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目录第一章中央空调制冷原理 (1)第二章系统的部件选择 (2)2.1 温度器的数学模型 (2)2.2 热电偶的传递函数 (3)2.3 控制系统的传递函及方框图 (4)第三章系统时域分析 (5)3.1系统的稳态性分析 (5)3.2 控制系统的稳态误差 (6)3.3 扰动作用下的稳态误差 (12)第四章控制器的设计 (13)4.11控制器的校正 (13)结论 (15)设计体会 (16)参考文献 (17)摘要我国是一个人均能源相对贫乏的国家，人均能源占有量不足世界水平的一半，随着我国经济的快速发展，我国已成为世界第二耗能大国，但能源使用效率普通偏低, 造成电能浪费现象十分严重。
中央空调系统是现代大型建筑物不可缺少的配套设施之一，电能的消耗非常大，约占建筑物总电能消耗的50%。
此次设计的中央空调系统是一种集中处理空调负荷的空调系统形式，它由集中的制冷机组产生冷/热量，并利用适当的介质把冷/热量输送到需要消除冷/热负荷的空间，从而实现空气调节的目的。
由于它采用的是集中处理空调负荷的形式，因此，相对于分散处理空调负荷的分散式空调系统而言，中央空调系统的能效比较高，从制冷循环的角度来看是一种节能运行的空调型式。
第一章中央空调制冷原理制冷系统由4个基本部分即压缩机、冷凝器、节流器、蒸发器组成。
由铜管将四大件按一定顺序连接成一个封闭系统，系统内充注一定量的制冷剂。
一般的空调用制冷剂为氟里昂，以往通常采用的是R22，现在有些空调的氟里昂已经采用新型的环保型制冷剂R407。
以上是蒸汽压缩制冷系统。
以制冷为例，压缩机吸入来自蒸发器的低温低压的氟里昂气体压缩成高温高压的氟里昂气体，然后流经热力膨胀阀（毛细管），节流成低温低压的氟里昂起液两相物体，然后低温低压的氟里昂液体在蒸发器中吸收来自室内空气的热量，成为低温低压的氟里昂气体，低温低压的氟里昂气体又被压缩机吸人。
室内空气经过蒸发器后，释放了热量，空气温度下降。
如此压缩-----冷凝----节流----蒸发反复循环，制冷剂不断带走室内空气的热量，从而降低了房间的温度。
![毕业设计----电冰箱控制系统设计[管理资料]](https://img.taocdn.com/s1/m/72a29803f90f76c660371a62.png)
前言众所周知，电冰箱是现代家庭中必不可少的家用电器。
而目前我国市场销售的冰箱大多采用传统的机械式温控，其控制精度差，功能单一，控制方式简单难以满足冰箱发展的要求。
随着经济的发展和人民生活水平的进一步提高，人们对多功能的发展要求越来越高。
由于单片机性能好，控制功能强，工作可靠，成本低等优点，现在已经在家电产品中得到了广泛的应用。
面临国内电冰箱发展的现状，在技术上还与其他发达国家有一定的差距，我们在原有的基础上对电冰箱进行了一定的改进，使其适应当代个性时尚、节能环保、智能高端、精确温控的发展方式，使人们体验闻所未闻的个性化感受，快捷与原汁原味不再是梦想。
新一代产品在控制上还增加了人工智能，使家电性能更优异，使用更方便可靠。
本次设计基于大量的市场调查和理论研究。
首先，我们对传统电冰箱控制系统进行了分析。
调查了10多个品牌的电冰箱的控制系统，研究了他们制冷的优缺点，吸收了一些比较好的设计思想。
其后，我们又查阅了大量的资料文献，其中最多的是国内外最新发表的关于制冷方面的论文，丰富了我们的理论依据。
然后，根据我们拥有的材料用单片机实现电冰箱控制系统的硬件设计，最后在硬件设计的基础上实现了其软件设计。
第1章电冰箱系统概述单片机概述自从1971年微型计算机问世以来，随着大规模集成电路技术的进一步发展，导致微型计算机正向两个方向发展：一是高速度、高性能、大容量的高档微型计算机及其系列化，向大、中型计算机挑战；另一个是稳定可靠、小而廉、能适应各种领域需要的单片机。
单片机是指把中央处理器、随机存储器、只读存储器、定时器/计数器以及I/O 接口电路等主要部件集成在一块半导体芯片上的微型计算机。
虽然单片机只是一个芯片，但从组成和功能上看，它已经具有了微型计算机系统的含义，从某种意义上来说，一块单片机就是一台微型计算机。
自从1975年美国德可萨斯公司推出世界上第一个4位单片机TMS-1000型以来，单片机技术不断发展，目前已成为微型计算机技术的一个独特分支，广泛应用于工业控制、仪器仪表智能化、家用电子产品等各个控制领域。
HEFEI UNIVERSITY自动化综合设计设计题目：冰箱温度控制设计系别：11 电子系专业班级：自动化2班指导老师：丁健姓名学号：董祥（1105032020）吴兵（1105032022）王万里（1105032023）丁超超（1105032028）_钱心远（）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地走向深入，同时带动传统控制检测日新月益更新。
在实时检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，仅单片机方面知识是不够的，还应根据具体硬件结构，以与针对具体应用对象特点的软件结合，以作完善。
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与蒸发表面温度。
通过INTEL公司的高效微控制器MCS-C51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：单片机；温度传感器；电冰箱；温度控制一、设计内容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。
系统结构框图：二、硬件设计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动与停止，使冰箱内的温度保持在设定的温度范围内。
本电冰箱控制系统要完成冷冻室与冷藏室的温度检测和动态显示的功能，霜厚检测与除霜的功能，温度设置功能，。
控制系统硬件结构如图所示，主要由电源电路,AT89C52最小系统，温度传感器，功能按键， ADC0809转换电路，时钟电路，键盘电路，显示电路，复位电路，测霜、除霜装置。
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。
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。
2 设计要求及分析2.1 电冰箱温度自动调节功能该功能是电冰箱应具备的主要功能。
报哪儿网 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)报哪儿网 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.报哪儿网 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,报哪儿网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,状态转入S0后,对C2,C3清零.并且,由M1+M2+M3与X0作为对S20的转移条件.报哪儿网5,状态转移到S20,驱动Y0(进水).当X2闭合,即M1置1,状态转移S21;当X3闭合,即M2置1,状态转移S31当X4闭合,即M3置1,状态转移S416,状态转移到S21时,T0计时25秒(进水25秒),然后T0置1,状态转移到S22.状态转移到S31时,T1计时15秒(进水15秒),然后T1置1,状态转移到S22.状态转移到S41时,T2计时10秒(进水10秒),然后T2置1,状态转移到S22.7,报哪儿网状态转移到S22,对Y0清除指令,即停止进水.当Y0停止时,即Y0非置1,状态转移到S23.8,状态转移到S23,如果选择的是全程序(按X04),那么对C0清零.如果选择的是简单程序(按X05),那么对C1清零.CO非,C1非置1,状态转移到S24.9.状态转移到S24,起动Y02(电机正转),T3计时3秒.计时完毕状态转移到S25.正转完毕.10,报哪儿网状态转移到S25,起动Y03(电机反转),T4计时2秒.计时完毕后,无论选择的是全程序还是简单程序(无论按X04还是X05)状态都转移到S26.11,状态转移到S26,T5计时1秒,然后T5置1.如果选择的是全程序(按X04),那么C0计数,当计数不够200次时,状态转移到S24.计数满200次时,状态转移到S27.如果选择的是简单程序(按X05),那么C1计数,当计数不够100次时,状态转移到S24.计数满100次时,状态转移到S27.12,报哪儿网状态转移到S27,起动Y01(排水).T7计时20秒,然后T7置1,状态转移到S28.13,状态转移到S28,起动Y04(脱水),T8计时10秒.如果选择的是全程序(按X04),那么C2计数,当计数不够3次时,状态转移到S20.计数满3次时,状态转移到S0.如果选择的是简单程序(按X05),那么C3计数,当计数不够2次时,状态转移到S20.计数满2次时,状态转移到S0.报哪儿网 步进阶梯结束.程序结束.(此程序的程序要求与本组课设有一定差别，需要修改程序后才可用，且文字叙述少，需要完善)。
电冰箱自控课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解电冰箱的基本工作原理，掌握其制冷系统、控制系统的主要组成部分及功能；2. 学习并掌握电冰箱自控系统的设计原理，包括温度传感器、控制电路等关键部件的应用；3. 了解电冰箱能效标准，认识节能减排的重要性。
技能目标：1. 能够运用所学知识，分析并解决电冰箱自控系统中的常见问题；2. 培养动手实践能力，通过小组合作完成电冰箱自控系统的搭建与调试；3. 学会运用现代化工具和软件，对电冰箱自控系统进行模拟与优化。
情感态度价值观目标：1. 培养学生的团队合作意识，学会在小组合作中互相尊重、共同进步；2. 激发学生对家用电器及智能化技术的兴趣，提高对科技创新的认识；3. 增强学生的环保意识，认识到节能减排对可持续发展的重要性。
本课程针对高年级学生，结合学科特点，注重理论与实践相结合，旨在提高学生的专业知识水平、动手实践能力以及创新能力。
课程目标明确，可衡量，便于学生和教师在教学过程中对照评估，确保教学效果。
二、教学内容1. 电冰箱工作原理及结构：介绍电冰箱的制冷循环、压缩机、蒸发器、冷凝器等主要组成部分及其作用。
教材章节：第二章《制冷技术与设备》2. 自控系统原理：讲解电冰箱自控系统的工作原理，包括温度传感器、控制电路、执行器等关键部件。
教材章节：第三章《自动控制原理与应用》3. 电冰箱能效标准与节能减排：阐述电冰箱能效等级划分，介绍节能减排措施及意义。
教材章节：第五章《家用电器能效与环保》4. 实践操作：分组进行电冰箱自控系统的搭建与调试，培养学生动手实践能力。
教材章节：实验教程《家用电器控制系统实践》5. 模拟与优化：利用现代化工具和软件，对电冰箱自控系统进行模拟与优化，提高系统性能。
教材章节：第六章《家用电器控制系统仿真与优化》教学内容根据课程目标进行选择和组织，注重科学性和系统性。
教学大纲明确，教学内容安排合理，涵盖理论与实践，确保学生在掌握专业知识的同时，提高实践和创新能力。
3电冰箱系统设计电冰箱是现代生活中常见的家用电器之一，其设计需要考虑到制冷功能、储藏空间、能源效率以及用户友好性等因素。
下面是一个关于电冰箱系统设计的范文，共计1200字。
一、设计目标在设计电冰箱系统时，我们的目标是提供一个高效、节能、安全并且用户友好的产品。
我们希望通过优化制冷系统和增加储藏空间等方式，提高电冰箱的性能，并减少能源消耗。
二、制冷系统设计1.制冷剂选择：我们选择了环保型制冷剂，如R-600a或R-134a，以减少对大气层的污染。
2.制冷循环：我们采用了压缩机制冷循环系统。
制冷循环由压缩机、换热器、膨胀阀和蒸发器组成。
制冷剂在压缩机中被压缩成高压气体，然后通过换热器和膨胀阀，在蒸发器中蒸发，从而带走室内的热量。
3.优化换热器设计：为了提高制冷效率，我们采用了高效的换热器设计。
换热器通过增大换热面积和优化换热器内部管路设计，提高了热量传递效率。
4.温度控制系统：为了保持恒定的温度，我们采用了电子控制系统，通过传感器监测室内温度，并自动调节制冷器的运行时间和速度。
三、储藏空间设计1.多功能储藏空间：电冰箱内部被划分为多个储藏空间，包括主室、冷冻室和可调节的储藏室。
主室用于存放食物和饮料，冷冻室用于冷冻食物，可调节的储藏室可以根据需要进行调整。
2.智能储藏空间管理：我们的电冰箱配备了智能储藏空间管理系统，可以根据食物的类型和储存需求，自动调节储藏室的温度和湿度，以延长食物的保鲜期。
3.储藏空间优化：为了最大程度地提高储藏空间的利用率，我们在设计中考虑到了不同尺寸和形状的食物容器，增加了可折叠和可调节的储物架以及门上的储物盒等功能。
四、能源效率设计1.高效制冷器：我们的电冰箱采用了高效的制冷器设计，以提高制冷效率，减少能源消耗。
2.省电模式：我们的电冰箱配备了省电模式按钮，用户可以根据需要选择开启或关闭省电模式。
省电模式可以减少制冷器的功率，以降低能源消耗。
五、用户友好性设计1.信息显示屏：我们的电冰箱配备了信息显示屏，可以显示温度、湿度、制冷器运行状态等信息，方便用户了解和控制电冰箱的工作状态。
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。
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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。
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。
2 设计要求及分析2.1 电冰箱温度自动调节功能该功能是电冰箱应具备的主要功能。
电冰箱设有冷冻室和冷藏室，冷冻室的温度为－6℃～－18℃，冷藏室的温度为0℃～10℃，在该温度范围内，食品保鲜效果较好，因此，对控制器的要求是将冷冻室和冷藏室的温度自动控制在各自的范围内。
2.2 自动除霜功能冰箱冷冻室中的水分会凝结成霜，因此，电冰箱应有自动除霜功能。
该功能的实现方法是通过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，若干分钟后断开化霜加热丝，接通压缩机，再过数分钟后接通风机。
2.3 电源过欠压保护功能为了使电冰箱安全可靠地运行，要求其电源电压在176V～240V之间。
因此，当电源电压小于176V或大于240V时，压缩机应自动停机并报警显示。
2.4压缩机开启延时功能该功能要求压缩机停机时间超过3分钟才能启动，以延长压缩机的寿命。
这就要求在每次电冰箱上电时，都要检查压缩机停机是否到3分钟，若未达到，需延时到3分钟后才能启动。
因此，在设计时应有判断与延时功能。
2.5 故障报警功能该功能要求在电冰箱运行过程中，配合2.3的过欠电压保护系统不断诊断电冰箱的运行状态，当出现过欠电压信号时，电冰箱停机并报警显示。
3. 自动控制系统硬件结构设计系统结构总图如图1所示。
图1 系统结构图3.1 主要部件选择与功能实现3.1.1 单片机选型及功能介绍MCS-51系列单片机为高性能系列，有32个并行口，具有多级中断处理系统，2个16位定时/计数器，带有串行I/O口，片内有ROM、RAM，寻址范围可达64K。
因此，考虑到本设计控制并不复杂，速度要求不高，加上MCS-51系列单片机有优良的性价比，本设计选择它。
本设计用的的主要管脚功能为：P0口（P0.0~P0.7）：8位准双向I/O口，但实际上通常作为地址/数据总线口，在访问外部存储器时，它是分时传送的地址和数据。
P2口（P2.0~P2.7）：8位准双向I/O口，在访问外部存储器时，它输出高八位地址，与P0口一起组成16位地址总线。
ALE引脚：它以不变的频率（振荡频率的1/6）周期性地发出正脉冲信号，因此，它可以用作对外输出地时钟，或用于定时目的。
WR：外部数据存储器写选通信号输出。
RD:外部数据存储器读选通信号输出。
3.1.2 A/D转换器选型及功能介绍ADC0809八位逐次逼近式A/D转换器是一种单片CMOS器件，包括8位的模数转换器，8路（通道）转换开关与微处理器兼容的控制逻辑。
D0-D7：8位数字量输出引脚；IN0-IN7：8路模拟量输入引脚；A0、A1、A2：地址输入线，经译码后可选通IN0-IN7八通道中的一个通道进行转换。
START、ALE：用于启动A/D转换。
REF:参考电压3.1.3 74LS373简介74LS373是一个三态输出，置数全并行存储，缓冲控制输入式锁存器；1D-8D：8位地址输入端；1Q-8Q:8位地址输出端；OE:三态门输出允许控制信号输入端。
3.2 检测及控制电路3.2.1 传感器的选择与温度自动调节功能的实现根据设计要求，需测量冷冻室、冷藏室及室外温度，但对测温精度要求不高，因而可选用价格便宜、性能可靠、互换性好、寿命长的热敏电阻作为温度传感器，。
它们检测原理都一样，检测范围为0026~26-+。
热敏电阻经简单的电路转化C C成电信号并放大后，可直接连到单片机ADC0809A／D转换器的模拟信号输出端，经A／D转换后的数据与设定温度相比较，根据比较结果，再对压缩机控制电路进行控制，使温度控制在各自恰当的范围内。
图2 温度检测电路 图中R4为温度传感器，选用MF57型热敏电阻，具有负温度系数，灵敏度较高，标称电阻值为1～10K Ω，测温范围为一55℃～+35℃。
其阻值和温度的关系为：4 4.50.1(R T k Ω=-)313.755()437.250.1R Va V R R T =⨯=+- Va 点的电压经过LM324放大器后送入M68HC11A8单片机的一个A/D转换通道。
根据集成运放的知识可得Vb 的电压为：3.64(1)(1)()210f R Vb Va Va V R =+=+当温度为0-时，根据以上公式可计算出Vb=1.47V,再根据A/D转换后55C对应值为4BH (75);同理，当温度为035C+时，Vb=5V,再根据A/D转换后对应值为0FFH (255)。
根据以上可得出温度T与A/D转换后对应值Y的关系为：=⨯+（其中Y为十进制）Y T2185而压缩机控制电路如图3所示：3.2.2 电冰箱的过欠压保护电路及功能实现电冰箱的过欠压保护电路是在电源变压器设计时就考虑到的，在变压器设计时，从变压器的次极可另外绕一组线圈，经整流滤波后的电压接入ADC0809A ／D输入端，当电源电压变化时，此电压将随之变化，单片机把测到的电压与过欠压值相比较，当发现有过欠压现象时，将通过压缩机控制电路切断压缩机电源并报警，达到保护压缩机的效果。
图4 电源电压检测电路图中TIL113为光电耦合器件，光电耦合器件是由发光二极管和光电接受元件合并使用，以光作为媒介接传递信号的光电器件。
适当调节RW，让电源电压在160V时，通过R1、RW分压限流后，经过光电耦合器件的二极管。
发光二极管发光使三极管导通。
电压越高，发光越强，三极管导通越良好，通过三极管发射极电流越大，发射极电位越高。
再经过集成运放后送入A/D转换的一个通道，转换成数字量。
电压为180V时，转换后数字量为0B4H(180);电压为240V时，转换后数字量为0F0H(240)。
工作电压转换后的数字量应在0B4H(180)与0F0H(240)之间。
3.2.3 电冰箱的开启延时电路及功能的实现按功能要求，电冰箱无论是自动停机还是强制停机，为了延长压缩机的寿命，都要延时3分钟后压缩机才能启动。
即在每次接通压缩机时，单片机计时，利用单片机内的EEPROM将计数值保存。
在软件设计时，每次上电都要检查此数据是否到3分钟，若时间不到，延时后才能接通压缩机。
3.2.4 自动除霜功能的实现当电冰箱内空气中含有水蒸气的温度降到一下时，水蒸气就会凝结发器表面和食品上而结成霜。
结霜多少与箱内空气温度、湿度以及开门次数有关。
冰箱内凝结的霜就越多。
霜是热的不良导体，导热系数只有0.58W/(0m C),比铜、铝的导热系数要小得多。
蒸发皿表面的结霜大大降低了其热交换能力，严重地影响制冷系统的制冷效果。
当蒸发皿上的霜厚达到10mm时，热传导效率将下降30%以上，使压缩机运行时间增长，耗电量增大，甚至会导致压缩机出现故障。
因此及时除霜是正确使用电冰箱的一个重要环节。
霜厚检测电路与测温电路完全想同，如图2.霜厚检测电路的工作原理：把热敏电阻安装在具蒸发器3mm的某个适合的位置上，当霜厚大于3mm时，热敏电阻接触到霜，从而感受到较低的温度，其阻值R4变大，a点点位降低，运算放大器输出信号有变化，经过A/D转换后送入CPU，经单片机分析、判断、给出除霜命令。
当霜厚达到3mm时，R4感受到的温度大约为010C-时，-，当温度为010CA/D转换后对应值应为0A5H(165)。
也就是说，只要A/D转换后值小于或等于0A5H(165)就说明霜厚已经达到3mm应出去。
这时，接通化霜加热丝，同时断开压缩机和风机，30分钟后断开化霜加热丝，接通压缩机，再过15分钟后接通风机化霜加热丝的控制电路基本和压缩机的控制电路相同。
图5 除霜控制电路8051单片机控制信号经P1.3和P1.4端口输出，并在P1.3和P1.4端口输出，并在P1.7的控制下锁存。
74LS273锁存器的输出再经过达林顿驱动器MC141后驱动固态继电器SSR1。
当MC141的16端有高电平输出时，SSR1的3、4引脚端接通，使加热丝接通电源而除霜。
当MC141的15端输出高电平时，SSR1的3、4端接通，使得压缩机绕组接通电源而启动，并开始制冷。
74LS272锁存控制信号，一方面增加输出功率，另一方面也防止单片机复位时引起控制的误动作。
采用固态继电器作为压缩机和除霜电热丝的开关，属于无触点开关，内部是大功率的晶闸管电路，不产生火花，无电磁干扰并使高压与单片机系统隔离。
3.2.5 报警器报警器检测来自过欠电压保护模块的信号，当收到异常信号时自动结束系统运行并发出声光信号以提醒使用者进行处理。
由于本设计对声报警无特殊要求，所以采用单频音报警。
发音器采用蜂鸣扬声器。
当需要报警时P1.2输出“1”使T1管导通，然后经T2管放大，电路就会产生自激振荡，向扬声器输出一信号就使得扬声器发出报警声音。
图6 声报警电路总结一周半的课程设计很快就结束了，时间很短暂。
但是很高兴的是，自己在规定时间内完成了任务。
在摸索中不断思考，在思考中不断学习，感觉自己获益匪浅。
