單片機課程設計基于MCS51單片機的直冷式電冰箱的控制

1、2009/2010學年度第一學期計算機控制技術（MCS51單片機）課程設計報告書題 目： 直冷式電冰箱的控制班 級： 姓 名： 學 號： 指導教師： 日 期： 目 錄 1.課程設計目的12.課程設計題目和要求13.設計內容14設計總結14參考書目14附錄151 課程設計目的1.1 以MCS51單片機為主完成計算機控制技術（單片機）課程設計，掌握此次課程設計所用知識。1.2 理解課程設計使用原理，使此次設計的程序及電路能夠正常使用。2 直冷式電冰箱的控制要求2.1 課程設計的要求設定2個測溫點，測量范圍：26C26C，精度0.5C；利用功能鍵分別控制溫度設定、冷藏室及冷凍室溫度設定等；制冷壓縮機

2、停機后自動延時3分鐘后方能再啟動；3 電冰箱控制系統(tǒng)硬件電路3.1 硬件設計LED顯示器鍵盤時鐘電路復位電源 MCS51單 片 機功放壓縮機加熱絲A/D轉換器放大器鎖存器放大器放大器冷凍室溫度傳感器冷藏室溫度傳感器除霜傳感器 3.1 系統(tǒng)硬件結構圖 單片機采用INTEL公司的高效微控制器MCS51。是一個低功耗，高性能CMOS 8位單片機，片內含4k Bytes ISP的可反復擦寫1000次的Flash只讀程序存儲器，芯片內集成了通用8位中央處理器和ISP Flash存儲單元，功能強大的微型計算機的AT89C51可為許多嵌入式控制應用系統(tǒng)提供高性價比的解決方案。INTEL公司的AT89C51芯

3、片具有以下特性：4KB片內在系統(tǒng)可編程Flash程序存儲器；時鐘頻率為033MHz；128字節(jié)片內隨機讀寫存儲器（RAM）；32個可編程輸入/輸出引腳；2個16位定時/計數器；5個中斷源，2級優(yōu)先級；全雙工串行通信接口；監(jiān)視定時器；2個數據指針。 圖3.2 MCS51內部結構圖2 電源供電電路本設計總電源是有效值220V，頻率50Hz的單相交流電網電壓，通過變壓器降壓輸出一組9V和一組24V低壓交流電，然后再經過整流橋和整流輸出直流電壓。前者提供給數字電路部分，后者為模擬電路部分提供電能。為了得到標準的12V，5V，+5V直流電，故選用三端穩(wěn)壓器7912，7812，7905和7805作為穩(wěn)壓元

4、件，使輸出直流電壓基本不受電網電壓波動和負載電阻變化的影響，從而輸出得到足夠高穩(wěn)定性的直流電源。 圖3.3 數字電路供電圖 圖3.4 模擬電路供電圖 溫度測量電路如圖3.5所示，溫度傳感器選用了MF53-1型熱敏電阻，具有負溫度系數，靈敏度較高。其阻值和溫度的關系為：R(t)=286/(26.8+t)-2.68k利用溫度傳感器可以很容易測得冷藏室溫度和冷凍室溫度。 3 圖3.5 溫度測量電路 43.1.4 鍵盤與顯示電路從圖3.7中可以看出，鍵盤電路和LED顯示電路由串行口擴展5片74LS164實現(xiàn)。系統(tǒng)采用了6個功能鍵控制冷凍室、冷藏室及速凍時間設定，4個LED數碼管用于顯示冷凍室、冷藏室溫

5、度及壓縮機啟、停和故障等狀態(tài)。圖3.7 鍵盤與顯示電路3.2 軟件設計主程序主程序是整個電冰箱的總控制程序，如控制各單元初始化、控制中斷、定時、顯示、鍵盤程序的啟動與重復等。為系統(tǒng)軟件的主干部分。 5 圖3.8 主程序流程圖 初始化子程序初始化模塊主要完成初始化I/O口、中斷、內存單元,并讀出存放在閃爍存儲器上的溫度設定值。溫度設定值存放在閃爍存儲器上即使斷電也可保存。 鍵盤掃描子程序掃描程序采用邊延時邊掃描的方法，當設置鍵SET_KEY按下一次，指示燈L1亮，按ADD(+)鍵和SUB()鍵設置冷藏室溫度。當設置鍵SET_KEY按下二次，指示燈L2亮,L1滅，按ADD(+)鍵和SUB()鍵設置

6、冷凍室溫度。當設置鍵SET_KEY按下三次，設置完成，指示燈L1，L2均滅。如果3S內無鍵按下，表示誤按或用戶放棄設置。退出掃描。4設計總結本系統(tǒng)實現(xiàn)測控一體化、體積小、精度高、使用方便，報警界限值可以由用戶根據需要隨時進行調整，具有很高的性能/價格比。系統(tǒng)的使用者來說，能夠很穩(wěn)定的控制溫度而且穩(wěn)定性很高。能實現(xiàn)電冰箱溫度的自動控制。在系統(tǒng)的設計過程中，應用了多門學科的知識，使我對各學科有了更深入的理解，加強了知識的靈活應用。同時學會了一個完整系統(tǒng)設計的步驟和方案的選擇，以及獲取資料的方法，最重要的是設計過程中的團隊合作，這些都為我以后工作實踐打下了良好基礎。參考書目：參考書目：1 張旭濤 曾

7、現(xiàn)峰 單片機原理及應用 北京：北京理工出版社，20102 鄒振春 MCS-51系列單片機原理及接口技術 機械工業(yè)出版社，19953 房小翠 單片機實用系統(tǒng)設計技術M 北京：國防工業(yè)出版社，19994 李廣第 單片機基礎M (修定本)北京：北京航空航天大學出版社，20005 舒懷林 單片機原理與接口技術M 武漢：華中科技大學出版社，20016 郭維芹 實用模擬電子技術北京：電子工業(yè)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; 鍵盤掃描 LCALL GETWD; 獲得冷藏室溫度 MOV 62H , R0 INC DATA LCALL GETWD; 獲得冷凍室溫度 MOV 63H , R0 DEC DATA

9、MOV R3 , 62H; 顯示兩室溫度值 MOV R4 , 63HLCALL DISP MOV A , 60H CLR C HIGH：CJNE A , 62H , HIGH1 ;冷藏室溫度等于高于設定值時 7AJMP HIGH2 HIGH1：JC HIGH3 HIGH2：SETB V1; 開啟壓縮機LCALL OPENAJMP LOWHIGH3：MOV A , 61HCLR C CJNE A , 63H , HIGH4 ; 冷凍室溫度等于高于設定值時AJMP HIGH5 HIGH4：JC LOW HIGH5：SETB V2; 開啟壓縮機 LCALL OPEN LOW： MOV A , 61H

10、 CLR C CJNE A , 63H , LOW1 ; 冷凍室溫度等于低于最低值時AJMP LOW2 LOW1：JNC LOW3 LOW2：CLR V2; 關閉壓縮機 LCALL CLOSE AJMP LS LOW3：MOV A , 60H CLR C CJNE A , 62H , LOW4 ; 冷凍室溫度等于低于最低值時 AJMP LOW5 LOW4：JNC LS LOW5：CLR V1; 關閉壓縮機 LCALL CLOSE LS：MOV R1 , #10H; 延時1S LS1：LCALL DLY_100MS DJNZ R1 , LS1 INC 65H ; 化霜時間計數加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 ; 化霜定時時間到且V1,V2均關閉 JB V2 , LOOP SETB V3; 打開V3開始化霜 MOV R0 , #50; 化霜時間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; 讀取冷藏室溫度設定值 MOVC A ,

12、DPTR LCALL DLY_100MS; 延時確保數據讀完 MOV 60H , A INC DPTR; 讀取冷藏室溫度設定值 MOVC A , DPTR LCALL DLY_100MS; 延時確保數據讀完 MOV 61H , A MOV 64H , #00H ; 清空各狀態(tài)位 SETB EX0 ; 允許外部中斷0中斷 SETB IT0 ; 選擇邊沿觸發(fā)方式 SETB EA ; CPU開中斷 RET 鍵盤掃描子程序 10KEY：CLR A ；鍵盤掃描子程序MOV R0 , #00H START：MOV R4 , #1EH ; 邊延時邊掃描3S LOOP：LCALL DLY_100MS JNB

13、SETB_KEY , SET JNB ADD-KEY , ADD JNB SUB_KEY , SUB DJNZ R4 , LOOP AJMP EXIT ; 3S內沒有鍵按下結束掃描 SET：CJNE R0 , #03H , SET1 ; 設置鍵按下三次，設置完成 CLR L1 CLR L2 AJMP EXIT SET1：INC R0 CJNE R0 , #01H , SET2 ; 設置鍵按下一次 SETB L1 AJMP START SET2：CLR L1 ; 設置鍵按下二次 SETB L2 AJMP START ; 加鍵按下 ADD：CJNE R0 , #01H , ADD1 ; 冷藏室溫度

14、為正時加1 MOV A , 60H JB ACC.7 , ADD_1 INC A MOV 60H , A AJMP DSP ADD_1：CLR ACC.7 ; 冷藏室溫度為負時加1 DEC A SETB ACC.7 MOV 60H , A AJMP DSP ADD1：CJNE R0 , #02H , START 11MOV A , 61H ; 冷凍室溫度為正時加1 JB ACC.7 , ADD1_1 INC A MOV 61H , A AJMP DSP ADD1_1：CLR ACC.7; 冷凍室溫度為負時加1 DEC A SETB ACC.7 MOV 61H , A AJMP DSP ; 減鍵

15、按下 SUB：CJNE R0 , #01H , SUB1 ; 冷藏室溫度為正時減1 MOV A , 60H JB ACC.7 , SUN_1 DEC A MOV 60H , A AJMP DSP SUB_1：CLR ACC.7 ; 冷藏室溫度為負時減1 INC A SETB ACC.7 MOV 60H , A AJMP DSP SUB1：CJNE R0 , #02H , START CLR ACC.7 ; 冷凍室溫度為正時減1 JB ACC.7 , SUB1_1 DEC A MOV 61H , A AJMP DSP SUB1_1：CLR ACC.7 ; 冷凍室溫度為負時減1 INC A SETB ACC.7 MOV 61H , A AJMP DSP 12DSP：MOV DPTR , #20H ; 將設定值存放在閃爍存儲器上 MOV A , 62H MOVC DPTR , A LCA