畢業設計-基于單片機的冰箱控制系統設計(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 圖 44 復位電路圖 14 溫度檢測電路 溫度檢測電路主要由溫度傳感器和運算放大器等組成如圖 45所示： 圖 45 溫度檢測電路 溫度傳感 器 溫度傳感器主要用來接收冷藏室和冷凍室溫度信息及霜厚信息。冷藏室、冷凍室傳感器的電阻值隨電冰箱內的溫度變化而變化，溫度越低，其阻值越大。通過溫度的變化，轉化成阻值的變化，引起電壓變化導致控制電路工作，分別控制壓縮機的開、停。這里溫度傳感器選用了 MF531型熱敏電阻，具有負溫度系數，靈敏度較高，和互換性好、壽命長、價格低的特點，特別是在 26℃ ~+26℃范圍內，熱敏電阻上分壓與溫度成線性關系。其阻值和溫度的關系為：R(t)=286/(+t)。溫度傳感器屬于電壓檢測方式，即通電后隨著溫度改變便有微弱的電壓變化。此電壓的變化經運算放大器放大后供微電腦進行分析。 運算放大電路 由比較器和運算放大器組成。用于將微弱的電壓進行放大。為了和 ADC0809模擬輸入電壓 0~5V相匹配，分壓電阻上所得的信號需要經兩級 LM324運算放大，前極接成射級跟隨器，主要是為了得到高輸入阻抗，后級才是為了完成差分放大。 鍵盤電路和顯示電路 如圖 46鍵盤電路和 LED 顯示電路由串行口擴展 5 片 74LS164 實現。系統采用了 2個功能鍵控制冷凍室、冷藏室 ， 4個 LED 數碼管用于顯示冷凍室、冷藏 室溫度及壓縮機啟、停和故障等狀態。 鍵盤工作原理也很簡單 ， 89C51 通過 RXD 端向鍵盤掃描移位寄存器 74LSI64 逐位發送數據“ 0” ， 每次發送后即從 T0 端讀 15 入鍵盤信號 ， 若讀得“ 0”表示有鍵按下 ， 轉入處理鍵功能程序。 圖 46 鍵盤電路圖 除霜電路 除霜電路則是將熱敏電阻安裝在距蒸發器 3mm 的某個合適的位置 ， 當霜厚大于 3mm 時 ， 熱敏電阻接觸到霜層，從而感到較低的溫度 ， 其阻值有所變化 ， 運算放大器輸出信號改變 ， 經 A/ D 轉換后送入 CPU ， 經單片機分析、判斷、給出除霜命令。 過、欠 電壓檢測 本系統交流電源工作電壓為 176~240V，為了保護冰箱，電壓過高或過低時自動禁止壓縮機啟動。電源過欠壓的檢測采用了經光電耦合器直接對電源電壓進行檢測的方法。圖中 R和 W為降壓電阻， LED為光電耦合器的反向旁路二極管兼作電源指示燈。調節 W可使光電耦合器工作在線性區，其次級輸出電壓經阻容濾波后即得到反映初級輸入電壓變化的模擬量，該信號經 LM324電壓跟隨器送至 ADC0809的 IN3引腳進行 A/D轉換。采用這種方案，中間環節少，反應快，并且在一定電壓范圍內，能保護較好的線性度。電源是否過欠壓由軟件辨識判別 。 存儲器 由 8D鎖存器 74LS373用于單片機 P0口的地址低 8位和數據分割 。 鍵盤 /顯示器 如圖顯示器電路圖 47所示， 本系統采用串行口擴展鍵盤和顯示器。單片機RXD和 TXD分別提供串行輸出數據和移位脈沖。 89C51送出的 8位串行數據經74LS164變成并行數據，并作為鍵盤的列掃描信號。顯示部分采用 LED數碼管顯示。他們可設置或顯示有關溫度、時間和狀態。 16 圖 47 顯示器電路圖 執行器 本系統包括壓縮機電動機、除霜電熱絲。 89C51產生的控制信號經 、 、并在 74LS273中鎖存。輸出在經達林頓型驅動器 MC1413驅動后控制交流固態繼電器 SSR SSR2。使用 74LS273鎖存的目的是防止單片機復位時引起輸出控制的誤操作，同時也增加了輸出驅動能力。采用 SSR作為壓縮機電熱絲的開關元件無火花產生，無觸頭損耗，不產生電磁干擾，并且把控制部分和交流高壓部分光電隔離，使系統的安全可靠性得到提高。 開關檢測 開關狀態的檢測電路由門開關和 LED發光二極管組成。開門時，觸點 A接通89C51的 平；關門時，觸點 B接通， 。軟件通過對 查詢來分析門的開閉，并計時開門狀態的時間。當開門時間超過 1min則自動報警以防忘記關門。 報警器 圖 48 報警器電路圖 17 如圖 48所示，電路圖， 當出現電源過欠壓、溫度超限失控、開門超時等情況時，系統自動發生報警，并顯示報警。 5. 制系統的軟件設計 系統軟件采用模塊化程序設計思想，用匯編語言編制。控制程序主要有三部分：主程序、定時器 T0中 斷服務程序和定時器 T1中斷服務程序。還有一些 LED數碼管顯示程序、 A/D轉換程序、溫度傳感器程序設計的子程序。 主程序 主程序是整個電冰箱的總控制程序 ， 如控制各單元初始化、控制中斷、定時、顯示 ， 鍵盤程序的啟動與重復等。主程序流程圖如圖 51所示。 圖 51 主程序流程圖 T0中斷服務程序 T0 工作于定時方式 ， 定時時間為 100ms ， 中斷 10 次為 1s。中斷服務程序主 18 要完成電源欠壓、過壓處理、開門狀態檢查及處理和溫度采集等 ， 其流程圖如圖52所示 。 圖 52 T0中斷服務程序流程圖 T1中斷服務程序 T1 工作于計數方式 ， 通過計數達到延時 3min 的目的。 T1 的中斷服務程序除了完成速凍、除霜、溫度等各種檢測 ， 根據檢測結果 ， 比較、分析以控制執行元件 (壓縮機、電熱絲 ) 工作。當停電或其他原因引起箱內溫度上升超過 18℃時 ，冰箱自動報警 ， 超溫報警指示蜂鳴響起 ， 提醒用戶采取應急措施。其流程圖如圖53 所示 19 圖 53 T1 中斷服務程序流程圖 20 A/D轉換和數碼顯示子程序 圖 54 A/D 轉換和數碼管顯示流程圖 21 具體程序如下： ORG 0000H JMP MAIN ORG 0003H JMP IT0 ORG 0100H MAIN: CLR MOV R3， 65H 。 15℃ MOV R4 ， 99H 。 5℃ SETB EX0 SETB EA SETB T0 START: MOV R1， 30H MOV R4， 03H MOV DPTR， 0FEF8H LOOP: MOVX @DPTR， A JNB ， $ MOVX A， @DPTR MOV @R1， A INC R1 INC DPTR JNZ R2， LOOP MOV A， 30H CLR C SUBB A， 50H； 10℃ JNC JING MOV A， 30H CLR C SUBB A， 1EH； 20℃ JC JING 22 MOV A， 30H MOV B， 05H DIV AB MOV R5， A MOV A， 1AH SUBB A， R5 LCALL CUN1 LCALL DISP MOV A， R3 ADD A， 0AH MOV R5， A MOV A， 30H CLR C SUBB A， R5 JNC DONG MOV A,R3 SUBB A， 14H MOV R5， A MOV A,30H CLR C SUBB A， R5 JC TING MOV A， 31H SETB C SUBB A， 0BH； 10℃ JNC JING MOV A， 31H MOV B， 05H DIV AB 23 MOV R5， A MOV A， 80H ADD A， R5 LCALL CUN2 LCALL DISP MOV A， R4 ADD A， 0AH MOV R5， A MOV A， 31H CLR C SUBB A， R5 JNC DONG MOV A， R4 SUBB A， 14H MOV R5， A MOV A， 31H CLR C SUBB A， R5 JC TING MOV A， 32H CJNZ A， 80H； 化霜 CLRC SUBB A， 80H JC SHUANG JMP START DISP: MOV R0， 50h MOV R1， 40H 24 MOV R2， 04H DP10: MOV DPTR， SEGTAB MOV A， @R0 MOVC A， @A+DPTR MOV R1， A INC R0 INC R1 DJNZ R2， DP10 MOV R0， 40H MOV R1， 04H DP12: MOV A， @R0 MOV SBUF， A MOV DEPAY。 延時 1ms INC R0 DJNZ R1， DP12 SEGTAB:DB 3FH IT0: CLR EX0， PUSHA JB ， A MOV A， R3 ANL A， 0FH MOV 50H， A MOV A， R3 SWAP A ANL A，