基于A(yíng)VR單片機的電冰箱控制系統的設計

摘要：隨著(zhù)電冰箱在日常生活中的普及，人們對電冰葙的性能和控制功能的要求越來(lái)越高，為了滿(mǎn)足人們實(shí)際生活中電冰箱的需要，以AVR單片機為核心，通過(guò)硬件和軟件設計了電冰箱的控制系統，試驗結果表明，該系統性能指標和功能達到了預期目的，具有功能齊全、操作簡(jiǎn)單、使用方便等優(yōu)點(diǎn)。該系統在同類(lèi)產(chǎn)品中處于較高水平，具有較高的實(shí)用價(jià)值。
關(guān)鍵詞：AVR單片機；電冰箱；控制系統；設計

多年來(lái)電冰箱在國內市場(chǎng)上一直作為儲物、保鮮的空間，人們對于電冰箱的需求也是最基本的冷凍、凍藏等功能。近年來(lái)，隨著(zhù)家用電冰箱的普及以及80后主流消費群體的迅速崛起，人們對電冰箱的性能要求越來(lái)越高，加速了對電冰箱功能和需求的轉型和升級，相應地對電冰箱的控制功能要求也越來(lái)越高。
單片機自問(wèn)世以來(lái)，性能不斷提高，功能不斷增多和完善，加之具有集成度高、功能強、速度快、體積小、功耗低、使用方便、性能可靠、價(jià)格低廉等特點(diǎn)，因此，廣泛應用在工業(yè)控制、智能儀器儀表、數據采集和處理、通信系統、高級計算器、家用電器等領(lǐng)域，基于AVR單片機的電冰箱控制系統的設計把單片機技術(shù)充分利用在電冰箱的控制系統上，為現代電冰箱的發(fā)展提供技術(shù)支撐。

1 系統總體設計
設計出的電冰箱控鑭系統以AVR單片機為核心，包括硬件設計和軟件設計2部分。整個(gè)系統具有以下功能；
1)定期檢測電冰箱內冷凍室和冷藏室的溫度，通過(guò)鍵盤(pán)人工給定冷凍室及冷藏室溫度，并顯示出設定值；
2)定期檢測霜厚，當霜厚達到3 mm時(shí)自動(dòng)除霜；
3)定期檢測工作電壓，并進(jìn)行超限報警、禁止壓縮機工作；
4)定期檢測門(mén)開(kāi)關(guān)狀態(tài)，并進(jìn)行開(kāi)門(mén)延時(shí)2 min報警；
5)單片機判斷冷凍室及冷藏室檢測到的溫度是否在設定的范圍內，并作出對壓縮機的啟、停操作，制冷壓縮機停機后自動(dòng)延時(shí)3 min后方能再啟動(dòng)；
6)通過(guò)鍵盤(pán)人工給定連續速冷時(shí)間值，并顯示出設定值，單片機判斷速冷時(shí)間是否在設定的范圍內，并作出速冷操作處理；
7)利用顯示電路顯示系統中的各種狀態(tài)。
1．1 硬件設計
基于AVR的電冰箱控制系統的硬件組成框圖如圖1所示，主要包括AVR單片機、A／D轉換器、檢測電路、報警電路、控制電路、時(shí)鐘及復位電路、功能鍵及顯示電路等的部分。

AVR單片機是高速嵌入式單片機，是整個(gè)控制系統的核心部件。由于其具有高速、低耗、保密、費用低廉等優(yōu)點(diǎn)，已廣泛地應用于軍事、工業(yè)、家用電器、智能玩具、便攜式智能儀表和機器人制作等領(lǐng)域，使產(chǎn)品功能、精度和質(zhì)量大幅度提升，故障率低，可靠性高，成本低廉。
A／D轉換器即模數轉換器，是指一個(gè)將模擬信號轉變?yōu)閿底中盘柕碾娮釉?。該設計采用的是ADC0809，是M美國國家半導體公司生產(chǎn)的CMOS工藝8通道，8位逐次逼近式A／D轉換器。其內部有一個(gè)8通道多路開(kāi)關(guān)，它可以根據地址碼鎖存譯碼后的信號，只選通8路模擬輸入信號中的一個(gè)進(jìn)行A／D轉換，是目前國內應用最廣泛的8位通用A／D芯片。
檢測電路主要完成電冰箱內冷凍室和冷藏室的溫度檢測、霜厚檢測、工作電壓檢測、門(mén)開(kāi)關(guān)狀態(tài)檢測等工作，并把相應的信息傳遞給單片執進(jìn)行處理。檢測電路的設計包括冷凍室及冷藏室溫度檢測、霜厚檢測、電源電壓檢測和開(kāi)門(mén)狀態(tài)檢測等電路的設計。
溫度檢測電路主要是完成冷凍室溫度檢測與及冷藏室溫度檢測，霜厚檢測電路主要是檢測霜的厚度，以便當霜厚達到3 mm時(shí)能夠自動(dòng)除霜。電源電壓檢測電路主要是檢測工作電壓，并進(jìn)行超限報警、禁止壓縮機工作。報警電路主要是電源電壓檢測電路檢測到工作電壓超出限度時(shí)發(fā)出報警信號?？刂齐娐分饕强刂浦评鋲嚎s機和除霜電熱絲啟、停操作。時(shí)鐘及復位電路時(shí)鐘及復位電路主要是給單片機提供時(shí)鐘和復位信號，保證單片機能夠正常地工作。功能鍵及顯示電路主要實(shí)現用鍵盤(pán)對冷凍室、冷藏室進(jìn)行設定和速冷控制設定，同時(shí)顯示設定值和設定標志以及系統的各種狀態(tài)。
1．2 軟件設計
基于AVR的電冰箱控制系統的軟件設計主要包括主程序、子程序和中斷程序的設計。