电冰箱温度控制系统毕业论文

1、青岛理工大学毕业论文摘 要随着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。单片机是实时检测和自动控制系统中心的一个核心器件。本文设计的基于单片机的电冰箱温度控制器系统是利用温度传感器DS18B20采集电冰箱冷藏室的温度，通过INTEL公司的高效微控制器MCS-51单片机进行信号控制，从而达到智能控制的目的。本系统可实现电冰箱温度设置、电冰箱过欠压检测、开门显示、压缩机开启延时等功能。通过对直冷式电冰箱制冷系统的改进，实现了电冰箱的智能控制，使电冰箱能根据使用条件的变化迅速合理地调节制冷，且节能效果良好。关键词：单片机；电冰箱；温度控制；过欠压检测ABSTRACTWith the development of social development and with the improvement of living standard, people refrigerators control functions more and more high,

2、 the refrigerator controller put forward higher request. Multi-function, intelligent is one of its development direction, the traditional machine control, simple electronic control has been difficult to meet the requirements of the development.MCU is the center of real-time detection and control system a core device. This design of microcontroller-based temperature control system is used refrigerator temperature sensor DS18B20 collecting refrigerator freezer temperature, high-performance compani

3、es through INTEL microcontroller MCS-51 MCU signal control so as to achieve intelligent control. The system can set the refrigerator temperature, refrigerators over voltage detection, open display, open the compressor delay functions. Through direct cool refrigerator cooling system improvements, implementation of the intelligent control of refrigerator to refrigerator according to rapidly changing conditions of reasonable use to adjust cooling, and the effect is good.key word：MCU; refrigerator;

4、temperature control; over-voltage detectionII青岛理工大学毕业论文目 录前 言1第1章 绪 论21.1 课题研究状况及目的21.2 电冰箱的系统组成及工作原理31.3 本设计研究内容4第2章 总体设计方案52.2 方案论证52.2.1方案一52.2.2方案二5第3章 系统的硬件设计73.1 硬件电路的重要芯片介绍73.1.1 单片机73.1.2 温度传感器DS18B20113.2 部分电路简介183.2.1 过欠电压检测电路183.2.2 12864液晶连接电路19第4章 系统软件程序设计224.1 显示子程序234.2 DS18B20程序244.3 判断控制程序254.4 开启延时程序26第5章 系统调试及性能分析285.1 调试285.2 性能分析28结 论29致 谢30参考文献31附 录32附录A 温控器系统原理图32附录B 程序33II 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的走向多元化。同时带动传统控制检测日新月异的更新。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

5、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DS18B20采集电冰箱冷藏室和冰冻室的温度，通过MCS-51单片机进行数字信号处理，从而达到智能控制的目的。本系统了实现电冰箱冷藏室和冻室的温度设置，开门报警等功能。第1章 绪 论1.1 课题研究状况及目的冰箱是深刻改变了人类生活的现代奇迹之一。在人们发明冰箱之前，保存肉类的唯一方法是腌制，而在夏季喝到冰镇饮料更是一种奢望。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。随着国民经济的日益发展,人民的生活水平有了很大的提高，冷冻器具在家庭、医院、旅馆、餐厅和科研单位得到了广泛的应用。普通电冰箱温控器基本上是一个独立的闭环温度调节系统，主要由温度传感器、控制器、温度设定机构等装置组成。其控制原理是电冰箱温控器根据温度传感器测得的室温与设定值的比较结果发生控制信号，控制电冰箱压缩机电源的开关，即用切断和打开压缩机电源的方式，调节电冰箱内温度。 第一代温控器主要是电气式产品，空调温控器的温度传感

6、器采用双金属片或气动温包，通过“给定温度盘”调整预紧力来设定温度。这类温控器产品普遍存在“温度设定分度值过粗”、“时间常数太大”、“机械开关易损坏”等问题。第二代温控器为电子式产品，温度传感器采用热敏电阻或热电阻，部分产品的温度设定触摸键和液晶显示屏实现人机交互界面，冷热切换自动完成，运算放大电路和开关电路实现双位调节。这类智能空调温控器产品改善了人机交互界面，解决了“温度设定分度值过粗”等问题，但仍存在“控制精度不高”、“时间常数大”、“操作较复杂”等问题。目前国内外生产厂家正在研究开发第三代智能型温控器，如DS18B20。个别厂家积极响应国家的政策，应用新型控制模型和数控芯片实现智能控制。现在已有国内厂家生产出了智能型温控器，并已应用于实际工程。这一生产带动电子行业的发展。电冰箱作为应用较为普及的家用电器,近年来,随着微电子技术、传感器技术以及控制理论的发展,其呈现迅猛发展,电冰箱向大容量、多功能、无氟、节能、智能化、人性化方向发展,因此传统的机械式、简单的电子控制难以满足现代冰箱的发展要求。冷冻室的温度为:零下十六到二十四摄氏度。冷藏室的温度为:二到八摄氏度。电冰箱控制的主要任务

7、就是保持箱内食品最佳温度,达到食品保鲜的目的。而此次设计的目的则是熟悉温控器的原理，并通过开发板模拟实现电冰箱温控器。1.2 电冰箱的系统组成及工作原理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。 蒸气压缩式电冰箱制冷系统原理图如图1.1所示，主要由压缩机、冷凝器、干燥过滤器、毛细管、蒸发器等部件组成，其动力均来自压缩机，干燥过滤器用来过滤赃物和干燥水分，毛细管用来节流降压，热交换器为冷凝器和蒸发器。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，至此，完成一个循环。压缩机冷循环周而复始的运行，保证了制冷过程的连续性。 1绝热箱体；2蒸发机；3压缩机；4冷凝器；5干燥过滤器；6毛细管图1.1 冰箱系统原理图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，当检

8、测冰箱的温度、耗电量时，保持冰箱测试环境温度恒定。冷冻室用于冷冻食品通常用于冷冻的温度为零下三道零下十五摄氏度,冷藏室用于相对于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，温度一般为零度到十摄氏度，当测得冷冻室温度高至零下三道零摄氏度时或者是冷冻室温度高至十到十三摄氏度是启动压缩机制冷，当冷冻室温度低于零下十五到零下十八摄氏度或冷藏室温度低于零到零下三摄氏度时停止制冷，关断压缩机。采用单片机控制，可以使控制更为准确、灵活。1.3 本设计研究内容在本次课题研究中我将参考从各个方面收集到的文献，博取其精华。研究方法则是采用MCS-51单片机开发板模拟电冰箱工作环境，并模拟设定电冰箱各项参数，以研究电冰箱温控器的工作原理及设计。研究的内容主要包括以下方面：（1）液晶显示的工作原理，并通过液晶将各项数据显示在冰箱外；（2）温度控制器原理，制冷原理，自动控制电冰箱工作使其通过制冷达到所设定的温度；（3）智能检测电冰箱工作电压是否正常，避免压缩机烧坏；（4）继电器工作原理，模拟对压缩机的通/断电操作；（5）单片机程序编程语言；在本文中将介绍基于单片机的电冰箱温控器的总体设计思想

9、和方案，及用到的部分芯片及硬件设计的原理，还有软件设计过程中的思想和方法等。 第2章 总体设计方案2.1 功能要求通过液晶显示所设定的温度，温度能随意调节，能自动控制电冰箱工作，使其通过制冷达到所设定的温度。2.2 方案论证根据毕业设计的要求，我们可以知道在本次设计中最重要的部分就是温控器，温控器的选择将决定外部电路的设计，所以温控器的选择具体有两种以下方案。2.2.1方案一在日常生活及工农生产中，经常要用到温度的检测及控制，传统的测温元件有热电耦和热电阻。温控器的第一选择就可以选择热电耦和热电阻，他们测出的一般都是电压，再转换成对应的温度，但是需要比较多的外部硬件支持。因此这种选择就有如下主要缺点：（1）硬件电路复杂；（2）软件调试复杂；（3）制作成本高；2.2.2方案二采用美国DALLAS半导体公司生产的高性能数字智能温度传感器DS18B20。DS18B20作为检测元件，测温范围为零下五十五到一百二十五摄氏度，最高分辨率可达0.0625摄氏度。DS18B20可以直接读出被测温度值，而且采用三线制与单片机相连，减少了外部的硬件电路，具有低成本和易使用的特点。所以在本次毕业设计中采用方案二，使用DS18B20作温控器配合MCS-51单片机进行设计。按照系统设计功能的要求，确定系统由6个模块组成：主控制器、测温电路、液晶显示电路、过欠压检测电路、按键电路、继电器压缩机电路。温度控制器总体电路结构框图如图2.1所示。过欠压检测 MSC-51主控制器液晶显示器DS18B20继电气压缩机按键电路图2.1 温度控制器总体电路结构框图第3章 系统的硬件设计3.1 硬件电路的重要芯片介绍 3.1.1 单片机单片微型计算机简称单

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