全自动电冰箱控制电路设计毕业论文.doc

全自动电冰箱控制电路设计毕业论文目录摘 要IAbstractII1 绪论12 电冰箱的制冷原理42.1电冰箱的概述42.1.1 电冰箱的分类42.1.2 电冰箱的主要规格与星级规定52.1.3 电冰箱的制冷原理63 整机设计方案83.1方案183.2方案283.3选择方案93.4整机设计方案94硬件电路设计114.1整机电路114.2温度检测电路114.3A/D转换电路124.4单片机及外围电路154.5键盘及显示电路194.6过欠压保护电路214.7压缩机驱动电路及电热丝控制电路224.8电源电路234.9指示报警电路245软件程序设计255.1概述255.2程序流程图265.3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内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. 箱内温度显示；2. 自动除霜；3. 手动除霜；4. 箱内温度自动调节；5. 可人为设定箱内温度；6. 过欠压保护；7. 报警与二极管指示。箱内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；箱内温度的自动控制是控制电路根据传感器实时检测箱内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；人为设定箱内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180240V之间，电路才正常工作，而一旦电源电压超出这个范围，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内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内，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0.851.1W/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0.250.35。(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0.120.18。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内热量而冷却降温。(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，形成箱内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1220升范围内。(2) 台式电冰箱容积在3050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1032。(2) 温带型(N)使用环境温度为1632。(3) 亚热带型(ST)使用环境温度为1838。(4) 热带型(T)使用环境温度为1843。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，冰箱内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.箱内温度范围及星级规定(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 电冰箱星级规定级别星号冷冻室温度（）冷冻室贮藏期一星* 天二星*个月三星*个月高二星*个月2.1.3 电冰箱的制冷原理冷凝器压缩机蒸发器节流阀制冷剂流向图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13亿片，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、台湾义隆的EM-78系列等3。3.2方案选用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、台湾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所示单片机传感器A/D转换数码显示驱动电路压缩机化霜电热丝键盘输入过欠压保护电源检测图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内，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内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：包含了一个位CPU；一个片内振荡器及时钟电路；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。很明显地，AT89C52是AT89C51的改进品。对一般用户来说，除了上述特点外，AT89C52单片机还存在与89系列单片机通用的特点：内部含Flash存储器；和80C51插座兼容；静态时钟方式；4错误编程亦无废品产生；可进行反复系统试验4。除主芯片外，传感器为HCTE34B502；A/D转换电路是使用ADC0809；数码显示是采用共阴极LEDFJ5361AH；键盘输入是采用普通22键盘；过欠压保护则是利用两个继电器。具体的电路将在后面章节详细介绍。4硬件电路设计4.1整机电路整机电路如附录（P56）整机电路图所示。从电路图上可以看到，它主要由温度检测电路、转换电路、单片机及外围电路、键盘及显示电路、过欠压保护电路、压缩机驱动电路及电热丝控制电路和电源电路组成。各个电路的功能将在下面一一介绍。4.2温度检测电路温度传感器检测电路如图4.1所示。图4.1 温度传感器检测电路温度传感器检测电路的工作过程：温度传感器安装在冰箱内，用于对冰箱内的温度实时检测，温度传感器RP100将检测到的温度值经RT1、R1（ADC0809提供5V电源）分压后转换成电压信号送入ADC0809内部进行A/D转换。本设计采用的温度传感器RP100是常州惠昌传感器有限公司生产的TE系列环氧树脂包封型热敏电阻器，具体型号为HCTE34B502。它具有高精度和快速反应等优点。其主要特点是：1.测试精度高；2.反应速度快；3.能长时间稳定工作。该系列产品的主要参数如表4.1所示。表4.1 HCTE34B502及其同系列的其它产品主要参数表产品型号标称电阻值25B参数25/50热耗散系列热时间常数工作温度范围HCTE32B5025K3275K2.0mW/静态空气中 20s静态空气中-40+100HCTE33B10310K3380KHCTE34B5025K3470KHCTE34B10310K3470KHCTE39A2022K3920KHCTE39B5025K3950KHCTE39B10310K3950KHCTE39B15315K3950K表中“”中电阻值误差为：F1%，G2%，H3%，J5%，B参数25/50 :1%,2%。使用时需要注意的是：1.由于TE系列体系较小，焊点小，引线两端不能承受过大拉应力。2.焊接时，请距引线跟部5mm处焊接，焊接时间尽量短。3.TE系列热敏电阻器不能直接安装在水中或液体中使用5。4.3A/D转换电路在本设计中，A/D转换电路采用ADC0809芯片。其内部结构如图4.2所示。ADC0809是CMOS单片型逐次逼近式AD转换器，它由8路模拟开关、地址锁存与译码器、比较器、8位开关树型DA转换器、逐次逼近。寄存器、三态输出锁存器等其它一些电路组成。因此，ADC0809可处理8路模拟量输入，且有三态输出能力，既可与各种微处理器相连，也可单独工作。输入输出与TTL兼容6。其内部的工作过程为：首先输入3位地址，并使ALE=1，将地址存入地址锁存器中。此地址经译码选通8路模拟输入之一，再到比较器。START上升沿将逐次逼近寄存器复位。下降沿启动 AD转换，之后EOC输出信号变低，指示转换正在进行。直到AD转换完成，EOC变为高电平，指示AD转换结束，结果数据已存入锁存器，这个信号可用作中断申请。当OE输入高电平时，输出三态门打开，转换结果的数字量输出到数据总线上。图4.2 ADC0809内部结构框图其主要特性：1.8路8位AD转换器，即分辨率8位。2.具有转换起停控制端。3.转换时间为100s4.单个5V电源供电 5.模拟输入电压范围05V，不需零点和满刻度校准。6.工作温度范围为-40857.低功耗，约15mW。ADC0809芯片有28条引脚，采用双列直插式封装，如图4.3所示。图4.3 ADC0809引脚及外围电路图ADC0809在整机中的工作过程：由温度传感器RP100检测的信号经ADC0809的27脚送入其内部进行转换。这个电路仅利用了它的IN1输入端口。下面说明各引脚功能：IN0IN7：8路模拟量输入端。2-12-8：8位数字量输出端。ADDA、ADDB、ADDC为3位地址输入线，用于选通8路模拟输入中的一路。如表4.2所示。表4.2ADDA、ADDB、ADDC真值表ALE：地址锁存允许信号，输入，高电平有效。START： AD转换启动信号，输入，高电平有效。EOC： AD转换结束信号，输出，当AD转换结束时，此端输出一个高电平（转换期间一直为低电平）。OE：数据输出允许信号，输入，高电平有效。当AD转换结束时，此端输入一个高电平，才能打开输出三态门，输出数字量。CLK：时钟脉冲输入端。要求时钟频率不高于640KHZ。REF（+）、REF（-）：基准电压。 VCC：电源5V。 GND：地。 4.4单片机及外围电路单片机AT89C52引脚及外围电路如图4.4所示。AT89C52共有40只引脚，为双列直插式（DIP）封装。键盘LEDAD0809图4.4 单片机及外围电路AT89C52引脚特点：1. 主电源引脚VCC(40)：电源。VSS(20)：电源地。2.外接晶体振荡元件引脚XTAL1(19)：片内反相放大器输入端。XTAL2(18)：片内反相放大器输出端。XTAL1和XTAL2接晶振元件，与片内反相放大器构成振荡电路。3.控制线引脚ALE/PROG(30)：允许地址锁存端。一般情况下，ALE引脚以I/O振荡器频率送出周期性的正脉冲信号。该信号可作为对外输出的时钟脉冲，用于定时。在访问片外程序存储器期间，以此脉冲信号的下降沿锁存P0口输出的低位地址。但在访问片外数据存储器时，ALE的脉冲信号频率会有所改变。PSEN(29)：读片外程序存储器时的选通信号端。在向片外程序存储器读取指令或常数时，该信号会周期性地出现低电平，CPU将在PSEN端低电平期间通过P0口读回指令或常数。EA/VPP(31)：片内程序存储器控制端。该引脚接高电平时，CPU只访问片外程序存储器；此时，CPU先访问片内程序存储器，只有在程序计数器PC值超过1FFH时，才自动转向访问片外程序存储器。RST/VPD(9)：复位输入端在振荡器正常工作时，该引脚出现一定时间的高电平将使单片机复位。主电源VCC失电时，可用此脚接备用电源VPD，以保存片内RAM区中的数据7。4.I/O接口引脚P0.0P0.7(3932)：P0口的个引脚。在接有片外存储器或扩展I/O口时，P0口将分时先作低位地址总线后作双向数据总路线。在不接片外存储器或不扩展I/O口时，P0口可用作准双向I/O口（用作输入时,须先将口置的双向I/O口，称为准双向I/O口）。P1.0P1.7（18）：P1口的个引脚。一般情况下，该口用作准双向I/O口，在对片内EPROM区进行程序固化或程序验证时，P1口起低位地址总线作用。52子系列的P1.0和P1.1口还具有第二功能：P1.0是定时器计数器的计数脉冲输入端T2，P1.1是定时器计数器的外部控制端T2EX。P2.0P2.7（2128）：P2口的个引脚。在一般情况下作准双向I/O口使用。在接有片外存储器或扩展I/O口时，P2口用作高位地址总线。对片内EPROM区进行程序固化或程序验证时，P2口也作为高位地址总线。P3.0P3.7（1017）：P3口的个引脚，P3口除作一般准双向I/O口使用外，每个引脚还各有第二功能。见表4.3（P3口的第二功能）8。表4.3口的第二功能引脚第二功能P3.0RXD（串行输入口）P3.1TXD（串行输出口）P3.2INT0（外部中断请求输入口）P3.3INT1（外部中断请求输入口）P3.4T0（定时器计数器计数脉冲输入端）P3.5T1（定时器计数器计数脉冲输入端）P3.6WR（片外数据存储器写选通信号输出端）P3.7RD（片外数据存储器读选通信号输出端）当检测到的温度模拟信号值在ADC0809内进行A/D转换以后，得到的二进制数值，从ADC0809的D0、D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7脚位传送到单片机的P1.0P1.7端口。它的工作过程为： A/D转换后的信号送入单片机P1.0P1.7后，再由各个按键便可控制它的工作状态，并显示出来，同时，对应的控制压缩机、化霜电热丝的驱动电路。工作状态是：单片机经P0.0P0.7，P2.5P2.7对显示电路提供信号，显示其实际温度与设定温度值，其中P2.5P2.7的信号经LS138译码，供给LED显示；单片机P2.0P2.4为键盘信号输入端；单片机的P3.5P3.7为指示电路输出信号接口，可使指示电路显示压缩机，化霜电热丝当前的工作状态；18、19引脚外接12M晶体振荡器，为单片机提供时钟基准。4.5键盘及显示电路键盘电路如图4.5所示。至单片机图4.5键盘电路键盘电路采用五个普通22按键，当按键S1按下时，实现单片机电源开；当按键S2按下时，实现温度+；当按键S3按下时，实现温度-；当按键S4按下时，实现手动化霜功能；当按键S5按下时，实现单片机待机。显示电路如图4.6所示。显示电路的工作过程是：单片机P0.1P0.7输出的数字信号经三极管Q1Q6驱动输入数码管，同时由单片机P1.0P1.7口分两路送到数码管D0D6，分别显示温度检测值和温度设定值。本设计中，显示电路采用的是FJ5361AH共阴极LED。它是利用注入式电致发光原理制作的发光二极管，通称LED9。接单片机控制线接单片机数据线图4.6显示电路LED的发光颜色和发光效率与制作LED的材料和工艺有关，目前广泛使用的有红、绿、蓝三种。LED工作电压低（仅1.5-3V），能主动发光且有一定亮度，亮度又能用电压（或电流）调节，本身又耐冲击、抗振动、寿命长（10万小时）。控制LED亮度的方法主要有两种：一种是改变流过LED的电流，一般LED管允许连续工作电流在20毫安左右，除了红色LED有饱和现象外，其它LED亮度基本上与流过的电流成比例；另一种方法是利用人眼的视觉惰性，用脉宽调制方法来实现灰度控制，也就是周期性改变光脉冲宽度（即占空比），只要这个重复点亮的周期足够短（即刷新频率足够高），人眼是感觉不到发光象素在抖动 10。共阴极LED的发光特点是点亮为低电平，熄灭为高电平，根据这一特点可写出其输出功能表，如表4.4所示。表4.4FJ56AH输出功能表十进制或功能输出aBcdefg0LLLLLLH1HLLHHHH2LLHLLHL3LLLLHHL4HLLHHLL5LHLLHLL6HHLLLLL7LLLHHHH8LLLLLLL9LLLLHLL4.6过欠压保护电路在本设计当中，过欠压保护电路的实现是通过检测电源电压的变化，使其在低于176V，或高于240V时自动切断压缩机供电电源，从而达到保护压缩机的目的。具体电路如图4.7所示。它的工作过程是：电源电压经整流滤波之后，接入过欠压保护电路的取样部分，另外由IC7805稳压输出电压与之进行比较。在经过稳压管V1、V2，可调电位器RT2、RT3的取样比较。在电源电压正常的情况下，三极管BG1是截止的，继电器T1失电不工作，继电器开关K1置于右边；而三极管BG2是导通的，继电器T2得电工作，继电器开关K2置于左边，单片机正常工作。当电源电压高于240V时，三极管BG1由截止状态变为导通状态，继电器T1得电工作，继电器开关K1得电工作，置于左边位置，切断单片机工作电源，从而达到过压保护的目的；当电源电压低于176V时，三极管BG2由导通状态变为截止状态，继电器T2失电不工作，继电器开关K2置于右边位置，切断单片机工作电源，从而达到欠压保护的目的。图4.7过欠压保护电路4.7压缩机驱动电路及电热丝控制电路压缩机驱动电路及电热丝控制电路如图4.8所示。它的工作过程是：当单片机的P2.6口为高电平时，BG3截止，继电器T3失电不工作，压缩机开关处于断开状态；当单片机的P2.6口为低电平时，BG3导通，继电器得电工作，压缩机开关处于闭合状态；当单片机的P2.7口为高电平时，BG4截止，继电器T4失电不工作，化霜电热丝开关处于断开状态；当单片机P2.7口为低电平时，BG4导通，继电器得电工作，化霜电热丝开关处于闭合状态。实现自动控制的目的。化霜过程是：压缩机运行十二小时后，检测箱内温度是否达到设定化霜温度（-5），一旦达到设定温度，则开始化霜，接通化霜电热丝，到箱内温度为5，再待机10分钟，结束化霜，压缩机继续运行制冷。图4.8压缩机驱动电路及电热丝控制电路4.8电源电路电源电路图如图4.9所示。它的工作过程是：220V交流电通过变压器TB变压成AC6V，再经二极管D5、D6、D7、D8进行桥式整流，再经电容CX滤波，最后经IC7805输出直流5V作为单片机电路和其他电路的主电源。图4.9电源电路4.9指示报警电路指示电路图如图4.10所示。至单片机图4.10指示电路它的工作过程是：由单片机根据不同状态向指示电路输出高低电平控制发光二极管的亮与灭，当单片机输出低电平时，二极管为点亮状态，相反地，当单片机输出高电平时，二极管为熄灭状态。报警电路就是单片机在报警时，给蜂鸣器加高电平，使得蜂鸣器发声，实现报警的目的。指示、报警电路在国外应用得相当普遍，特别是声音报警可应用于非常多的场合，如特定房间温度过高或过低；特定房间湿度过高或过低等11。5软件程序设计5.1概述软件程序设计是根据具体的硬件电路及其要实现的各种功能，来设计的。软件设计的一般步骤如图5.1所示。图5.1软件设计步骤一个好的软件，除使系统能可靠实现各种功能外，还应具有如下特点：1. 软件结构清晰、简捷、流程合理；2. 各功能程序模块化、功能化，这样既便于调试、连接，又便于修改、移植；3. 运行状态实现标志化管理，设置状态标志以便查询和进行程序转移、运行、控制；4. 设置软件抗干扰程序和自诊断程序，以提高应用系统的可靠性12。5.2程序流程图1. 主程序主程序流程图如图5.2所示。在主程序流程图中看到，主流程是：首先定义单片机各端口，及特殊寄存器，然后定义各变量，及初始化各变量，再定义声明程序中要用到的各函数，程序开始：设置冰箱初始状态，初始状态为正常运行，初始实际温度及设定温度，初始化ADC0809，设置中断系统，开定时器1，2中断，并初始化定时器1，定时器2，设定定时器1，2的定时时间，工作状态，然后使定时器1、2工作，再使ADC0809工作，查询ADC0809转换完毕没有，若转换完毕了，将数据读出，送到P1中，送到RAM中。然后使ADC0809继续工作，没有转换完毕，ADC0809接着工作，最先初始化各个变量与ADC0809，然后开定时中断，再初始化定时器，初始化后就可以进行设定温度和设定化霜时间了，然后就使其开始工作，再使ADC0809工作。ADC0809工作了，就判断它将温度值处理的如何了，一旦完成就开始读设定的数据，然后再让键盘扫描开始执行，调用键盘扫描子程序，查看图5.2主流程图有没有键按下，若有，即进行相关处理。若没有继续执行，比较设定的温度和实际温度，若设定温度大于实际温度，看是否已停机，若是直接跳回查询ADC0809转换情况，若没停电，则停电3分钟再跑回ADC0809查询程序，若设定温度小于实际温度，则设置开机，跳转到ADC0809查询继续进行。图5.3键盘子程序流程图2. 子程序1：键盘子程序键盘子程序如图5.3所示。从图5.3上看到，键盘子程序的过程是：检查有无键按下，若没有则退出程序，若有则延时后再检查看是否有键按下，主要是为了去抖动及防止误判断，若有键盘按下，则判断是什么键被按下。1)开机键按下，若原来为开机状态，则不管退出继续去行，若原来为关机状态，则开机；2)关机键按下，则进行关机状态关延时3分钟；3)化箱键按下，则调用化箱，并延时；4)升温键或降温键按下，则设定温度上升或下降。若设定温度小于零下20摄氏度则不再下降，若大于零下9度则不能再上升。3.子程序2：延时子程序 采用循还延时，精度不高。4.子程序3：T0中断程序产生ADC0809工作所必须的CLK时钟。5.子程序4：T1中断程序显示实际温度和设定温度。5.3程序编制本设计程序是采用C语言编写。程序如下：/*初始化*/#include#includesbit CLK = P30;sbit L_Start = P34;sbit L_Run = P35;sbit L_Hot = P36;sbit L_Cl = P37;sbit Run = P27;sbit Hot = P07;sbit Sound = P25;sbit K_Start = P20;sbit K_Up = P21;sbit K_Down = P22;sbit K_Hs = P23;sbit K_Close = P24;sbit S1 = P00;sbit S2 = P01;sbit S3 = P02;sbit S4 = P03;sbit S5 = P04;sbit S6 = P05;#define uchar unsigned charuchar g_sdt,g_sjt;uchar dispcode=0x40,0x79,0x24,0x30,0x19,0x12,0x03,0x78,0x00,0x10;uchar discount;void SCAN(void);void DelayX1ms(int count);void DelayX1s(int count);/*主程序*/void main(void)discount=1;g_sdt=15;g_sjt=20;Run = 0;Hot = 1;Sound = 1;L_Start = 0;L_Run = 0;L_Hot = 1;L_Cl = 1;ET0=1; ET1=1; EA=1; TMOD=0x12; TH0=216; TL0=216; TH1=(65536-4000)/256; TL1=(65536-4000)%256; TR1=1; TR0=1; while(1) SCAN(); if(g_sdt=g_sjt) if(L_Run=0) L_Run=1; DelayX1s(100);/调用延时程序 L_Run=1; else L_Run=0; /*键盘扫描程序*/ void SCAN(void) if(K_Start=0)/扫描开机键 DelayX1ms(15); if(K_Start=0) Sound=0; DelayX1ms(200); Sound=1; if(L_Start=1) L_Start=0; L_Run =0; Run =0; L_Hot =1; L_Cl =1; if(K_Close=0)/扫描关机键 DelayX1ms(15); if(K_Close=0) Sound=0; DelayX1ms(200); Sound=1; if(L_Start=0) L_Start=1; Run =1; L_Cl =0; DelayX1s(10);/按下关机键后将进行180秒的保护. if(K_Up=0)/扫描升温键 DelayX1ms(15); if(K_Up=0) Sound=0; DelayX1ms(200); Sound=1; g_sdt+; if(g_sdt=21) g_sdt=20; if(K_Down=0)/扫描降温键 DelayX1ms(15); if(K_Down=0) Sound=0; DelayX1ms(200); Sound=1; g_sdt-; if(g_sdt=9) g_sdt=10; if(K_Hs=0)/扫描化霜键 DelayX1ms(15)