用于電冰箱領(lǐng)域的智能溫傳感器的設(shè)計(jì)

1、用于電冰箱領(lǐng)域的智能溫度傳感器的設(shè)計(jì)摘要：近年來(lái)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(lái)使用，僅單片機(jī)方面知識(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。 電冰箱溫度控制系統(tǒng)是利用溫度傳感器DS18B20采集電冰箱冷藏室和冷凍室的溫度，通過(guò)INTEL公司的高效微控制器MCS-C51單片機(jī)進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理，從而達(dá)到智能控制的目的。本系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)電冰箱冷藏室和冷凍室的溫度設(shè)置、電冰箱自動(dòng)除霜、開門報(bào)警等功能。 本文在第一章介紹了電冰箱的系統(tǒng)組

2、成及工作原理，第二章論述了本控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)部分。第三章論述了系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)部分。 通過(guò)對(duì)直冷式電冰箱制冷系統(tǒng)的改進(jìn)和采用模糊控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了電冰箱的雙溫雙控，使電冰箱能根據(jù)使用條件的變化迅速合理地調(diào)節(jié)制冷量，且節(jié)能效果良好。關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)；溫度傳感器；電冰箱；溫度控制智能傳感器（intelligent sensor）是具有信息處理功能的傳感器。智能傳感器帶有微處理機(jī)，具有采集、處理、交換信息的能力，是傳感器集成化與微處理機(jī)相結(jié)合的產(chǎn)物。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(guò)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(guò)熱蒸氣，

3、經(jīng)過(guò)冷凝器冷凝，干燥過(guò)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(guò)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(guò)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)

4、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(guò)20秒發(fā)聲報(bào)警；6、工作電壓為180240V，當(dāng)欠壓或過(guò)壓時(shí)，禁止啟動(dòng)壓縮機(jī)并用指示燈顯示。 硬件設(shè)計(jì)一系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2-1 所示，主要由電源開關(guān)，電壓檢測(cè)裝置，溫度傳感器，功能按鍵，單片機(jī)，延時(shí)電路，顯示電路，指示燈電路，除霜裝置和故障報(bào)警裝置等夠成。圖2-1 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖2 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，所以單片機(jī)采用INTEL公司的高效微控制器AT89C51。AT89C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦

5、除只讀存儲(chǔ)器（FPEROMFalsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能CMOS8位微處理器，俗稱單片機(jī)。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51 ? 指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器，為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。 1主要特性：與MCS-51 兼容 4K字節(jié)可編程閃爍存儲(chǔ)器 壽命：1000寫/擦循環(huán)數(shù)據(jù)保留時(shí)間：10年全靜態(tài)工作：0Hz-24Hz三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定128*8位內(nèi)部R

6、AM32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(shuō)明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

7、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，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)。P

8、3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AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示：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

9、一些控制信號(hào)。RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(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(wèn)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(guò)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(wú)效。/PSEN

10、：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(wèn)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)。3振蕩特性 /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（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(lái)自反向振蕩器的輸出。 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(guò)正確的控制信號(hào)組合

11、，并保持ALE管腳處于低電平10ms 來(lái)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)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(guò)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

12、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(guò)A來(lái)完成。(3)寄存器B：在 *、/ 運(yùn)算中要使用寄存器B 。乘法時(shí)，B用來(lái)存放乘數(shù)以及積的高字節(jié)；除法時(shí)，B用來(lái)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(lái)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.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

13、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。 三溫度傳感器 在傳統(tǒng)的模擬信號(hào)遠(yuǎn)距離溫度測(cè)量系統(tǒng)中，需要很好的解決引線誤差補(bǔ)償問(wèn)題、多點(diǎn)測(cè)量切換誤差問(wèn)題和放大電路零點(diǎn)漂移誤差問(wèn)題等技術(shù)問(wèn)題，才能夠達(dá)到較高的測(cè)量精度。我們?cè)跒楸錅y(cè)溫系統(tǒng)中，為了克服上面提到的三個(gè)問(wèn)題，采用了新型數(shù)字溫度傳感

14、器DS1820，在對(duì)其測(cè)溫原理進(jìn)行詳細(xì)分析的基礎(chǔ)上，提出了提高DS1820測(cè)量精度的方法，使DS1820的測(cè)量精度由0.5提高到0.1以上，取得了良好的測(cè)溫效果。 DS1820簡(jiǎn)介DS1820是美國(guó)DALLAS半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的可組網(wǎng)數(shù)字式溫度傳感器，在其內(nèi)部使用了在板（ON-B0ARD）專利技術(shù)。全部傳感元件及轉(zhuǎn)換電路集成在形如一只三極管的集成電路內(nèi)。與其它溫度傳感器相比，DS1820具有以下特性。（1）獨(dú)特的單線接口方式，DS1820在與微處理器連接時(shí)僅需要一條口線即可實(shí)現(xiàn)微處理器與DS1820的雙向通訊。2）DS1820支持多點(diǎn)組網(wǎng)功能，多個(gè)DS1820可以并聯(lián)在唯一的三線上，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)測(cè)溫

15、。（3）DS1820在使用中不需要任何外圍元件。4）溫范圍55125，固有測(cè)溫分辨率0.5。（5）測(cè)量結(jié)果以9位數(shù)字量方式串行傳送DS1820內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。DS1820測(cè)溫原理如圖2所示。圖中低溫度系數(shù)晶振的振蕩頻率受溫度影響很小，用于產(chǎn)生固定頻率的脈沖信號(hào)送給計(jì)數(shù)器1。高溫度系數(shù)晶振隨溫度變化其振蕩率明顯改變，所產(chǎn)生的信號(hào)作為計(jì)數(shù)器2的脈沖輸入。計(jì)數(shù)器1和溫度寄存器被預(yù)置在55所對(duì)應(yīng)的一個(gè)基數(shù)值。計(jì)數(shù)器1對(duì)低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行減法計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)器1的預(yù)置值減到0時(shí)，溫度寄存器的值將加1 ，計(jì)數(shù)器1的預(yù)置將重新被裝入，計(jì)數(shù)器1重新開始對(duì)低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，

16、如此循環(huán)直到計(jì)數(shù)器2計(jì)數(shù)到0時(shí)，停止溫度寄存器值的累加，此時(shí)溫度寄存器中的數(shù)值即為所測(cè)溫度。圖2中的斜率累加器用于補(bǔ)償和修正測(cè)溫過(guò)程中的非線性，其輸出用于修正計(jì)數(shù)器1的預(yù)置值。在正常測(cè)溫情況下，DS1820的測(cè)溫分辯率為0.5以9位數(shù)據(jù)格式表示，其中最低有效位（LSB）由比較器進(jìn)行0.25比較，當(dāng)計(jì)數(shù)器1中的余值轉(zhuǎn)化成溫度后低于0.25時(shí)，清除溫度寄存器的最低位（LSB），當(dāng)計(jì)數(shù)器1中的余值轉(zhuǎn)化成溫度后高于0.25，置位溫度寄存器的最低位（LSB），如25.5對(duì)應(yīng)的9位數(shù)據(jù)格式如下：2提高DS1820測(cè)溫精度的途徑2.1DS1820高精度測(cè)溫的理論依據(jù)DS1820正常使用時(shí)的測(cè)溫分辨率為0.5

17、，這對(duì)于水輪發(fā)電機(jī)組軸瓦溫度監(jiān)測(cè)來(lái)講略顯不足，在對(duì)DS1820測(cè)溫原理詳細(xì)分析的基礎(chǔ)上，我們采取直接讀取DS1820內(nèi)部暫存寄存器的方法，將DS1820的測(cè)溫分辨率提高到0.10.01DS1820內(nèi)部暫存寄存器的分布如表1所示，其中第7字節(jié)存放的是當(dāng)溫度寄存器停止增值時(shí)計(jì)數(shù)器1的計(jì)數(shù)剩余值，第8字節(jié)存放的是每度所對(duì)應(yīng)的計(jì)數(shù)值，這樣，我們就可以通過(guò)下面的方法獲得高分辨率的溫度測(cè)量結(jié)果。首先用DS1820提供的讀暫存寄存器指令(BEH)讀出以0.5為分辨率的溫度測(cè)量結(jié)果，然后切去測(cè)量結(jié)果中的最低有效位(LSB)，得到所測(cè)實(shí)際溫度整數(shù)部分T整數(shù)，然后再用BEH指令讀取計(jì)數(shù)器1的計(jì)數(shù)剩余值M剩余和每度

18、計(jì)數(shù)值M每度，考慮到DS1820測(cè)量溫度的整數(shù)部分以0.25、0.75為進(jìn)位界限的關(guān)系，實(shí)際溫度T實(shí)際可用下式計(jì)算得到：T實(shí)際=(T整數(shù)0.25)+(M每度M剩余)/M每度2.2 測(cè)量數(shù)據(jù)比較表2為采用直接讀取測(cè)溫結(jié)果方法和采用計(jì)算方法得到的測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)比較，通過(guò)比較可以看出，計(jì)算方法在DS1820測(cè)溫中不僅是可行的，也可以大大的提高DS1820的測(cè)溫分辨率。DS1820使用中注意事項(xiàng)DS1820雖然具有測(cè)溫系統(tǒng)簡(jiǎn)單、測(cè)溫精度高、連接方便、占用口線少等優(yōu)點(diǎn)，但在實(shí)際應(yīng)用中也應(yīng)注意以下幾方面的問(wèn)題：(1)較小的硬件開銷需要相對(duì)復(fù)雜的軟件進(jìn)行補(bǔ)償，由于DS1820與微處理器間采用串行數(shù)據(jù)傳送，因此，在

19、對(duì)DS1820進(jìn)行讀寫編程時(shí)，必須嚴(yán)格的保證讀寫時(shí)序，否則將無(wú)法讀取測(cè)溫結(jié)果。在使用PL/M、C等高級(jí)語(yǔ)言進(jìn)行系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)DS1820操作部分最好采用匯編語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)。(2)在DS1820的有關(guān)資料中均未提及單總線上所掛DS1820數(shù)量問(wèn)題，容易使人誤認(rèn)為可以掛任意多個(gè)DS1820，在實(shí)際應(yīng)用中并非如此。當(dāng)單總線上所掛DS1820超過(guò)8個(gè)時(shí)，就需要解決微處理器的總線驅(qū)動(dòng)問(wèn)題，這一點(diǎn)在進(jìn)行多點(diǎn)測(cè)溫系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)要加以注意。(3)連接DS1820的總線電纜是有長(zhǎng)度限制的。試驗(yàn)中，當(dāng)采用普通信號(hào)電纜傳輸長(zhǎng)度超過(guò)50m時(shí)，讀取的測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)將發(fā)生錯(cuò)誤。當(dāng)將總線電纜改為雙絞線帶屏蔽電纜時(shí)，正常通訊距離可達(dá)15

20、0m，當(dāng)采用每米絞合次數(shù)更多的雙絞線帶屏蔽電纜時(shí)，正常通訊距離進(jìn)一步加長(zhǎng)。這種情況主要是由總線分布電容使信號(hào)波形產(chǎn)生畸變?cè)斐傻?。因此，在用DS1820進(jìn)行長(zhǎng)距離測(cè)溫系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮總線分布電容和阻抗匹配問(wèn)題。(4)在DS1820測(cè)溫程序設(shè)計(jì)中，向DS1820發(fā)出溫度轉(zhuǎn)換命令后，程序總要等待DS1820的返回信號(hào)，一旦某個(gè)DS1820接觸不好或斷線，當(dāng)程序讀該DS1820時(shí)，將沒(méi)有返回信號(hào)，程序進(jìn)入死循環(huán)。這一點(diǎn)在進(jìn)行DS1820硬件連接和軟件設(shè)計(jì)時(shí)也要給予一定的重視。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

21、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(lái)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(guò)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)：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(wàn)次；5.隔離電壓：交流監(jiān)測(cè)2.5kVDC,1分鐘；直流監(jiān)測(cè)1.5kVDC,1分鐘6.輸入過(guò)載能力:10倍閾值，持續(xù)5秒；7.額定環(huán)

22、境溫度：商業(yè)級(jí)0+50，工業(yè)級(jí)-25+70；8.平均無(wú)故障工作時(shí)間5萬(wàn)小時(shí)；9.20%回差設(shè)置，確保動(dòng)作穩(wěn)定；五功能按鍵因本系統(tǒng)使用的按鍵數(shù)目少，故按鍵采用硬件去抖。按鍵電路如圖2-6 所示。用兩個(gè)與非門構(gòu)成一個(gè)RS觸發(fā)器。當(dāng)按鍵未按下時(shí)輸出為1;剛鍵按下時(shí)輸出為0。此時(shí)即使用按鍵的機(jī)器性能，使按鍵因彈性抖動(dòng)而產(chǎn)生瞬時(shí)斷開(抖動(dòng)跳開B)，只要按鍵不返回原來(lái)狀態(tài)A，雙穩(wěn)態(tài)電路的狀態(tài)不會(huì)改變，輸出保持為0,不會(huì)產(chǎn)生抖動(dòng)的波形。也就是說(shuō)，即使B點(diǎn)的電壓波形是抖動(dòng)的，但經(jīng)雙穩(wěn)態(tài)電路之后，其輸出為正規(guī)的矩形波。 圖2-6按鍵電路六壓縮機(jī)，風(fēng)機(jī)、電磁閥控制壓縮機(jī)，風(fēng)機(jī)工作原理是制冷系統(tǒng)內(nèi)制冷劑的低壓蒸汽被

23、壓縮機(jī)吸入并壓縮為高壓蒸汽后排至冷凝器。同時(shí)軸流風(fēng)扇吸入的室外空氣流經(jīng)冷凝器，帶走制冷劑放出的熱量，使高壓制冷劑蒸汽凝結(jié)為高壓液體。高壓液體經(jīng)過(guò)過(guò)濾器、節(jié)流機(jī)構(gòu)后噴入蒸發(fā)器，并在相應(yīng)的低壓下蒸發(fā)，吸取周圍的熱量。同時(shí)貫流風(fēng)扇使空氣不斷進(jìn)入蒸發(fā)器的肋片間進(jìn)行熱交換，并將放熱后變冷的空氣送向室內(nèi)。如此室內(nèi)空氣不斷循環(huán)流動(dòng)，達(dá)到降低溫度的目的。 而冰箱沒(méi)有風(fēng)扇靠自然對(duì)流來(lái)進(jìn)行熱量交換。電磁閥的工作原理非常簡(jiǎn)單，阻流板就象一個(gè)閘門，一個(gè)彈簧讓它處于關(guān)閉狀態(tài)，上面一個(gè)電磁鐵芯，鐵芯（低部橡膠）壓在阻流板中間（凸起）的一個(gè)小眼兒上，外面一個(gè)電磁線圈，接通電源后鐵芯別吸上去，小眼兒開始進(jìn)氣，壓力達(dá)到頂開彈簧

24、后電磁閥打開。七故障報(bào)警電路報(bào)警電路主要用示電冰箱使用過(guò)程中出現(xiàn)的故障，包括系統(tǒng)自身故障，外界故障，和誤操作，如：冰箱內(nèi)溫度太高，外界電壓波動(dòng)大，未關(guān)好冰箱門或是開門時(shí)間太長(zhǎng)等等。四個(gè)指示燈作用：L1：設(shè)置冷藏室溫度時(shí)亮L2：設(shè)置冷凍室溫度時(shí)亮L3：壓縮機(jī)運(yùn)行時(shí)亮L4：電源過(guò)壓或欠壓時(shí)亮軟件設(shè)計(jì)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

25、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(guò)欠壓標(biāo)志：1過(guò)欠壓0正常65H，66H用于存放化霜時(shí)間計(jì)數(shù)67H用于壓縮機(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，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(jiàn)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

26、ORG 0000H AJMP MAINORG 0003H LJMP DY_INTORG 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 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

27、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 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 OPENAJMP LOWHIGH3：MOV A , 61HCLR C CJNE A , 63H

28、 , 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：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) LC

29、ALL 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 , 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 D

30、JNZ R0 , LS3 LOOP：AJMP START END 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 , #0

31、0H ; 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(wú)鍵按下，表示誤按或用戶放棄設(shè)置。退出掃描。 程序如下： KEY：CLR A MOV R0 , #00H START：MOV

32、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 , LOOP AJMP EXIT ; 3S內(nèi)沒(méi)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 AJMP START SET2：CLR L1 ; 設(shè)置鍵按下二次 SETB L2 AJMP

33、START ; 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

34、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 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 DS

35、P 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程序流程圖如下圖3-3如示：圖3-3 打開壓縮機(jī)

36、子程序 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(guò)欠壓標(biāo)志：1 過(guò)欠壓 0 正常 作用： 根據(jù)條件打開壓縮機(jī) 返回值：無(wú) 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 AC