基于單片機(jī)的冰箱控制器開題報(bào)告

1、<p>　　基于單片機(jī)的冰箱控制器設(shè)計(jì)</p><p><b>　　開題報(bào)告</b></p><p>　　一、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）內(nèi)容及研究意義</p><p>　　冰箱是人們?nèi)粘Ｉ钪休^為常用的家用電器，隨著微電子技術(shù)、傳感器技術(shù)和控制技術(shù)的發(fā)展，人們對電冰箱的控制功能要求越來越高，這對冰箱控制器提出了更高的要求，電冰箱朝多功能、節(jié)能、

2、智能化和人性化方向發(fā)展，傳統(tǒng)的機(jī)械式控制、 簡單的電子控制已經(jīng)難以滿足其發(fā)展要求， 而以單片機(jī)為核心的電冰箱控制器具有功能強(qiáng)、成本低、 測溫精度高、 通用性強(qiáng)等特點(diǎn)， 正得到越來越廣泛的應(yīng)用。 本次設(shè)計(jì)以89C51為核心，將來自溫度傳感器的信號經(jīng)A/D轉(zhuǎn)化后送入89C51，與給定值比較，算出溫度調(diào)節(jié)量，最終控制壓縮機(jī)的起停。通過本次設(shè)計(jì)，可以培養(yǎng)我們分析問題和解決問題的能力，掌握MCS—51單片機(jī)的硬件設(shè)計(jì)與軟件設(shè)計(jì)，從而使我們將學(xué)到的

3、理論知識應(yīng)用于實(shí)踐中，為將來走向社會奠定良好的基礎(chǔ)。 </p><p>　　二、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢</p><p>　　早在1800年，一位有發(fā)明天才的馬里蘭農(nóng)場主——托馬斯·莫爾就找到了正確的方法。17世紀(jì)中期，“冰箱”這個(gè)詞才進(jìn)入了美國語言，在那之前，冰只是剛剛開始影響美國普通市民的飲食。隨著城市的發(fā)展冰的買賣也逐漸發(fā)展起來。它漸漸地被旅館、酒館、醫(yī)院以及被一

4、些有眼光的城市商人用于肉、魚和黃油的保鮮。中國冰箱業(yè)于20世紀(jì)80年代起步后，經(jīng)過20年高速發(fā)展，近幾年在總量上實(shí)現(xiàn)了較大的飛躍。中國冰箱企業(yè)在產(chǎn)品技術(shù)上已與國外企業(yè)沒有顯著差距，在節(jié)能技術(shù)指標(biāo)方面甚至已經(jīng)處于領(lǐng)先地位。</p><p>　　隨著家用電冰箱的發(fā)展和普及，其耗電量占民用總用電量的比例越來越大(美國為13%)，因而，提高冰箱的能源效率，增加我國家電產(chǎn)品在國內(nèi)外市場上的竟?fàn)幜?，一與國際水平接軌，已成為生

5、產(chǎn)企業(yè)的重一要任務(wù)。為了鼓勵(lì)企業(yè)生產(chǎn)節(jié)能冰箱和用戶購買節(jié)能冰箱，世界各國采取了一系列的政策措施。如美國頒布了能源法，制定了包括冰箱在內(nèi)的十二種家用電器的能耗限制標(biāo)準(zhǔn)；日本實(shí)施了家用電器系列節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)；歐洲對冰箱實(shí)行了能效等級標(biāo)準(zhǔn)；此外，加拿大、澳大利亞、臺灣、香港等國家和地區(qū)也制定或?qū)嵤┝穗姳涞哪苄?biāo)準(zhǔn)。節(jié)能已成為全球關(guān)心的一大課題。</p><p>　　總之，在家電市場竟?fàn)幦遮吋ち业慕裉?，如何在?jié)能、變頻等技術(shù)

6、領(lǐng)先一步，以提升產(chǎn)品的高科技含量來占領(lǐng)市場，從而引異家電產(chǎn)品的更新?lián)Q代，已成為家電行業(yè)競爭的前沿陣地。</p><p>　　三、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）研究方案及工作計(jì)劃</p><p><b>　　1、研究內(nèi)容</b></p><p>　　了解冰箱的基本工作原理，利用單片機(jī)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)智能冰箱控制器的相關(guān)功能。</p><p>

7、　　主要功能表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：</p><p>　　第一，通過控制面板上的按鈕，對冷凍室的溫度進(jìn)行預(yù)先設(shè)定,電腦能根據(jù)用戶設(shè)定的溫度，控制壓縮機(jī)的開、停，使冷凍室的溫度達(dá)到設(shè)定的溫度，同時(shí)在控制面板上有數(shù)碼管向用戶顯示冷凍室的實(shí)時(shí)溫度和預(yù)設(shè)的溫度值。</p><p>　　第二，該冰箱自己做出自身的調(diào)整，如自己控制壓縮機(jī)的啟動(dòng)/停止，以及相應(yīng)的時(shí)間。</p><p>

8、;　　第三，當(dāng)用戶開啟冰箱門之后，未關(guān)嚴(yán)或開門時(shí)間過長時(shí)發(fā)出開門超時(shí)報(bào)警、提醒用戶及時(shí)關(guān)門以節(jié)省電能，當(dāng)電冰箱機(jī)械部件性能劣化，發(fā)生制冷效率下降而使壓縮機(jī)一長時(shí)間開機(jī)連續(xù)超過6小時(shí)以上，發(fā)出報(bào)警。</p><p>　　通過實(shí)現(xiàn)以上幾條的功能來完成冰箱控制器的設(shè)計(jì)。</p><p><b>　　2、設(shè)計(jì)方案</b></p><p><b&g

9、t;　　硬件部分：</b></p><p>　　硬件設(shè)計(jì)的任務(wù)是根據(jù)總體設(shè)計(jì)要求，在所選擇機(jī)型的基礎(chǔ)上，確定系統(tǒng)擴(kuò)展所要用的存儲器、I/O電路、A/D電路以及有關(guān)的外圍電路等，然后設(shè)計(jì)出系統(tǒng)的電路原理圖，根據(jù)原理圖來制作硬件。硬件部分的器件選擇要符合設(shè)計(jì)環(huán)境的要求，如溫度、濕度、供電條件等。</p><p>　　本設(shè)計(jì)的硬件由單片機(jī)的最小控制系統(tǒng)、溫度檢測電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、

10、顯示電路、電源電壓檢測電路、報(bào)警電路等組成。本設(shè)計(jì)的硬件總框圖如圖所示。</p><p><b>　　硬件原理框圖</b></p><p>　　應(yīng)用89C51單片機(jī)控制電冰箱的原理框圖如圖所示，MCS-51單片機(jī)的典型芯片是89C51，其內(nèi)部基本組成為:一個(gè)8位的中央處理器(CPU) ,256byte片內(nèi)RAM，4Kbyte掩膜式ROM，2個(gè)16位的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，四

11、個(gè)8位的并行I/O口(P0，P1，P2，P3），一個(gè)全雙工串行口5個(gè)中斷源，一個(gè)片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘發(fā)生電路。其中2路溫度輸入P1. 0和P3.0，一路狀態(tài)電平輸入P2.0,三路鍵盤輸入P0.2、P2.1、P2.5;其中故障報(bào)警和冷藏室溫度T2公用一個(gè)端口P0.0。</p><p>　　采用溫度傳感器測得冷凍室溫度，通過單線與單片機(jī)通信，單片機(jī)將此溫度值進(jìn)行保存后，通過控制版面的按鍵輸入某一冷凍室溫度設(shè)定值，這個(gè)設(shè)定

12、的溫度值由單片機(jī)送往右邊四位數(shù)碼。顯示的同時(shí)，還不斷與實(shí)測的冷凍室溫度進(jìn)行比較，來控制壓縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)和電冰箱制冷過程。</p><p>　　壓縮機(jī)運(yùn)行后，冷凍室溫度不斷下降，控溫程序?qū)鋬鍪覝囟仁欠癖仍O(shè)定的溫度低繼續(xù)進(jìn)行比較來控制壓縮機(jī)停機(jī)或保持壓縮機(jī)開機(jī)狀態(tài)不變。</p><p><b>　　軟件部分：</b></p><p>　　系統(tǒng)軟

13、件采用模塊化程序設(shè)計(jì)思想，用C語言編制。控制程序主要有三部分:主程序、定時(shí)器T0中斷服務(wù)程序和定時(shí)器T1中斷服務(wù)程序。還有一些LED數(shù)碼管顯示程序、A/D轉(zhuǎn)換程序、溫度傳感器程序設(shè)計(jì)的子程序。</p><p>　　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。</p><p><b>　　3、工作計(jì)劃</b><

14、/p><p><b>　　4、工作重點(diǎn)與難點(diǎn)</b></p><p>　　工作重點(diǎn)在于如何用較為簡單的設(shè)計(jì)原理來實(shí)現(xiàn)所需要的全部功能，以及軟件部分的調(diào)試，最終達(dá)到軟硬件結(jié)合并調(diào)試成功。</p><p>　　在硬件中可能在溫度檢測，開關(guān)檢測和報(bào)警器的組合設(shè)計(jì)中遇到問題，三者之間有相互的關(guān)聯(lián)性，設(shè)計(jì)中可能會遇到與單片機(jī)連接的問題。可以通過單片機(jī)接口和軟

15、件的配合來完成三者之間的問題，可將每個(gè)模塊單獨(dú)設(shè)計(jì)后再進(jìn)行調(diào)試和改動(dòng)。還有就是在溫度的檢測及控制中，若用傳統(tǒng)的測溫元件（熱電藕和熱電阻），可能需要比較多的外部硬件支持，而且硬件電路復(fù)雜，軟件調(diào)試復(fù)雜，制作成本高。這個(gè)可以通過選擇合適的溫測元件來彌補(bǔ)。</p><p>　　在軟件中，主要難點(diǎn)可能出現(xiàn)在報(bào)警器和壓縮機(jī)的控制程序上，由于報(bào)警器要實(shí)現(xiàn)兩種狀況下的報(bào)警任務(wù)，同時(shí)還要有負(fù)責(zé)檢測的程序以及A/D轉(zhuǎn)換的程序，還要

16、與壓縮機(jī)控制程序相結(jié)合，軟件對硬件也提出了一定的要求，可以將各種檢測程序作為子程序，報(bào)警器程序來調(diào)用和返回一些程序，不斷調(diào)試來去除干擾，使其具有一定的穩(wěn)定性和功能性。</p><p><b>　　四、主要參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 張毅剛.單片機(jī)原理及應(yīng)用[M]. 北京：高等教育出版社,2009</p><p>　　[2]

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