电冰箱温度传感器

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1、摘要近年来随着计算机在社会领域的渗透,EDA的应用正在不断地走向深入，设计者在EDA 软件平台上，用硬件描述语言 VHDL 完成电冰箱温度控制系统设计。在实时检测 和自动控制的应用系统中，电冰箱温度控制系统是利用温度传感器 DS18B20 采集电冰箱 冷藏室和冷冻室的温度，利用EDA技术，从而达到智能控制的目的。本系统可实现电冰 箱冷藏室和冷冻室的温度设置、开门报警等功能。本文在第一章介绍了电冰箱的系统组成及工作原理，第二章论述了本控制系统的硬 件设计部分。第三章论述了系统的软件设计部分。通过对直冷式电冰箱制冷系统的改进，实现了电冰箱的双温双控，使电冰箱能根据 使用条件的变化迅速合理地调节制冷

2、量，且节能效果良好。IP 核往往是作为一个核心部件来使用，所以单片机方面知识是不够的，还应根据具 体硬件结构，以及针对具体应用对象特点的软件结合，以作完善。关键词：EDA温度传感器电冰箱温度控制AbstractWith the infiltration in the social field of the computer in recent years, the appli cation of EDA is moving towards deepening constantly, drive tradition is it measure cr escent benefit to upgra

3、de day to control at the same time. The electric refrigerator te mperature control system is uses the temperature sensor DS18B20 gathering electric ref rigerator cold-storageroom and the freezing room temperature, use the EDA technology thus achieves the intelligent control the goal. This system may

4、 realize the electric refri gerator cold-storageroom and the freezing room temperature establishment, the electric r efrigerator automatically defrosts, opens the gate to report to the police and so on the function.This article introduced in the first chapter the electric refrigerator system composi

5、ti on and the principle of work, the second chapter elaborated this control system hardwa re design part. Third chapter elaborated the system software design part.By improving the refrigerating system of refrigerator and applying the vague-contr ol technology, the goal of double-temperature, double-

6、control has been realized;it makes possible for the refrigerator to regulate the amount of cold air in a speedy and ration al way. Thus, power saving is availableIn measuring in real time and automatically controlled one-chip computer applicati on system, the one-chip computer often uses as a key pa

7、rt, only one-chip computer res pect knowledge is not enough, should also follow the structure of the concrete hardwar e , and direct against and use the software of targets characteristic to combine concretl y, in order to do perfectlyKey words：EDA; The temperature sensor ;The electric refrigerator；

8、Temperature contr ol目录摘要IABSTRACTII目录皿引 言 11 总的设计方案 21.1 总体方案简介 21.2 方案选择 62 系统硬件设计 72.1 系统结构图 72.2 微处理器 82.3 温度传感器 92.4 LED 简介112.5 功能按键 112.6 压缩机，风机，电磁阀控制 122.7 过欠压保护133 EDA 设计 143.1 VHDL顶层设计143.2传感器产生信号CLK153.3 计时模块 163.4 显示模块 184 技术总结 255 结束语 266 参考文献 277 致谢 28引言现代工业设计、工程建设及日常生活中常常需要用到温度控制,早期温度控

9、制主要应 用于工厂中，例如钢铁的水溶温度，不同等级的钢铁要通过不同温度的铁水来实现，这 样就可能有效的利用温度控制来掌握所需要的产品了。在现代社会中，温度控制不仅应 用在工厂生产方面，其作用也体现到了各个方面，电冰箱的出现及大量普及就是一个很 好的例子。随着社会发展，人们对食品温度的控制要求也越来越高，对于电冰箱的温度控制也 就相应的不断提高。0世纪90年代出现的EDA技术是电子设计的重要工具，其核心是 利 用计算机完成电路设计的全程自动化，EDA技术应用于芯片设计和系统设计，极大的提 高了电路设计的效率和可靠性，节省了设计成本，减轻了设计人员的劳动强度。它结合 传感技术及计算机等高新技术，并

10、综合应用了机械技术发展的新成果，不管是在民用工 业，还是在国民经济建设中都有着极其广泛的应用前景，广泛应用于工业自动化，智能 仪器仪表的设计制造中，消费电子产品领域，通信方面及武器装备等，含盖了生产、生 活、军事各个领域，实现了电子产品的准确化、智能化、最优化和多功能化，发挥着越 来越重要的作用，引起了各个国家的高度重视。依靠EDA的控制技术作为现代高科技的 重要组成部分，推动着自动化生产、计算机、材料加工、医疗、纺织等相关领域的发展 是衡量一个国家科学技术水平的重要标志。正由于用EDA控制器改造落后的设备具有性 价比高、提高设备的使用寿命、提高设备的自动化程度的特点，所以电冰箱的电控系统 也

11、采用了 EDA为其各功能控制实现的核心。而我设计的电冰箱的电控系统就是采用了 EDA为控制核心，通过电路设计，扩展外 围电路，实现电冰箱的温度控制，温度的显示功能，具有很强的实用性，现实性。通过本设计的研究，我不仅了解电冰箱的相关知识，还掌握了利用 IP 核设计电子系 统，引用方便，修改基本元件的功能容易 ，以及一些外围芯片的使用及模拟电路的设计1. 总的设计方案1.1 总体方案简介方案一：电冰箱的系统组成液体由液态变为气态时，会吸收很多热量，简称为“液体汽化吸热”，电冰箱就是 利用了液体汽化的过程中需要吸热的原理来制冷的。蒸气压缩式电冰箱制冷系统原理图如图 1.1 所示，主要由压缩机、冷凝器

12、、干燥过 滤器、毛细管、蒸发器等部件组成，其动力均来自压缩机，干燥过滤器用来过滤赃物和 干燥水分，毛细管用来节流降压，热交换器为冷凝器和蒸发器。制冷压缩机吸入来自蒸 发器的低温低压的气体制冷剂，经压缩后成为高温高压的过热蒸气，排入冷凝器中，向 周围的空气散热成为高压过冷液体，高压过冷液体经干燥过滤器流入毛细管节流降压， 成为低温低压液体状态，进入蒸发器中汽化，吸收周围被冷却物品的热量，使温度降低 到所需值，汽化后的气体制冷剂又被压缩机吸入，至此，完成一个循环。压缩机冷循环 周而复始的运行，保证了制冷过程的连续性。I-热希体S 2猱段裾：5-压歸机匸血一挣SJ3S;S干掘过滤辭：E亡拥管图1.1

13、电冰箱制冷系统原理图直冷式电冰箱的控制原理是根据蒸发器的温度控制制冷压缩机的启、停，使冰箱内 的温度保持在设定温度范围内。冷冻室用于冷冻食品通常用于冷冻的温度为一3弋一 15OC，冷藏室用于相对于冷冻室较高的温度下存放食品，要求有一定的保鲜作用，不能 冻伤食品，温度一般为0CIO。，当测得冷冷冻室温度高至一3OC 0OC时或者是冷冻 室温度高至10C13OC是启动压缩机制冷，当冷冻室温度低于一15OC一18C或都冷藏 室温度低于0OC一3OC时停止制冷，关断压缩机。采用单片机控制，可以使控制更为准 确、灵活。工作原理：根据冷藏室和冷冻室的温度情况决定是否开压缩机，若冷藏室的温度过高，则打开电磁

14、冷门VI,关闭阀门V2, V3，同时打开压缩机，产生高温高压过热蒸 气，经过冷凝器冷凝，干燥过滤器干燥，毛细节流管降压后，在蒸发器汽化制冷，产生低温低压的干燥气体。经过电磁阀门VI流入冷藏室，使冷藏的温度迅速降低，当 温度达到要求时关闭压缩机，同时关闭电磁阀门VI。若是冷冻室的温度过高，则应打 开V2关闭VI, V3。电磁阀门V3主要用于冷冻室的化霜。需要化箱时打开V3,从压缩机流出的高温高压 气体流经冷冻室可匀速将冷冻室霜层汽化。达到化霜的效果。一般化霜的时间要短，不 然会伤存放的食品。本系统采用IP核控制的电冰箱主要功能及要求：1）设定2个测温点，测量范围：一18弋+ 10弋，精度土0.5

15、弋；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等；3）制冷压缩机停机后自动延时3分钟后方能再启动；4）工作电压176V240V，当过压或欠压时，禁止启动压缩机方案二：冷式电冰箱的控制原理是根据蒸发器的温度控制制冷压缩机的启动与停止，使冰箱 内的温度保持在设定的温度范围内。一般，当蒸发器温度高至35 C时，启动压缩机制 冷，当温度低于T0 C-20 C时，停止制冷。本电冰箱电控系统要完成冷冻室及冷藏 室的温度检测和动态显示的功能，温度设置功能，以及电源过欠压保护功能。此设计的 电冰箱电控系统是以EP2C5Q208C8作为主控制芯片,ADC0809为模数转换芯片,AD590温度 传感器为温度检测元件，液晶显示器,按键开关等元器件组成,通过软硬件结合实现键盘 扫描，液晶显示,1/O 口扩展功能。该系统具有简洁，操作简便，实用方便的特点。 此设计的总体框图如图1.2所示：显示器EP2C5Q208C8时钟电路复位锁存错A/D转换器疲大器放大器冷藏审温度传感器过欠压保护血源图1.2设计总体框图外围电路是EP2C5Q208C8芯片工作的基础保障电源电路提供稳定的+5V工作电 压；时钟电路用于产生EP2C5Q208C8工作所需的时钟信号；复位电路使EP2C5Q208C8实 现初始化状态复位。键盘电路用于向系统