畢業設計-基于51單片機的電冰箱控制系統-資料下載頁

【導讀】Theoptionofsingle-chipmicro-controllers.....

　　

【正文】 為 0x3f,0x06,0x5b,0x4f,二進制 代碼分別為 0011 111 0000 01 0101 101 0100 1111,編寫程序寫入即可。 74LS164 芯片真值表如表 23 所示： 表 23 74LS164 芯片真值表 CLEAR CLOCK A B QA QB ……… QH L X X X L L ……… L H L X X QA0 QB0 ……… QH0 H ↑ H H H QAn ……… QGn H ↑ L X L QAn ……… QGn H ↑ X L L QAn ……… QGn 21 ： 74LS164 芯片引腳圖如下圖 210所示： 圖 210 74LS164 芯片引腳圖 74LS164 有 14 條引腳 .74LS164為 TTL單向 8位移位寄存器 ,可實現串行輸入 ,并行輸出其中 A、 B（第 2 腳）為串行數據輸入端， 2 個引腳按邏輯與運算規律輸入信號，共一個輸入信號時可并接 CLK 為時鐘輸入端，可連接到串行口的 TXD 端。每一個時鐘信號臺的上升沿加到 CLK 端時，移位 寄 存器移一位， D0 位首先送出，最后是 D7 位， 8 位二進制數全部移入74LS164 中。 MR（第 9 腳）為復位端，當 MR=0 時，移位寄存器各位復 0，只有當 R=1 時，時鐘脈沖才起作用。 Q0?Q7( 第 36 和 1013 引腳 )并行輸出端分別接 LED 顯示器的 dp— a 各段對應的引腳上。 clear(9 腳 )高電平有效 ,低電平時使所有輸出 (Qa～ Qh)為低電平 。 Clock(8 腳 )上升延輸出移位，其余狀態保持 。 A(1 腳 )B(2 腳 )輸入：邏輯 與關系，即全高為高，見低為低 。 溫度采集電路和除霜電路 溫度采集電路 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。 熱敏電阻 RT的阻值和溫度的關系為 : R(t)=286/(+t)。 A 點電壓與溫度的關系為： 22 V=（ 5） /[ R(t)+]=+ 利用溫度傳感器可以很容易測得冷藏室溫度和冷凍室溫度。 除霜電路 把熱敏電阻安裝在距蒸發器 3mm 的某個合適的位置上，當霜厚大于 3mm時，熱敏電阻 Rt 接觸到霜從而感受到較低的溫度，其電阻值變大， A 點溫度降低，運算放大器輸出信號有變化，經 A/D 轉換后送入 CPU，經單片機分析、判斷，給出除霜命令。除霜電路如圖 211所示： 圖 211 除霜電路 傳感器的選擇 傳感器是一種轉換器件，它以一定的精度將被測非電量轉換為與之有確定關系并易于測量的電量。它一般由敏感元件、轉換元件和信號調節電路三部分組成。其一般框圖形式如圖 212所示。 23 圖 212 傳感器組成框 傳感器的主要技術指標有：線性度、靈敏度、遲滯性、重復性與分辨率。在選擇傳感器時，不 必要求這幾項指標是最優，而應根據實際情況，在保證主要性能指標滿足要求的前提下，使整個系統性價比達到最優 [14]。 ： 本論文所采用的溫度傳感器 Rt 主要由冷凍室、冷藏室、冷凍室蒸發器盤管、冷藏室蒸發器盤管速凍室、環境溫度檢測等溫度傳感器組成。主控器不斷采集冷凍室、冷藏室及環境溫度，并根據設置值及采集值控制各部件的運行。 本論文的溫度傳感器 Rt 主要是指 冷藏室溫度傳感器 RS 和冷凍室溫度傳感器 DS， 它們都是負溫度系數的熱敏電阻 .溫度升高時 ,阻值變小 。當溫度降低時 ,阻值變大 。 我們知道，電冰箱一般設 有冷凍室和冷藏室，冷凍室用于速凍食品，在冷凍室中的食品可以存放較長的時間，冷凍室的溫度為 16℃ ~~~ 26℃ 左右；冷藏室以不凍傷食品又有保鮮作用為準，冷藏室的溫度為 2℃ ~~~ 10℃ 左右；冷凍室食品中的水分會凝結成霜 ， 到一定程度還要除霜。 ： 本論文采用 一種用于制冷系統的電容式霜厚傳感器，其特征在于包括一對金屬電極和一個固定裝置，其中，第一電極為制冷系統的蒸發器的金屬表面或緊貼在蒸發器表面的金屬片，第二電極為與第一電極相對并保持一定間隔的金屬片，第二電極表面涂覆有防潮絕緣材料，并 由固定裝置加以固定 ， 利用兩電極之間的電容變化測定霜的厚度。制冷系統采用這種霜厚傳感器可及時化霜，提高制冷效果，有利于食品的保存，并能節省耗電。 敏感元件 轉換元件 信號調節電路 輔助電源 被測量 （非電量） 輸出量 電量 24 制冷壓縮機和除霜電熱絲啟、停控制電路 電路圖 其電路如圖 213所示： 圖 213 制冷壓縮機和除霜電熱絲啟、停控制電路 圖 工作原理 AT89C51 單片機控制信號經 和 端口輸出，并在 的控制下鎖存在 74LS273 中， 74LS273 的輸出再經達林頓驅動器 DS2021 后驅動固態繼電器 RELAY1 和 RELAY2。當 DS2021 的 16 端有高電平輸出時， RELAY1的 3， 4引腳端接通，使加熱絲接通電源而除霜。當 DS2021 的 15 端輸出高電平時， RELAY2 的 3， 4 端接通，使壓縮機繞組接通電源而啟動，開始制冷。74LS273 鎖存控制信號，一方面增加輸出功率，另一方面也防止單片機復位時引起控制的誤動作。采用固態繼電器作為壓縮機和除霜電熱絲的開關： 25 屬于無觸點開關，內部是大功率的晶閘管電路，不產生火花 ， 無電磁干擾并使高壓與單片機系統隔離。 74LS273 介紹 74LS273 是帶清除端的 8D觸發器，上升沿觸發，具有鎖存功能。 1D～8D 為數據輸入端， 1Q～ 8Q 為鎖存輸出端， CLR 為清除端， CLK 為時鐘端。當 CLR=O 時，輸出端 Q 被清零。當 CLR= CLK 為脈沖上升沿時， Q＝ D。當CLR=1， CLK=0 時， Q端不變。 74LS273 的 CLR 端固定接高電平，使之無效。MCS5l 系列單片機的 和經或門接到 74LS273 的 CLK 端。此擴展接口的地址為 0FEFFH(=0，假設其余地址線為 1)。 74LS273 的引腳圖如圖 216所示： 圖 214 74LS273 的引腳圖 74LS273 的功能表如表 24所示： 74LS273 的功能表 CLR CLK D Q 0 X X 0 1 ↑ 1 1 1 ↑ 0 0 1 0 X Q0 26 電源電壓檢測電路 該電源電壓檢測電路包括：一分壓電路、一上拉電路、以及一切入下拉電路等。分壓電路接收一輸入電源電壓，經分壓處理后輸出一分壓電壓。上拉電路接收輸入電源電壓，當輸入電源電壓低于一既定閾值時，上拉電路將輸入電源電壓及于一輸出端輸出。而切入下拉電源與分壓電路和上拉電路連接，當輸入電源電壓高于既定閾值時，則切入下拉電路根據分壓電壓將輸出端的電壓拉低。其電路圖如圖 215 所示： 圖 215 電源電壓檢測電路 報警電路 報警電路主要用于冷凍室溫度過高時，冷凍溫度顯示會以一定的頻率顯示，并用語音提示 “ 冷凍室超溫 ” 。此時應檢查冰箱門是否關好（請將冰箱門關好），是否一次性放入大量較熱的食品，冰箱工作一段時間后，冷凍室溫度降低，冷凍溫度顯示停止閃爍，超溫報警功能自動消除 。 + +5V 10K Ω LED 100KΩ 68KΩ 220V 20V TIL113 1KΩ LM324 27 軟件程序是系統的神經中樞，它控制著整個系統的運行。軟件程序編程程序質量的高低是 系統是否正常運行的保證 [1]。 程序設計語言 程序語言是編寫程序所運用的工具，恰當地選擇編寫程序的語言是編寫程序的第一部，更是良好的開始。 在單片機的應用中，程序設計語言是一個關鍵問題。僅由硬件組成的單片機系統是不能工作的，還必須配備各種功能的軟件才能發揮作用。軟件是指能完成各項功能的計算機程序的總和，如操作、監控、管理、計算和自診斷等。它是硬件系統的靈魂，整個系統的動作都是在軟件指揮下協調工作的。 計算機程序設計語言是指計算機能夠理解和執行的語言，它隨著計算機的誕生而誕生隨著計算機的發展而發展，迄今 為止，計算機程序設計語言很多，但通常分為機器語言、匯編語言和高級語言等三類。 本測控系統軟件主要采用匯編語言。匯編語言與系統硬件結構密切相關，具有指令豐富、尋址方式、轉移指令多、執行速度快的優點。 匯編語言格式 人們采用匯編語言編寫的程序稱為匯編語言源程序。這種程序是不能被 CPU 直接識別和執行的，必須由人工或機器把它翻譯成機器語言才能被計算機執行。為了使機器能夠識別和正確匯編，人們必須對匯編語言的格式和語法規則作出種種規定。因此，用戶在進行程序設計時必須嚴格遵循匯編語言的格式和語法規則，才能編出 符合要求的匯編語言源程序。 匯編語言源程序由一條一條的匯編語言語句構成。這就好象寫文章，文章由語句構成，每個語句要正確，不能有病句和漏句，標點符號也要正確。因此，匯編語言源程序中的匯編語言語句也要正確，必須符合響應的語法規則。 AT89C51 單片機的匯編語言格式如圖 31 所示： 28 圖 31 匯編語言格式 如上圖所示， AT89C51 單片機的匯編語言的每條語句應當符合典型的四分段格式：標號段（ LABLE）、操作碼段（ OPCODE）、操作數段（ OPRAND） 和注釋段（ COMMENT）。格式中的標號段和操作碼段之間要有冒號“：”相隔；操作碼和操作數段間的分界符采用空格；雙操作數之間用逗號“，”相隔；操作數段和注釋段之間的分界符采用分號“；”相隔。操作碼段是必選項，其余各段為任選項。這就是說，任何語句都必須有操作碼字段。 匯編語言構成 匯編語言是匯編語言語句的集合，是構成匯編語言源程序的基本因素，也是匯編語言程序設計的基礎。匯編語言可分為指令性語句和指示性語句。 程序主要模塊 本測控系統軟件編程采用了模塊化，子程序設計思路。即整個控制軟件由許多 獨立的小程序模塊組成，它們之間通過軟件連接。連接的原則是：模塊內數據關系緊湊，模塊之間數據關系松散，按功能劃分模塊，即便于調試，鏈接，又便于移值、修改。 本系統軟件采用模塊化程序設計思想 ,用匯編語言編制，主要完成數據采集，判斷，參數設置，驅動執行等功能，所包括的主要模塊有：主程序、定時器 T0 中斷服務程序和定時器 T1 中斷服務程序。 主程序模塊 主程序模塊的主要功能是完成定義字節、系統初始化、協調微單元各 注 釋 段（ COMMENT） 操作數段（ OPRAND） 操作碼段（ OPCODE） 標號段（ LABLE） 29 個組成部分有效工作等任務，其中系統初始化完成了指定堆棧指針（ sp）初值，對內部 RAM 清零，設定 T0的工作方式及定時計數初值、開中斷、指定數據存儲單元的初值等任務。 本系統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 32 所示。 工作區清零送常數開始 設堆棧指針 設置定時器工作方式1設置串行口工作方式0調顯示子程序啟動定時器開中斷調鍵盤分析程序N增加鍵減少鍵N速凍鍵 置速動標志加一處理YY調顯示子程序調顯示子程序減一標志Y調顯示子程序N冷藏室溫顯鍵冷凍室溫顯鍵 調顯示子程序Y置冷凍室顯示標志置冷藏室顯示標志Y調顯示子程序工作正常鍵NY清速動標志NN 圖 32 主程序流程圖 30