基于单片机的电冰箱控制系统设计

摘　要：本文介绍了采用凌阳公司的单片机SPCE061A作为主控制器开发的智能电冰箱控制系统，对电冰箱的工作过程进行控制，具有很高的应用价值。

关键词：单片机；SPCE061A；电冰箱
　　1．引言
　　随着家用电冰箱的普及，人们对电冰箱的控制功能要求越来越高，这对电冰箱控制器提出了更高的要求，多功能、智能化是其发展方向之一，传统的机械式、简单的电子控制已经难以满足发展要求。本文采用凌阳公司的单片机SPCE061A作为控制器核心，对电冰箱的工作过程进行控制，并用语音将电冰箱的一些工作过程播报出来，使控制过程更人性化。
　　2．系统结构组成
　　电冰箱一般设有冷冻室和冷藏室，冷冻室用于速冻食品存放，存放较长的时间，温度为-16℃~ -26℃；冷藏室以保鲜食品为主，温度为2℃~ 10℃；冷冻室食品中的水分会凝结成霜，到一定程度还要除霜。因此，电冰箱控制器的主要任务就是控制压缩机、电磁阀、化霜加热丝、风扇等来保持箱内食品的最佳温度，保证所储存的食品在经过冷冻或冷藏之后，保持色、味、水分、营养基本不变；并用LED将设定温度或实际温度显示出来，当冷冻室温度过高或开门时间长还会用语音提示。
　　3．硬件电路设计
　　整个系统控制电路主要工作在3.3V电压，所以由电源板提供5V电压，经过LF33稳压到3.3V为系统供电。三个按键分别设置冷冻室、冷藏室温度或人工智能工作方式。温度传感器主要由冷冻室、冷藏室、冷冻室蒸发器盘管、冷藏室蒸发器盘管速冻室、环境温度检测等温度传感器组成。主控器不断采集冷冻室、冷藏室及环境温度，并根据设置值及采集值控制各部件的运行。
　　3. 1温湿度检测电路
　　本系统冷冻室温度和冷藏室温度、霜厚的检测均选用经典的MF53-l型热敏电阻为传感器，具有精度高、互换性好、寿命长和价格低等特点，特别是在-26~+26℃范围内，热敏电阻上分压与温度基本呈线性关系。
　　3.2显示电路
　　显示电路由四位8段数码管组成，用来显示冰箱内的实际温度、设置温度或故障，接口采用动态显示方式驱动。
　　3.3 电机控制电路
　　压缩机、风机控制电路比较简单。电机控制电路由单片机I/O口输出信号，通过8050反相驱动电路去控制固态交流继电器，再由继电器控制压缩机的开停。压缩机和风机的开停由相关室的温度决定，每次开机之前必须检测延时保护条件是否满足，才能作出开机决策，其控制电路如图3所示。
　　
　　图1 电机驱动电路
　　4．软件设计
　　本系统软件主要由主程序、功能子程序、中断服务程序组成。子程序主要由键盘扫描、键码分析、温度采集、传感器检测、人工智能模块、冷藏室温度采集与控制、冷冻室温度采集与控制、压缩机保护及控制、驱动模块、显示数据计算模块、运行参数存储模块等组成，LED的显示在中断程序中完成。
　　4.1 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AT24C01A相应单元的值进行控制，程序流程如图6。
　　
　　图2 初始化子程序流程图
　　AT24C01A的0x02单元为标志位：当读出的值为0xFF时，表示初次使用，则自动进入人工智慧控制模式。为0x55时，表明断过电，读出断电前的工作状态。AT24C01A单元分配如表1所示，并且每次存储时将各参数存储在三个不同的单元中（同一参数存储三次），每次上电复位后，将三个单元数据读出比较，采取三中取二的决策方式，如果三次都不同，则进入最安全的方式运行。
　　4.2 人工智慧模块
　　本模块包括对温度智能控制和对压缩机的保护和控制模块。通过冷冻室（冷藏室）温度传感器采集冷冻室（冷藏室）温度，将数据致入显示缓冲区，并将实测温度与冷冻室（冷藏室）设置温度值比较，自动确定冷冻室和冷藏室设定温度，如果环境温度高，则相应的将冷藏室、冷冻室温度设置高一些；如果环境温度低，则相应的将冷藏室、冷冻室温度设置低一些，以免压缩机长时间运行或不运行。
　　参考文献：
　　．电子工业出版社,1995． 本文链接：http://www.qk112.com/lwfw/jsjlw/jisuanjiyingyong/242825.html