长春工业大学
毕业设计、毕业论文
题目电冰箱温度测控系统
学院电气与电子工程学院
专业班级自动化080302
指导教师王霆
姓名徐井超
2012年 6 月11 日
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的走向深入，同时带动传统控制检测日新月异不断更新。在实时监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，以作完善。
电冰箱的温度控制系统是利用温度传感器AD590来采集电冰箱的冷冻室和冷藏室的温度。通过高级微控制器AT89C51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、电冰箱手动除霜等功能。
本文在第一章介绍了电冰箱的发展状况及背景，第二章论述了本系统控制所要求的技术参数和各种元器件的选择论证，第三章给出了各种系统的硬件电路设计，第四章阐述了本控制系统的软件部分。
通过对电冰箱系统的分析与改进，基本实现了电冰箱的温度控制，且使电冰箱能根据使用条件的变化迅速合理的调节制冷量，并且节能效果良好。
关键字温度控制系统AD590 AT89C51
Temperature Measurement and Control System
Abstract
In recent years, with the development of computer penetration in the social sphere, SCM applications are constantly deepening, led the traditional control test change rapidly and continuously updated.In real-time monitoring and automatic control of the SCM application system, the microcontroller is often used as a core component, to make perfect.
Refrigerator temperature control system is the use of temperature sensor AD590 to collect the refrigerator freezing chamber and a refrigerating chamber temperature. Through advanced microcontroller SCM AT89C51digital signal processing,
so as to achieve the purpose of intelligent control. This system may realize the electric refrigerator refrigerating chamber and the freezing chamber of the refrigerator temperature setting, manual defrost function.
The first chapter introduces the development and background of the refrigerator,
the second chapter discusses the system control the required technical parameters and various components of the selection and demonstration, the third chapter gives a variety of system hardware circuit design, the fourth chapter elaborated the control system software part.
Based on the analysis and improvement of the refrigeration system, the basic realization of the refrigerator temperature control, and the refrigerator to conditions change rapidly and reasonable regulation of cooling capacity, and good energy-saving
effect.
Key word temperature control system AD590 AT89C51
目录
第一章绪论 (1)
1.1 电冰箱的发展概况 (1)
1.2 电冰箱的国内研究现状 (2)
1.3 电冰箱的国外研究现状 (3)
1.4 论文研究的内容 (4)
第二章电冰箱温度测控系统的方案论证 (6)
2.1 总体方案的主要技术参数 (6)
2.2 硬件电路的方案 (6)
2.2.1 单片机的选择论证 (6)
2.2.2 传感器的选择论证 (7)
第三章测控系统硬件电路的设计 (9)
3.1 电源供电电路 (9)
3.1.1 系统电源设计 (9)
3.1.2 元器件的选择 (9)
3.2 单片机与看门狗复位电路 (10)
3.2.1 单片机 (10)
3.2.2 看门狗复位电路 (15)
3.3 A/D转换电路 (15)
3.4 温度采集电路和除霜电路 (16)
3.5 键盘电路和显示电路 (16)
3.6 制冷压缩机和除霜电热丝启、停控制电路 (17)
3.7 报警电路 (18)
3.8 电冰箱的异味消除电路 (19)
第四章系统软件设计 (20)
4.1 主程序的设计 (20)
4.2 T0中断服务程序 (21)
4.3 T1中断服务程序 (22)
4.4 系统的软件程序 (24)
4.4.1 主程序：MAIN (24)
4.4.2 初始化子程序：INTI1 (26)
4.4.3 键盘扫描子程序：KEY (27)
4.4.4 打开压缩机子程序：OPEN (29)
4.4.5 关闭压缩机：CLOSE (30)
4.4.6 定时器0中断程序：用于压缩机延时 (31)
4.4.7 延时子程序 (31)
第五章总结 (33)
致谢 (34)
参考文献 (35)
附录1：系统电路图 (37)
第一章绪论
1.1 电冰箱的发展概况
一个在英格兰工作的美国人雅可比—帕金斯有了一个新发现，这一发现导致了冰箱的发明。1834年他发现当某些液体蒸发时，会有一种冷却效应。帕金斯要求一群技工来制造一个可证实这个想法的工作模型。
果然，这个装置在某个晚上真的产生了一些冰。技工们兴奋地拿着冰，跳进一辆马车，飞速驶向帕金斯的住房，向他展示所取得的成果。帕金斯此时已上了年纪，虽然他没有在市场上出售自己的发明物，但是哈里森的工作成果为人类早期家用冰箱铺垫了道路。
出售发明物的人的生活在澳大利亚的一个苏格兰印刷工约翰—哈里森。哈里森很可能在并不了解帕金斯成果的情况下发现了冷却效应。他用醚来清洗金属印刷铅字，某一天注意到了物质的冷却效应。到1862年，他的第一批冰箱就上市了。哈里森还在维多利亚本狄哥一家啤酒厂里设置了第一个制冷车间。在19世纪末，只有专门造了冰库的富人才能享受到这种好处。绝大多数人奢望的只是一个冷藏柜。那时候，冰箱最重要的用途之一是在轮船上。大型冷藏库意味着船舶能够在长距离航行中运载食用鲜肉，例如羔羊肉能从新西兰出口到欧洲。德国工程师卡尔—冯—林德在1879年制造出了第一台家用冰箱。但在20世纪20年代电动冰箱发明出来之前，冰箱并没有大规模进入家庭。
世界上首台家用的制冷设备在1910年左右出现，1913年拉森制造了一台人工操作的家用冰箱，1918年美国卡尔维纳特公司首次成功地试制出商业和家用自动电冰箱，到1920年为止约售出200台，1926年美国奇异公司经过11年的试验，制造出世界第一台密封式制冷系统的电冰箱，1927年第一台家用吸收式冰箱问世。
自第一台冰箱出现至今已有半个多世纪,当前全世界每年电冰箱的总产量在4000万台以上，其中产量居前几位的国家是美国、俄罗斯、意大利、日本等国。
电冰箱的种类繁多，按照制冷形式来分，可以分为蒸气压缩式冰箱，吸收—扩散式冰箱(简称吸收式冰箱)以及半导体冰箱等；按箱体外形可分为立式冰箱、卧
式冰箱，茶几式以及炊具组合式等；按箱门型式可分为单门冰箱、双门冰箱、三门冰箱及多门冰箱。
(1) 蒸汽压缩式冰箱
压缩式冰箱按制冷方式可分为直接冷却式和间接冷却式两种。直冷式冰箱中，冷气以自然对流方式冷却食品，蒸发器一般直接安装在上部的冷冻室，在下部的冷藏室内另有一个小的蒸发器，或者将冷冻室的冷气分一部分进入冷藏室，冷藏室借助冷冻室来的冷气进行食品冷藏。
间冷式冰箱的蒸发器多数位于冷冻室和冷藏室的夹层之间，在箱内看不到蒸发器，只能看到一些风孔，夹层内有一个微型电风扇将冷气吹出，达到制冷效果，这种冰箱有自动除霜装置，因此又叫"无霜"冰箱。
压缩式冰箱按结构可分为单门、双门和多门几种。单门冰箱的冷冻室与冷藏室共用一个箱门。
三门冰箱是冷冻室，冷藏室和果菜室分别设门，就有利于水果和蔬菜的保鲜。三门冰箱有的还在箱门上设有可取冰，取冷饮水的装置，不仅给消费者带来更大的方便，而且还能减少制冷量的损失。
多门冰箱一般没有冷冻室、冷藏室、轻度冷冻室、果菜室。为了使用上的方便，其轻度冷冻室(温度保持0℃左右)和果菜室采用抽屉式结构。这种电冰箱轻度冷冻室的位置一般处于冷藏室下面，可以保存冷冻后的食品和需较长一点时间存放的熟食品。
(2) 吸收—扩散式冰箱
吸收—扩散式冰箱的构造与压缩式冰箱类似，也分为箱体、制冷系统和控制系统三部分。家用吸收式冰箱可以采用各种热源作为动力，例如天然气，油、煤气、太阳能等。因此此种冰箱都装有气、电两用的加热装置，该装置由燃烧器、自动点火装置、温度控制器组成。燃烧中还带有安全装置，当燃烧器的火焰熄灭时，感受火焰温度的热电偶可自动断开燃气通路，以确保保安全。在制冷系统中充有三种物质，即制冷剂—氨、吸收剂—水、扩散剂一氢或氦。
(3) 半导体式冰箱
半导体式电冰箱与压缩式电冰箱的主要区别是制冷系统不同，半导体冰箱是利用半导体温差电现象，形成温差而实现制冷。其优点是，体积小、重量轻，可靠性高。因为半导体冰箱无机械传动装置，因而无噪声、无磨损、操作简单、维修方便；又因它不用制冷剂，所以无制冷剂泄漏和污染等问题。半导体冰箱可以弥补压缩式冰箱的不足。在一般情况下，制冷温度也比较低，它已引起人们的重视。
1.2 电冰箱的国内研究现状
我国冰箱起步较迟，第一台冰箱是1954年由沈阳医疗器械厂生产的200升单门冰箱：1956年开始，卫生部门的一些医疗器械厂开始具备了电冰箱生产能力，并投入了小批量生产，80年代初电冰箱产量连年翻番，1983年产量约18万台，1984年产量超过40万台，目前国家确定四十几家电冰箱定点厂，全国引进50多条电冰箱生产装配线，年产能力达1500万台以上，规格已有50 升到200升以上大型冰箱的多种系列，品种有单门、双门、多门、型式有直冷式，也有间冷式。在90年代，电冰箱注数已向高效率、智能化和多门多温多功能的方向发展。
自1999年11月，三星电子推出首款数字化电冰箱[1]后，有关网络冰箱的新闻就被媒体炒得红红火火。对此，业内人士提出了自己的见解：现在国内搞网络冰箱还为
时过早，国外的网络冰箱也是刚刚开始。目前国内许多企业宣布开发，甚至推出的网络冰箱，无非是在制造一种噱头，想引起公众注意而已，或是其产品形象的一种包装策略。所以网络冰箱还只是概念炒作，目前几年不可能规模上市，即便上市，买的人也不会多。专家指出：开发网络冰箱，首先得有网络环境。但是目前，我们还没有这个网络基础。
现在国内的生产管理还很落后，有很多分析都是手工化，跟国外计算机数据统计分析还差很远，国内各企业的资源管理、规划、数据的统计分析以及供应商的电脑管理化都很缺乏，在这种基础上，搞网络冰箱，无疑是有制造噱头之嫌。再者目前中国绝大多数的消费者，尚未达到这个收入水平去购买如此昂贵的网络冰箱，享受其带来的所谓的众多便利。作为中国市场的庞大消费群体———老百姓，他们注重的是产品的性能、价格、品牌等，而不是“华而不实”的产品。
因此，网络冰箱作为未来冰箱发展的趋势，企业应该重视，加强科研开发，进一步降低成本。相信随着中国网络大环境的构建，网络冰箱可能在不久的将来会真正走向市场，服务大众。
1.3 电冰箱的国外研究现状
随着经济的不断发展，其饮食文化也随之发展，人们的生活品味不断提高，对食品需求多样化，加之越来越多的家庭妇女步入职业阶层，因此对家用电冰箱的要求愈来愈高，即要求电冰箱功能越多越好，容积越大越好。1996年日本冰箱销售量为495万台，其中120升以下占30%(主要为宾馆、旅店等商用) ，300升以上占57%，400升以上呈快速地增长趋势，多门冰箱占70%左右。因此，为了顺应市场需要，更好地满足广大消费者不断增长的生活需求，日本各冰箱制造公司都不断改进自己的原有产品，迅速开发新产品，使冰箱功能更加完善，规格更加齐全，诸如自动制冰、采用变频或双转子旋转式压缩机、模糊逻辑控制、无CFC、自动除臭抗菌等技术已经普遍用于冰箱之中。
目前，对电冰箱产品结构调整影响最大，最突出、最迫切的问题是CFC制冷工质的限制和禁用。国际社会对CFC的控制并逐步禁止已成定局，电冰箱将因此而面临产品改型的任务，这正是电冰箱工业必须正视的现实。各国正在努力加快对各种新型制冷系统的研究及商品化进程。
在多能源冰箱的开发方面，国外吸收式、吸附式[2]冰箱发展迅速，近几年来日本三洋公司在吸收式冰箱方面突破了一些技术难关，发展到耗电量可与压缩式冰箱相近的水平。目前全世界吸收式和吸附式冰箱的年产量约为150万台，以瑞典和瑞士的产量最多，质量也最好，太阳能冰箱，半导体冰箱也是近年来较为引人注目的新产品。
为了更科学地贮存和保鲜食品，国外电冰箱还增加了快速冷冻和快速解冻的功能。快速冷冻是使冷冻室底面温度达-40℃左右的低温，让食品迅速通过-1～
-5℃冰结晶生成防止营养成分的破坏，保持食品原有的鲜度；快速解冻是在冰箱内增设快速解冻室，通过解冻风扇，把冰箱冷藏室的空气吹人到解冻室，使解冻室内的食品快速解冻，以适应短期保鲜贮存的需要。
电冰箱是家庭中主要耗电的家用电器，为此目前有关厂家及研究单位正在开发节电型的电冰箱。采用滚动转式压缩机，不仅减小压缩机的体积，减轻重量，而且降低能耗。目前日本100W以上的滚动转子式压缩机已投入使用，用电量比同类冰箱节电20％～25％；应用微机控制电冰箱可以节电15％～20％；改进隔热层，将电冰箱隔热厚度增至3寸，可节电14％；应用新型绝热材料，日本东芝公司应用聚铬硅氧的新材料，使冰箱每月节电2度，应用上述各种新技术以达到节能之目的[3]。
自1999年11月，三星电子推出首款数字化电冰箱后，有关网络冰箱的新闻就被媒体炒得红红火火。
1999年12月，LG公司新推出MP3网络冰箱。
2001年6月18日，在上海第10届信息通信展上，爱立信与伊莱克斯合作展出了一款智能化网络冰箱。
2001年10月23日，美菱网络冰箱通过省级鉴定。2001年10月26日，首批智能网络冰箱在丹麦亮相。
韩国LG公司同年也向市场推出了自己的“网络冰箱”。
何谓网络冰箱？网络冰箱是将冰箱的操作、控制实现网络化。消费者可以上网检查食物的存量、食物是否过期或在食品包装上打上条形码，食品就会自动解冻等；这种冰箱的门上有个15英寸的液晶显示器，用户可以通过冰箱上网、打可视电话和观看影片；液晶显示器还可以显示冰箱内部的温度和食品的保质期；如果冰箱出了问题，它还可以自动通知维修服务中心。
网络冰箱市场现状如何呢？当时一位记者询问了10余名准备购买冰箱的顾客，大多数都表示不太了解。其中一位老同志还向这位记者提出了这样的疑问：冰箱的主要功能不就是储存食品，保质保鲜吗？再附加一个电脑的功能有必要吗？而且价格高昂，是不是离百姓生活太遥远了？
那么首先把网络冰箱推向市场的三星公司对此有何解释？苏州三星电子有限公司市场营销部部长元善表示，之所以推出网络冰箱，是想借此反映冰箱发展的趋势，展示三星的品牌形象和自己拥有的先进技术，意在展现三星有实力为消费者带来最优质的生活。
1.4 论文研究的内容
本论文主要研究电冰箱的温度控制，其中包括对电冰箱冷藏室及冷冻室的温度测定，还有对电冰箱的报警、除异味等等。主要利用了AT89C51来做系统的核心器件，其中用温度传感器AD590来实现对电冰箱冷冻及冷藏温度的检测，其中需要把模拟信号转换成数字信号，这一点用了ADC0809来实现。而当中也有用到按键及数码显示装
置来实现对温度测定的精确性。本课题主要是想适应于社会的发展，设计出一种更好更方便完善更适用于大众的冰箱温度控制系统。
第二章电冰箱温度测控系统的方案论证
2.1 总体方案的主要技术参数
电冰箱采用单片机控制主要功能及要求:
(1) 设定三个测温点，测量范围-26～+26℃，精度±0.5℃；
(2) 利用功能键分别控制温度设定、速冻设定、冷藏设定等；
(3) 利用数码管显示冷冻室、冷藏室温度，压缩机启、停和速冻、报警状态；
(4) 开门延时超过2min发声报警。
(5)工作电压180～240V，当欠压或过压时，禁止启动压缩机并用指示灯显示。
2.2 硬件电路的方案
2.2.1单片机的选择论证
单片机采用美国ATMEL公司生产的AT89C51单片机。该芯片不仅具有MCS-51[4]系列单片机的所有特性，而且片内集成有4KBFLASH程序存储器和256B数据存储器，价格低，是目前性能价格比较高的单片机之一。芯片完全满足系统需要，不需再外扩程序存储器和数据存储器。
AT89C51它具有如下优点：
1)集成度高;2)系统结构简单;3)系统扩展方便;4)可靠性高;5)处理功能强、速度高;6)容易产品化。
另外：AT89C51完全兼容MCS-51系列单片机的所有功能，并且本身带有2K的内存储器，可以在编程器上实现闪烁式的电擦写达几万次以上，比以往惯用的8031CPU 外加EPROM为核心的单片机系统在硬件上具有更加简单方便等优点，具体如下：
1)AT89C51单片机是最早期也最典型的产品，低功耗、高性能、采用CHMOS工艺的8位单片机。
2)它在硬件资源和功能、软件指令及编程上与Intel 80C3X单片机完全相同。在应用中可直接替换。
3)在AT89C51内部有FLASH程序存储器，既可用常规的编程器编程，也可用在线使之处于编程状态对其编程。编程速度很快，擦除时也无需紫外线，非常方便。
4)AT89C5X系列可认为是Intel 80C3X[5]的内核与Atmel FLASH技术的结合体。它为许多嵌入式控制系统提供了灵活、低成本的解决方案。
2.2.2 传感器的选择论证
1：温度传感器首先有MF53-1型热敏电阻，它具有负温度系数，灵敏度较高。但是它主要是适用于0一45℃的温度范围,其阻值和温度的关系为：
R(t)=286/(26.8+t)-2.68kΩ
它主要适用于远距离多点位温度、湿度的测量和控制系统作感温元件，也适用于厂房、宾馆的空气调节；油库、仓库的火警预报；铁路、桥梁地温的监视；矿山、煤井的温度测量和控制等方面作感温元件。
2：AD590是电流输出型两端温度传感器，它是AD公司利用PN结构正向电流与温度的关系制成的电流输出型两端温度传感器。
AD590的主要特性
(1)流过器件的电流（mA）等于器件所处环境的热力学温度（开尔文）度数，即：mA/K式中：—流过器件（AD590）的电流，单位为mA； T—热力学温度，单位为K。
(2)AD590的测温范围为-55℃～+150℃。
(3)AD590的电源电压范围为4V～30V。电源电压可在4V~6V范围变化，电流变化1mA，相当于温度变化1K。AD590可以承受44V正向电压和20V反向电压，因而器件反接也不会被损坏。
(4)输出电阻为710MW。
(5)精度高。AD590共有I、J、K、L、M五档，其中M档精度最高，在-55℃～+150℃范围内，非线性误差为±0.3℃。因此AD590L，AD590M一般用于精密温度测量电路。AD590温度感测器是一种已经IC化的温度感测器,它会将温度转换为电流,在8051的各种课本中常看到它,相当常用到。
本系统所采用的是AD590温度传感器，利用这种温度传感器[7]可以很容易测得电冰箱的冷藏室温度和冷冻室温度。
系统的硬件电路如图2-1所示，它由AT89C51单片机、一片A/D转换芯片ADC0809、看门狗复位电路、直流电源供电电路、键盘电路、LED显示电路、报警电路等组成。
2-1 系统硬件结构图
第三章 测控系统硬件电路的设计
3.1 电源供电电路
3.1.1系统电源设计
传感器工作检测时需要稳定的直流电源供电；单片机工作时也需要比较稳定的直流电源供电和较大的工作电流，若电压跌落太大单片机就不能正常工作，控制部分就有可能输出不正确的信号，进而使执行部分执行错误动作，严重时有可能发生重大事故。因此，为了满足控制系统稳定可靠的工作，设计一个稳定的直流电源供电是很重要的步骤。
本设计总电源是有效值220V ，频率50Hz 的单相交流电网电压（即市电），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（如图3-1），后者为模拟电路部分提供电能（如图3-2）。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。
3.1.2 元器件的选择
(1)三端稳压器：输出±12V 、±5V 、+5V 供信号的检测和放大使用，需要最大电流为100mA 。故可以选择7812、7912、7905和7805[8]，这四种型号输出的最大电流可以达到100mA ，可以满足系统需要。
(2)电容：电源模块中使用的电容分为滤波电容和稳压电容。整流桥1D 、2D 整流输出直流电压都含有较大的脉动成分，后面接的电容1C 、4C 和5C 的目的是：一种目的是尽量抑制脉动成分；另一种目的是尽量保留直流成分，使输出电压接近理想的直流。滤波电容的容量可根据负载电流选用，其经验数据为：负载电流为2A 左右时，滤波电容用4000μF ，电流为1A 左右时，电容选用2000μF ，电流为0.5～1A 时，电容选用1000μF ，电流为200mA 以下时，电容选用200～500μF ，电流为50mA 以下时，电容选用200μF 。本设计输出的最大瞬时电流为3A ，故此电源滤波电容均选择4700μF ，为了系统的可靠性，电解电容选择方法为降额使用，即焊接电路时选择电容的耐压均为40V 。电容2C 、6C 、7C 、10C 和11C 的作用是为了使电路稳定工作，当稳压器输入阻抗降低时，防止发生振荡，可采用0.1～1μF 的陶瓷电容或钽电容。电容3C 、8C 、9C 、12C 和13C 为输出稳定电容[9]，对于降低输出纹波，输出噪声及负载电流变化的影响都有较好的效果，可采用0.1～1μF 的陶瓷电容或钽电容，此电路采用0.1μF 钽电容。
图3-1 数字电路供电图
图3-2 模拟电路供电图
3.2 单片机与看门狗复位电路
3.2.1 单片机
单片机采用美国ATMEL公司生产的AT89C51单片机。该芯片不仅具有MCS-51系列单片机的所有特性，而且片内集成有4KBFLASH程序存储器[10]和256B数据存储器，价格低，是目前性能价格比较高的单片机之一。芯片完全满足系统需要，不需再外扩程序存储器和数据存储器。
主要性能参数：
(1) 与MCS--51产品指令系统完全兼容
(2) 4k字节可重擦写Flash闪速存储器
(3) 1000次擦写周期
(4) 全静态操作：0Hz~24MHz
(5) 三级加密程序存储器
(6) 128X8字节内部RAM
(7) 32个可编程I/O口线
(8) 2个16位定时/计数器
(9) 6个中断源
(10) 可编程串行UART通道
(11) 低功耗空闲和掉电模式
AT89C51提供以下标准功能：4k字节Flash闪速存储器，128字节内部RAM，32个I/O口线，两个16位定时/计数器，一个5向量两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内振荡器及时钟电路。同时，AT89C51可降至0Hz的静态逻辑操作，并支持两种软件可选的节电工作模式。空闲方式停止CPU的工作，但允许RAM，定时计/数器，串行通信口及中断系统继续工作。掉电方式[11]保存RAM中的内容，但振荡器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一个硬件复位。AT89C51内部结构如图3-3所示。
图3-3 AT89C51结构图
引脚功能说明VCC：电源电压；GND：地；
P0口：P0口是一组8位漏极开路型双向I/O口，也即地址数据总线复用口。作为输出口用时，每位能吸收电流的方式驱动8个TTL逻辑门电路，对端口写“1”可作为高阻抗输入端用。在访问外部数据存储器或程序存储器[12]时，这组口线分时转换地址（低8位）和数据总线复用，在访问期间激活内部上拉电阻。在Flash编程时，P0口接收指令字节，而在程序校验时，输出指令字节，校验时，要求外接上拉电阻。
Pl口：P1是一个内部带上拉电阻的8位双向I/O口，Pl的输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTL逻辑门电路。对端口写“1”，通过内部的上拉电阻把端口拉
到高电平，此时可作输入口。作输入口使用时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被
）。Flash编程和程序校验期间，Pl接收低8位外部信号拉低时会输出一个电流（I
11
地址。
P2口：P2是一个带有内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2的输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTL逻辑门电路。对端口写“1” ，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口，作输入口使用时，因为内部存在上拉电阻，某个引
）。在访问外部程序存储器或16位地址的脚被外部信号拉低时会输出一个电流（I
11
外部数据存储器（例如执行MOVX @DPTR 指令）时，P2口送出高8位地址数据。在访问8位地址的外部数据存储器（如执行MOVX @R指令）时，P2口线上的内容（也即特殊功能寄存器（SFR)区中R2寄存器的内容），在整个访问期间不改变。Flash 编程或校验时，P2亦接收高位地址和其它控制信号。
P3口：P3口是一组带有内部上拉电阻的8位双向I/O口。P3口输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTL逻辑门电路。对P3口写入“l”时，它们被内部上拉电阻拉高并可作为输入端口。作输入端时，被外部拉低的P3口将用上拉电阻输出电流）。P3口还接收一些用于Flash闪速存储器编程和程序校验的控制信号[13]。
（I
11
RST：复位输入。当振荡器工作时，RST引脚出现两个机器周期以上高电平将使单片机复位。
ALE/ROG ：当访问外部程序存储器或数据存储器时，ALE（地址锁存允许）输出脉冲用于锁存地址的低8位字节。即使不访问外部存储器，ALE仍以时钟振荡频率的1/6输出固定的正脉冲信号，因此它可对外输出时钟或用于定时目的。要注意的是：每当访问外部数据存储器时将跳过一个ALE脉冲。
对Flash存储器编程期间，该引脚还用于输入编程脉冲（PROG）。如有必要，可通过对特殊功能寄存器（SFR）区中的8EH单元的D0位置位，可禁止ALE操作。该位置位后，只有一条MOVX和MOVC指令ALE才会被激活。此外，该引脚会被微弱拉高，单片机执行外部程序时，应设置ALE[14]无效。
PSEN：程序储存允许（PSEN）输出是外部程序存储器的读选通信号，当AT89C51由外部程序存储器取指令（或数据）时，每个机器周期两次PSEN有效，即输出两个脉冲。在此期间，当访问外部数据存储器，这两次有效的PSEN信号不出现。
EA/VPP：外部访问允许。欲使CPU只访问外部程序存储器（地址为0000H--FFFFH)，EA端必须保持低电平（接地）。需注意的是：如果加密位LBI被编程，复位时内部会锁存EA端状态。
如EA端为高电平（接VCC端），CPU则执行内部程序存储器中的指令。Flash存储器编程时，该引脚加上+12v的编程允许电源VPP，当然这必须是该器件是使用12v编程电压VPP。
XTAL1：振荡器反相放大器的及内部时钟发生器的输入端。
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
快速查阅手册
界面说明 1. ON/OFF 开关键– UP （向上）键增加温度值 2. DOWN（向下）键降低数值–激活/停止手动除霜 3. 设定温度键 4. Prg/mute编程/消音键 5. 故障或错误报警图标 6. 高/低温警告图标 7. 化霜开始时此图标亮起 8. 压缩机起动时此图标亮起 9. 蒸发器风机起动时此图标亮起 10. 当辅助输出激活时图标亮起 控制器的主要功能
关机 当控制器关闭时，显示屏上显示OFF ，所有的内部继电器停止工作（不得电） 开机 当控制器打开时，有个特别的步骤测试显示器和按键。显示器亮起2秒钟。 三条横杠 “---“ 在屏幕上显示2秒钟，控制器就可以操作了。 压缩机图标闪烁，表示压缩机延迟起动，处于安全保护时间内 冰箱内温度设定 显示或设定温度，按以下步骤： 保持SET 按键按住超过1秒钟。控制器显示温度值； 通过上/下键增加或降低设定值，直到达到设定值； 再次按SET 按键，确认新的温度值。 常用参数（类别F ） 按Prg/mute 键超过5秒钟，控制器显示常用参数代码（类别F ）。 –如果激活了报警，按下此键，可以先将蜂鸣器消音。 常用参数列表： St, rd, rt, rH, rL, dI, dt1, dt2, dP1, dP2, dd, d8, d/1, d/2, AL, AH, Ad, F1, Fd 配置参数 配置参数由密码保护，以防止出现不应该的修改，或者由未经授权的人员擅自修改。 （类别C ） 1. 同时按住Prg/Mute 和Set 按键3秒钟以上，显示屏显示闪烁的数字“0”，是 输入密码的提示符 2. 按UP 键设定密码– CAREL 温度控制器的密码设置为11(通过这个密码可以进入 配置参数 3. 按Set 键进入程序模式，通过上下键滚动找到相应的参数 4. 显示屏上显示优先调节参数项（类别C 参数）/2
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
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
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。
冰箱温度控制器代换的方法和注意事项 案例描述：送修冰箱是一台华菱b c d-268w间冷式电冰箱，在本冰箱维修案例要掌握的是冰箱温度控制器代换技术资料以及温控器调试方法。 分析与检修；电冰箱中使用的蒸汽压力式温控器在出厂时，根据电冰箱的设计要求，通过内腔调节螺钉已将温控器的主要技术参数预调好，旋转温控器的调节旋钮是在预调的基础参数上进行具体的细调，能根据冰箱各简室温度要求进行自动控制。 冰箱温控器一般均设有温差调节螺钉和温度范围调节螺钉，温控器温差调节机构，利用两个螺钉分别控制平衡弹簧（控制温度范围）和差额调节弹簧（开停时温差）。顺时针方向旋转温差调节螺钉，可使触点升程减小，使通断温差减小，反之则温差增大。温差调节螺钉每旋转一圈，温度变化约1℃左右，每次调整应不超过一圈。顺时针旋转调节螺钉，使主弹簧拉力增大，故要使触点闭合，使压缩机启动运转，必须适当提高蒸发器温度（感温元件压力相应提高），即开机温度升高，停机温度也相应提高，从而实现了对电冰箱温度范围的调节。 在电冰箱维修的过程中，原则上不提倡对温控器的调试，如果要进行调试时．应首先断开电源，调试后接通电源的间隔应大于5分钟，如需同时调试2~3个螺钉时，应根据各螺钉的作用及相互关系确定先后顺序，每次调节螺钉1／2~1圈，检测调试结果时，须将温控器(特别是感温管)按原位置装好。当温拄器因机械零件变形过大、漏气等原因造成失灵时，一般应更换新的同型号温控器。 华凌b c d-268w电冰箱采用冷气强制循环方式，由风扇将冷气一路送入冷冻室，另外分两路沿着冰箱后侧风道，向下经由挡风门温度控制器(自动感温调节通风口的大小)，送往变温室和冷藏室。由冷冻室温控器控制着压缩机的开、停，并调节整个系统的制冷情况。
- . - 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 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)
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。
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
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。
冰箱温控器旋钮调节方法 电冰箱是家庭必备日常用品，而有很多人不会正确使用电冰箱，比如冰箱在不同的季节，应该调在什么档位弄不清楚，往往会调反，致使问题越来越严重，例如：冰箱长时间发烫，流水等现象，往往认为冰箱可能坏了，其实只要你正确使用，就能解决这些问题。下面我详细介绍下冰箱温控器旋钮调节方法。 温控器旋钮调节方法：冰箱温控旋钮一般有0、1、2、3、4、5、6、7，8个档次，首先我们要弄清楚数字代表的意思，当数字越大如7档，冷冻室里的温度越低，数字越小如1档，冷冻室里的温度越高，0档冰箱处于待机状态，压缩机不工作，冰箱不制冷。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（温控器数值大），夏天温度高，反而把温度设置的高（温控器数值小），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。按照说明书上说的调。说明书上写,“通常使用时，温控器旋至“3”，如箱内温度较高时,可以将温控器数字调大旋至“4-6”，如箱内温度较底时,可以将温控器数字调小旋至“1-2”。比如夏天气温高，可能想到要把箱温度调低一点，按照字面上理解于是将数字条到4-6档这时反而调错了，导致问题越来越严重。
为什么冰箱温控器要这样设置呢？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。储藏室有温度感应器，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，如果温控器旋钮还在3或者小于3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。所以这个时间我们需要把数字调大，让冰箱内温差变大，冰箱才会工作。到了夏天，温度比较高，温差大，如果温控器旋钮还在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，机器机会发热，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器旋钮可以使我们既保鲜又省电。 而冰箱流水的问题，往往是不在意把温控旋钮碰到0-1档之间了，冰箱内温度升高了冰不断融化，就有水流出来，这时调到1-2档就可以了。
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、
电冰箱温控器旋钮调节方法 电冰箱温度控制旋钮上都分别标有数字，它代表着对冰箱内温度的控制范围。所标的数字越小则控制温度越高.不同季节温控器的指示范围为：夏季3～4；春秋季2～3；冬季4～5，当室温低于10°C时，温控器应拨到"6"的位置。机械温控器的档位0-7，0是停机，7是强冷，1-6，越来越冻。设置温度越不冻，压缩机工作时间就越短，因此越不耗电。温控器旋钮调节方法： 1.冰箱温控旋钮一般有0、1、2、3、4、5档或者是0、1、 2、3、4、5、6、7档（一般情况下，0档是停机档。5、6、7档是强制冷档位，打到强制冷档位时，压缩机不断运行，冰箱处于不停机状态，请注意一下咯~~~~~） 2. 数字越大，冷冻室里的温度越低。 一般春秋天应放到3档上，具体要看你的要求，冷冻室能否达到-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。你也许会有个疑问——冬天温度低，反而把温度设置的低（温控器数值大），夏天温度高，反而把温度设置的高（温控器数值小），是不是搞反了？ 3.为什么冰箱温控器要这样设置呢？ 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。冷藏室里的温度一般在0～10度，到了冬天，室内温度接近这个温度，如果温控器旋钮还在3或者小于3上的话，冰箱压缩机就很少启动了，虽然冷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，如果温控器旋钮还在3或者大于3上的话，冰箱冷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器旋钮可以使我们既保鲜又省电。 4. 海尔bcd-176td xz冰箱的季节档位调节怎么调 在夏季的时候调在1~3挡位就可以了。冬季的时候如果你房间温度在16度以上,就不需要调节。但是如果在16度以下要把挡位放到5~6挡，并且把温度补偿打开就是温控器旁边的小开关。如果没有这开关你的冰箱就是自动温度补偿的不用管它好了。
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