51单片机的电冰箱控制系统电冰箱的电控系统设计说明.doc

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1、 . . . 目 录摘要IIIABSTRACTIV1 绪论11.1 论文研究的背景和意义11.2 电冰箱电控系统的发展现状21.3 论文主要设计容22 总体设计方案42.1总体设计方案简介42.2电冰箱电控系统的主要功能和要求53 系统硬件设计63.1 AT89C51单片机最小系统63.1.1 AT89系列单片机的概况63.1.2 时钟电路93.1.3 复位电路103.1.4 单片机系统电源设计123.2 霜厚检测电路143.2.1 热敏电阻简介143.2.2 运算放大器LM324153.2.3 霜厚检测电路163.3 冷冻室冷藏室温度检测采样电路173.3.1 温度传感器AD590173.3

2、.2 ADC0809 简介183.3.3 冷冻室温度采样电路图203.3.4 冷藏室温度采样电路图203.3.5 冷冻室冷藏室温度检测采样原理213.3.6 过欠压保护电路213.4 ADC0809与AT89C51接口设计223.4.1 地址锁存器74LS373223.4.2 ADC0809与AT89C51的接口电路233.5 制冷与除霜控制电路243.5.1 锁存器74LS273243.5.2 驱动控制电路的设计253.6 开门报警电路263.7 键盘显示电路263.7.1 接口芯片8279简介263.7.2 LED简介283.7.3 键盘显示电路设计294 系统软件设计314.1 系统主程

3、序314.2 T0中断服务程序324.3 T1中断服务程序334.4 INT0中断服务程序335 结论35参考文献36致3733 / 39摘 要单片机即单片微型计算机（Single-Chip Microcomputer ），是集CPU,RAM,ROM,定时，计数和多种接口于一体的微控制器。其中51单片机是各种单片机中最为典型和最有代表性的一种,广泛应用于各个领域。 本课题设计的电冰箱的电控系统主要应用AT89C51单片机作为核心控制元件进行分析和设计，对各部分的软件编程、硬件电路设计、与调试进行了介绍。本系统分温度测量和信号产生输出两大部分。温度测量部分以模拟电路为主，配合电压比较模块、A/D

4、转化模块，在误差允许围测量温度值，并进行比较,产生电压信号。信号经A/DC0809进行A/D转换，进入AT89C51单片机。信号经单片机的控制运算处理，产生控制信号并输出控制压缩机、加热器的启动与停止。此外，该系统可通过专用键盘接口芯片8279进行温度的设定与显示。系统扩展LED显示器，显示动态的冷冻室温度和冷藏室温度；系统扩展了多个功能键，通过功能键可人为改变控制设定值从而满足不同用户的不同需要。近年来，随着微电子技术、传感器技术以与计算机控制技术的发展，人们对电冰箱的控制功能要求越来越高，这对电冰箱控制器提出了更高的要求，多功能、人性化和节能是其发展方向。传统的机械式、简单的电子控制已经难

5、以满足发展要求。为此，本文介绍了采用AT89C51单片机作为控制器核心，对电冰箱的工作过程进行控制，并用声音将电冰箱的一些工作过程进行提示，使控制过程更人性化。通过AD590温度传感器对冷藏室温度,冷冻室温度进行检测，并将产生的模拟信号，通过ADC0809进行A/D转换送入单片机；对霜厚度则通过热敏电阻进行温度检测后产生中断信号送入单片机。温度检测信号经单片机处理后用语调节压缩机和加热器的工作，满足消费者对温度的设置要求，实现自动除霜功能。经过实践证明，经过反复的模拟运行、调试，修改，最后形成了一套完整的程序系统。本系统运行稳定，其优点是硬件电路简单，软件功能完善，控制系统可靠，性价比较高等，

6、具有一定的实用和参考价值。关键词：AT89C51单片机,A/DC0809,8279，AD590，电冰箱的电控系统。AbstractSCM is microcomputer (Single-Chip Microcomputer) which is a set of CPU, RAM, ROM, the timing, number and variety of integrated micro-controller interface.The 51 microprocessor which is quite typical and representative is widely used in

7、 various fields. The main topics designed by chip microcomputer AT89C51 finish the function of controlling the fridge. This paper introduces the electric refrigerators electrically controlled system, including software, hardware design, and commissioning the problems encountered in design as well as

8、 solutions.The system is dissolved into temperature measurement and signal output two most voltage measurement parts in the main circuit simulation, and tie comparative module, A/D conversion module. Surplus microprocessor through data processing, in the range of allowable error temperature measurem

9、ents shows and generates voltage signal. Signal input is sent into A/DC0809 for A/D conversion. Then the signal after conversion enters AT89C51 microprocessor The output that has been dealt with is used to control the run and stop of compressor and heater. In addition ，this system can fulfill the fu

10、nction of successive temperature setting by 8279 ,a chip used to control keyboard and show. The design extends LEDdisplay, which displays the dynamic environmental temperature and extends a few functional keys that a user can input the appropriate temperature parameter for the special need.In these

11、years,with the development of microprocessors and sensor,the demand of function of fridge is becoming higher and higher. Users need it has many functions,personal-like interface and little waste of power. However,the traditional fridge can not finish all the functions. As a result, this paper introd

12、uces the system which uses AT89C51 as the center of the control system,having sound system to remind users. The 51-computer gets the temperature parameter from the integration temperature sensor and the ADC0809 that transforms the analog parameter to the digital parameter. Then, the 51-computer puts

13、 out the signal to control the run and stop of compressor and heater.After repeated debugging and revision, the final form of a complete set of procedures system is completed. Practice has proved that the system is steady, and it has the advantages ofasimple hardware circuits, software functions, re

14、liable control system, high cost performance, practical and reference value.Keyword：AT89C51,A/DC0809,8279,AD590,electric refrigerators electrically controlled system.1 绪论1.1 论文研究的背景和意义现代工业设计、工程建设与日常生活中常常需要用到温度控制,早期温度控制主要应用于工厂中，例如钢铁的水溶温度，不同等级的钢铁要通过不同温度的铁水来实现，这样就可能有效的利用温度控制来掌握所需要的产品了。在现代社会中，温度控制不仅应用在工

15、厂生产方面，其作用也体现到了各个方面。酒店厂房与家庭生活中都会见到温度控制的影子，温度控制将更好的于社会，电冰箱的出现与大量普与就是一个很好的例子。随着社会发展，人们对食品温度的控制要求也越来越高，对于电冰箱的温度控制也就相应的不断提高。随着电子技术的发展，特别是随着大规模集成电路的产生，给人们的生活带来了根本性的变化，如果说微型计算机的出现使现代的科学研究得到了质的飞跃，那么单片机的出现则是给现代工业控制测控领域带来了一次新的革命。单片机产生于20世纪70年代，发展非常迅速，从8位单片机发展到了32位的单片机，并向双CPU，大存储容量，低功耗发展。单片机是高科技产品开发过程中不可或缺的关键手

16、段。它结合传感技术与计算机等高新技术，并综合应用了机械技术发展的新成果，不管是在民用工业，还是在国民经济建设中都有着极其广泛的应用前景，广泛应用于工业自动化，智能仪器仪表的设计制造中，消费电子产品领域，通信方面与武器装备等，含盖了生产、生活、军事各个领域，实现了电子产品的准确化、智能化、最优化和多功能化，发挥着越来越重要的作用，引起了各个国家的高度重视。依靠单片机的控制技术作为现代高科技的重要组成部分，推动着自动化生产、计算机、材料加工、医疗、纺织等相关领域的发展。是衡量一个国家科学技术水平的重要标志。正由于用单片机控制器改造落后的设备具有性价比高、提高设备的使用寿命、提高设备的自动化程度的特

17、点，所以电冰箱的电控系统也采用了单片机为其各功能控制实现的核心。而我设计的电冰箱的电控系统就是采用了单片机为控制核心，通过电路设计，扩展外围电路，实现电冰箱的温度控制，自动除霜，温度的显示功能，开门报警功能，具有很强的实用性，现实性。通过本论文的研究，我不仅了解电冰箱的相关知识，还掌握了AT98C51系列单片机的性能特点与连接使用，编程方法，以与一些外围芯片的使用与模拟电路的设计。1.2 电冰箱电控系统的发展现状世界第一台电冰箱是在1918年由美国的卡尔维纳特公司设计制造出来的，1927年美国通用电器公司首次研制出了全封闭式自动制冷电冰箱。我国的家用冰箱行业始于1956年改革开放后迅猛发展到，

18、1985年鼎盛时期全国有10多家冰箱生产厂家。目前已发展到20多家。冰箱从最初的单门(单冷藏或单冷冻)发展到双门，再到多门，其控制系统也得到了很大的发展与完善。家用电冰箱的主要发展趋势朝容量与功能两个方向发展,其中以大型化、多功能化、全自动化为主。其中，其功能的发展主要依靠电冰箱电控系统的不断发展和完善，传统的机械式、简单的电子控制已经难以满足发展要求，因此，这对电冰箱控制器提出了更高的要求，电冰箱的电控系统的发展也成为了电冰箱功能不断提高的关键。单片机的出现与应用使电冰箱电控系统的简化和完善有了很大的进步。如目前已经把电脑和数控技术相结合，开发出了数控冰箱，以与具有模糊逻辑思维功能的变频式空

19、调等。几年前，伊莱克斯集团曾推出未来冰箱模式“屏幕冰箱”，这种“屏幕冰箱”因在冰箱门体上嵌入一台触摸式多媒体电脑而得名。它是迄今为止世界上智能化程度最高的冰箱。人们在生活中有时忘记一些重要的日子或数据，如妻子的生日，孩子的培训时间或者是妈妈的手机号，这些信息只需用手轻点一下就能得到，使用者还可以在厨房一边工作一边收看自己喜爱的电视连续剧或者新闻节目。“屏幕冰箱”可以与电视监视系统相连，用户在厨房里就可以看到门外的来访者。除了具备一台冰箱的功能以外，“屏幕冰箱”还能够帮助用户管理食物贮存，考虑到将来的商品都会在包装袋上加上电子条形码，“屏幕冰箱”可以通过扫描条码准确地传达不同的储藏室里存放了些什

20、么食物、食品的数量和有效期等信息。电冰箱的智能化必将随着控制系统的发展而逐步的得到提高。1.3 论文主要设计容本设计的目的是利用单片机采集环境温度值，以数字量的形式存储和显示，可以独立作为一种设备对温室温度进行有一定精度的控制，经过简单的运算发出各种控制命令，并能动态的显示当前温度值，设定目标控制温度值。本设计所采用的控制芯片为AT89C51单片机，此芯片功能强大，能够满足设计要求。通过对电路的设计，对芯片的外围扩展，使得单片机作为控制器核心，对电冰箱的工作过程进行控制，并用声音将电冰箱的一些工作过程进行提示，使控制过程更人性化。通过AD590温度传感器对冷藏室、冷冻室温度进行检测，并将产生的

21、模拟信号，通过ADC0809进行A/D转换送入单片机；对除霜电路则采用热敏电阻进行温度检测后产生中断信号送入单片机。温度检测信号经单片机处理后用于调节压缩机和加热器的工作，满足消费者对温度的设置要求，实现自动除霜功能。2 总体设计方案2.1 总体设计方案简介直冷式电冰箱的控制原理是根据蒸发器的温度控制制冷压缩机的启动与停止，使冰箱的温度保持在设定的温度围。一般，当蒸发器温度高至35C时，启动压缩机制冷，当温度低于-10C-20C时，停止制冷。本电冰箱电控系统要完成冷冻室与冷藏室的温度检测和动态显示的功能，霜厚检测与除霜的功能，开门报警功能，温度设置功能，以与电源过欠压保护功能。此设计的电冰箱电

22、控系统是以AT89C51作为主控制芯片,ADC0809为模数转换芯片,AD590温度传感器为温度检测元件，液晶显示器,按键开关等元器件组成,通过软硬件结合实现键盘扫描,液晶显示,I/O口扩展功能。该系统具有简洁，操作简便，实用方便的特点。此设计的总体框图如图2-1所示：图2-1系统总体设计硬件方框图外围电路是AT89C51工作的基础保障电源电路提供稳定的+5V工作电压；时钟电路用于产生单片机工作所需的时钟信号；复位电路使单片机实现初始化状态复位。键盘电路用于向系统输入运行参数，控制系统的运行状态。通过键盘扫描等程序设计把键盘输入的数据在液晶显示器上显示。LED电路用来显示键盘输入的数据，AD5

23、90实现对冷冻室和冷藏室的温度检测，ADC0809完成对温度的模数转换，将信号上传给单片机，其功能是靠硬件电路的设计和软件程序的结合来实现的。热敏电阻感测温度，判断霜厚程度，产生中断信号，结合单片机软件程序，控制加热器的启动与停止，完成自动除霜的功能。2.2 电冰箱电控系统的主要功能和要求1 设定3个测温点，测量围-26C+26C，精度0.5C；2 利用功能键分别控制温度设定、冷藏室和冷冻室温度设定等；3 利用数码管显示冷冻室、冷藏室温度，压缩机启动停止和报警状态；4 制冷压缩机停止机后自动延时3min后方能再启动；5电冰箱具有自动除霜功能，当霜厚达3mm时自动除霜；6 开门延时超过2min发

24、声报警；7 工作电压176V240V，当过压或欠压时，禁止启动压缩机。3 系统硬件设计3.1 AT89C51单片机最小系统3.1.1 AT89系列单片机的概况AT89系列单片机是美国Atmel公司的8位Flash单片机产品。这个系列单片机的最大特点是在片含有Flash存储器，而其他方面和MCS51没有太大的区别。该系列有着十分广泛的用途，特别是在便携式、省电和特殊信息保存的仪器和系统中显得更为有用。1AT89系列单片机的特点(1) 含有Flash存储器由于片含有Flash存储器，因此在系统开发过程中可以十分容易地进行程序的修改。同时，在系统工作过程中，能有效地保存数据信息，即使外界电源损坏也不

25、影响信息的保存。(2) 和AT80C51插座兼容AT89系列单片机的引脚和MCS51系列单片机的引脚是一样的。只要用一样引脚的AT89系列单片机就可以取代MCS5l系列单片机。(3) 静态时钟方式AT89系列单片机采用静态时钟方式，节省电能，这对于降低便携式产品的功耗十分有用。2AT89系列单片机的概况AT89系列单片机共有7种型号，分别为从89C51、AT89LV51、AT89C52、AT89LV52、AT89C2051、AT89C1051、AT89S8252。其中AT89LV51、AT89LV52分别是AT89C5l、AT89C52的低电压产品。最低电压可以低至2.7V。而AT89C205

26、1、AT89C1051则是低档型的低电压产品。它们只有20条引脚最低电压也为2.7V，见表3-1。表3-1AT89系列单片机概况型号AT89C51AT89C52AT89C1051AT89C2051AT89S8252Flash（KB）48128片RAM（B）12825664128256I/O条3232151532定时器（个）23123中断源（个）68369串行接口（个）11111M加密/级33223片振荡器有有有有有EEPROM（KB）无无无无23AT89C51单片机的引脚封装与功能AT89C51单片机的引脚封装图如图3-1所示：图3-1AT89C51单片机的引脚封装图管脚说明如下：VCC：供电

27、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口为一个部上拉电阻的8位双向

28、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，它们被部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉

29、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AT89C51的一些特殊功能口，如下所示：管脚备选功能P3.0/RXD（串行输入口）P3.1/TXD（串行输出口）P3.2/INT0（外部中断0）P3.3/INT1（外部中断1）P3.4/T0（记时器0外部输入）P3.5/T1（记时器1外部输入）P3.6/WR（外部数据存储器写选通）P3.7/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

30、。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

31、持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否有部程序存储器。注意加密方式1时，/EA将部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时，此间部程序存储器。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与部时钟工作电路的输入。XTAL2：来自反向振荡器的输出。3.1.2 时钟电路时钟电路用于产生单片机工作所需的时钟信号，时序是指令执行中各信号之间的相互关系。单片机本身就如同一个复杂的同步时序电路，为了保证同步工作方式的实现，电路应在唯一的时钟信号控制下严格地按时序进行工作。在AT89C51单片机部带有时钟电路，因此，只需要在

32、片外通过XTAL1和XTAL2引脚接入定时控制元件（晶体振荡器和电容），即可构成一个稳定的自激振荡器。在AT89C51芯片部有一个高增益反相放大器，而在芯片的外部，XTAL1和XTAL2之间跨接晶体振荡器和微调电容。AT89C51的时钟电路如图3-2所示：图3-2AT89C51的时钟电路用晶振和电容构成谐振电路。电容C1、C2容量在1540pF之间，大小与晶振频率和工作电压有关。但电容的大小影响振荡器的稳定性和起振的快速性，为了提高精度，本实验板采用30pF的电容作为微调电容。在设计电路板时，晶振、电容等均应尽可能靠近芯片，以减小分布电容，保证振荡器振荡的稳定性。3.1.3 复位电路复位是单片

33、机的初始化操作，其主要功能是使单片机从0000H单元开始执行程序。除了进入系统的正常初始化以外，当由于程序运行出错或操作错误使系统处于死锁状态时，为摆脱困境也需按复位键以重新启动。AT89C51芯片部有复位电路，RST引脚是复位信号的输入端高电平有效，复位方式有自动复位和手动复位两种。本单片机系统采用自动复位方式复位。AT89C51的复位电路如图3-3所示：图3-3X25045复位电路图在实际环境中,微机测控系统常常受到干扰,其型设备的启停、强继电器的通断、电源波形畸变等因素会造成电源电压的波动,瞬间的压降往往造成系统死机、数据丢失和误操作,使系统无常运行,甚至出现事故,所以对系统电源电压的监

34、测、控制和重要数据的有效保存十分重要。X25045是美国Xicor公司的生产的标准化8脚集成电路，它将EEPROM、看门狗定时器、电压监控三种功能组合在单个芯片之，大大简化了硬件设计，提高了系统的可靠性，减少了对印制电路板的空间要求，降低了成本和系统功耗，是一种理想的单片机外围芯片。X25045引脚如图3-4所示：图3-4 X25045引脚图其引脚功能如下：CS：片选择输入； SO：串行输出，数据由此引脚逐位输出； SI：串行输入，数据或命令由此引脚逐位写入X25045； SCK：串行时钟输入，其上升沿将数据或命令写入，下降沿将数据输出； WP：写保护输入。当它低电平时，写操作被禁止； Vss

35、：地； Vcc：电源电压； RESET：复位输出。X25045在读写操作之前，需要先向它发出指令，指令名与指令格式如表3-2所示。表3-2 X2504 指令名与指令格式X25045硬件连接图如图3-3所示。X25045芯片包含有一个看门狗定时器，可通过软件预置系统的监控时间。在看门狗定时器预置的时间若没有总线活动，则X25045将从RESET输出一个高电平信号，经过微分电路C4、R3输出一个正脉冲，使CPU复位。图3-3电路中，CPU的复位信号共有3个：上电复位(C3、R2)，人工复位(S、R1、R2)和Watchdog复位(C4、R3)，通过或门综合后加到RESET端。C4、R3的时间常数不

36、必太大，有数百微秒即可，因为这时CPU的振荡器已经在工作。看门狗定时器的预置时间是通过X25045的状态寄存器的相应位来设定的。如表3-3所示，X25045状态寄存器共有6位有含义，其中WD1、WD0和看门狗电路有关，其余位和EEPROM的工作设置有关。表3-3X25045状态寄存器WD10，WD0=0，预置时间为1.4s；WD10，WD0=1，预置时间为0.6s；WD11，WD0=0，预置时间为0.2s；WD11，WD0=1，禁止看门狗工作。看门狗电路的定时时间长短可由具体应用程序的循环周期决定，通常比系统正常工作时最大循环周期的时间略长即可。编程时，可在软件的合适地方加一条喂狗指令，使看门

37、狗的定时时间永远达不到预置时间，系统就不会复位而正常工作。当系统跑飞，用软件陷阱等别的方法无法捕捉回程序时，则看门狗定时时间很快增长到预置时间，迫使系统复位。需要注意的是，在程序正常运行的时候，应该在适当的地方加一条喂狗指令，使系统正常运行时的定时时间达不到预置时间。系统就不会复位。喂狗指令如下。main().;系统正常运行的程序部分cs=0; /*产生cs脉冲*/cs=1;3.1.4 单片机系统电源设计1+5V稳压电源的设计+5V电压源主要用于为AT89C51，ADC0809，8279，光敏二极管，LED，报警电路等器件与电路提供稳压源。电源（Vcc）是整个实验板正常工作的动力源泉。电源电压

38、过大会大大缩短芯片的工作寿命，严重的会烧毁芯片与其它元器件；过小将不能驱动实验板工作电路。因此设定合适的电源电压值非常重要。此实验板主要芯片工作电压均位+5V左右，所以采用7805三端稳压 芯片将+12V整形为+5V直流给整个实验板供电。用LM7805设计的+5V稳压电源电路图如图3-5所示：图3-5 +5V稳压电源电路图LM7805是常用的三端稳压器，一般使用的是TO-220封装，要求输入输出电压差保持在2V以上，能提供直流5V的输出电压，应用围广，含过流和过载保护电路。带散热片时能持续提供1A的电流，如果使用外围器件，它还能提供不同的电压和电流。图中，C5，C6两个电容接LM7805的Vi

39、n端对外电源输入的电压进行滤波；C7，C8两个电容接LM7805的Vout端对整形后的电压进行滤波，确保Vcc端输入+5V直流电压。D1为发光二级管，接通电源时，灯亮表示电源电路供电正常，否则电源电路出错。ML7805的引脚图如图3-6所示：图3-6 LM7805三端稳压器引脚图2正负12V稳压源的设计12V稳压源主要用于为比较器，固态继电器等提供稳压源。其电路图如图3-7所示：图3-7正负12V稳压电源的设计电路图如图所示为双极性对称稳压电源电路，它采用两只三端稳压器LM7812和LM7912构成的简单实用的对称型正负稳压电源。LM78系列输入电压为正电压，LM79系列三端稳压器输入电压为负

40、电压，其他特性，两者较为相似。图中，C9，C10两个电容接LM7812的Vin端对外电源输入的电压进行平波和高频滤波，C11，C12两个电容接LM7912的Vin端对外电源输入的电压进行平波和高频滤波；C13，C1两个电容接LM7812的Vout端对整形后的电压进行滤波，C15，C16两个电容接LM7912的Vout端对整形后的电压进行滤波。该电源输出电压为12V，输出电流最大为l.5A。对LM7812，LM7912的选择，力求性能参数尽量对称。正、负三端稳压器均要加装合适的散热器。3.2 霜厚检测电路冷冻室中的水分会凝结成霜，因此，电冰箱应有自动除霜功能。该功能的实现方法是通过热敏电阻检测环

41、境温度，来判断霜厚是否满足化霜条件。当满足化霜条件时，检测电路产生中断信号，经过单片机的处理，控制接霜加热丝，同时断开压缩机。当检测到的温度值在一定温度值以上后，断开加热丝，并接通压缩机，完成自动除霜功能。3.2.1 热敏电阻简介热敏电阻是一种对温度极为敏感的电阻器。该种电阻器在温度发生变化时其阻值也随之而变化。热敏电阻器种类较多，按其结构与形状可分为球形、杆状、圆片形、管形、圆圈形等。按其受热方式的不同可分为直热式热敏电阻器和旁热式热敏电阻器。按温度系数可分为正温度系数热敏电阻和负温度系数热敏电阻器。按工作温度围分类有常温、高温、超低温热敏电阻。目前应用最广泛的是负温度系数热敏电阻器，其又可

42、分为测温型、稳压型、普通型。热敏电阻器的标称值是指环境温度为25时的电阻值。用万用表测其阻值时，其阻值不一定和标称阻值相符。1)正温度系数热敏电阻器的特点。正温度系数热敏电阻器又称PTC热敏电阻，该电阻器温度升高时电阻值也随之增大，而且阻值的变化与温度的变化为正比例关系，但电阻器的温度超过一个定值时，阻值将急剧增大，当增大到最大值时，电阻值将随温度的增加而开始下降。正温度系数热敏电阻器的型号有:MZ4l、MZ4lA、MZ42、MZ-0l、MZ-02、MZ-03、MZ-04、WZ92、MZ93、MZ71、MZ72、MZ73、MZ74、MZ75、MZ61-1、MZ61-2、MZ61-3、MZ2A、

43、WZ2B、MZ2C、MZ2D、MZ21-l、MZ21-2等。2)负温度系数热敏电阻器的特点。负温度系数热敏电阻器又称NTC热敏电阻器，其图形号与PTC热敏电阻器一样。负温度系数热敏电阻器的种类很多且形状各异，常见约有管状、圆片形等，如图所示。NTC热敏电阻器的最大特点是电阻值与温度的变化成反比，即电阻阻值随温度的升高而降低，当温度大幅升高时，电阻值也大幅下降。常用的负温度系数热敏电阻器的类型有:MF-5l、MF-52、MF53-1、MF53-2、MF53-3、MF57-l、MF57-2、MF57-3、MFl2-l、MFl2-2、MFl2-3、MFl3、MFl4、MFl5、MFl6、MFl7、M

44、F2l-l、MF22-l、MF22-2、MF22-3、RR827、RR831、RR841、RH869、MF3l-l、MF3l-2、MF31-3等。3.2.2 运算放大器LM324LM324为四运放集成电路，采用14脚双列直插塑料封装。部有四个运算放大器，有相位补偿电路。电路功耗很小，LM324工作电压围宽，可用正电源330V，或正负双电源1.5V15V工作。它的输入电压可低到地电位，而输出电压围为0Vcc。它的部包含四组形式完全一样的运算放大器，除电源共用外，四组运放相互单独。它有5个引出脚，其中“+”、“-”为两个信号输入端，“V+”、“V-”为正、负电源端，“Vo”为输出端。两个信号输入端

45、中，Vi-（-）为反相输入端，表示运放输出端Vo的信号与该输入端的相位相反；Vi+（+）为同相输入端，表示运放输出端Vo的信号与该输入端的相位一样。LM324引脚排列见图3-8。LM124、LM224和LM324引脚功能与部电路完全一致。LM124是军品；LM224为工业品；而LM324为民品。由于LM324四运放电路具有电源电压围宽，静态功耗小，可单电源使用，价格低廉等特点，因此他被非常广泛的应用在各种电路中。图3-8 LM324运放部结构3.2.3 霜厚检测电路（1） 霜厚检测电路原理图如图3-9所示：图3-9霜厚检测电路图图中Rt为温度传感器，选用MF53-1型热敏电阻，具有负温度系数，

46、灵敏度较高。其阻值和温度的关系为：Rt=286/（26.8+t）-2.68(k)A点电压与温度关系为:VA=(2.68*5)/(Rt+2.68)=1.26+0.047t（2） 除霜电路工作原理把热敏电阻器安装在距蒸发器3mm的某个合适的位置上,当霜厚大于3mm时,热敏电阻接触到霜而感到较低的温度,其电阻值Rt变大,A点温度降低,电压跟随器输出电压降低,经放大器放大,输入比较器中。由于输入电压低于比较器的比较电压而输出低电平，稳压管导通，经反相器输出低电平，结合软件编程，触发单片机产生中断，控制加热丝的启动和压缩机停止工作，并通过软件编程控制加热丝工作一定时间后停止工作；加热后再次检测温度；当霜

47、有一定的融化后，热敏电阻检测到的温度升高，Rt阻值降低，VA电压值升高，经放大器放大,输入比较器中。由于输入电压高于比较器的比较电压而输出高电平，稳压管截止，无中断。3.3 冷冻室冷藏室温度检测采样电路利用AD590温度传感器完成温度的测量采样，把转换成电量值的温度值的模拟量送入ADC0809的其中一个通道进行A/D转换，将转换的结果送入单片机，控制压缩机的开停，并结合软件编程，进行温度值变换之后送入数码管显示。3.3.1 温度传感器AD590（1）主要特性AD590产生的电流与绝对温度成正比，它可接收的工作电压为4V30V，检测的温度围为55150，它有非常好的线性输出性能，温度每增加1，其电流增加1uA。AD590温度与电流的关系如表3-4所示表3-4 AD590温度与电流的关系AD590温度与电流的关系如下表所示摄氏温度AD590电流经10K电压0273.2 uA2.732V10283.2 uA2.832 V20293.2 uA2.932 V30303.2 uA3.032 V40313.2 uA3.1