电冰箱自动控制系统的设计说明书.doc

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，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。 自动除霜功能 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，分钟后断开化霜加热丝，接通压缩机，再过分钟后接通风机。 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。 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。 故障报警功能 该功能要求在电冰箱运行过程中，不断诊断电冰箱的运行状态，当，电冰箱停机并报警显示。　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 　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。热敏电阻经简单的电路转化成电信号并放大后，可直接连到单片机A／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。1～10K，测温范围为一55℃～+35℃。其阻值和温度的关系为： 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： 当温度为时，根据以上公式可计算出Vb=1.47V,再根据A/D转换后对应值为4BH (75);同理，当温度为时，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） 而压缩机控制电路如图所示 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A／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。　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。　自动除霜功能的实现 ),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