课程设计论文基于单片机的电冰箱温度控制系统
24页1、摘要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。目前,单片机正朝着高性能和多品种方向发展趋势将是进一步向着CMOS化、低功耗、小体积、大容量、高性能、低价格和外围电路内装化等几个方面发展。单片机应用的重要意义还在于,它从根本上改变了传统的控制系统设计思想和设计方法。从前必须由模拟电路或数字电路实现的大部分功能,现在已能用单片机通过软件方法来实现了。这种软件代替硬件的控制技术也称为微控制技术,是传统控制技术的一次革命。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。 目录l 目 录 2 -l 概论 设计思想- 3 -工作原理- 3 -设计的主要功能及要求- 4 -l 硬件设计系统结构图- 5 -微处理器(
2、单片机)- 5 -温度传感器- 6 -DS1820使用中注意事项.- 9 - 电压检测装置- 10 -功能按键- 10 -故障报警电路- 10 -系统原理图.- 11 -l 软件部分主程序- 12 -初始化子程序- 15 -键盘扫描子程序- 16 -打开压缩机子程序- 18 -关闭压缩机子程序- 19 - 延时子程序.- 20 -总结.- 21-l 心得体会- 22 -l 参考文献.-23-概论l 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010.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
3、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.l 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。l 设计的主要功能及要求(1)设定2个测温点,测量范围:26C26C,精度0.5C;(2)利用功能键分别控制温度设定、冷藏室及冷冻室温
4、度设定等;(3)制冷压缩机停机后自动延时3分钟后方能再启动;(4)电冰箱具有自动除霜功能;(5)开门延时超过20秒发声报警;(6)工作电压为180240V,当欠压或过压时,禁止启动压缩机并用指示灯显示。 硬件设计l 系统结构图控制系统结构如图1.1 所示,主要由电源开关,电压检测装置,温度传感器,功能按键,单片机,延时电路,显示电路,指示灯电路,除霜装置和故障报警装置等够成。过欠压检测压缩机通断电延时电路LED显示键盘8155 单片机AT89C51除霜电路压缩机控制故障报警装置温度传感器 1.1控制系统结构图l 微处理器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
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