電冰箱溫度控制設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、 重慶信息技術(shù)職業(yè)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 題目 電冰箱溫度控制設(shè)計(jì) 選題性質(zhì)：設(shè)計(jì)報(bào)告其他 院 系 電子工程 專 業(yè) 電子信息工程技術(shù) 班 級(jí) 2011 級(jí)（2）班 學(xué) 號(hào) 1120090219 學(xué)生姓名 許晉杰 指導(dǎo)教師 唐玉萍 教務(wù)處制 2013 年 6 月 10 日 20112011 屆屆 電子工程電子工程 學(xué)院學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)選題審批單 年級(jí) 2011 專業(yè) 電子信息工程技術(shù) 班級(jí) （2）班 學(xué)生姓名許晉杰 學(xué) 號(hào)1120090219 選題 電冰箱的溫度控制設(shè)計(jì) 選題性質(zhì)設(shè)計(jì)報(bào)告其他 選題論證：介紹了用 at89c51 作為控制器核心，對(duì)電冰箱的工作過 程進(jìn)行控 制，使用者可根據(jù)四季變化的溫度進(jìn)

2、行對(duì)電冰箱進(jìn)行調(diào)整 冰箱的溫度。滿足客服的需求 指導(dǎo)教師初審意見： 簽 名： 年 月 日 畢業(yè)設(shè)計(jì)工作領(lǐng)導(dǎo)小組審批意見： 簽 名： 年 月 日 20112011 屆屆 電子工程電子工程 學(xué)院學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告及進(jìn)度要求 年級(jí) 2011 班級(jí) 2 學(xué)生姓名許晉杰 學(xué) 號(hào)1120090219 指導(dǎo)教師唐玉萍 選題性質(zhì)設(shè)計(jì)報(bào)告其他 選題電冰箱的溫度控制設(shè)計(jì) 選題的目的和意義：隨著人們生活水平的提高，鋪張浪費(fèi)的情況逐 漸上升，人們抱怨東西沒地方放，時(shí)間久了就會(huì)壞掉。抱怨冰箱不 能起到制冷、保鮮的作用。以下這種冰箱采用 at89c51 單片機(jī)控制 顯示屏，人們可以根據(jù)四季變化看顯示屏的溫度顯示進(jìn)行溫

3、度設(shè)置。 用 at89c51 作為控制器核心，對(duì)電冰箱的工作過程進(jìn)行控 制。 控制原理是根據(jù)蒸發(fā)器的溫度控制制冷壓縮機(jī)的啟、停，使冰箱內(nèi) 的溫度保持在設(shè) 定溫度范圍內(nèi)。一般當(dāng)蒸發(fā)器溫度高至 35 時(shí) 啟動(dòng)壓縮機(jī)制冷，當(dāng)溫度低于-10-20 時(shí)停止制冷，關(guān)斷壓縮 機(jī)。采用單片機(jī)控制，可以使控制更準(zhǔn)確、靈活。 選題研究的主要內(nèi)容和技術(shù)方案： 主要內(nèi)容：使用 at89c51 控制 led 的數(shù)字顯示屏。由于多 數(shù)冰箱大多數(shù)人們根本不知道冰箱中的實(shí)際溫度。已導(dǎo)致 食物常常壞掉。一旦把冰箱的溫度使用 led 顯示屏顯現(xiàn)出 來，人們即可根據(jù)四季的需要，調(diào)節(jié)按鈕，改變冰箱的溫 度。 技術(shù)方案：采用空調(diào)調(diào)節(jié)溫

4、度的方法，綜合冰箱制冷的效 果進(jìn)行綜合。制造獨(dú)特的冰箱。 畢業(yè)設(shè)計(jì)工作時(shí)間 年 月 日 至 年 月 日 畢業(yè)設(shè)計(jì)工作日程安排 時(shí)間段工作內(nèi)容 9 月 1 日-9 月 8 日選題、開題、制定任務(wù)、開題 11 月 26 日完成畢業(yè)設(shè)計(jì) 指導(dǎo)教師意見：指導(dǎo)教師意見： 成果要求：成果要求： 簽字：簽字： 年年 月月 日日 摘要題目 作者 （重慶信息技術(shù)職業(yè)學(xué)院電子工程學(xué)院 重慶萬州 404000） 摘要：摘要：近年來隨著計(jì)算機(jī)在社會(huì)領(lǐng)域的滲透, 單片機(jī)的應(yīng)用正在不斷地走向深入，同時(shí)帶動(dòng)傳統(tǒng)控制檢測(cè)日新月益 更新。在實(shí)時(shí)檢測(cè)和自動(dòng)控制的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，單片機(jī)往往是作為一個(gè)核心部件來使用，僅單片機(jī)方面知

5、識(shí)是 不夠的，還應(yīng)根據(jù)具體硬件結(jié)構(gòu)，以及針對(duì)具體應(yīng)用對(duì)象特點(diǎn)的軟件結(jié)合，以作完善。 關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)；溫度傳感器；電冰箱；溫度控制 目錄 第一章 概 論 .5 一電冰箱的系統(tǒng)組成.6 二工作原理：.7 三本系統(tǒng)采用單片機(jī)控制的電冰箱主要功能及要求：.7 第二章 硬件部分 .8 一系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖.8 二微處理器（單片機(jī)）.8 1主要特性：.9 2管腳說明：.10 3振蕩器特性：.11 4芯片擦除：.12 5運(yùn)算器.12 6.中斷系統(tǒng)：.12 三溫度傳感器.13 四電壓檢測(cè)裝置.18 五功能按鍵.19 六壓縮機(jī)，風(fēng)機(jī)、電磁閥控制電路.19 七故障報(bào)警電路.20 第三章 軟件部分 .21 一、主程

6、序：main. 21 二、初始化子程序：inti1. 25 三、鍵盤掃描子程序：key. 26 四打開壓縮機(jī)子程序：open. 29 五關(guān)閉壓縮機(jī)：close. 31 六定時(shí)器 0 中斷程序：用于壓縮機(jī)延時(shí).32 七延時(shí)子程序.33 第四章 分析與結(jié)論 .34 致 謝 .35 參考文獻(xiàn)： .36 重慶信息技術(shù)職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 正正 文文 電冰箱溫度測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)（a） 第一章第一章 概述概述 隨著集成電路技術(shù)的發(fā)展，單片微型計(jì)算機(jī)的功能也不斷增強(qiáng)，許多高性能的新 型機(jī)種不斷涌現(xiàn)出來。單片機(jī)以其功能強(qiáng)、體積小、可靠性高、造價(jià)低和開發(fā)周期短 等優(yōu)點(diǎn)，稱為自動(dòng)化和各個(gè)測(cè)控領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用的器件，在工

7、業(yè)生產(chǎn)中稱為必不可少 的器件，尤其在日常生活中發(fā)揮的作用也越來越大。人們對(duì)家用電冰箱的控制功能越 來越高，這對(duì)電冰箱控制器提出了更高的要求。多功能，智能化是其發(fā)展方向之一， 傳統(tǒng)的機(jī)器控制，簡(jiǎn)單的電子控制已經(jīng)難以滿足發(fā)展的要求。而采用基于單片機(jī)溫度 控制系統(tǒng)，不僅可大大縮短設(shè)計(jì)新產(chǎn)品的時(shí)間，同時(shí)只要增加少許外圍器件在軟件設(shè) 計(jì)方面就能實(shí)現(xiàn)功能的擴(kuò)展，以及智能化方面的提高，因此可最大限度地節(jié)約成本。 本文即為基于單片機(jī)的電冰箱溫度控制系統(tǒng)。 目前市場(chǎng)銷售的雙門直冷式電冰箱，含有冷凍室和冷藏室，冷凍室通常用于冷凍 的溫度為-6-18；冷藏室用于在相對(duì)冷凍室較高的溫度下存放食品，要求有一定的 保鮮作

8、用，不能凍傷食品，室溫一般為 010. 傳統(tǒng)的電冰箱溫度一般是由冷藏室控制，冷藏室、冷凍室的不同溫度是通過調(diào)節(jié) 蒸發(fā)器在兩室的面積大小來實(shí)現(xiàn)的，溫度調(diào)節(jié)完全依靠壓縮機(jī)的開停來控制.但是冰箱 內(nèi)的溫度受諸多因素的影響，如放入冰箱物品初始溫度的高低、存放品的散熱特性及 熱容量、物品在冰箱的充滿率、環(huán)境溫度的高低、開門的頻繁程度等.因此對(duì)這種受控 參數(shù)及隨機(jī)因素很多的溫度控制，既難以建立一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)學(xué)模型，也無法用傳統(tǒng)的 pid 調(diào)節(jié)來實(shí)現(xiàn).一臺(tái)品質(zhì)優(yōu)良的電冰箱應(yīng)該具有較高的溫度控制精度，同時(shí)又有最優(yōu) 的節(jié)能效果，而為了達(dá)到這一設(shè)計(jì)要求采用模糊控制技術(shù)無疑是最佳的選擇. 一電冰箱的系統(tǒng)組成 液體由液

9、態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)時(shí)，會(huì)吸收很多熱量，簡(jiǎn)稱為“液體汽化吸熱” ，電冰箱就是 利用了液體汽化的過程中需要吸熱的原理來制冷的。 蒸氣壓縮式電冰箱制冷系統(tǒng)原理圖如圖 1-1 所示，主要由壓縮機(jī)、冷凝器、干燥 過濾器、毛細(xì)管、蒸發(fā)器等部件組成，其動(dòng)力均來自壓縮機(jī)，干燥過濾器用來過濾贓 物和干燥水分，毛細(xì)管用來節(jié)流降壓，熱交換器為冷凝器和蒸發(fā)器。制冷壓縮機(jī)吸入 來自蒸發(fā)器的低溫低壓的氣體制冷劑，經(jīng)壓縮后成為高溫高壓的過熱蒸氣，排入冷凝 器中，向周圍的空氣散熱成為高壓過冷液體，高壓過冷液體經(jīng)干燥過濾器流入毛細(xì)管 節(jié)流降壓，成為低溫低壓液體狀態(tài)，進(jìn)入蒸發(fā)器中汽化，吸收周圍被冷卻物品的熱量， 使溫度降低到所需值，汽化

10、后的氣體制冷劑又被壓縮機(jī)吸入，至此，完成一個(gè)循環(huán)。 壓縮機(jī)冷循環(huán)周而復(fù)始的運(yùn)行，保證了制冷過程的連續(xù)性。 直冷式電冰箱的控制原理是根據(jù)蒸發(fā)器的溫度控制制冷壓縮機(jī)的啟、停，使冰箱 內(nèi)的溫度保持在設(shè)定溫度范圍內(nèi)。冷凍室用于冷凍食品通常用于冷凍的溫度為3 c15c,冷藏室用于相對(duì)于冷凍室較高的溫度下存放食品，要求有一定的保鮮作用， 不能凍傷食品，溫度一般為 0c10c，當(dāng)測(cè)得冷冷凍室溫度高至3c 0c 時(shí)或者 是冷凍室溫度高至 10c13c 是啟動(dòng)壓縮機(jī)制冷，當(dāng)冷凍室溫度低于15c18c 或都冷藏室溫度低于 0c3c 時(shí)停止制冷，關(guān)斷壓縮機(jī)。采用單片機(jī)控制，可以使 控制更為準(zhǔn)確、靈活。 重慶信息技術(shù)

11、職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 二工作原理： 根據(jù)冷藏室和冷凍室的溫度情況決定是否開壓縮機(jī)，若冷藏室的溫度過高，則打 開電磁冷門 v1,關(guān)閉閥門 v2，v3，同時(shí)打開壓縮機(jī)，產(chǎn)生高溫高壓過熱蒸氣，經(jīng)過冷 凝器冷凝，干燥過濾器干燥，毛細(xì)節(jié)流管降壓后，在蒸發(fā)器汽化制冷，產(chǎn)生低溫低壓 的干燥氣體。經(jīng)過電磁閥門 v1 流入冷藏室，使冷藏的溫度迅速降低，當(dāng)溫度達(dá)到要求 時(shí)關(guān)閉壓縮機(jī)，同時(shí)關(guān)閉電磁閥門 v1 。若是冷凍室的溫度過高，則應(yīng)打開 v2 關(guān)閉 v1, v3 。電磁閥門 v3 主要用于冷凍室的化霜。需要化箱時(shí)打開 v3,從壓縮機(jī)流出的高溫高 壓氣體流經(jīng)冷凍室可勻速將冷凍室霜層汽化。達(dá)到化霜的效果。一般化霜的

12、時(shí)間要短， 不然會(huì)傷存放的食品。 三本系統(tǒng)采用單片機(jī)控制的電冰箱主要功能及要求： 1、 設(shè)定 2 個(gè)測(cè)溫點(diǎn)，測(cè)量范圍：26c26c，精度0.5c； 2、 利用功能鍵分別控制溫度設(shè)定、冷藏室及冷凍室溫度設(shè)定等； 3、 制冷壓縮機(jī)停機(jī)后自動(dòng)延時(shí) 3 分鐘后方能再啟動(dòng)； 4、 電冰箱具有自動(dòng)除霜功能； 5、 開門延時(shí)超過 20 秒發(fā)聲報(bào)警； 6、工作電壓為 180240v，當(dāng)欠壓或過壓時(shí)，禁止啟動(dòng)壓縮機(jī)并用指示燈顯示。 第二章第二章 硬件部分硬件部分 一系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 二微處理器（單片機(jī)） 微處理器是本系統(tǒng)的核心，其性能的好壞直接影響系統(tǒng)的穩(wěn)定，鑒于本系統(tǒng)為實(shí) 時(shí)控制系統(tǒng)，系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)需要進(jìn)行大量的運(yùn)算，

13、所以單片機(jī)采用 intel 公司的高效微 控制器 msc-c51。 重慶信息技術(shù)職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 msc-c51 單片機(jī)性能介紹： 51 系列單片微機(jī)封裝形式為雙排直列式結(jié)構(gòu)（dip） ，引腳共 40 個(gè)。如圖 2-2 所示。 mcs51 單片機(jī)的典型芯片是 8051，其內(nèi)部基本組成為：一個(gè) 8 位的中央處理器 （cpu） ，256byte 片內(nèi) ram 單元，4kbyte 掩膜式 rom，2 個(gè) 16 位的定時(shí)器計(jì)數(shù)器， 四個(gè) 8 位的并行 io 口（p0，p1，p2，p3） ，一個(gè)全雙工串行口 5 個(gè)中斷源，一個(gè)片 內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘發(fā)生電路。這種結(jié)構(gòu)特點(diǎn)決定了單片機(jī)具有體積小、成本低、可

14、靠性 高、應(yīng)用靈活、開發(fā)效率高、易于被產(chǎn)品化等優(yōu)點(diǎn)，使其具有很強(qiáng)的面向控制的能力， 在工業(yè)自動(dòng)化控制、家用電器、智能化儀表、機(jī)器人、軍事裝置等領(lǐng)域獲得了廣泛的 應(yīng)用。 1主要特性： 4k 字節(jié)可編程閃爍存儲(chǔ)器 全靜態(tài)工作：0hz-24hz 三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定 128*8 位內(nèi)部 ram 32 可編程 i/o 線 兩個(gè) 16 位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 5 個(gè)中斷源 可編程串行通道 低功耗的閑置和掉電模式 片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路 2管腳說明： 重慶信息技術(shù)職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 vcc：供電電壓。 gnd：接地。 p0 口：p0 口為一個(gè) 8 位漏級(jí)開路雙向 i/o 口，每腳可吸收 8ttl 門電流。當(dāng) p1

15、 口 的管腳第一次寫 1 時(shí)，被定義為高阻輸入。p0 能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以 被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在 fiash 編程時(shí)，p0 口作為原碼輸入口，當(dāng) fiash 進(jìn) 行校驗(yàn)時(shí)，p0 輸出原碼，此時(shí) p0 外部必須被拉高。 p1 口：p1 口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的 8 位雙向 i/o 口，p1 口緩沖器能接收輸出 4ttl 門電流。p1 口管腳寫入 1 后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，p1 口被外部下拉為 低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在 flash 編程和校驗(yàn)時(shí)，p1 口作 為第八位地址接收。 p2 口：p2 口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 i/o 口

16、，p2 口緩沖器可接收，輸出 4 個(gè) ttl 門電流，當(dāng) p2 口被寫“1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并 因此作為輸入時(shí)，p2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 p2 口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或 16 位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)，p2 口輸出地址 的高八位。在給出地址“1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 進(jìn)行讀寫時(shí)，p2 口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。p2 口在 flash 編程和校驗(yàn)時(shí)接收高 八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。 p3 口：p3 口管腳是 8 個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 i/o 口，可接收輸出 4 個(gè) ttl 門電流。 當(dāng) p3

17、口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部 下拉為低電平，p3 口將輸出電流（ill）這是由于上拉的緣故。 p3 口也可作為 8051 的一些特殊功能口，如下所示： 口管腳 備選功能 p3.0 rxd（串行輸入口） p3.1 txd（串行輸出口） p3.2 /int0（外部中斷 0） p3.3 /int1（外部中斷 1） p3.4 t0（記時(shí)器 0 外部輸入） p3.5 t1（記時(shí)器 1 外部輸入） p3.6 /wr（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通） p3.7 /rd（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通） p3 口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。 rst：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器

18、件時(shí)，要保持 rst 腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。 ale/prog：當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。 在 flash 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí)，ale 端以不變的頻率周期輸出 正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí) 目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過一個(gè) ale 脈沖。如想禁 止 ale 的輸出可在 sfr8eh 地址上置 0。此時(shí)， ale 只有在執(zhí)行 movx，movc 指令是 ale 才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ale 禁止，置位 無效。 /

19、psen：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩 次/psen 有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的/psen 信號(hào)將不出現(xiàn)。 /ea/vpp：當(dāng)/ea 保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（0000h-ffffh） ，不管是 否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。注意加密方式 1 時(shí)，/ea 將內(nèi)部鎖定為 reset；當(dāng)/ea 端保持高 電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。在 flash 編程期間，此引腳也用于施加 12v 編程電源 重慶信息技術(shù)職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 （vpp） 。 xtal1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。 xtal2：來自反向振蕩器的輸出。

20、3振蕩器特性： xtal1 和 xtal2 分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。 石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采用外部時(shí)鐘源驅(qū)動(dòng)器件，xtal2 應(yīng)不接。有余輸入 至內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)要通過一個(gè)二分頻觸發(fā)器，因此對(duì)外部時(shí)鐘信號(hào)的脈寬無任何要求， 但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。 4芯片擦除： 整個(gè) perom 陣列和三個(gè)鎖定位的電擦除可通過正確的控制信號(hào)組合，并保持 ale 管腳 處于低電平 10ms 來完成。在芯片擦操作中，代碼陣列全被寫“1”且在任何非空存儲(chǔ) 字節(jié)被重復(fù)編程以前，該操作必須被執(zhí)行。 此外，at89c51 設(shè)有穩(wěn)態(tài)邏輯，可以在低到零頻率的條件下靜態(tài)

21、邏輯，支持兩種軟件可 選的掉電模式。在閑置模式下，cpu 停止工作。但 ram，定時(shí)器，計(jì)數(shù)器，串口和中斷 系統(tǒng)仍在工作。在掉電模式下，保存 ram 的內(nèi)容并且凍結(jié)振蕩器，禁止所用其他芯片 功能，直到下一個(gè)硬件復(fù)位為止。 5運(yùn)算器 (1)算術(shù)邏輯部件 alu：用以完成+、-、*、/ 的算術(shù)運(yùn)算及布爾代數(shù)的邏輯運(yùn)算， 并通過運(yùn)算結(jié)果影響程序狀態(tài)寄存器 psw 的某些位，從而為判斷、轉(zhuǎn)移、十進(jìn)制修正 和出錯(cuò)等提供依據(jù)。 (2)累加器 a：在算術(shù)邏輯運(yùn)算中存放一個(gè)操作數(shù)或結(jié)果，在與外部存儲(chǔ)器和 i/o 接 口打交道時(shí)，進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送都要經(jīng)過 a 來完成。 (3)寄存器 b：在 *、/ 運(yùn)算中要使用寄存

22、器 b 。乘法時(shí)，b 用來存放乘數(shù)以及積的高 字節(jié)；除法時(shí)，b 用來存放除數(shù)及余數(shù)。不作乘除時(shí)，b 可作通用寄存器使用。 (4)程序狀態(tài)標(biāo)志寄存器 psw：用來存放當(dāng)前指令執(zhí)行后操作結(jié)果的某些特征，以便為 下一條指令的執(zhí)行提供依據(jù)。 6.6.中斷系統(tǒng)： 8051 單片機(jī)的中斷系統(tǒng)簡(jiǎn)單實(shí)用，其基本特點(diǎn)是：有 5 個(gè)固定的可屏蔽中斷源， 3 個(gè)在片內(nèi)，2 個(gè)在片外，它們?cè)诔绦虼鎯?chǔ)器中各有固定的中斷入口地址，由此進(jìn)入中 斷服務(wù)程序；5 個(gè)中斷源有兩級(jí)中斷優(yōu)先級(jí)，可形成中斷嵌套；2 個(gè)特殊功能寄存器用 于中斷控制和條件設(shè)置的編程。5 個(gè)中斷源的符號(hào)、名稱及產(chǎn)生的條件如下: int0：外部中斷 0，由

23、p32 端口線引入，低電平或下跳沿引起。 int1：外部中斷 1，由 p33 端口線引入，低電平或下跳沿引起。 t0：定時(shí)器計(jì)數(shù)器 0 中斷，由 t0 計(jì)滿回零引起。 t1：定時(shí)器計(jì)數(shù)器 l 中斷，由 t1 計(jì)滿回零引起。 tiri：串行 io 中斷，串行端口完成一幀字符發(fā)送接收后引起。 重慶信息技術(shù)職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 三溫度傳感器 溫度傳感器是本系統(tǒng)不可或缺的元件，其性能的好壞直接影響系統(tǒng)的性能，因此 溫度傳感器采用 dallas 公司生產(chǎn)的高性能數(shù)字溫度傳感器 ds18b20 。 數(shù)字溫度傳感器 ds18b20 的原理與應(yīng)用 ds18b20 是 dallas 公司生產(chǎn)的一線式數(shù)字溫度傳感

24、器,具有 3 引腳 to92 小體積 封裝形式;溫度測(cè)量范圍為55125,可編程為 9 位12 位 a/d 轉(zhuǎn)換精度,測(cè)溫 分辨率可達(dá) 0.0625,被測(cè)溫度用符號(hào)擴(kuò)展的 16 位數(shù)字量方式串行輸出;其工作電源既 可在遠(yuǎn)端引入,也可采用寄生電源方式產(chǎn)生;多個(gè) ds18b20 可以并聯(lián)到 3 根或 2 根線上, cpu 只需一根端口線就能與諸多 ds18b20 通信,占用微處理器的端口較少,可節(jié)省大量的 引線和邏輯電路。以上特點(diǎn)使 ds18b20 非常適用于遠(yuǎn)距離多點(diǎn)溫度檢測(cè)系統(tǒng)。 2ds18b20 的內(nèi)部結(jié)構(gòu) ds18b20 內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖 2-3 所示,主要由 4 部分組成：64 位 rom、

25、溫度傳感器、非 揮發(fā)的溫度報(bào)警觸發(fā)器 th 和 tl、配置寄存器。ds18b20 的管腳排列如圖 2-4 所示： dq： 為數(shù)字信號(hào)輸入輸出端; gnd：為電源地; vdd：為外接供電電源輸入端（在寄生電源接線方式時(shí)接地,見圖 2-4） 。 rom 中的 64 位序列號(hào)是出廠前被光刻好的,它可以看作是該 ds18b20 的地址序列碼,每 個(gè) ds18b20 的 64 位序列號(hào)均不相同。64 位 rom 的排的循環(huán)冗余校驗(yàn)碼 （crc=x8x5x41） 。rom 的作用是使每一個(gè) ds18b20 都各不相同,這樣就可以實(shí)現(xiàn) 一根總線上掛接多個(gè) ds18b20 的目的。 溫度傳感器溫度傳感器 高溫

26、觸發(fā)器高溫觸發(fā)器 thth 低溫觸發(fā)器低溫觸發(fā)器 tltl 配置寄存器配置寄存器 存儲(chǔ)和控制邏輯存儲(chǔ)和控制邏輯 8 8 位位 crccrc 生成器生成器 供電方式選擇供電方式選擇 ds18b20 用 12 位存貯溫度值,最高位為符號(hào)位. 圖 1 為 18b20 的溫度存儲(chǔ)方式, 負(fù)溫度 s = 1 ,正溫度 s = 01 如:0550h 為+ 85 ,0191h 為 25. 0625 ,fc90h 為- 55 . 23 22 21 20 21 22 23 24 溫度值低字節(jié) lsb s s s s s 26 25 24 溫度值高字節(jié) msb 高低溫報(bào)警觸發(fā)器 th 和 tl、配置寄存器均由一個(gè)

27、字節(jié)的 eeprom 組成,使用一個(gè)存 儲(chǔ)器功能命令可對(duì) th、tl 或配置寄存器寫入。其中配置寄存器的格式如下： 0 r1 r0 1 1 1 1 1 r1、r0 決定溫度轉(zhuǎn)換的精度位數(shù)：r1r0=00，9 位精度,最大轉(zhuǎn)換時(shí)間為 93.75ms，r1r0=01，10 位精度,最大轉(zhuǎn)換時(shí)間為 187.5ms，r1r0=10，11 位精度,最大轉(zhuǎn) 換時(shí)間為 375ms，r1r0=11，12 位精度,最大轉(zhuǎn)換時(shí)間為 750ms;未編程時(shí)默認(rèn)為 12 位精 度。 重慶信息技術(shù)職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 高速暫存器是一個(gè) 9 字節(jié)的存儲(chǔ)器。開始兩個(gè)字節(jié)包含被測(cè)溫度的數(shù)字量信息;第 3、4、5 字節(jié)分別是 t

28、h、tl、配置寄存器的臨時(shí)拷貝,每一次上電復(fù)位時(shí)被刷新;第 6、7、8 字節(jié)未用,表現(xiàn)為全邏輯 1;第 9 字節(jié)讀出的是前面所有 8 個(gè)字節(jié)的 crc 碼,可 用來保證通信正確。 3ds18b20 的工作時(shí)序： ds18b20 的一線工作協(xié)議流程是：初始化rom 操作指令存儲(chǔ)器操作指令數(shù)據(jù) 傳輸。 4ds18b20 與單片機(jī)的典型接口設(shè)計(jì)： 圖 2-5 以 mcs51 系列單片機(jī)為例,畫出了 ds18b20 與微處理器的典型連接。圖 2- 5（a）中 ds18b20 采用寄生電源方式,其 vdd 和 gnd 端均接地,圖 2-5（b）中 ds18b20 采用外接電源方式,其 vdd 端用 3v

29、5.5v 電源供電。 假設(shè)單片機(jī)系統(tǒng)所用的晶振頻率為 12mhz,根據(jù) ds18b20 的初始化時(shí)序、寫時(shí)序和讀時(shí) 序,分別編寫了 3 個(gè)子程序：init 為初始化子程序,write 為寫（命令或數(shù)據(jù)）子程序， read 為讀數(shù)據(jù)子程序，所有的數(shù)據(jù)讀寫均由最低位開始。 dat equ p1.0 init:：clr ea ini10：setb dat mov r2，200 ini11：clr dat djnz r2, ini11 ; 主機(jī)發(fā)復(fù)位脈沖持續(xù) 3s200=600s setb dat ; 主機(jī)釋放總線，口線改為輸入 mov r2, 30 ini12：djnz r2, ini12 ; ds

30、18b20 等待 2s30=60s clr c orl c, dat ; ds18b20 數(shù)據(jù)線變低（存在脈沖）嗎？ jc ini10 ; ds18b20 未準(zhǔn)備好，重新初始化 mov r6,80 ini13：orl c, dat jc ini14 ; ds18b20 數(shù)據(jù)線變高,初始化成功 djnz r6, ini13 ; 數(shù)據(jù)線低電平可持續(xù) 3s80=240s sjmp ini10 ; 初始化失敗， 重來 ini14:：mov r2, 240 ini15:：djnz r2, ini15 ; ds18b20 應(yīng)答最少 2s240=480s ret ; write:：clr ea mov r3

31、,8 ; 循環(huán) 8 次,寫一個(gè)字節(jié) wr11：setb dat mov r4, 8 rrc a ; 寫入位從 a 中移到 cy 重慶信息技術(shù)職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 clr dat wr12：djnz r4, wr12 ;等待 16s mov dat, c ; 命令字按位依次送給 ds18b20 mov r4, 20 wr13：djnz r4, wr13 ;保證寫過程持續(xù) 60s djnz r3, wr11 ;未送完一個(gè)字節(jié)繼續(xù) setb dat ret ; read：clr ea mov r6, 8 ;循環(huán) 8 次,讀一個(gè)字節(jié) rd11：clr dat mov r4, 4 nop ;低電平持續(xù)

32、2s setb dat ;口線設(shè)為輸入 rd12：djnz r4, rd12 ;等待 8s mov c, dat ;主機(jī)按位依次讀入 ds18b20 的數(shù)據(jù) rrc a ;讀取的數(shù)據(jù)移入 a mov r5, 30 rd13：djnz r5, rd13 ;保證讀過程持續(xù) 60s djnz r6, rd11 ;讀完一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù),存入 a 中 setb dat ret ; 主機(jī)控制 ds18b20 完成溫度轉(zhuǎn)換必須經(jīng)過三個(gè)步驟：初始化、rom 操作指令、存儲(chǔ)器操 作指令。必須先啟動(dòng) ds18b20 開始轉(zhuǎn)換,再讀出溫度轉(zhuǎn)換值。假設(shè)一線僅掛接一個(gè)芯片,使 用默認(rèn)的 12 位轉(zhuǎn)換精度,外接供電電源,可

33、寫出完成一次轉(zhuǎn)換并讀取溫度值子程序 getwd。 getwd：lcall init mov a, 0cch lcall write ;發(fā)跳過 rom 命令 mov a, 44h lcall write ;發(fā)啟動(dòng)轉(zhuǎn)換命令 lcall init mov a, 0cch ;發(fā)跳過 rom 命令 lcall write mov a, 0beh ;發(fā)讀存儲(chǔ)器命令 lcall write lcall read mov wdlsb, a ;溫度值低位字節(jié)送 wdlsb lcall read mov wdmsb, a ;溫度值高位字節(jié)送 wdmsb 重慶信息技術(shù)職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 ret 子程序 getwd

34、 讀取的溫度值高位字節(jié)送 wdmsb 單元,低位字節(jié)送 wdlsb 單元,再按照溫 度值字節(jié)的表示格式及其符號(hào)位,經(jīng)過簡(jiǎn)單的變換即可得到實(shí)際溫度值。 四電壓檢測(cè)裝置 電壓檢測(cè)裝置是為了保護(hù)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，采用 wb 系列電壓越限報(bào)警傳感器 wb 系列電壓越限報(bào)警傳感器以電壓隔離傳感器為基礎(chǔ)，增配比較器電路、基準(zhǔn)電壓設(shè)定 電路、輸出驅(qū)動(dòng)電路組成，用來隔離監(jiān)測(cè)主回路中的交流或直流電壓，當(dāng)被監(jiān)測(cè)的電 壓超過預(yù)先設(shè)定的上限值，或低于預(yù)先設(shè)定的下限值時(shí)，給出開關(guān)量控制信號(hào)。 本系列產(chǎn)品測(cè)控一體化、體積小、精度高、使用方便，報(bào)警界限值可以由用戶根 據(jù)需要隨時(shí)進(jìn)行調(diào)整，具有很高的性能/價(jià)格比。 主要特點(diǎn)：

35、1.測(cè)控一體化，體積小、精度高、反應(yīng)快； 2.具有瞬態(tài)干擾抑制功能，防止誤動(dòng)作； 3.報(bào)警界限值可在設(shè)定值（20%）內(nèi)連續(xù)可調(diào)； 4.密封式繼電器觸點(diǎn)輸出，觸點(diǎn)壽命30 萬次； 5.隔離電壓：交流監(jiān)測(cè)2.5kv dc,1 分鐘；直流監(jiān)測(cè)1.5kv dc,1 分鐘； 6.輸入過載能力: 10 倍閾值，持續(xù) 5 秒； 7.額定環(huán)境溫度：商業(yè)級(jí) 0+50，工業(yè)級(jí)-25+70； 8.平均無故障工作時(shí)間5 萬小時(shí)； 9.20%回差設(shè)置，確保動(dòng)作穩(wěn)定； 第第 3 3 章章 軟件部分軟件部分 本系統(tǒng)軟件主要由主流程、功能子程序、中斷服務(wù)程序組成。采用主程序調(diào)用功 能子程序，子程序盡可能少的調(diào)用其它子程序，以

36、保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。本系統(tǒng)溫度 在64c64c,用七位即可存放，因此溫度值用一個(gè)字節(jié)存放, 最高位存放符號(hào)位。 各溫度值均用全程變量形式存放，如下： 60h 冷藏室溫度設(shè)定值 61h 冷凍室溫度設(shè)定值 62h 冰箱運(yùn)行時(shí)冷藏室溫度實(shí)際值 63h 冰箱運(yùn)行時(shí)冷凍室溫度實(shí)際值 64h 用于存放壓縮機(jī)，電源狀態(tài)和壓縮機(jī)關(guān)機(jī)延時(shí)狀態(tài)值 其中： 最低 0 位 comp 存放壓縮機(jī)狀態(tài)標(biāo)志：1 壓縮機(jī)開啟 0 壓縮機(jī)關(guān)閉 第 1 位 time_out 離上次關(guān)閉壓縮機(jī)是否已有 5s：1 否 0 是 第 2 位 up 電壓過欠壓標(biāo)志：1 過欠壓 0 正常 65h，66h 用于存放化霜時(shí)間計(jì)數(shù) 67h 用于壓

37、縮機(jī)關(guān)閉延時(shí)計(jì)數(shù) 一、主程序：main 主程序由初始化，鍵盤掃描，顯示，溫度采集，溫度控制和定時(shí)化霜子程序組成， 重慶信息技術(shù)職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 為系統(tǒng)軟件的主干部分，化霜采用定時(shí)化霜，每三十分鐘化霜一次，化霜原理見概論 電冰箱式作原理部分，其流程圖如圖 3-1 所示： 程序如下： 圖 3-1 主程序流程圖 org 0000h ajmp main org 0003h ljmp dy_int org 000bh ljmp time0_int org 0030h data equ p1.0 v1 equ p1.3 v2 equ p1.4 v3 equ p1.5 set_key equ p1.5

38、 v3 equ p1.5 v3 equ p1.5 set_key equ p1.5 add_key equ p1.6 sub_key equ p1.7 l1 equ p0.6 l2 equ p0.7 l3 equ p2.5 l4 equ p2.6 main：clr a start：lcall init1; 初始化 lcall key; 鍵盤掃描 lcall getwd; 獲得冷藏室溫度 mov 62h , r0 inc data lcall getwd; 獲得冷凍室溫度 mov 63h , r0 dec data mov r3 , 62h; 顯示兩室溫度值 mov r4 , 63h lcall

39、 disp mov a , 60h clr c high：cjne a , 62h , high1; 冷藏室溫度等于高于設(shè)定值時(shí) ajmp high2 high1：jc high3 high2：setb v1; 開啟壓縮機(jī) lcall open 重慶信息技術(shù)職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 ajmp low high3：mov a , 61h clr c cjne a , 63h , high4; 冷凍室溫度等于高于設(shè)定值時(shí) ajmp high5 high4：jc low high5：setb v2; 開啟壓縮機(jī) lcall open low： mov a , 61h clr c cjne a , 63

40、h , low1; 冷凍室溫度等于低于最低值時(shí) ajmp low2 low1：jnc low3 low2：clr v2; 關(guān)閉壓縮機(jī) lcall close ajmp ls low3：mov a , 60h clr c cjne a , 62h , low4; 冷凍室溫度等于低于最低值時(shí) ajmp low5 low4：jnc ls low5：clr v1; 關(guān)閉壓縮機(jī) lcall close ls：mov r1 , #10h; 延時(shí) 1s ls1：lcall dly_100ms djnz r1 , ls1 inc 65h; 化霜時(shí)間計(jì)數(shù)加 1 mov a , 65h cjne a , #00h

41、 , ls2 inc 66h ls2：mov a , 65h cjne a , #08h , loop mov a , 66h cjne a , #07h , loop jb v1 , loop; 化霜定時(shí)時(shí)間到且 v1,v2 均關(guān)閉 jb v2 , loop setb v3; 打開 v3 開始化霜 mov r0 , #50; 化霜時(shí)間 5 s ls3：lcall dly_100ms djnz r0 , ls3 loop：ajmp start end 重慶信息技術(shù)職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 二、初始化子程序：inti1 初始化模塊主要完成初始化 i/o 口、中斷、內(nèi)存單元,并讀出存放在閃爍存儲(chǔ)器上

42、 的溫度設(shè)定值。溫度設(shè)定值存放在閃爍存儲(chǔ)器上即使斷電也可保存。 程序如下： inti1：clr a mov dptr , #20h; 讀取冷藏室溫度設(shè)定值 movc a , dptr lcall dly_100ms; 延時(shí)確保數(shù)據(jù)讀完 mov 60h , a inc dptr; 讀取冷藏室溫度設(shè)定值 movc a , dptr lcall dly_100ms ; 延時(shí)確保數(shù)據(jù)讀完 mov 61h , a mov 64h , #00h ; 清空各狀態(tài)位 setb ex0 ; 允許外部中斷 0 中斷 setb it0 ; 選擇邊沿觸發(fā)方式 setb ea ; cpu 開中斷 ret 三、鍵盤掃描子

43、程序：key 掃描程序采用邊延時(shí)邊掃描的方法，當(dāng)設(shè)置鍵 set_key 按下一次，指示燈 l1 亮， 按 add(+)鍵和 sub()鍵設(shè)置冷藏室溫度。當(dāng)設(shè)置鍵 set_key 按下二次，指示燈 l2 亮, l1 滅，按 add(+)鍵和 sub()鍵設(shè)置冷凍室溫度。當(dāng)設(shè)置鍵 set_key 按下三次，設(shè)置 完成，指示燈 l1，l2 均滅。如果 3s 內(nèi)無鍵按下，表示誤按或用戶放棄設(shè)置。退出掃 描。掃描程序流程圖如 3-2 所示： 圖 3-2 掃描程序流程圖 程序如下： key：clr a mov r0 , #00h start：mov r4 , #1eh ; 邊延時(shí)邊掃描 3s loop：l

44、call dly_100ms jnb setb_key , set jnb add-key , add jnb sub_key , sub djnz r4 , loop ajmp exit ; 3s 內(nèi)沒有鍵按下結(jié)束掃描 set：cjne r0 , #03h , set1 ; 設(shè)置鍵按下三次，設(shè)置完成 clr l1 clr l2 ajmp exit set1：inc r0 cjne r0 , #01h , set2 ; 設(shè)置鍵按下一次 setb l1 重慶信息技術(shù)職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 ajmp start set2：clr l1 ; 設(shè)置鍵按下二次 setb l2 ajmp start ;

45、加鍵按下 add：cjne r0 , #01h , add1; 冷藏室溫度為正時(shí)加 1 mov a , 60h jb acc.7 , add_1 inc a mov 60h , a ajmp dsp add_1：clr acc.7; 冷藏室溫度為負(fù)時(shí)加 1 dec a setb acc.7 mov 60h , a ajmp dsp add1：cjne r0 , #02h , start mov a , 61h ; 冷凍室溫度為正時(shí)加 1 jb acc.7 , add1_1 inc a mov 61h , a ajmp dsp add1_1：clr acc.7; 冷凍室溫度為負(fù)時(shí)加 1 dec

46、a setb acc.7 mov 61h , a ajmp dsp ; 減鍵按下 sub：cjne r0 , #01h , sub1; 冷藏室溫度為正時(shí)減 1 mov a , 60h jb acc.7 , sun_1 dec a mov 60h , a ajmp dsp sub_1：clr acc.7 ; 冷藏室溫度為負(fù)時(shí)減 1 inc a setb acc.7 mov 60h , a ajmp dsp sub1：cjne r0 , #02h , start clr acc.7 ; 冷凍室溫度為正時(shí)減 1 jb acc.7 , sub1_1 dec a mov 61h , a ajmp dsp

47、 重慶信息技術(shù)職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 sub1_1：clr acc.7 ; 冷凍室溫度為負(fù)時(shí)減 1 inc a setb acc.7 mov 61h , a ajmp dsp dsp：mov dptr , #20h; 將設(shè)定值存放在閃爍存儲(chǔ)器上 mov a , 62h movc dptr , a lcall dly_100ms inc dptr mov a , 63h movc dptr , a lcall dly_100ms mov r3 , 60h; 顯示設(shè)定值 mov r4 , 61h lcall disp ajmp start exit：ret 四打開壓縮機(jī)子程序：open 程序流程圖

48、如下圖 3-3 如示： 圖 3-3 打開壓縮機(jī)子程序流程圖 入口參數(shù)：全局變量 comp , time_out , up comp 壓縮機(jī)開啟標(biāo)志：1 壓縮機(jī)開啟 0 壓縮關(guān)閉 time_out 離上次關(guān)閉壓縮機(jī)是否已有 3s：1 否 0 是 up 電壓過欠壓標(biāo)志：1 過欠壓 0 正常 作用： 根據(jù)條件打開壓縮機(jī) 返回值：無 程序如下： open：clr a mov a , 64h mov comp , acc.0 mov timp_out , acc.1 mov up , acc.2 jb comp , exit ; 壓縮機(jī)處于關(guān)閉狀態(tài) jb timp_out , exit ; 距上次關(guān)閉有 3s jb up , exit ; 電壓正常 setb comp ; 置壓機(jī)狀態(tài)位 setb time_out ; 置 time_out 位 mov acc.0 , co