直冷式电冰箱课程设计

山西大同大学煤炭工程学院

单片机原理及其应用

课程设计报告书

课题：直冷式电冰箱的控制

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指导教师：

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学号：

日期：2013年6月第三周

目录

第一章直冷式电冰箱内部结构 (3)

第二章课程设计目的及要求 (4)

第三章课程设计内容 (10)

第四章课程设计总结 (18)

第五章附录参考书目 (18)

第一章直冷式电冰箱内部结构

直冷式电冰箱又称有霜式电冰箱，是通过蒸发器直接吸收食品的热量来达到冷却降温的目的。其箱内空气的循环是依靠冷、热空气的密度不同，使空气在箱内形成自然对流。它的蒸发器有内藏式和外露式两种。在直冷式电冰箱中，冷藏室或冷冻室内蒸发器直接吸收食品的热量，使食品的冷却速度快并且节省电能。但由于箱内空气依靠自然对流来循环，因此，箱内温度的均匀性不如间冷式电冰箱好; 同时，由于蒸发器表面结霜会影响食品与制冷剂间的热量交换，需进行化霜，化霜时需要将食品从冷冻室取出，对食品的长期储存不利。冬天环境温度较低时，会出现压缩机不启动等问题。图1为直冷式电冰箱内部结构图。

图1直冷式电冰箱内部结构

1.副冷凝器

2.蒸发盘

3.压缩机

4.干燥过滤器

5.毛细管

6.排水管

7.冷

凝器8.滴水盘9.吸气管 10.隔热板 11.蒸发器 12. 照明灯 13.搁架 14.

冷藏室15.果蔬盒 16.冷冻室

第二章课程设计目的及要求

·课程设计目的：

1 以MCS51单片机为主完成计算机控制技术（单片机）课程设计，掌握此次课程设计所用知识。

2 理解课程设计使用原理，使此次设计的程序及电路能够正常使用。

3 深刻理解MCS51单片机在冰箱中的应用，并推及其他电气设备的自动控制系统。·课程设计要求：

1 测量范围：－26℃～＋26℃，精度±0.5℃。

2 利用功能键分别控制温度设定、冷藏室及冷冻室温度设定。

3 制冷压缩机停机后自动延时3分钟后自动再次启动。

4当霜厚达到3mm时自动除霜。

5开门超过2min则报警

·系统硬件结构图：

图2 系统硬件结构图

MCS-51单片机简介

单片微型计算机简称单片机，是典型的嵌入式微处理器，最早被用于工业领域。单片机由芯片内仅有CPU 的专门处理器发展而来。早期的单片机都是8位或4位的。其中最成功的是INTEL的8031，因为简单可靠而性能不错获得了很大的好评。此后在8031上发展出了MCS51系列单片机系统。基于这一系统的单片机系统直到现在还在广泛使用。

MCS－５１系列单片机的主要功能

(1)８位CPU。

(2)片内带振荡器，震荡频率范围为1.2-12MHZ；可有时钟输出。

(3)128个字节的片内数据存储器。

(4)4KB片内数据存储器（8031无）。

(5)程序存储器的选址范围是64KB。

(6)片外数据存储器的选址范围是

64KB。(7)21个字节专用寄存器。

(9)4个8位并行I/O接口：P0、P1、P2、P3。(10)1个全双工I/O接口，可多机通信。(11)2个16位定时器/计算机。

(12)中断系统有5个中断源，可编程为两个优先级。

(13)111条指令，含乘法指令和除法指令。

(14)有强的位选寻址，位处理能力。

(15)片内采用单总线结构。

(16)单一+5v电源。

内部结构

内部结构图可以看出：含运算器，控制器，片内存储器，4个I/O接口，串行接口，定时器/计数器，中断系统，振荡器等功能部件。如图3所示。

图3 MCS结构图

外部引脚

MCS-51系列单片机中的8031、8051及8751均采用40Pin封装的双列直接DIP结构。如图3所示

图4 MCS-51外部引脚图

•Pin20:接地脚。

•Pin40:正电源脚，正常工作或对片内EPROM烧写程序时，接+5V电源。•Pin19:时钟XTAL1脚，片内振荡电路的输入端。

•Pin18:时钟XTAL2脚，片内振荡电路的输出端。

8051的时钟有两种方式，一种是片内时钟振荡方式，但需在18和19脚外接石英晶体(2-12MHz)和振荡电容，振荡电容的值一般取10p-30p。另外一种是外部时钟方式，即将XTAL1接地，外部时钟信号从XTAL2脚输入。•输入输出(I/O)引脚：

Pin39-Pin32为P0.0-P0.7输入输出脚，Pin1-Pin8为P1.0-P1.7输入输出脚，Pin21-Pin28为P2.0-P2.7输入输出脚，Pin10-Pin17为P3.0-P3.7输入输出脚。

•Pin9:RESET/Vpd复位信号复用脚，单片机的振荡器工作时，引脚上出现持续两个机器周期的高电平就可以实现复位操作，使单片机回复到初始状态。

8051的复位方式可以是自动复位，也可以是手动复位。RESET/Vpd还是一复用脚，Vcc掉电期间，此脚可接上备用电源，以保证单片机内部RAM 的数据不丢失。

•Pin30:ALE/当访问外部程序器时，ALE(地址锁存)的输出用于锁存地址的低位字节。而访问内部程序存储器时，ALE端将有一个1/6时钟频率的正脉冲信号，这个信号可以用于识别单片机是否工作，也可以当作一个时钟向外输出。更有一个特点，当访问外部程序存储器，ALE会跳过一个脉冲。

如果单片机是EPROM，在编程其间，将用于输入编程脉冲。

•Pin29:当访问外部程序存储器时，此脚输出负脉冲选通信号，PC的16位地址数据将出现在P0和P2口上，外部程序存储器则把指令数据放到P0口上，由CPU读入并执行。

•Pin31:EA/Vpp程序存储器的内外部选通线，8051和8751单片机，内置有4kB的程序存储器，当EA为高电平并且程序地址小于4kB时，读取内部程序存储器指令数据，而超过4kB 地址则读取外部指令数据。