基于电子温控方式的电冰箱控制电路的设计毕业论文(编辑修改稿)

基于电子温控方式的电冰箱控制电路的设计毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

C89C52 的主要功能如表 21 所示、图 22为 STC89C52 的引脚图。 重庆航天职业 技术 学院毕业论文 ６ 图 22 单片机引脚分布图 表 21 STC89C52 主要功能 管脚说明： VCC：供电电压。 GND：接地。 P0口： P0口为一个 8位漏级开路双向 I/O 口，每脚可吸收 8TTL 门电流。 当 P1口的管脚第一次写 1 时，被定义为高阻输入。 P0 能够用于外部程序数据存储器 ，它可以被定主要功能特性 兼容 MCS51 指令 系统 8K 可反复擦写 Flash ROM 32 个双向 I/O 口 256x8bit 内部 RAM 3 个 16 位可编程定时 /计数器中断 时钟频率 024MHz 2 个串行中断 可编程 UART 串行通道 2 个外部中断源 共 6 个中断源 2 个读写中断口线 3 级加密位 低功耗空闲和掉电模式 软件设置睡眠和唤醒功能 重庆航天职业 技术 学院毕业论文 ７ 义为数据 /地址的第八位。 在 FIASH 编程时， P0 口作为原码输入口，当 FIASH 进行校验时，P0输出原码，此时 P0外部必须被拉高。 P1口： P1口是一个内部提供上拉电阻的 8位双向 I/O口， P1口缓冲器能接收输出 4TTL门电流。 P1 口管脚写入 1后，被内部上拉为高，可用作输入， P1 口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。 在 FLASH 编程和校验时， P1 口作为第八位地址接收。 P2口： P2口为一个内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口， P2口缓冲器可接收，输出 4个TTL 门电流，当 P2口被 写 “1” 时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。 并因此作为输入时， P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。 这是由于内部上拉的缘故。 P2 口当用于外部程序存储器或 16 位地址外部数据存储器进行存取时， P2 口输出地址的高八位。 在给出地址 “1” 时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时， P2口输出其特殊功能寄存器的内容。 P2口在 FLASH 编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。 P3口： P3口管脚是 8个带内部上拉电阻的双向 I/O 口，可接收输出 4 个 TTL 门电流。 当 P3 口写入 “1” 后，它们被内部上拉为 高电平，并用作输入。 作为输入，由于外部下拉为低电平， P3口将输出电流（ ILL）这是由于上拉的缘故。 P3口也可作为 8051 的一些特殊功能口，如下所示： 口管脚 备选功能 RXD（串行输入口） TXD（串行输出口） /INT0（外部中断 0） /INT1（外部中断 1） T0（记时器 0外部输入） T1（记时器 1外部输入） /WR（外部数据存储器写选通） /RD（外部数据存储器读选通） P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。 RST：复位输入。 当振荡器复位器件时，要保持 RST 脚两个机器周期的高电平时间。 ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。 在 FLASH 编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。 在平时， ALE 端以不变的频率周期输出正重庆航天职业 技术 学院毕业论文 ８ 脉冲信号，此频率为振荡器频率的 1/6。 因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。 然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个 ALE 脉冲。 如想禁止 ALE 的输出可在 SFR8EH 地址上置 0。 此时， ALE 只有在执行 MOVX， MOVC 指令是 ALE 才起作用。 另外，该引脚被略微拉高。 如果微处理器在外部执行状态 ALE 禁止，置位无效。 /PSEN：外部程序存储器的选通信号。 在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次 /PSEN 有效。 但在访问外部数据存储器时，这两次有效的 /PSEN 信号将不出现。 /EA/VPP：当 /EA 保持低电平时，则在 此期间外部程序存储器（ 0000HFFFFH），不管是否有内部程序存储器。 注意加密方式 1时， /EA 将内部锁定为 RESET；当 /EA 端保持高电平时，此间内部程序存储器。 在 FLASH 编程期间，此引脚也用于施加 12V 编程电源（ VPP）。 XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。 XTAL2：来自反向振荡器的输出。 稳压芯片简介 本系统中以 +5电压供电为主，系统所需的 +5V 电压是由 LM2940 提供的。 LM2940 是输出电压固定的低压差三端稳压器，外围电路简单，只需要外加两个滤 波电容就行，便可达到稳定的 +5V 电压输出，其典型电路如图 23所示， LM2940 引脚分布图如图 24所示。 LM2940 的主要性能有以下几点： （ 1）输出电压 5V； （ 2）输出电流 1A； （ 3）输出电流 1A 时，最小输入输出电压小于 ； （ 4）最大输入电压 26V； （ 5）工作温度 40~+125℃； （ 6）内含静态电流降低电路、电流限制、过热保护、电池反接和反插入保护电路； 重庆航天职业 技术 学院毕业论文 ９ 图 23 LM2940 的典型稳压电路 图 24 LM2940 引脚分布图 DS18B20 简介 温度传感器是本系统不可或缺的元件，其性能的好坏直接影响系统的性能，因此温度传感器采用 DALLAS 公司生产的高性能数字温度传感器 DS18B20。 DS18B20 是 DALLAS 公司生产的一线式数字温度传感器，具有 3 引脚 TO－ 92 小体积封装形式；温度测量范围为－ 55℃～＋ 125℃，可编程为 9位～ 12 位 A/D 转换精度，测温分辨率可达 ℃，被测温度用符号扩展的 16 位数字量方式串行输出；其工作电源既可在远端引入，也可采用寄生电源方式产生。 多个 DS18B20 可以并联到 3 根或 2 根线上 ,CPU只需一根端口线就能与诸多 DS18B20 通信 ,占用微处理器的端口较少 ,可节省大量的引线和逻辑电路。 以上特点使 DS18B20 非常适用于远距离多点温度检测系统。 DS18B20 内部结构如图 33 所示，主要由 4 部分组成： 64 位 ROM、温度传感器、非挥发的温度报警触发器 TH 和 TL、配置寄存器。 如图 25 所示。 图 25 DS18B20 的外部封装图 DQ： 为数字信号输入／输出端。 GND：为电源地。 VDD：为外接供电电源输入端 重庆航天职业 技术 学院毕业论文 １０ ROM 中的 64 位序列号是出厂前被光刻好的，它可以看作是该 DS18B20 的地址序列码，每个 DS18B20 的 64 位序列号均不相同。 64 位 ROM 的排的循环冗余校验码（ CRC=X8＋ X5＋ X4＋ 1）。 ROM 的作用是使每一个 DS18B20 都各不相同 ,这样就可以实现一根总线上挂接多个DS18B20 的目的。 6 4 位R O M 和单 线 接 口存 储 器 和 控 制 器高 速 缓 冲 存 储器8 位 C R C 生 成 器温 度 敏 感 元 件低 温 触 发 器 T L高 温 触 发 器 T H配 置 寄 存 器 图 2 6 DS18B20 的内部结构 DS18B20 用 12 位存贮温度值，最高位为符号位。 以下图表为 DS18B20 的温度存储方式，负温度 S = 1，正温度 S = 0，如 :0550H 为 + 85℃， 0191H 为 ℃， FC90H 为 55℃。 23 22 21 20 21 22 23 24 温度值低字节 LSB S S S S S 26 25 24 温度值高字节 MSB 高低温报警触发器 TH和 TL、配置寄存器均由一个字节的 EEPROM 组成，使用一个存储器功能命令可对 TH、 TL或配置寄存器写入。 其中配置寄存器的格式如下： 0 R1 R0 1 1 1 1 1 R R0决定温度转换的精度位数： R1R0=00， 9 位精度 ,最大转换时间为 ，R1R0=01， 10 位精度 ,最大转换时间为 ， R1R0=10， 11 位精度 ,最大转换时间为 375ms，R1R0=11， 12 位精度 ,最大转换时间为 750ms；未编程时默认 为 12 位精度。 高速暂存器是一个 9字节的存储器。 开始两个字节包含被测温度的数字量信息；第 5 字节分别是 TH、 TL、配置寄存器的临时拷贝，每一次上电复位时被刷新；第 8重庆航天职业 技术 学院毕业论文 １１ 字节未用，表现为全逻辑 1；第 9字节读出的是前面所有 8个字节的 CRC 码，可用来保证通信正确。 DS18B20 的一线工作协议流程是：初始化→ ROM 操作指令→存储器操作指令→数据传输。 LCD1602 简介 LCD12864 是一款特别经典的点阵式 LCD，由于其强大的功能以及高性价比因而被广泛运用于日常生活中各种各样的人机交互 场合， LCD12864 的实物图见图 39 所示。 LCD12864是带中文字库的液晶显示器，满屏时可以显示 4行 8列共 32个汉字，也能显示英文字母的大小写、专用的符号，多样的图案和曲线等，而且每个字符都对应相应的 ASCII 码。 如果我们想显示中文字符，只需要设定显示字符位置，即设定显示地址，再写入中文字符编码即可。 显示 ASCII 字符过程与显示中文字符过程相同。 不过在显示连续字符时，只需设定一次显示地址，由模块自动对地址加 1指向下一个字符位置，否则，显示的字符中将会有一个空的 ASCII 字符位置。 图 27 LCD12864 实物图１２ 3． 硬件电路详细设计 本设计是关于 电子温控方式的电冰箱控制 设计与实现，硬件电路主要包括：单片机最小系统电路设计、整流电路设计、稳压电路设计、测温电路、过欠电压检测电路等，以下则是硬件电路的详细介绍。 显示电路设计 在本设计中采用 LCD12864 作为人机交互界面 [2]，用来显示设定转速值以及实际转速值，以下是对该显示电路的简单介绍。 在原理图设计时将 LCD12864 的 A0A7 接到单片机的 P0 口，因为 P0口内部并没有自带的上拉电阻，因此需要外加 1KΩ的排阻， LCD12864 的第三管脚是液晶显示器清晰度的调整端，接正电源时清晰度最低，接地时清晰度最高。 清晰度过高时会产生“鬼影”，这里通过一个 10KΩ的电位器来调整液晶显示器的清晰度，因为不管是接地还是接电源都会使得 LCD12864 的清晰度比较方便系统的调试，电路图如图 43 所示。 LCD12864 的 EN、 RW、RS、 RET、 PSB 管脚分别连接到 单片机的 ，通过对 管脚的操作就能对LCD12864 进行显示控制。 图 31 LCD12864 显示电路图 重庆航天职业 技术 学院毕业论文 １３ 矩阵键盘电路设计 矩阵键盘的电路图如图 32 所示，采用的是 4*4 的非编码键盘。 图中列线通过串接上拉电阻接入单片机的高四位 I/O 口 [3]作为输入端，而行线接单片机第四位 I/O 口作为输出端。 那么，如果按键没有被按下的话，行线跟列线之间是不会倒通的。 如果第 N 行第 M列的按键被按下的话，那么第 N 行与第 M列之间就会导通。 通常我们都是在行线上逐行追加一个扫描信号（一般选用低电平）用来判断按键的具体位置。 图 32 矩阵键盘电路图 整流电路设计 把交流电变成直流电的过程，称为整流。 通常的整流电路有单相全波整流、单相半波整流、单相桥式整流、倍压整流及多相整流等几种 [4]。 虽然单相桥式整流电路所需的二极管个数是全波整流电路的双倍，但是由于电路中两只二极管一起分担反向电压，所以每只二极管只需承受一半的电压，而且其流过的电流也比较小，因此在实际的电路设计中被广泛使用。 本系统采用的是单相桥式整流电路，如图 33 所示。 变压器将 220V 的交流电降压成12V 的交流电，再通过单相桥式整流电路，整成直流电。 重庆航天职业 技术 学院毕业论文 １４ 图 33整流电路 由于图中变压器的额定功率是 5W，工作频率是 50HZ，且次级电压为 +12V，因此整流二极管只需要用普通的二极管就行。 这里使用的是 IN4007，整流出来的直流电压是 +16V，滤波电路用一个 2200uF 的电解电容和一个瓷片 104 电容。 基本稳压电源电路设计 基本稳压电路如图 34 所示，由于电路对电压的稳定性要求较高，所以稳压电路中使用的是 LM2940 系列的稳压芯片 ，其 内含静态电流降低电路、电流限制、过热保护、电池反接和反插入保护电路。 LM2940 的 1脚为输入端， 2脚接地， 3脚为输出端。