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1、实验十一 电冰箱温控系统的设计一、实验目的1、熟悉电冰箱控制系统的结构。2、熟悉电冰箱控制系统的电路结构。3、掌握电冰箱控制系统程序书写方法。二、实验原理1.控制系统原理随着技术的发展，目前有些冰箱采用了电脑智能温控及 LCD 箱门外温度显示。所谓智能温控就是通过感温头精确感应，把冰箱内温度的变化传递给中央控制芯片，由芯片控制制冷系统使冰箱内温度达到显示屏上的设定值，使用者只需根据食物的种类不同设定不同的温度即可，以此达到最大的保鲜程度。冰箱冷藏室温度为 3-5。其电路结构如下：图 1 系统结构框图 1图 2 系统结构框图 2其中温度传感器模块负责实时采集温度数据，采集到的温度数据传输到单片机
2、，由单片机处理后的数据送显示部分显示。温度设置模块可设置预定温度，当检测到的温度低于设定温度时，单片机控制继电器使冰箱处于停止状态；当检测温度高于设定温度时，单片机控制继电器使冰箱处于运行状态。当实际测单片机AD 转换电路按键电路电源电路 继电器电路报警电路显示电路传感器电路交流电源得的温度高于 30 摄氏度或者低于-30 摄氏度时，说明冰箱内部有可能出故障了，此时蜂鸣器进行报警。2.DS18B20 温度传感器原理数字温度传感器 DS18B20 采集温度数据，DS18B20 属于新一代适配微处理器的智能温度传感器，可广泛用于工业、民用、军事等领域的温度测量及控制仪器、测控系统和大型设备中。它具
3、有体积小，接口方便，传输距离远等特点。11DS18B20 的性能特点：采用单总线专用技术，既可通过串行口线，也可通过其它 I/O 口线与微机接口，无须经过其它变换电路，直接输出被测温度值；测温范围为-55-+125，测量分辨率为 0.0625；内含 64 位经过激光修正的只读存储器 ROM；适配各种单片机或系统机；用户可分别设定各路温度的上、下限；内含寄生电源。DS18B20 内部结构主要由四部分组成：64 位光刻 ROM,温度传感器,非挥发的温度报警触发器 TH 和 TL,高速暂存器。DS18B20 的管脚排列如图 2 所示。 图 3 DS18B20 引脚分布图DS18B20 高速暂存器共
4、9 个存存单元，如表 1 所示： 表 1 DS18B20 高速暂存器序号 寄存器名称 作 用 序号 寄存器名称作用0 温度低字节以 16 位补码形式存放 4、5保留字节1、21 温度高字节以 16 位补码形式存放 62 TH/用户字节 存放温度上限 7 计数器余值13HL/用户字节2存放温度下限 8 计数器/以 12 位转化为例说明温度高低字节存放形式及计算：12 位转化后得到的12 位数据，存储在 18B20 的两个高低两个 8 位的 RAM 中，二进制中的前面 5 位是符号位。如果测得的温度大于 0，这 5 位为 0，只要将测到的数值乘于0.0625 即可得到实际温度；如果温度小于 0，这
5、 5 位为 1，测到的数值需要取反加 1 再乘于 0.0625 才能得到实际温度。表 2 温度高低字节存放形式高 8 位 S S S S S 26 25 24低 8 位 23 22 21 20 2-1 2-2 2-3 2-4在硬件上，DS18B20 与单片机的连接有两种方法，本设计采用 VCC 接外部电源，GND 接地，I/O 与单片机的 I/O 线相连，I/O 口线 4.7K 的上拉电阻。 3.软件设计按下温度设置键后，默认的设定温度为 0开始设置，当每按下一次设定温度上升按钮时，设定温度增加 1，最高为 30，当每按下一次设定温度下降按钮时，设定温度减少 1，最低设定为-30。当设定温度大于检测温度时加热启动，当设定温度小于检测温度时加热停止。当实际测得的温度大于 30或者低于-30时，表明电冰箱内部可能出故障了，此时蜂鸣器报警，提醒用户。图 4 主程序流程图图 5 温度设置流程图图 6 显示部分流程图三、实验内容1、根据结构图 1 或 2 要求设计硬件仿真图。2.根据要求书写程序。3.仿真运行实验效果。开始初始化写第一行写第二行
