单片机课程设计基于MCS51单片机的直冷式电冰箱的控制

1、2009/2010学年度第一学期计算机控制技术（MCS51单片机）课程设计报告书题 目： 直冷式电冰箱的控制班 级： 姓 名： 学 号： 指导教师： 日 期： 目 录 1.课程设计目的12.课程设计题目和要求13.设计内容14设计总结14参考书目14附录151 课程设计目的1.1 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。1.2 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。2 直冷式电冰箱的控制要求2.1 课程设计的要求设定2个测温点，测量范围：26C26C，精度0.5C；利用功能键分别控制温度设定、冷藏室及冷冻室温度设定等；制冷压缩机

2、停机后自动延时3分钟后方能再启动；3 电冰箱控制系统硬件电路3.1 硬件设计LED显示器键盘时钟电路复位电源 MCS51单 片 机功放压缩机加热丝A/D转换器放大器锁存器放大器放大器冷冻室温度传感器冷藏室温度传感器除霜传感器 3.1 系统硬件结构图 单片机采用INTEL公司的高效微控制器MCS51。是一个低功耗，高性能CMOS 8位单片机，片内含4k Bytes ISP的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元，功能强大的微型计算机的AT89C51可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。INTEL公司的AT89C51芯

3、片具有以下特性：4KB片内在系统可编程Flash程序存储器；时钟频率为033MHz；128字节片内随机读写存储器（RAM）；32个可编程输入/输出引脚；2个16位定时/计数器；5个中断源，2级优先级；全双工串行通信接口；监视定时器；2个数据指针。 图3.2 MCS51内部结构图2 电源供电电路本设计总电源是有效值220V，频率50Hz的单相交流电网电压，通过变压器降压输出一组9V和一组24V低压交流电，然后再经过整流桥和整流输出直流电压。前者提供给数字电路部分，后者为模拟电路部分提供电能。为了得到标准的12V，5V，+5V直流电，故选用三端稳压器7912，7812，7905和7805作为稳压元

4、件，使输出直流电压基本不受电网电压波动和负载电阻变化的影响，从而输出得到足够高稳定性的直流电源。 图3.3 数字电路供电图 图3.4 模拟电路供电图 温度测量电路如图3.5所示，温度传感器选用了MF53-1型热敏电阻，具有负温度系数，灵敏度较高。其阻值和温度的关系为：R(t)=286/(26.8+t)-2.68k利用温度传感器可以很容易测得冷藏室温度和冷冻室温度。 3 图3.5 温度测量电路 43.1.4 键盘与显示电路从图3.7中可以看出，键盘电路和LED显示电路由串行口扩展5片74LS164实现。系统采用了6个功能键控制冷冻室、冷藏室及速冻时间设定，4个LED数码管用于显示冷冻室、冷藏室温

5、度及压缩机启、停和故障等状态。图3.7 键盘与显示电路3.2 软件设计主程序主程序是整个电冰箱的总控制程序，如控制各单元初始化、控制中断、定时、显示、键盘程序的启动与重复等。为系统软件的主干部分。 5 图3.8 主程序流程图 初始化子程序初始化模块主要完成初始化I/O口、中断、内存单元,并读出存放在闪烁存储器上的温度设定值。温度设定值存放在闪烁存储器上即使断电也可保存。 键盘扫描子程序扫描程序采用边延时边扫描的方法，当设置键SET_KEY按下一次，指示灯L1亮，按ADD(+)键和SUB()键设置冷藏室温度。当设置键SET_KEY按下二次，指示灯L2亮,L1灭，按ADD(+)键和SUB()键设置

6、冷冻室温度。当设置键SET_KEY按下三次，设置完成，指示灯L1，L2均灭。如果3S内无键按下，表示误按或用户放弃设置。退出扫描。4设计总结本系统实现测控一体化、体积小、精度高、使用方便，报警界限值可以由用户根据需要随时进行调整，具有很高的性能/价格比。系统的使用者来说，能够很稳定的控制温度而且稳定性很高。能实现电冰箱温度的自动控制。在系统的设计过程中，应用了多门学科的知识，使我对各学科有了更深入的理解，加强了知识的灵活应用。同时学会了一个完整系统设计的步骤和方案的选择，以及获取资料的方法，最重要的是设计过程中的团队合作，这些都为我以后工作实践打下了良好基础。参考书目：参考书目：1 张旭涛 曾

7、现峰 单片机原理及应用 北京：北京理工出版社，20102 邹振春 MCS-51系列单片机原理及接口技术 机械工业出版社，19953 房小翠 单片机实用系统设计技术M 北京：国防工业出版社，19994 李广第 单片机基础M (修定本)北京：北京航空航天大学出版社，20005 舒怀林 单片机原理与接口技术M 武汉：华中科技大学出版社，20016 郭维芹 实用模拟电子技术北京：电子工业出版社，1999主程序ORG 0000H AJMP MAINORG 0003H LJMP DY_INT 6ORG 000BLJMP TIME0_INTORG 0030HDATA EQUP1.0 V1 EQU P1.3

8、V2 EQU P1.4 V3 EQU P1.5 SET_KEY EQU P1.5 V3 EQU P1.5 V3 EQU P1.5 SET_KEY EQU P1.5 ADD_KEY EQU P1.6 SUB_KEY EQU P1.7 L1 EQU P0.6 L2 EQU P0.7 L3 EQU P2.5 L4 EQU P2.6 MAIN：CLR A START：LCALL INIT1; 初始化 LCALL KEY; 键盘扫描 LCALL GETWD; 获得冷藏室温度 MOV 62H , R0 INC DATA LCALL GETWD; 获得冷冻室温度 MOV 63H , R0 DEC DATA

9、MOV R3 , 62H; 显示两室温度值 MOV R4 , 63HLCALL DISP MOV A , 60H CLR C HIGH：CJNE A , 62H , HIGH1 ;冷藏室温度等于高于设定值时 7AJMP HIGH2 HIGH1：JC HIGH3 HIGH2：SETB V1; 开启压缩机LCALL OPENAJMP LOWHIGH3：MOV A , 61HCLR C CJNE A , 63H , HIGH4 ; 冷冻室温度等于高于设定值时AJMP HIGH5 HIGH4：JC LOW HIGH5：SETB V2; 开启压缩机 LCALL OPEN LOW： MOV A , 61H

10、 CLR C CJNE A , 63H , LOW1 ; 冷冻室温度等于低于最低值时AJMP LOW2 LOW1：JNC LOW3 LOW2：CLR V2; 关闭压缩机 LCALL CLOSE AJMP LS LOW3：MOV A , 60H CLR C CJNE A , 62H , LOW4 ; 冷冻室温度等于低于最低值时 AJMP LOW5 LOW4：JNC LS LOW5：CLR V1; 关闭压缩机 LCALL CLOSE LS：MOV R1 , #10H; 延时1S LS1：LCALL DLY_100MS DJNZ R1 , LS1 INC 65H ; 化霜时间计数加1MOV A ,

11、65H 8CJNE A , #00H , LS2 INC 66H LS2： MOV A , 65H CJNE A , #08H , LOOP MOV A , 66H CJNE A , #07H , LOOP JB V1 , LOOP ; 化霜定时时间到且V1,V2均关闭 JB V2 , LOOP SETB V3; 打开V3开始化霜 MOV R0 , #50; 化霜时间5 S LS3 ：LCALL DLY_100MS DJNZ R0 , LS3 LOOP：AJMP START END初始化子程序 9INTI1：CLR A MOV DPTR , #20H; 读取冷藏室温度设定值 MOVC A ,

12、DPTR LCALL DLY_100MS; 延时确保数据读完 MOV 60H , A INC DPTR; 读取冷藏室温度设定值 MOVC A , DPTR LCALL DLY_100MS; 延时确保数据读完 MOV 61H , A MOV 64H , #00H ; 清空各状态位 SETB EX0 ; 允许外部中断0中断 SETB IT0 ; 选择边沿触发方式 SETB EA ; CPU开中断 RET 键盘扫描子程序 10KEY：CLR A ；键盘扫描子程序MOV R0 , #00H START：MOV R4 , #1EH ; 边延时边扫描3S LOOP：LCALL DLY_100MS JNB

13、SETB_KEY , SET JNB ADD-KEY , ADD JNB SUB_KEY , SUB DJNZ R4 , LOOP AJMP EXIT ; 3S内没有键按下结束扫描 SET：CJNE R0 , #03H , SET1 ; 设置键按下三次，设置完成 CLR L1 CLR L2 AJMP EXIT SET1：INC R0 CJNE R0 , #01H , SET2 ; 设置键按下一次 SETB L1 AJMP START SET2：CLR L1 ; 设置键按下二次 SETB L2 AJMP START ; 加键按下 ADD：CJNE R0 , #01H , ADD1 ; 冷藏室温度

14、为正时加1 MOV A , 60H JB ACC.7 , ADD_1 INC A MOV 60H , A AJMP DSP ADD_1：CLR ACC.7 ; 冷藏室温度为负时加1 DEC A SETB ACC.7 MOV 60H , A AJMP DSP ADD1：CJNE R0 , #02H , START 11MOV A , 61H ; 冷冻室温度为正时加1 JB ACC.7 , ADD1_1 INC A MOV 61H , A AJMP DSP ADD1_1：CLR ACC.7; 冷冻室温度为负时加1 DEC A SETB ACC.7 MOV 61H , A AJMP DSP ; 减键

15、按下 SUB：CJNE R0 , #01H , SUB1 ; 冷藏室温度为正时减1 MOV A , 60H JB ACC.7 , SUN_1 DEC A MOV 60H , A AJMP DSP SUB_1：CLR ACC.7 ; 冷藏室温度为负时减1 INC A SETB ACC.7 MOV 60H , A AJMP DSP SUB1：CJNE R0 , #02H , START CLR ACC.7 ; 冷冻室温度为正时减1 JB ACC.7 , SUB1_1 DEC A MOV 61H , A AJMP DSP SUB1_1：CLR ACC.7 ; 冷冻室温度为负时减1 INC A SETB ACC.7 MOV 61H , A AJMP DSP 12DSP：MOV DPTR , #20H ; 将设定值存放在闪烁存储器上 MOV A , 62H MOVC DPTR , A LCA