径大小来选配，应为聚酯类润滑油更容易吸收水分。 4. 电冰箱热负荷的计算 冷藏室箱体漏热量F Q 因为通过箱体结构形成热桥的漏热量C Q 不同计算，所以冷藏室的漏热量值包括箱体隔热层漏热量a Q 和通过冰箱门与门封条漏热量b Q 两部分 c b f a Q Q Q Q Q +++= 箱体漏热层的漏热量a Q )(21t t KA Q a -= 2 1111 a a K ++= λδ a1---箱体外空气对箱体外表面的热系数取 3.111=a
课程设计说明书课程名称：模拟电子技术课程设计 题目：过欠电压冰箱保护电路 学生姓名： 专业： 班级： 学号： 指导教师： 日期：年月日
电冰箱保护器系统设计 一、设计任务与要求： (1)设计电冰箱保护器，具有过、欠压保护，上电延时等功能。 (2)电压在180-250V范围内，正常供电时绿灯亮。 (3)过压保护：当电压高于250V时，自动切断电源，红灯亮。 (4)欠压保护：当电压低于180V时，自动切断电源，红灯亮。 (5)延时保护：在上电、欠压、过压保护切断电源时，延时3-5分钟才可接通电源。 二、方案设计与论证 题目要求设计一个电冰箱保护器。电冰箱对电源的波动范围有一定要求，而供电源其波动幅度常常超出电冰箱的允许波动范围。为了保证电冰箱能安全工作于规定的电源范围，在其的供电源端接入保护电路非常必要。 设计中我们可以利用内部具有两个个比较器的集成块来进行电压比较，使电冰箱在规定的电源范围内工作，超出此范围时不工作，此过程可利用继电器的自动跳变功能来实现；延时保护可以利电容的充放电来实现。 总体框图： 总体框图
三、单元电路设计与参数计算 整流电路采用直流稳压电源设计思路 （1）电网供电电压为交流220V（有效值），50Hz，要获得低压直流输出，首先须采用电源变压器将电网电压降低获得所需要的交流电压。 （2）降压后的交流电压，通过整流电路变成单向的直流电，但其幅值变化大。 （3）脉动大的直流电压须经过滤波电路变成平滑的，脉动小的直流电，即将交流成分滤掉，保留其直流成分。 （4）滤波后的直流电压再通过稳压电路，便可得到基本上不受外界影响的稳定的直流电压输出，供给负载。 直流稳压电源的原理框图分析 我们得出直流稳压电源的工作原理：电路接入幅值为220V、频率为50Hz的市电ui，通过变压器TRIAD，将市电220V的电压幅值调整为合适的电路工作压值u2。通过电源变压器TRIAD输送过来的交流电，再通过图2—1—1中的桥式整流电路BRIDGE，得到单方向全波脉动的直流电压。整流电路BRIDGE将交流电压Ui变换成脉动的直流电压。再经滤波电路滤除较大的纹波成分，输出纹波较小的直流电压U1。常用的整流滤波电路有全波整流滤波、桥式整流滤波等。本设计采用单相桥式整流电路，它的四臂是由四只二极管构成，当变压器B次级的1端为正、2端为负时，二极管D2和D4因承受正向电压而导通，D1和D3因承受反向电压而截止。此时，电流由变压器1端通过D4，再经D2返回2端。当1端为正时，二极管D1、D3导通，D2、D4截止，电流则由2端通过D3，再经D1返回1端。因此，与全波整流一样，在一个周期内的正负半周都有电流流过负载，
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。
一、产品介绍 1、产品名称：冰箱调温按钮 2、产品用途：用于各种电气系统的控制按钮键 3、产品结构尺寸（见产品图[1]） 4、生产量：月产量150万只。 5、产品性能及使用要求： （1）外观为原料本色，透明美观；无其它杂色或斑点，表面平 滑无裂纹、银丝，无气泡，无形变等缺陷；质量轻，可减 轻设备自重。 （2）性能要求：收缩率不大于0.5%，吸水性不高于0.8，冲击 强度> 15 KG?cm2，弯曲强度>70 KG?cm2.表面电阻系数<1 ×1013Ω;体积电阻系数<1015Ω?cm，马丁耐热温度>70℃。 （3）使用条件：使用温度：室温，220V用电场所；使用负荷：人工手指操作按压力。 二、产品材料的选择与配方设计 根据产品的使用要求和性能要求，选择PSH-GN-095-06的树脂作主原料，PS是所有塑料当中最轻的一种，能减轻设的自重。透光率不低于88%，雾度约3%，折射率比较大具有特殊的光亮性。PS的拉伸、弯曲常规力学性能皆高于其它聚烯烃，是属于硬而脆的材料，所以必须加入一些增韧剂以改善制品的柔韧性，加入量为15份。由于制品属于透明塑件，无需加染色剂。如表—1 PS中文名：聚苯乙烯 英文名：Polystyrene 2.1、基本特性 聚苯乙烯是仅次于聚氯乙烯和聚乙烯的第三大塑料品种。聚苯乙烯无色
透明、无毒无味，落地时发出清脆的金属声，密度为1.054g/cm3。聚苯乙烯的力学性能与聚合方法、相对分子质量大小、定向度和杂质量有关。相对分子质量越大，机械强度起高。聚苯乙烯有优良的电性能（尤其是高频绝缘性能）和一定的化学稳定性。能耐碱、硫酸、磷酸、10﹪~30﹪的盐酸、稀醋酸及其他有机酸，但不耐硝酸及氧化剂的作用。对水、乙醇、汽油、植物油及各种盐溶液也有足够的抗蚀能力。能溶于苯、甲苯、四氯化碳、氯仿、酮类和脂类等。聚苯乙烯的着色性能优良，能染成各种鲜艳的色彩。但耐热性低，热变形温度一般在70~98 o C，只能 在不高的温度下使用。质地硬而脆，有较高的热膨胀系数，因此限制了它在工程上的应用。近几十年来，发展了改性聚苯乙烯和以苯乙烯为基体的共聚物，在一定程度上克服了聚苯乙烯的缺点，又保留了它的优点，从而扩大了它的用途。 2.2、成型特性： 1.无定形料,吸湿性小，不易分解，性脆易裂，热膨胀系数大，易产生内应力 2.流动性较好，溢边值0.03mm左右，防止出飞边。 3.塑件壁厚应均匀，不宜有嵌件，(如有嵌件应预热)，缺口，尖角，各面应圆滑连接 4.可用螺杆或柱塞式注射机加工，喷嘴可用直通式或自锁式。 5.宜用高料温，模温、高注射压力，延长注射时间有利于降低内应力，防 止缩孔、变形（尤其对厚壁塑件），但料温高易出银丝，料温低或脱模剂多则透明性差。 6.可采用各种形式浇口，浇口与塑件应圆弧连接，防止去除浇口时损坏塑 件，脱模斜度宜取2度以上，顶出均匀以防止脱模不良发生开裂、变形，可用热浇道结构。 2.3、综合性能： 热变形温度： 65o C ---- 96o C 屈服强度: 35~63 MPa 抗拉强度: 35~63 MPa 断裂伸长率 1.0% 拉伸弹性模量： 2.8~3.5 GPa 抗弯强度： 61~98MPa
一、摘要 当今社会，电子产品越来越多，已经成为我们生活中不可分割的一部分。现在科学家对电子产品的研究不仅仅是推起出新，对于以前的产品，科学家也是加以改良，让其在原来功能的基础上又新的功能，更加环保，节能，智能，电冰箱就是其中的一种。作为80年代“三大件”之一的电冰箱在新的时代更加受到大家的喜爱，家家都有电冰箱，所以怎么更加节能，怎么样保护冰箱让其寿命更长成为一个发展的方向。 本次设计主在对电冰箱过压，欠压保护以及延时保护方面，对这方面的电路进行设计研究。这种电路的优点是，能够让冰箱在其标准电压之内工作，保护冰箱，并有断电延时，让其更加平稳运行，一定程度上可以延长电冰箱的使用年限。 二、设计目的 1.掌握电压比较电路的设计方法； 2.掌握延时电路的设计方法； 3.增强自己焊接电路的能力； 4.增强分析电路，改正电路的能力； 5.增强团队合作意识。 三、设计任务和性能指标 3.1设计任务 设计一个电冰箱过压、欠压、延时供电电路，可以通过电位模拟器调节过压和欠压，并使用发光二极管指示过压、欠压报警状态，使用发光二极管摸你只是冰箱通电工作状态。冰箱上电时有延时通电要求，保护后恢复供电也要延时送电，延时时间是10秒左右。 3.2 性能指标 1.电压高于9V时，过压指示灯（绿灯）亮，表示电冰箱过压，不工作。 2.电压低于3V时，欠压指示灯（红灯）亮，表示电冰箱欠压，不工作。 3.电压在3V-9V时，正常指示灯（黄灯）亮，表示电冰箱正常工作。 4.电压在正常值临近点处有延时，即冰箱正常工作时有延时保护装置，时间大概是10秒。 四、设计方案 4.1 系统设计方案 本系统主要有以下几个模块组成：过压判断模块、欠压判断模块、与模块、延时模块。 各个模块的具体功能如下： 过压判断模块：用集成芯片LM339比较器，比较输入电压和上限值9V，如果大于9V ，输出低电平，绿灯亮。 欠压判断模块：用集成芯片LM339比较器，比较输入电压和下限值3V，如果小于3V ，输出低电平，红灯亮。 与模块：用两个二极管并联，让其前两个模块都输出高电平的的时候，输出高电平，当有一个输出低电平时，也是输出低电平，冰箱不工作。 延时模块：利用三极管，电容，电阻，二极管，555定时器构成，当输入为高电平时，延时10秒，输出高电平，使冰箱工作，黄灯亮。
毕业论文 编号：02 科目名称： 冰箱结构原理及控制系设计 专业：机电一体化 班级：09541-07 姓名：叶英军 指导教师：薛桂娥
摘要 近几年来，科技不断进步，很多高科技产品走进了寻常百姓家。电冰箱更为普及，几乎家家都有。人们对电冰箱的需求和要求也越来越高，虽然电冰箱操作起来并不复杂，但面对形形色色的电冰箱，我们如何抉择，什么样的冰箱才是适合的。我们要对电冰箱做一个深刻的了解，明白电冰箱是如何工作的，未来的发展趋势如何。 本文在第一章介绍了电冰箱的系统组成及工作原理，控制系统的设计等领域。第二章论述了冰箱对人类的贡献及作用。 电冰箱是目前所有家庭必备的电器，特别是生活中离不开，不仅仅提供对食物的保鲜、除味、降温等，在其它方面也有着很大的作用。人们对电冰箱的需求和要求也越来越高，虽然电冰箱操作起来并不复杂，但面对形形色色的电冰箱，我们如何抉择，什么样的冰箱才是适合的。我们要对电冰箱做一个深刻的了解，明白电冰箱是如何工作的，未来的发展趋势如何。从而才能生产出来更好更环保的节能型电冰箱。 关键词：控制系统、工作原理、结构、组成部分。
目录 第一章概论 (1) 1.1 本课题研究的的背景和意义 (1) 1.2 正确评价电冰箱对在人类生活中的作用 (2) 1.3 电冰箱的发展史 (2) 1.4 电冰箱的基本常识 (5) 1.5 电冰箱的结构原理 (7) 1.6 电冰箱的电路控制系统原理图 (8) 1.7 电冰箱的控制系统设计 (9) 1.8 电冰箱的元器件 (16) 第二章电冰箱对人类贡献的机理分析 (18) 结论 (19) 致谢 (20) 参考文献 (20)
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)
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。
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
提供全套毕业设计，欢迎咨询 摘要 本设计为某冰箱、冰柜冷凝器生产系统设计，是利用毕业实习时收集的数据结合工业工程所学知识设计出一个合理可运作的冰箱、冰柜冷凝器生产系统。在浙江康盛集团青岛分公司的实习经历使我对冰箱、冰柜冷凝器生产系统有了一个初步的了解，之后利用工业工程知识逐步进行分析，设计出符合实际生产运作，切实可行的冰箱、冰柜冷凝器生产系统。 整个设计过程中，使用了基础工业工程、物流设施规划、人因工程、质量管理与可靠性等所学过的相关知识，是一次对所学知识的深入运用的过程。帮助我们更好的掌握和应用学到的知识，为也将来的更好的发展打下了坚实的基础。 关键词：生产系统；冷凝器；工业工程
Abstract This design for refrigerators, freezers condenser production system design, is the use of graduation practice combined with data collected by the industrial engineering knowledge in designing a reasonable operation of refrigerators, freezers condenser is a production system. In zhejiang Kang Cheng group Qingdao branch's internship make me for refrigerators, freezers condenser production systems have a preliminary understanding, after the use of industrial engineering knowledge step by step is analyzed, designed in line with the actual production operation, practical refrigerators, freezers condenser production system. The entire design process, using the fundamental industrial engineering, logistics facilities planning, for engineering, quality control and reliability of learned knowledge, is a process on the use of the knowledge in further. Help us better mastery and application of knowledge, is also better for the future development has laid a solid foundation. KEY WORDS：production system;the condenser;industrial engineering
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。
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 温控器结构简单、成本低、性能可靠，在家用电冰箱中得到广泛的应用。原理
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。