【毕业设计】基于单片机的电冰箱温度控制系统.doc

目 录 1 目 录 - 1 - 2 前 言 - 2 - 3 设计背景 - 2 - 4 设计思想 - 3 - 5 设计说明 - 3 - 5.1工作原理 - 3 - 5.2 设计的主要功能及要求 - 4 - 6 硬件设计 - 5 - 6.1 系统结构图 - 5 - 6.2 微处理器（单片机） - 5 - 6.3 温度传感器 - 7 - 6.4 电压检测装置 - 10 - 6.5 功能按键 - 11 - 6.6 故障报警电路 - 11 - 7 软件部分 - 13 - 7.1 主程序 - 13 - 7.2 初始化子程序 - 16 - 7.3 键盘扫描子程序 - 17 - 7.4 打开压缩机子程序 - 20 - 7.5 关闭压缩机子程序 - 21 - 8总结 - 23 - 9 心得体会 - 23 - 10参考文献 - 24 - 2 前 言 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，还应根据具体硬件测控电路，以及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，通过AT89S51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，开门报警等功能。 3 设计背景 随着集社会的发展和生活水平的提高，人们对家用电冰箱的控制功能越来越高，这对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。而采用基于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。 4 设计思想 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，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. 5 设计说明 5.1工作原理 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，在被吸回压缩机的过程中，制冷剂蒸气仍然从外界吸取热量进行汽化，因此压缩机的吸气管也是低于环境温度的，用手摸感到些凉。而压缩机的排气管却相反，因为排气管内是高温高压的制冷过热蒸气，故其外表温度比环境温度高，用手触摸的感觉是热的。至此，完成一个循环。压缩机制冷循环周而复始的运行，保证了制冷过程的连续性，因此充分发挥了制冷剂的特性。制冷剂在系统内要经过四个连续的热变化过程：即压缩、冷凝、节流、蒸发。制冷系统内所有部件的根本任务是保证这四个过程的顺利进行。 图6.1 控制系统结构图 6.2 微处理器（单片机） 微处理器是本系统的核心，其性能的好坏直接影响系统的稳定，鉴于本系统为实时控制系统，系统运行时需要进行大量的运算，所以单片机采用INTEL公司的高效微控制器AT89C51。他是一个低功耗，高性能CMOS 8位单片机，片内含4k Bytes ISP的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元，功能强大的微型计算机的AT89C51可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。INTEL公司的AT89C51芯片具有以下特性： 4KB片内在系统可编程Flash程序存储器； 时钟频率为0～33MHz； 128字节片内随机读写存储器（RAM）； 32个可编程输入/输出引脚； 2个16位定时/计数器； 5个中断源，2级优先级； 全双工串行通信接口； 监视定时器； 2个数据指针。 单片机引脚如图6.2