基于MCS51單片機(jī)的直冷式電冰箱的控制單片機(jī)課程設(shè)計(jì)報(bào)告書

1、2009/2010 學(xué)年度第一學(xué)期計(jì)算機(jī)控制技術(shù)（計(jì)算機(jī)控制技術(shù)（MCS51MCS51 單片機(jī)）單片機(jī)）課程設(shè)計(jì)報(bào)告書課程設(shè)計(jì)報(bào)告書題 目： 直冷式電冰箱的控制班 級(jí)：姓 名：學(xué) 號(hào)：指導(dǎo)教師：日 期：目目 錄錄1.課程設(shè)計(jì)目的12.課程設(shè)計(jì)題目和要求13.設(shè)計(jì)容14 設(shè)計(jì)總結(jié)14V / 16參考書目14附錄151 1 課程設(shè)計(jì)目的課程設(shè)計(jì)目的1.11.1 以 MCS51 單片機(jī)為主完成計(jì)算機(jī)控制技術(shù)（單片機(jī)）課程設(shè)計(jì)，掌握此次課程設(shè)計(jì)所用知識(shí)。1.21.2 理解課程設(shè)計(jì)使用原理，使此次設(shè)計(jì)的程序與電路能夠正常使用。2 2 直冷式電冰箱的控制要求直冷式電冰箱的控制要求2.12.1 課程設(shè)計(jì)的要

2、求課程設(shè)計(jì)的要求2.1.1 設(shè)定 2 個(gè)測(cè)溫點(diǎn)，測(cè)量圍：26C26C，精度0.5C；2.1.2 利用功能鍵分別控制溫度設(shè)定、冷藏室與冷凍室溫度設(shè)定等；2.1.3 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)；3 3 電冰箱控制系統(tǒng)硬件電路電冰箱控制系統(tǒng)硬件電路3.13.1 硬件設(shè)計(jì)硬件設(shè)計(jì)LEDLED 顯示器顯示器鍵盤鍵盤時(shí)鐘電路時(shí)鐘電路復(fù)位復(fù)位電源電源 MCS51MCS51單單 片片 機(jī)機(jī)功功放放壓縮機(jī)壓縮機(jī)加熱絲加熱絲A/DA/D轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換換器器放大器放大器鎖存器鎖存器放大器放大器放大器放大器冷凍室溫度傳感器冷凍室溫度傳感器冷藏室溫度傳感器冷藏室溫度傳感器除霜傳感器除霜傳感器 3.1 系統(tǒng)硬

3、件結(jié)構(gòu)圖3.1.1 單片機(jī)采用 INTEL 公司的高效微控制器 MCS51。是一個(gè)低功耗，高性能CMOS 8 位單片機(jī)，片含 4k Bytes ISP 的可反復(fù)擦寫 1000 次的 Flash 只讀程序存VI / 16儲(chǔ)器，芯片集成了通用 8 位中央處理器和 ISP Flash 存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大的微型計(jì)算機(jī)的 AT89C51 可為許多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高性價(jià)比的解決方案。INTEL公司的 AT89C51 芯片具有以下特性：4KB 片在系統(tǒng)可編程 Flash 程序存儲(chǔ)器；1時(shí)鐘頻率為 033MHz；128 字節(jié)片隨機(jī)讀寫存儲(chǔ)器（RAM）；32 個(gè)可編程234輸入/輸出引腳；2 個(gè) 16 位

4、定時(shí)/計(jì)數(shù)器；5 個(gè)中斷源，2 級(jí)優(yōu)先級(jí)；全雙567工串行通信接口；監(jiān)視定時(shí)器；2 個(gè)數(shù)據(jù)指針。89 圖 3.2 MCS51 部結(jié)構(gòu)圖23.1.2 電源供電電路本設(shè)計(jì)總電源是有效值 220V，頻率 50Hz 的單相交流電網(wǎng)電壓，通過變壓器VII / 16降壓輸出一組 9V 和一組 24V 低壓交流電，然后再經(jīng)過整流橋和整流輸出直1D2D流電壓。前者提供給數(shù)字電路部分，后者為模擬電路部分提供電能。為了得到標(biāo)準(zhǔn)的12V，5V，+5V 直流電，故選用三端穩(wěn)壓器 7912，7812，7905 和 7805 作為穩(wěn)壓元件，使輸出直流電壓基本不受電網(wǎng)電壓波動(dòng)和負(fù)載電阻變化的影響，從而輸出得到足夠高穩(wěn)定性的

5、直流電源。 圖 3.3 數(shù)字電路供電圖 圖 3.4 模擬電路供電圖3.1.3 溫度測(cè)量電路如圖 3.5 所示，溫度傳感器選用了 MF53-1 型熱敏電阻，具有負(fù)溫度系數(shù)，靈敏度較高。其阻值和溫度的關(guān)系為：R(t)=286/(26.8+t)-2.68k利用溫度傳感器可以很容易測(cè)得冷藏室溫度和冷凍室溫度。 3VIII / 16 圖 3.5 溫度測(cè)量電路 43.1.4 鍵盤與顯示電路從圖 3.7 中可以看出，鍵盤電路和 LED 顯示電路由串行口擴(kuò)展 5 片 74LS164實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)采用了 6 個(gè)功能鍵控制冷凍室、冷藏室與速凍時(shí)間設(shè)定，4 個(gè) LED 數(shù)碼管用于顯示冷凍室、冷藏室溫度與壓縮機(jī)啟、停和故

6、障等狀態(tài)。圖 3.7 鍵盤與顯示電路IX / 163.23.2 軟件設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)3.2.1 主程序主程序是整個(gè)電冰箱的總控制程序，如控制各單元初始化、控制中斷、定時(shí)、顯示、鍵盤程序的啟動(dòng)與重復(fù)等。為系統(tǒng)軟件的主干部分。 5 開始設(shè)堆棧指針工作區(qū)清零設(shè)置定時(shí)器工作方式設(shè)置串口工作方式0啟動(dòng)定時(shí)器開中斷調(diào)顯示子程序調(diào)鍵盤分析程序？速凍鍵 ？溫度設(shè)置鍵 ？增加鍵 ？減少鍵 ？冷凍室溫顯鍵 ？冷藏室溫顯鍵 ？正常工作鍵 依標(biāo)志調(diào)相應(yīng)顯示子程序清速凍標(biāo)志減一處理置冷凍室顯示標(biāo)志置冷藏室顯示標(biāo)志加一處理置速凍標(biāo)志YYYYYYYNNNNNNNY 圖 3.8 主程序流程圖X / 163.2.2 初始化子程序初

7、始化模塊主要完成初始化 I/O 口、中斷、存單元,并讀出存放在閃爍存儲(chǔ)器上的溫度設(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。3.2.3 鍵盤掃描子程序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 無鍵按下，表示誤按或用戶放棄設(shè)置。退出掃描。XI / 164 4 設(shè)計(jì)總結(jié)設(shè)計(jì)總結(jié)本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)測(cè)控一體化、體積

8、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。系統(tǒng)的使用者來說，能夠很穩(wěn)定的控制溫度而且穩(wěn)定性很高。能實(shí)現(xiàn)電冰箱溫度的自動(dòng)控制。在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)用了多門學(xué)科的知識(shí)，使我對(duì)各學(xué)科有了更深入的理解，加強(qiáng)了知識(shí)的靈活應(yīng)用。同時(shí)學(xué)會(huì)了一個(gè)完整系統(tǒng)設(shè)計(jì)的步驟和方案的選擇，以與獲取資料的方法，最重要的是設(shè)計(jì)過程中的團(tuán)隊(duì)合作，這些都為我以后工作實(shí)踐打下了良好基礎(chǔ)。參考書目：參考書目：1 旭濤 曾現(xiàn)峰 單片機(jī)原理與應(yīng)用 ：理工，20102 鄒振春 MCS-51 系列單片機(jī)原理與接口技術(shù) 機(jī)械工業(yè)，19953 房小翠單片機(jī)實(shí)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)M ：國(guó)防工業(yè)，19994

9、 廣第單片機(jī)基礎(chǔ)M (修定本)：航空航天大學(xué)，20005 舒懷林單片機(jī)原理與接口技術(shù)M ：華中科技大學(xué)，20016 郭維芹實(shí)用模擬電子技術(shù)：電子工業(yè)，1999XII / 16主程序ORG0000H AJMP MAINORG0003HLJMP DY_INT 6ORG 000BLJMP TIME0_INTORG 0030HDATA EQUP1.0 V1 EQU P1.3 V2 EQU P1.4 V3 EQU P1.5 SET_KEY EQU P1.5 V3 EQU P1.5 V3 EQU P1.5 SET_KEY EQU P1.5 ADD_KEY EQU P1.6 SUB_KEY EQU P1.7

10、 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 XIII / 16MOV R4 , 63HLCALL 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) 7AJ

11、MP HIGH2 HIGH1：JC HIGH3 HIGH2：SETB V1; 開啟壓縮機(jī)LCALL OPENAJMP LOWHIGH3：MOV A , 61HCLR 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 , 63H , 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

12、：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 XIV / 16LS：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 1MOV A , 65H 8CJNE A , #00H , LS2 INC 66H LS2：MOV A , 65H CJNE A , #08H , LOOP MOV A , 66H CJNE A , #07H , LOO

13、P V1 , LOOP; 化霜定時(shí)時(shí)間到且 V1,V2 均關(guān)閉 V2 , LOOPSETB 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初始化子程序 9INTI1：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 XV

14、 / 16MOV 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 鍵盤掃描子程序 10KEY：CLR A ；鍵盤掃描子程序MOV R0 , #00H START：MOV R4 , #1EH; 邊延時(shí)邊掃描 3S LOOP：LCALL DLY_100MS JNB SETB_KEY , SET JNB ADD-KEY , ADD JNB SUB_KEY , SUB DJNZ R4 , LOOPAJMP EXIT ; 3S 沒有鍵按下結(jié)束掃描 SET：CJ

15、NE 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 AJMP START SET2：CLR L1 ; 設(shè)置鍵按下二次 SETB L2 AJMP START ; 加鍵按下 ADD：CJNE R0 , #01H , ADD1; 冷藏室溫度為正時(shí)加 1 MOV A , 60H XVI / 16 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 D

16、EC A SETB ACC.7 MOV 60H , A AJMP DSP ADD1：CJNE R0 , #02H , START 11MOV A , 61H ; 冷凍室溫度為正時(shí)加 1 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 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 ACC.7 , SUN_1 DEC A MOV 60H , A AJMP DS

17、P 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 XVII / 16CLR ACC.7 ; 冷凍室溫度為正時(shí)減 1 ACC.7 , SUB1_1 DEC A MOV 61H , A AJMP DSP 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 12DSP：MOV DPTR , #20H; 將設(shè)定值存放在閃爍存儲(chǔ)器上 MOV A , 62H MOVC DPTR

18、, 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 OPEN：CLR A ；延時(shí)子程序DLY_100MS：MOV R1 , #64H LOOP1：MOV R2 , #7DH LOOP2：NOP DJNZ R2 , LOOP2 13DJNZ R1 , LOOP1 XVIII / 16RET 14XIX / 16112233445566DDCCBBAATitleNumberRevisionSizeBDate:2006-6-11Sheet of File:D:云云aiyunAIYUN.SCHDOCDrawn By:74LS164ABQ0Q7LED474LS164ABQ0Q7LED374LS164ABQ0Q7LED274LS164ABQ0Q7LED12 X IN4001CPCPCPCP74L