全自动电冰箱控制电路设计毕业论文目录摘要 (I)Abstract (II)1 绪论 (1)2 电冰箱的制冷原理 (4)2.1 电冰箱的概述 (4)2.1.1 电冰箱的分类 (4)2.1.2 电冰箱的主要规格与星级规定 (5)2.1.3 电冰箱的制冷原理 (6)3 整机设计方案 (8)3.1 方案1 (8)3.2 方案2 (8)3.3 选择方案 (9)3.4 整机设计方案 (9)4 硬件电路设计 (11)4.1 整机电路 (11)4.2 温度检测电路 (11)4.3 A/D转换电路 (12)4.4 单片机及外围电路 (15)4.5 键盘及显示电路 (19)4.6 过欠压保护电路 (21)4.7 压缩机驱动电路及电热丝控制电路 (22)4.8 电源电路 (23)4.9 指示报警电路 (24)5 软件程序设计 (25)5.1 概述 (25)5.2 程序流程图 (26)5.3 程序编制 (29)结论 (53)参考文献 (54)附表1元件清单 (55)附录A全自动电冰箱控制电路图 (56)附录B电路板实物及使用设备图 (57)致谢 (60)1 绪论电冰箱是以人工方法获取低温，供储存食物、药品等的冷藏与冷冻器具。

电冰箱自动控制电路是指对电冰箱所要实现的诸多功能，如制冷、化霜等进行自动控制，而无需人为操作。

电冰箱在进入中国几十年里，发展速度非常快。

随着人们生活水平的提高，电冰箱已经走进千家万户，慢慢成为人们生活的必须品。

而人们对电冰箱的功能、保鲜效果及价格等要求也越来越高。

这就要求设计师们考虑到电冰箱功能全、保鲜好、自动化程度高、成本低廉等许多问题。

从一些参考资料上获悉当前国外电冰箱的主要发展方向可归结为：节能、环保、降噪、变频技术、模糊控制、抗菌、除臭和保湿、多间室冰箱和迷你型冰箱、网络化冰箱。

而这些发展又需要控制电路来实现。

在当今电冰箱市场上，大多数电冰箱的控制电路仍是采用机械控制方式，仅有少数高档电冰箱采用了软件控制方式。

电冰箱控制电路的改进是改进电冰箱的措施之一。

在选择这个设计题目时，我走访了国美、苏宁几家大型的电器商店，在电冰箱市场上已经出现一些比较高档的产品。

这些高档产品主要是增强了许多功能，如保鲜性能的提高、环保性能的提高等。

但拥有这些功能的高档产品并不多，目前上市的大部分电冰箱都还是普通电冰箱，高档电冰箱的价格非常高。

电冰箱的设计还有待进一步的完善，电冰箱制冷循环系统基本上没有什么改变，仍然由四大基本部件组成。

这就是说，电冰箱的改进设计，主要是考虑对各项功能实现自动控制。

从电冰箱的发展史来看，最初的电冰箱全是靠硬件来实现各项控制功能。

而随着单片机技术的迅速发展，控制芯片生产成本降低，使单片机控制技术应用到普通电冰箱上成为可能，加入软件来实现电冰箱的控制电路是大势所趋的。

针对当前市场行情及用户对电冰箱的要求，本设计的全自动电冰箱控制电路主要是利用单片机AT89C52来实现的，它的主要特点是成本低、功能强。

一块AT89C52的价格仅十元左右，在单片机市场上，它是较便宜的了，而它的功能却非常强，编制适当的程序便能实现对许多功能的控制。

在本设计当中，所实现的功能是：1.箱温度显示；2.自动除霜；3.手动除霜；4.箱温度自动调节；5.可人为设定箱温度；6.过欠压保护；7.报警与二极管指示。

箱温度显示包括冷藏室和冷冻室温度显示；自动除箱是通过程序编制由控制电路来实现的；手动除霜是利用键盘，由用户根据实际情况即时化霜；箱温度的自动控制是控制电路根据传感器实时检测箱温度值与设定值进行比较，由编制程序做出判断，决定制冷系统压缩机的启、停，使电冰箱保持在恒定的温度；人为设定箱温度是用户根据实际情况设定自己所需温度值；过欠压保护是利用控制电路根据电压的相应变化值而做出不同的反应，只有电源电压在180～240V之间，电路才正常工作，而一旦电源电压超出这个围，控制电路便会停止工作，从而达到保护压缩机的目的；报警与二极管指示就是利用发光二极管的不同颜色指示不同的工作状态，红色表示电源的接通，绿色表示制冷状态，蓝色表示化霜状态，而当两个红色亮时，表示待机状态，在控制电路的工作状态发生变化时，如由化霜状态转到制冷状态，二极管便由绿色亮变为蓝色亮。

各个功能的具体实现将在后面一一介绍。

在硬件设计上，本设计采用了分立的电路板，通过接插针和连接线来连接各个电路板。

这样在调试与检查、检修上都带来了方便。

在软件设计上，本设计采用了单片机AT89C52。

本系统软件分为：主程序、压缩机断电延时保护检测子程序、冷冻室和冷藏室温度控制子程序、除霜控制子程序、故障检测子程序等。

本控制电路设计是针对普通电冰箱，增加实现部分自动控制功能。

电冰箱的市场非常大，它的许多功能也在发生变化，如变频技术、抗菌除臭功能等，这是本设计中尚未涉及的地方。

随着各项技术的提升，全自动电冰箱控制电路设计有待进一步完善。

2 电冰箱的制冷原理电冰箱的发展速度非常快，几乎快要普及到每个家庭。

它是制冷原理的典型应用，制冷是指用人工的方法制造出一个低于自然界环境温度的低温环境，并且在必要长的时间维持所需要的低温状态[1]。

应用于制冷技术的不仅仅是局限于家庭，它更广泛的应用于工农业生产、科学研究、国防、医疗卫生、商业和公用设施等领域。

本章介绍电冰箱的制冷原理。

2.1 电冰箱的概述2.1.1 电冰箱的分类1.按制冷原理分类(1) 压缩式冰箱蒸气压缩式制冷，是目前主要用于生产和使用最多的冰箱，其性能系数可达0.85～1.1W/W。

(2) 吸收式冰箱吸收式制冷，目前主要用于没有电源的地区，或要求冰箱运行时噪声较低的旅馆客房中，其性能系数大致为0.25～0.35Ｗ／Ｗ。

(3) 半导体冰箱半导体制冷，结构简单，便于携带，多作为汽车用冰箱，其性能系数约为0.12～0.18Ｗ／Ｗ。

2.按用途分类(1) 普通家用电冰箱它具有冷藏和冷冻两种功能。

可供不同的食品贮存。

(2) 冷冻电冰箱它没有冷藏室，只有一个冷冻室，可提供-18℃以下的低温，专供冷冻较多食品之用。

3.按冷却方式分类(1) 直冷式电冰箱这种冰箱由蒸发器直接吸收室热量而冷却降温。

(2) 间冷式电冰箱这种冰箱在冷冻室和冷藏室之间或在冷冻室后壁的夹层中设置蒸发器，用小型风扇将流经蒸发器吸收热量后的冷空气通过风道吹和冷冻室和冷藏室，形成箱空气的强制循环来冷却降温。

这种冰箱冰箱的冷冻室及冷冻物品上不会结箱，又称为无霜型电冰箱。

4.按容积大小分类(1) 携带式电冰箱容积在12～20升围。

(2) 台式电冰箱容积在30～50升之间。

(3) 落地式电冰箱容积在50升以上。

5.按使用环境温度分类(1) 亚温带型(SN)使用环境温度为10～32℃。

(2) 温带型(N)使用环境温度为16～32℃。

(3) 亚热带型(ST)使用环境温度为18～38℃。

(4) 热带型(T)使用环境温度为18～43℃。

2.1.2 电冰箱的主要规格与星级规定1.有效容积电冰箱的有效容积是指关上门后，冰箱壁所包围的可供贮藏物品用空间的容积，单位通常是用升(L)。

2.箱温度围及星级规定(1) 冷藏室温度一般在0℃以上10℃以下。

(2) 冷冻室温度用星级规定区分，见表2.1电冰箱星级规定。

表2.1 电冰箱星级规定2.1.3 电冰箱的制冷原理图2.1 电冰箱制冷原理图电冰箱的制冷是利用蒸气压缩式制冷。

蒸发器、压缩机、冷凝器和节流阀是蒸气压缩式制冷系统的四个必不可少的基本部件，如图2.1所示。

在电冰箱当中，节流阀是用毛细管代替的。

在电冰箱制冷时，制冷剂由压缩机排出，此时，制冷剂为高温高压的汽体。

经过冷凝器，变化为高温高压的液体，再通过节流装置将制冷剂变化为低温低压的液体。

再经过蒸发器，再变化为低温低压的汽体。

最后回到压缩机。

不断循环，从而实现制冷。

3 整机设计方案从上个世纪初以来，特别是从第二次世界大战以来，控制科学与控制技术得到了迅速发展[2]。

同样的，单片机的飞速发展，更加加快了控制技术发展的步伐。

现在，单片机的应用数量与型号也非常多，据统计，我国的单片机年容量已达1－3亿片，且每年以大约16%的速度增长，但相对于世界市场我国的占有率还不到1%。

当今单片机厂商琳琅满目，产品性能各异。

针对具体情况，我们应如何选择呢？3.1 方案１选用RISC结构的单片机。

RISC就是指采用精简指令集。

它的主要特点是：采用RISC结构的单片机数据线和指令线分离，即所谓哈佛结构。

这使得取指令和取数据可同时进行，由于一般指令线宽于数据线，它包含更多的处理信息，执行效率高，速度快。

同时，这种单片机指令多为单字节，程序存储器的空间利用率大大提高，有利于实现超小型化，但这种芯片不可反复擦写。

属于RISC结构的有Microchip公司的PIC系列、Zilog的Z86系列、Atmel的AT90S系列、韩国三星公司的KS57C系列4位单片机、义隆的EM-78系列等[3]。

3.2 方案２选用CISC结构的单片机。

CISC就是指采用集中指令集。

它的主要特点是：数据线和指令线分时复用，即所谓冯•诺伊曼结构。

它的指令丰富，功能较强，速度快，可反复擦写，价格低廉，但取指令和取数据不能同时进行。

属于CISC结构的单片机有Intel8051系列、Motorola和M68HC系列、Atmel的AT89系列、Winbond(华邦)W78系列、荷兰Pilips的PCF80C51系列等。

3.3 选择方案一般来说，控制关系较简单的小家电，可用采用RISC型单片机，因为不可反复擦写，稍为复杂一些的地方都不选用RISC型单片机。

而CISC型单片机则不然，本设计由于要实现对电冰箱采用全自动控制，根据上述两类单片机的特点，采用CISC类型单片机比较合适，本设计选用了CSIS结构的AT89C52。

3.4 整机设计方案整机设计方案如图3.1所示图3.1 整机设计方框图本设计方案由单片机、传感器、A/D转换电路、键盘输入、电源检测、显示电路和压缩机、化霜电热丝驱动电路组成。

其设计流程为：将传感器放置在电冰箱冷藏室，由温度传感器检测的模拟值经A/D转换变为数字值，再送至单片机做为控制数据，最后由编制程序实现对压缩机及化霜电热丝的控制。

其中键盘电路是实现对温度值的加减、主电源的通断及化霜电热丝的控制，显示电路是显示冰箱的实际温度值和所设定的温度值，电源检测电路是检测电源电压的变化，以实现过欠压保护功能。

在本设计中，主芯片采用的是AT89C52。

AT89C52的主要特点是：包含了一个８位CPU；一个片振荡器及时钟电路；8K字节ROM程序存储器；128字节RAM数据存储器；两个16位定时器／计数器；可寻址64K外部数据存储器和64K外部程序存储器空间的控制电路；32条可编程的I/O线（四个８位并行I/O端口）；一个可编程全双工串行口；具有五个中断源、两个优先级嵌套中断结构。