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时间:2018-05-16
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1、前言众所周知,电冰箱是现代家庭中必不可少的家用电器。而目前我国市场销售的冰箱大多采用传统的机械式温控,其控制精度差,功能单一,控制方式简单难以满足冰箱发展的要求。随着经济的发展和人民生活水平的进一步提高,人们对多功能的发展要求越来越高。由于单片机性能好,控制功能强,工作可靠,成本低等优点,现在已经在家电产品中得到了广泛的应用。面临国内电冰箱发展的现状,在技术上还与其他发达国家有一定的差距,我们在原有的基础上对电冰箱进行了一定的改进,使其适应当代个性时尚、节能环保、智能高端、精确温控的发展方式,使人们体验闻所未闻的个性化感受,快捷与原汁原味不再是梦想。新一代产
2、品在控制上还增加了人工智能,使家电性能更优异,使用更方便可靠。本次设计基于大量的市场调查和理论研究。首先,我们对传统电冰箱控制系统进行了分析。调查了10多个品牌的电冰箱的控制系统,研究了他们制冷的优缺点,吸收了一些比较好的设计思想。其后,我们又查阅了大量的资料文献,其中最多的是国内外最新发表的关于制冷方面的论文,丰富了我们的理论依据。然后,根据我们拥有的材料用单片机实现电冰箱控制系统的硬件设计,最后在硬件设计的基础上实现了其软件设计。-1-第1章电冰箱系统概述1.1单片机概述自从1971年微型计算机问世以来,随着大规模集成电路技术的进一步发展,导致微型计算机
3、正向两个方向发展:一是高速度、高性能、大容量的高档微型计算机及其系列化,向大、中型计算机挑战;另一个是稳定可靠、小而廉、能适应各种领域需要的单片机。单片机是指把中央处理器、随机存储器、只读存储器、定时器/计数器以及I/O接口电路等主要部件集成在一块半导体芯片上的微型计算机。虽然单片机只是一个芯片,但从组成和功能上看,它已经具有了微型计算机系统的含义,从某种意义上来说,一块单片机就是一台微型计算机。自从1975年美国德可萨斯公司推出世界上第一个4位单片机TMS-1000型以来,单片机技术不断发展,目前已成为微型计算机技术的一个独特分支,广泛应用于工业控制、仪器
4、仪表智能化、家用电子产品等各个控制领域。1.2单片机的特点单片机结构上的设计主要是面向控制上的需要,因此,它在硬件结构、指令系统及I/O能力等方面均有独特之处,其显著的特点之一就是具有非常有效的控制能力,故也可把单片机称为微控制器。与普通的微型计算机相比,单片机主要具有以下特点:(1)体积小、结构简单、可靠性高单片机把各功能部件集成在一个芯片上,内部采用总线结构,减少了各芯片之间的连线,大大提高了单片机的可靠性与抗干扰能力。另外,其体积小,对于强磁场环境易于采取屏蔽措施,适合在恶劣环境下工作。(2)控制能力强单片机虽然结构简单,但是它“五脏俱全”,已经具备了
5、足够的控制功能。单片机具有较多的I/O口,CPU可以直接对I/O进行操作、算术操作、逻辑操作和位操作,指令简单而丰富。所以单片机也是“面向控制”的计算机。(3)低电压、低功耗单片机可以在2.2V的电压下运行,有的已能在1.2V或0.9V下工作;功耗降至为μA级,一颗纽扣电池就可长期使用。(4)优异的性能/价格比由于单片机构成的硬件结构简单、开发周期短、控制功能强、可靠性高,因此,在达到同样功能的条件下,用单片机开发的控制系统比用其-2-它类型的微型计算机开发的控制系统价格更便宜。1.3单片机应用(1)工业控制单片机广泛应用于工业自动化控制系统中,无论是数据采
6、集、过程控制、生产线上的机器人系统,都是用单片机作为控制器。自动化能使工业系统处于最佳工作状态、提高经济效益、改善产品质量和减轻劳动强度。因此,单片机技术广泛应用于机械、电子、石油、化工、纺织、食品等工业领域。(2)智能化仪器仪表在各种仪器仪表中引入单片机,使仪器仪表智能化、数字化、自动化,提高测试精度和准确度,结构简单,减少体积及重量,提高其性能价格比。例如:智能仪器、医疗器械、数字示波器等。(3)智能家电家电产品智能化程度的进一步提高就需要有单片机的参与,例如“微电脑控制”的洗衣机、电冰箱、微波炉、空调机、电视机、音响设备等,这里的微电脑实际上就是“单片
7、机”。(4)信息与通信技术图形终端机、传真机、复印机、调制解调器、声响处理器、数字滤波器等。1.4家用电冰箱的发展趋势随着家用电冰箱的发展和普及,其耗电量占民用总用电量的比例越来越大(美国为13%),因而,提高冰箱的能源效率,增加我国家电产品在国内外市场上的竞争力,与国际水平接轨,已成为生产企业的重要任务。为了鼓励企业生产节能冰箱和用户购买节能冰箱,世界各国采取了一系列的政策措施。如美国颁布了能源法,制定了包括冰箱在内的十二种家用电器的能耗限制标准;日本实施了家用电器系列节能标准;欧洲对冰箱实行了能效等级标准;此外,加拿大、澳大利亚、台湾、香港等国家和地区也
8、制定或实施了电冰箱的能效标准。我国家用电器节能技术也
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