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一种电冰箱自动控制系统的设计
来源:本站整理  作者:佚名  2010-02-11 00:38:32



1 系统要实现的功能

(1)电冰箱温度自动调节功能

    该功能是电冰箱应具备的主要功能。电冰箱设有冷冻室和冷藏室,冷冻室的温度为-6℃~-18℃,冷藏室的温度为0℃~10℃,在该温度范围内,食品保鲜效果较好,因此,对控制器的要求是将冷冻室和冷藏室的温度自动控制在各自的范围内。

(2)自动除霜功能

    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累计压缩机运行时间和检测环境温度,来判断是否满足化霜条件,当满足化霜条件时,接通化霜加热丝,同时断开压缩机和风机,30分钟后断开化霜加热丝,接通压缩机,再过15分钟后接通风机。

(3)电源过欠压保护功能

    为了使电冰箱安全可靠地运行,要求其电源电压在176V~240V之间。因此,当电源电压小于176V或大于240V时,压缩机应自动停机并报警显示。

(4)压缩机开启延时功能

    该功能要求压缩机停机时间超过3分钟才能启动,以延长压缩机的寿命。这就要求在每次电冰箱上电时,都要检查压缩机停机是否到3分钟,若未达到,需延时到3分钟后才能启动。因此,在设计时应有判断与延时功能。

(5)故障自检报警功能

    该功能要求在电冰箱运行过程中,不断诊断电冰箱的运行状态,当发现严重故障时,电冰箱停机并报警显示。

2 自动控制系统硬件结构设计

系统结构总图如图1所示。


2.2 主要部件选择与功能实现

    单片机芯片选择M68HC11A8。M68HC11A8是MOTOROLA公司高性能8位单片机,由CPU、片内存储器、定时器系统、串行口、A/D、并行I/O口、中断和复位系统等组成。该芯片的主要部件特点:有一个8位的高性能CPU,其芯片内部有8KBROM、512BEEPROM、256BRAM,高性能16位定时器系统,其中A/D转换器有8个输入通道和4个转换结果寄存器,具有一次完成4路A/D转换或连续对同一路采样转换4次的功能,实时中断电路,具复位和出错保护功能等。

2.2.2 传感器的选择与温度自动调节功能的实现  

    根据设计要求,需测量冷冻室、冷藏室及室外温度,但对测温精度要求不高,因而可选用价格便宜、性能可靠、互换性好、寿命长的热敏电阻作为温度传感器。热敏电阻经简单的电路转化成电信号并放大后,可直接连到单片机M68HC11A8的A/D转换器的模拟信号输出端(M68HC11A8内部含有A/D和采样保持器),经A/D转换后的数据与设定温度相比较,根据比较结果,再对压缩机控制电路进行控制,使温度控制在各自恰当的范围内。压缩机控制电路如图2所示。

2.2.3 电冰箱的过欠压保护电路及功能实现

    电冰箱的过欠压保护电路是在电源变压器设计时就考虑到的,在变压器设计时,从变压器的次极可另外绕一组线圈,经整流滤波后的电压接入单片机的A/D输入端,当电源电压变化时,此电压将随之变化,单片机把测到的电压与过欠压值相比较,当发现有过欠压现象时,将通过压缩机控制电路切断压缩机电源并报警,达到保护压缩机的效果。

2.2.4 电冰箱的开启延时电路及功能的实现

    按功能要求,电冰箱无论是自动停机还是强制停机,为了延长压缩机的寿命,都要延时3分钟后压缩机才能启动。即在每次接通压缩机时,单片机计时,利用单片机内的EEPROM将计数值保存。在软件设计时,每次上电都要检查此数据是否到3分钟,若时间不到,延时后才能接通压缩机。

2.2.5 自动除霜功能的实现

    该功能的实现已在前面作了介绍,延时功能可用定时器实现,化霜加热丝的控制电路基本和压缩机的控制电路相同。

2.2.6 报警电路的实现

    报警电路是用较大众化的电路完成的,既利用一个三极管驱动器蜂鸣器来实现。

2.2.7 显示和键盘电路

    显示和键盘电路是通过外扩展芯片8279来实现的,该芯片带有驱动电路,可以直接连接。
3 系统软件设计

    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,故障检测子程序等模块。程序设计略。

4 结束语

   进行对一路采样四次的抗干扰处理

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