电冰箱温度控制系统设计

一、引言

电冰箱是每个家庭现代化厨房必备的家用电器之一，它是利用电能在箱体内形成低温环境,用于冷藏冷冻各种食品和其他物品的家用电器设备。它的主要任务就是控制压缩机、化霜加热等来保持箱内食品的最佳温度达到食品保鲜的目的，即保证所储存的食品在经过冷冻或冷藏之后保持色、味、水分、营养基本不变。从1918年世界上第一台电机压缩式电冰箱研制成功，随着科学技术的飞速发展电冰箱也在不断的演变和更新尤其是近年来高新技术的迅猛崛起更使得电冰箱的发展日新月异。现代社会每一个家庭都处在快节奏的生活中人们大多已无闲暇的时间和精力花费在经常性的采购日常生活用品上。因此集中时间大量采购的新型生活方式已为越来越多的人所接受从而决定了大容量电冰箱将是一种国际化的发展趋势。传统的机械式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、停,使电冰箱内的温度保持在设定温度X围内。一般,当蒸发器温度升至3~5℃时启动压缩机制冷;当温度低于-10 ~ -20℃时停止制冷,关断压缩机。

随着微机技术的飞速发展,单片机以其体积小、价格低、应用灵活等优点在家用电器、仪器

仪表等领域中得到了广泛的应用。采用单片机进行控制,可以使电冰箱的控制更准确、灵活、直观。

本次所设计的就是基于51单片机的电冰箱温度控制系统，以AT89C51单片机为核心控制压缩机的启动和停止，解决了传统电冰箱控制系统存在的不足，可以使控制更准确、更灵活。

本次设计的目的是设计一个温度控制系统，要求：

1.利用键盘分别控制冷藏室、冷冻室温度（0~5℃，-7 ~ -18℃）；

2.显示各室的温度值；

3.制冷压缩机运行后若突然断电要有30秒延时；

4.各个门开后超过2分钟要报警。

本次设计的意义是通过此次设计加深对测控系统原理与设计课程的理解，掌握微机化测控系统设计的思路，了解一般设计过程。

二、电冰箱温度控制系统硬件电路设计

1. 总体设计方案

以AT89S51单片机为核心，来实现各个模块的功能。温度传感器模块、键盘输入模块作为系统的输入模块，液晶显示模块、温度控制器模块、报警模块作为系统的输出模块，构成基本电路，原理框图如图2-1所示：

温度传感器（经指导老师建议，使用DS18B20，因其自带A/D转换模块）从设备环境的不同位置采集温度，单片机AT89S51获取采集的温度值，经处理得到当前环境中一个比较稳定的温度值，再根据当前设定的温度上下限值，通过加热和降温对当前温度进行调整。当采集的温度经处理后超过设定温度上限时，单片机通过三极管驱动继电器开启降温设备(压缩制冷器)，当采集的温度经处理后低于设定温度下限时，单片机通过三极管驱动继电器开启升温设备 (加热器)。

PC机

MAX232电平转换芯片

LED数据显示

复位电路

键盘电路

AT89S51

时钟电路

DS18B20 温度芯片数据传输

报警电路

输入电源

压缩制冷器

继电器1