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实验六电冰箱控制系统一、实验目的熟悉电冰箱的控制系统，能进行简单维护维修。
二、实验原理（一）控制电路中常用的元器件电冰箱电气控制系统的主要作用，是根据使用要求，自动控制电冰箱的起动、运行和停止，调节制冷剂的流量，并对电冰箱及其电气设备实行自动保护，以防止发生事故。
电冰箱的控制电路是根据电冰箱的性能指标来确定。
但其电气控制系统还是大同小异的，一般由动力、起动和保护装置、温度控制装置、化霜控制装置、加热与防冻装置，以及箱内风扇、照明等部分组成。
常用压力式温度控制器见下图。
1. 温度控制器：温度控制器简称温控器，是电冰箱、房间空调器等制冷设备调温、控温的装置。
它的主要作用是：（1）通过调节温度控制器旋钮，可以改变所需要的控制温度。
（2）可根据电冰箱内或空调房间内的温度要求，对制冷压缩机进行开、停的自动控制，使电冰箱内或房间内的温度保持在控制范围内。
温度控制器的种类很多，常用的温感压力式温度控制器。
温感压力式温度控制器主要用于人工化霜的普通“直冷式”单、双门电冰箱，或用于全自动化霜的“间冷式”双门电冰箱对冷冻室的温度进行控制。
温度控制器主要由感温元件、毛细管、感压腔和一组微动开关等机构组成。
感温元件也叫温压转换部件，是一个密闭的腔体，由感温管感温剂和感压腔三部分组成。
感压腔内充入的感温剂一般是氯甲烷或是R12。
它的作用是将蒸发器表面的温度变化转换为压力变化，从而引起快跳触点的动作。
2. 起动继电器：（1）重锤式起动继电器：重锤式起动继电器的结构主要包括电流线圈、重力衔铁、弹簧、动触点、T形架、绝缘壳体等；（2） PTC起动继电器：PTC是正温度系数的热敏电源电阻英文的缩写。
PTC起动继电器的工作原理：电冰箱在室温下起动时,PTC元件的电阻很小（约20Ω），而在较短的时间（0.1~0.2s）内通过基本恒定的电流，呈导通状态，之后随着其元件本身的发热温度升高，其阻值迅速增大，此时，PTC处于“断开”状态。
3. 过载保护器：过电流和过热保护器称为过载保护器，是压缩机电动机的安全保护装置。
松下直流变频冰箱故障及原理检修结合维修几台同系列通病故障现象：1：控制板背光不亮或亮但白板。
2：背光闪烁，电磁阀哒哒响。
3：压缩机不启动。
重点易损元器件红字体重点标出。
整理如下大家借鉴。
（1）开关电源原理1）电源输入电路该机开关电源电路如图18所示，接在L、N端间的R759、C724用于抗干扰。
如果市电电压过高，压敏电阻ZNR701击穿，保险管熔断，保护后级电路和器件。
C725、C727、ZNR700、接闪器DSA700组成的高压泄放支路，外接电抗器L与C726组成无源PFC电路，以提高该电路的功率因数。
另外，电源N线中串接的过载保护器用于压缩机过流、过热保护，一旦压缩机过载，过载保护器内部双金属片受热变形使触点断开，从而切断供电，以保护压缩机。
2）直流输出电路开关电源工作时，开关变压器T700的次级⑧-⑨绕组输出低压交流电，经D708整流，及由C737、L701、C738组成的二型滤波器滤波后，输出平滑的＋14V的电压，一路供控制板上继电器、照明灯，另一路在控制板转换为＋5V电压后供CPU、传感器用。
T700次级⑥-⑦绕组输出低压交流电，经D707整流、C735滤波后输出＋15V电压，一路供变频板上的变频驱动模块电路，另一路通过三端稳压块7805降压为＋5V，供变频板上CPU用。
3）稳压电路原理稳压电路主要由U703（A6351）、OP703（PC817）、U704（TL431）及输出电压取样电路组成。
电源的火线（L）从T700的①脚进入，经输入端线圈加到U703的⑦、⑧脚（MOs开关管的D极），①脚（MOs开关管的S极｝经电阻R761后接地，③脚（MOS开关管的G极）为控制端。
当输出电压变高时，流过OP703内部发光二极管的电流变大。
同时，U704的R极电压升高，则K极电压下降，从而使OP703内部发光二极管发光增强，OP703内部的光敏三极管导通程度加深，U703的③脚电压变低，在内部电路的作用下，开关管在一个周期的导通时间变短，则输出电压下降，达到稳压的目的。
摘要单片机即单片微型计算机，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。
本课题设计的电冰箱的电控系统主要应用MCS-51单片机作为核心控制元件进行分析和设计，对各部分的软件编程、硬件电路设计、及调试进行了介绍。
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ADC0809进行A/D转换，进入MCS-51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MCS-51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。
经过实践证明，经过反复的模拟运行、调试，修改，最后形成了一套完整的程序系统。
本系统运行稳定，其优点是硬件电路简单，软件功能完善，控制系统可靠，性价比较高等，具有一定的实用和参考价值。
实验一集成电路的逻辑功能测试一、实验目的1、掌握Multisim软件的使用方法。
2、掌握集成逻辑门的逻辑功能。
3、掌握集成与非门的测试方法。
二、实验原理TTL集成电路的输入端和输出端均为三极管结构，所以称作三极管、三极管逻辑电路（Transistor -Transistor Logic ）简称TTL电路。
54 系列的TTL电路和74 系列的TTL电路具有完全相同的电路结构和电气性能参数。
所不同的是54 系列比74 系列的工作温度范围更宽，电源允许的范围也更大。
74 系列的工作环境温度规定为0—700C，电源电压工作范围为5V±5%V，而54 系列工作环境温度规定为-55—±1250C，电源电压工作范围为5V±10%V。
54H 与74H,54S 与74S 以及54LS 与74LS 系列的区别也仅在于工作环境温度与电源电压工作范围不同，就像54 系列和74 系列的区别那样。
在不同系列的TTL 器件中，只要器件型号的后几位数码一样，则它们的逻辑功能、外形尺寸、引脚排列就完全相同。
TTL 集成电路由于工作速度高、输出幅度较大、种类多、不易损坏而使用较广，特别对我们进行实验论证，选用TTL 电路比较合适。
因此，本实训教材大多采用74LS(或74)系列TTL 集成电路，它的电源电压工作范围为5V±5%V，逻辑高电平为“1”时≥2.4V，低电平为“0”时≤0.4V。
它们的逻辑表达式分别为：图1.1 分别是本次实验所用基本逻辑门电路的逻辑符号图。
图1.1 TTL 基本逻辑门电路与门的逻辑功能为“有0 则0，全1 则1”；或门的逻辑功能为“有1则1，全0 则0”；非门的逻辑功能为输出与输入相反；与非门的逻辑功能为“有0 则1，全1 则0”；或非门的逻辑功能为“有1 则0，全0 则1”；异或门的逻辑功能为“不同则1，相同则0”。
三、实验设备1、硬件：计算机2、软件：Multisim四、实验内容及实验步骤1、基本集成门逻辑电路测试 （1）测试与门逻辑功能74LS08是四个2输入端与门集成电路（见附录1），请按下图搭建电路，再检测与门的逻辑功能，结果填入下表中。
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。
电冰箱保护器电路设计Ap0705122 吕礼锋一：设计原因及要求原因：电冰箱对电压的波动范围有一定的要求，但市电有时会不稳定，低于或者高于电冰箱的允许波动电压范围。
有时市电会突然断电又来电，这样易使电冰箱的压缩机损坏，因此接入电冰箱的保护电路是非常有必要的。
要求：用LM339和NE555设计一个电冰箱保护器。
（1）当市电过压(V802≥)或欠压(V801≤)时能自动切断冰箱交流供电电源（2）复电延时功能：从停电到来电时能延时3—5分钟再接通冰箱的交流电源。
二：电路设计1.电路原理本电路主要用LM339的两个比较器与电位器组成过电压、欠电压检测电路；VT1构成电子开关，当电压在180V~280V范围内时，指示灯D1会发亮，否则会熄灭。
NE555组成延时电路。
其工作原理：接通电源后，市电220v在变压器，整流桥，还有稳压器后，稳定在直流12V。
根据变压器的变压系数，调整电位器RP2与RP3，使市电电压保持在正常范围内，指示灯LED保持发亮。
因为C1两端初始电压为0V，555 时基电路的阈值端6 脚为高电平，555 时基电路复位，三极管VT2 截止，继电器K1的常闭触点保持吸合，电冰箱电源被切断。
然后电源向C1 充电，使2、6 两脚电位不断下降，约经过5min，可使电位降至12V电压的1/3，555 时基电路才置位，3 脚输出高电平，VT2 导通，继电器K1通电吸合，其常闭合触点K-1断开，电冰箱通电工作。
当交流电网意外断电时，C1 储存电荷通过R2、D5 迅速泄放，当电网恢复供电时，电路又要延迟5min 左右才向电冰箱供电，从而确保电冰箱压缩机不受损坏。
当市电电压升高到280V以上，上比较器输出低电平；市电电压下降到180V以下，下比较器输出低电平只要两者之一输出低电平，VT1截止，LED 熄灭。
此时6 脚为高电平，555 时基电路复复位，输出端3 脚为低电平，电冰箱电源被切断，从而使电冰箱在电压过高或过低的情况下自动停止工作，保证了电冰箱能安全工作于规定的电源范围内。
综合性实验设计报告课程名称数字逻辑实验题目名称电冰箱控制电路设计________ __班级学号学生姓名同组班级同组学号同组姓名指导教师武俊鹏、孟昭林、刘书勇、赵国冬2014年06 月一、内容摘要关键字：电冰箱控制电路; 加法/减法计数器; 寄存器; 比较器电冰箱控制电路的控制原理主要是通过比较电冰箱当前温度与原始设定阈值来判断温度是否在要求范围内。
如果当前温度高于电冰箱设定最高温度阈值，则进行制冷，降低冰箱当前温度；如果当前温度低于电冰箱设定最低温度阈值，则停止制冷，电冰箱温度将缓慢上升，直到升温到最高温度阈值，再次比较。
本报告主要介绍电冰箱控制电路的设计思路，实现方法与调试过程。
包括系统设计，方案比较，系统框图，单元模块分析与设计，完整电路图，电路工作原理，运行说明，调试方法与技巧，故障分析与解决方法，以及对电路的改进等。
本实验主要使用寄存器，比较器，加法/减法计数器等来完成主要电路功能。
目录1 需求分析..................................................................................................... 错误！未定义书签。
1.1 基本功能需求分析....................................................................................................... - 1 -1.2 扩展功能需求分析....................................................................................................... - 2 -1.3 系统设计概述............................................................................................................... - 2 -2 系统设计.................................................................................................................................. -3 -2.1 系统物理结构设计....................................................................................................... - 4 -2.2 系统逻辑结构设计..................................................................................................... - 11 -3 系统实现................................................................................................................................ - 15 -3.1 系统实现过程............................................................................................................. - 15 -3.2 系统测试..................................................................................................................... - 15 -3.3 系统最终电路图......................................................................................................... - 17 -3.4 系统团队介绍............................................................................................................. - 17 -4 总结 ....................................................................................................................................... - 18 - 参考文献.................................................................................................................................... - 21 -1.需求分析1.1 基本功能要求● 设计功能1．设定冷藏室的温度阈值范围。
2．实时显示冷藏室温度，初始温度值自主设定。
3．冷藏室升温超出预置温度范围时，启动制冷机。
4. 制冷机启动后，相应制冷空间的温度值以不同速速下降，直到达到预置阈值，系统处于反复循环中。
电冰箱冷藏工作流程图● 设计条件1.电源条件：直流稳压电源提供+5V 电压。
否是是 开始冷藏室的温度高于阈值？启动制冷机进行制冷冷藏室的温度达到预定值？否2.实验仪器和材料：名称备注数量仪器电子实验箱1台74HC/LS00 四输入与非门1片74HC/LS04 反相器2片74HC08 与门1片74LS20 与非门2片74LS32 或门2片74LS74 D触发器6片74HC85 四输入比较器2片74LS153 数据选择器1片74LS192 十进制可逆计数器2片1.2 扩展功能需求分析此电路较真实的实现了现实中电冰箱冷藏室的温度变化，即当启动制冷剂降温，温度降到最低温度阈值后，将保持当前温度一段时间，然后自然升温。
并且此电路可以实现自然升温与制冷降温的温度变化速度不同，制冷降温速率大于自然升温速率。
1.3 系统设计概述此电路图的具备控制电冰箱冷藏室温度控制的功能。
具体流程为：假设起始温度为3℃，则初始温度将首先与电冰箱最高温度阈值（6℃）比较后可知3℃<6℃，因此电冰箱开始升温，保持升温直到到达最高温度阈值6℃，再次将当前温度与电冰箱最高温度阈值进行，当当前温度高于最高温度阈值时，启动制冷机，电冰箱温度开始下降，直到到达最低温度阈值2℃，电冰箱再次升温，最终电冰箱温度将在2℃~6℃之间循环。
2.系统设计2.1 系统物理结构设计（一）主要芯片介绍1. 74LS00 四输入与非门·74LS00引脚图：·74LS00真值表：输入输出A B Y0 0 10 1 11 0 11 1 02. 74LS04 反相器·74LS04反相器引脚图：·74LS04反相器真值表：输入 输出A Y 0 1 13. 74HC08 与门 ·74HC08与门引脚图：输入 输出 A B Y 0 0 0 0 1 0 1 0 0 11174HC08真值表4 .74LS20 四输入与非门·74LS20四输入与非门引脚图：·74LS20四输入与非门真值表：输入输出A B C D Y1 1 1 1 00 x x x 1x 0 x x 1 x x 0 x 1 x x x 0 15.74LS32 或门·74LS32或门引脚图：·74LS32或门真值表：输入输出A B Y1 1 10 1 11 0 10 0 06.74LS74 D触发器·工作原理：负跳沿触发的主从触发器工作时，必须在正跳沿前加入输入信号。
如果在CP 高电平期间输入端出现干扰信号，那么就有可能使触发器的状态出错。
而边沿触发器允许在CP 触发沿来到前一瞬间加入输入信号。
这样，输入端受干扰的时间大大缩短，受干扰的可能性就降低了。
边沿D触发器也称为维持-阻塞边沿D触发器。
电路结构: 该触发器由6个与非门组成，其中G1和G2构成基本RS触发器。
SD 和RD 接至基本RS 触发器的输入端，它们分别是预置和清零端，低电平有效。
当SD=0且RD=1时,不论输入端D为何种状态，都会使Q=1，Q=0，即触发器置1；当SD=1且RD=0时，触发器的状态为0,SD和RD通常又称为直接置1和置0端。
·74LS74 D触发器引脚图：·74LS74 特征方程：Q n=D+1·74LS74 状态转移图：·74LS74 时序图：·74LS74 真值表：D n Q1 n Q说明0 0 输出状态与D端输入相同0 1 01 0 11 1 17.74HC85 四输入比较器·74HC85 简要说明：该器件有八个比较输入（A0~A3，B0~B3），三个级联输入和三个判断输出端。
该器件可对两个四位字进行比较，比较结果将在三个输出端以高电平呈现。
只有当两个四位字相等时，三个级联输入才可决定输出状态并且A=B端优先于A<B和A>B。
·74HC85引脚图：比较A和B 输出FA>B F1=1A=B F2=1A<B F3=174HC85真值表8. 74LS153 数据选择器·74LS153引脚图：·74LS153功能介绍：1G 、2G 为两个独立的使能端；B 、A 为公用的地址输入端；1C0～1C3和2C0～2C3分别为两个4选1数据选择器的数据输入端；Y1、Y2为两个输出端。
① 当使能端1G （2G ）＝1时，多路开关被禁止，无输出，Y ＝0。
② 当使能端1G （2G ）＝0时，多路开关正常工作，根据地址码B 、A 的状态，将相应的数据C0～C3送到输出端Y 。
如：B A ＝00 则选择CO 数据到输出端，即Y ＝C0。
B A ＝01 则选择C1数据到输出端，即Y ＝C1，其余类推。
9. 74LS192 十进制可逆计数器·74LS192引脚图：74LS153真值表·74LS192真值表：·74LS192功能介绍：74LS192是双时钟方式的十进制可逆计数器。
