基于单片机的电冰箱控制系统

基于单片机的电冰箱控制系统内容摘要：

单片机的选择 单片机是整个测控系统的核心部件 ,它直接影响到整个系统的软硬件设计 ,并对系统的功能、性价比以及研制周期起决定性作用。 本控制系统的单片机采用美国 ATMEL 公司生产的 8 位单片机 AT89C51,它是 80C51 微控制器系统的派生。 AT89C51 芯片 采用 ATMEL 高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS51 指令集和输出管脚相兼容。 由于将多功能 8 位 CPU 和闪烁存储器组合在单个芯片中， ATMEL 的 AT89C51 是一种高效微控制器 ，而且价格低，是目前性能比较高的单片机之一。 该芯片完全满足系统需要，不需要再外扩程序存储器和数据存储器，可以大大简化系统的硬件电路。 此外， AT89C51 单片机在市场上的货源充足，技术比较成熟，同时也具有较好的开发环境。 A/D 转换电路 A/D 转换电路 [1][15]采用逐次逼近式 8位 ADC0809 芯片。 0809 共有 8路模拟输入通道 ,本系统只用了其中 4 个通道 IN0~IN3。 其中 IN0 作为冷冻室温度检测通道 ,IN1作为冷藏室温度检测通道 ,IN2作为除霜检测通道 ,IN3作为电源电压检测通道。 6 ADC0809 介绍 ADC0809 是一种比较典型的 8位逐次逼近式 A/D 转换器 CMOS 工艺，可实现 8路模拟信号的分时采集，片内有 8路模拟选通开关，以及相应的通道地址锁存用译码电路，其转换时间为 100μs 左右，采用双排 28 引脚封装 ，可以和微机直接接口。 ： ADC0809 由一个 8 路模拟开关、一个地址锁存与译码器 、 一个 A/D 转换器和一个三态输出锁存器组成。 多路开关可选通 8 个模拟通道，允许 8 路模拟量分时输入，共用 A/D 转换器进行转换。 三态输出锁器用于锁存 A/D 转换完的数字量，当 OE 端为高电平时，才可以从三态输出锁存器取走转换完的数据。 ADC0809 内部逻辑结构如图 32 所示： ADC0809八路模拟量开关可选通 8个模拟通道，允许 8路模拟量分时输入，共用 1 个 A/D 转换器进行转换。 地址锁存与译码电路完成对 ADDA、 ADDB、 ADDC三个地址位进行锁存和译码，其译码输出用于 8路模拟通道的选择。 8位 A/D转换器是逐次逼近式，三态输出锁存器用于存放和输出转换得到的数字量。 2. 主要特征： （ 1） 8路 8位 A／ D转换器，即分辨率 8 位； （ 2）具有转换起停控制端； （ 3）转换时间为 100μ s； （ 4）单个＋ 5V 电源供电； （ 5）模拟输入电压范围 0～＋ 5V，不需零点和满刻度校准； （ 6）工作温度范围为 40～＋ 85 摄氏度； （ 7）低功耗，约 15mW。 ： 首先输入 3位地址，并使 ALE=1，将地址存入地址锁存器中。 此地址经译码选通 8路模拟输入之一到比较器。 START 上升沿将逐次逼近寄存器复位。 下降沿启动 A／ D 转换，之后 EOC 输出信号变低，指示转换正在进行。 直到 A／ D 转换完成， EOC 变为高电平，指示 A／ D 转换结束，结果数据已存入锁存器，这个信号可用作中断申请。 当 OE输入高电平 时，输出三态门打开，转换结果的数字量输出到数据总线上。 ADC0809 与 AT89C51 单片机接口电路 7 与 AT89C51 单片机的连接如图 32所示。 图 32 ADC0809与单片机 接口电路 图中 ADC0809 的 A、 B、 C 三端通过地址锁存器接于 P0 口的 、 、 ,这三端控制模拟通道的选择。 与 WR 、 RD 端经与非门接于 0809 的 ALB、START、 /OB 端 ,控制 0809 的启动、读、写。 0809 的 BOC 端悬空 ,转换后利用软件延时一段时间再读结果 ,不用中断方式。 键盘电路及显示电路 功能键及 LED 显示电路采用 6 个功能键控制冷冻室、冷藏室及速冻温度设定， 4位 LED 数码管负责显示冷 冻室、冷藏室温度及压缩机启、停和报警等状态。 功能键及 LED 显示电路 如图 33 所示 ≥1≥1A T8 9C 51X TA L1X TA L2V ccR STP 1 .0P 1 .2P 1 .7P 1 .8P 1 .4E A V ssP 3 .4R XDP 1 .5T XDP 3. 2/ T1P 1 .1P 0 .0P 0 .1P 0 .2P 0 .3P 0 .4P 0 .5P 0 .6P 0 .7A LEP S ENR D P 1 .6W R 14106111215239383736353433323029177161 75641213161926272312345101347813141718111A0A1A2A3A4A5A6A7171415318192021252423101211722691918409138453120A0A1A20 A E A E A E A E A E A E A E A D0D1D2D3D4D5D6D7ABCC LKV ssV ccE OCA LES TA RTOEI N0I N1I N2I N3I N4I N5I N6I N7R E F ()G ND冷 冻 室 测 温冷 藏 室 测 温除 霜 测 温 电 路1 0K Ω1 0K Ω1 0K ΩA DC 08 097 4 S 373+ 5V7 4 L S02+ 5VD0D1D2D3D4D5D6D7LEOEO U T0O U T1O U T2O U T3O U T4O U T5O U T6O U T7 8 AT89C51XTAL1XTAL2VccRSTEA VssRXDTXDALEPSENRD WR 14106111215239383736353433323029177161918409138453120LED474LS164（4）Vcc A B CP CT GEDOA OB OC OD OE OF OG OHA B C D E F G OA3 4 5 6 10 11 12 138765432114 1 2 9 8 7+5VLED374LS164（3）Vcc A B CP CT GEDOA OB OC OD OE OF OG OHA B C D E F G OA3 4 5 6 10 11 12 138765432114 1 2 9 8 7+5VLED274LS164（2）Vcc A B CP CT GEDOA OB OC OD OE OF OG OHA B C D E F G OA3 4 5 6 10 11 12 138765432114 1 2 9 8 7+5VLED174LS164（1）Vcc A B CP CT GEDOA OB OC OD OE OF OG OH3 4 5 6 10 11 12 1314 1 2 9 8 7+5V74LS164（5）amp。 SW5SW6SW7Vcc A B CP CT GEDOA OB OC OD OE OF OG OHA B C D E F G OA3 4 5 6 10 11 12 138765432114 1 2 9 8 7+5VSW8SW4SW3SW2SW1 Ω+5V74LS0212 图 33 功能键及 LED显示电路 显示和键盘输入均通过 AT89C51 的串行口。 显示输出通道和键盘输入通道的选择由端口线 和与非门完成。 当 为 “ 1” 时， AT89C51 的 TXD 端输出同步脉冲通过与门发送到显示移位寄存器 74LS164 的移位脉冲输 入端，这样AT89C51 欲显示的数据，由 RXD 端输出，移位读入到显示器通 道。 当 为 “0” 时， AT89C51 的 RXD 的数据仅能被移位读入到键盘扫描用的移位寄存器中。 由于显示通道采用 LED 数码管并用 74LS164 作为驱动器，所以简化了线路，结构简单，显示字位扩充方便，驱动 程序设计容易。 键盘工作原理也很简单， AT89C51通过 RXD 向键盘扫描移位寄存器 74 LS164 逐位发送数据 “0” ，每次发送后即从 端读入键盘信号，若读得 “0” 表示有键按下，转入处理键功能程序。 温度采集电路和除霜电路 温度采集电路 温度传感器选用了 MF531型热敏电阻 ,具有 负温度系数 ,灵敏度较高。 热敏电阻 RT的阻值和温度的关系为 : R(t)=286/(+t)。 9 A点电压与温度的关系为： V=（ 5） /[ R(t)+]=+ 利用温度传感器可以很容易测得冷藏室温度和冷冻室温度。 除霜电路 把热敏电阻安装在距蒸发器 3mm 的某个合适。