冷藏室温度的检查以及显示的功能设计
冷藏室温度的检查以及显示的功能设计目录[20191230145440]
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目录
1 绪论
1．1 本课题的研究背景
自从第一台压缩制冷冰箱于1910年在美国出现，电冰箱在过去的100年里发展迅速，走进了千家万户[1]。电冰箱作为主要家电在我国家庭当中广泛的使用，其销量在20世纪八十年代末或九十年代初已经达到了一个高峰。现如今，这些家电在经过了10多年的使用后，都已几近淘汰的边缘，标志着我国家电产品更新换代的行动已经刻不容缓[2]。与此同时，在地球日益变为一个村的实际情况下、在环保成为全世界人民共同目标的前提下、在人们对生活质量的追求不断提高下，寻求一种最环保、节能的电冰箱技术已显得非常紧迫和有必要。
日常生活中，我们常常接触到的电器产品有很多是由计算机进行控制的。这里的计算机也被称为单片机，也称为微机。单片机是一个集成电路，尺寸小，直接安装在产品内部的印刷电路板上，利于减小产品的体积。电子天平、出租车的计价器、全自动洗衣机、VCD机、移动电话机及传呼机等产品都是通过单片机来进行控制的[3]。如今，人们对家用冰箱的功能有了越来越多的需求，这也要求电冰箱控制器在设计过程中需要更多的创新。多功能，智能化是其必然的发展方向，业内学者指出，家电智能化是时代发展的产物，是一种必然趋势。传统的机器控制和电子控制都过于简单，已难以满足发展的要求。而通过基于单片机的控制系统，不但能够明显缩小设计新产品的时间，同时只需添加一部分外部元件就可以通过软件设计来扩展功能和实现智能化的提升，因此可最大限度地节约成本。
老式的机械式冰箱的设计思路是依照蒸发器的温度变化来影响压缩机的启动与停止，让冰箱内部的温度可以一直处于设定的温度范围。通常，当蒸发器温度升至3～5℃时压缩机就会开始制冷工作；当温度低于-10～20℃时制冷停止，关闭压缩机。利用单片机来调制，能够令电冰箱的控制更恰当、灵敏、方便[4]。
1．2 电冰箱的发展趋势
目前，国内家电行业生产企业的首要任务就是家用电冰箱飞速发展的当前局势下，努力提高能源的利用效率，让我们家电产品能够在国内外市场上更具有竞争力。 在促进节能冰箱的生产和消费者对节能冰箱的青睐上，诸多有关的政策在全球各地广泛应用。如美国颁布的能源法，提出十二种包括冰箱，家用电器，能耗限额标准；日本则出台了关于家用电器的节能范围；欧洲采用对能效的等级标定对冰箱划分了级别；除此之外，加拿大、澳大利亚、台湾等诸多国家和地区也在拟定或已经开始实行电冰箱的能效准则。
自1998年以来，我国冰箱市场的竞争重心转到技术含里上，冰箱行业技术创新和推出新产品的速度明显加快。抗菌、保鲜、节能、静音等各种不同功能标准的新式家用冰箱开始得到家电市场的青睐。区别于其他家电行业在竟争中大打价格战， 冰箱行业更加注重在技术方面的创新，这一点与国内冰箱行业的成熟发展是分不开的。不过，由于人们对生活品质的追求，消费者更加青睐于满足现代人在健康和审美方面要求的新性能冰箱，冰箱功能的提升已成为在技术方面需解决的第一要务。据了解，在满足环保、节能等要求的同时，如今冰箱正向着大容量 、智能化、个性化、变频化和网络化等方向不断革新[5]。
因此，通过技术上的不断创新，我国家用电冰箱在未来几年当中的改变将体现为以下几个趋势：
（1） 环保产品成为市场主流。依据《中国消耗臭氧物质逐步淘汰国家方案》和《中国家用制冷行业 CFCs 逐步淘汰战略研究》的相关条例，环保电冰箱将在之后的几年中不断的进步，并将逐步成为市场上的主流产品。
（2）节能技术推广。作为一个新的国家标准，我国在家用冰箱的耗电量及能耗方面的等级区分将在市场上普及开来，所以冰箱节能技术将成为今后生产企业生产技术研究的重中之重。
（3）智能化产品。例如在冰箱外就可以显示内部温度并对温度进行控制、通过电脑自动控制温度、冰箱内霜体过厚时会自动检测并融化霜体、在断电前自动记录各个工作方式，来电后可以依据记忆重新启动。
（4）多元化格式发展。我国地大物博，各地区的气候差异很大，区域发展有快慢，经济、文化以及生活习性均有差异，再加上发展方向的差异和市场细分，因而家用电冰箱的方向发展更加趋于多元化。只有针对性的、多元化的设计才能满足不同地区、不同层次用户的功能需求。比如，以北京为首的北方用户钟情于大气磅礴，拥有大冷冻室的冰箱，来存放他们购买了的很多食物；在上海附近的华东地区消费者则青睐于娇小漂亮的冰箱；无霜冰箱深得以广州为代表的岭南消费者的喜爱，由于南方气候的影响，他们较为重视对食物的保鲜，在意于有保鲜室、大型的果疏室和能够自动净化内部空气这些用途。拥有温度变化性能的多门冰箱(某一部分可用于快速冷冻、部分冷冻、冰温贮藏、果蔬冷藏室，每一室都可以有多种用途)就能够更好地满足消费者不同的储物需求。
（5）隐性化趋势。用户素质水平的一步步提升，使冰箱在形体设计方面需要满足越来越高和更加全面的要求。在设计的时候一方面要考虑到冰箱本身的颜色和形状，同时也要考虑到冰箱与家居环境的协调与搭配。按照现如今的房间规划趋势，家用电冰箱在设计时需要与厨房用具、家具相匹配，如可随意的拜访，或者任意相互组合。
1．3 电冰箱的分类
电冰箱按原理分类可分为如下九种：
l ) 压缩式电冰箱：该种电冰箱由电动机提供机械能，通过压缩机对制冷系统作功。制冷系统利用低沸点的制冷剂，蒸发时，吸收汽化热的原理制成的。其优点是寿命长，使用方便，目前世界上91 %～95 % 的电冰箱属于这一类。
2 ) 吸收式电冰箱：该种电冰箱可以利用热源(如煤气、煤油、电等)作为动力。利用氨一水一氢混合溶液在连续吸收一扩散过程中达到制冷的目的。其缺点是效率低，降温慢，现已逐渐被淘汰。
3 ) 半导体电冰箱：它是利用对PN型半导体，通以直流电，在结点上产生泊尔帖效应的原理来实现制冷的电冰箱。
4 ) 化学冰箱：它是利用某些化学物质溶解于水时强烈吸热而获得制冷效果的冰箱。
5 ) 电磁振动式冰箱：它是用电磁振动机作为动力来驱动压缩机的冰箱。其原理、结构与压缩式电冰箱基本相同。
6 ) 太阳能电冰箱：它是利用太阳能作为制冷能源的电冰箱。
7 ) 绝热去磁制冷电冰箱。
8 ) 辐射制冷电冰箱。
9 ) 固体制冷电冰箱[6]。
1．4 本课题的研究方向
随着单片机在技术上突飞猛进的进步，凭借自身的高集成度、快速的运算、轻小的体积、可靠的运行方式、低廉的价格这些特性，单片机大量使用于各大领域。本次设计的是一个以单片机为中心的电冰箱控制系统，利用对电路的构建，并且扩大发展外围电路，实现冷冻室和冷藏室温度的检查以及显示的功能，霜体厚度的测量和除霜的功能，开门报警功能，温度设置等功能。该系统的软件主要包括主程序、中断服务程序和子程序组等。
2 总体方案
2．1 设计要求
这个电冰箱系统是将AT89C51这个单片机当做中心，然后由除霜电路、显示电路、温度采集电路、扫描键盘电路、压缩机工作电路和电热丝启停控制电路等部分构成。本系统在运行的过程中，能够实现这些功能：1、使用冰箱外的按键调节冷冻室的温度、冷藏室的温度、进行速冻设置等；2、使用LED数码管将冷冻室温度、冷藏室温度直观的表达出来；3、压缩机从停止工作到重新进行驱动这一过程有3min的延时时间；4、具备主动化霜的能力，当霜体厚度达到3mm时启动电热丝工作；5、开门时间在2min以上的，将会声光报警，提示使用者尽快关上门。
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1 绪论
1．1 本课题的研究背景
自从第一台压缩制冷冰箱于1910年在美国出现，电冰箱在过去的100年里发展迅速，走进了千家万户[1]。电冰箱作为主要家电在我国家庭当中广泛的使用，其销量在20世纪八十年代末或九十年代初已经达到了一个高峰。现如今，这些家电在经过了10多年的使用后，都已几近淘汰的边缘，标志着我国家电产品更新换代的行动已经刻不容缓[2]。与此同时，在地球日益变为一个村的实际情况下、在环保成为全世界人民共同目标的前提下、在人们对生活质量的追求不断提高下，寻求一种最环保、节能的电冰箱技术已显得非常紧迫和有必要。
日常生活中，我们常常接触到的电器产品有很多是由计算机进行控制的。这里的计算机也被称为单片机，也称为微机。单片机是一个集成电路，尺寸小，直接安装在产品内部的印刷电路板上，利于减小产品的体积。电子天平、出租车的计价器、全自动洗衣机、VCD机、移动电话机及传呼机等产品都是通过单片机来进行控制的[3]。如今，人们对家用冰箱的功能有了越来越多的需求，这也要求电冰箱控制器在设计过程中需要更多的创新。多功能，智能化是其必然的发展方向，业内学者指出，家电智能化是时代发展的产物，是一种必然趋势。传统的机器控制和电子控制都过于简单，已难以满足发展的要求。而通过基于单片机的控制系统，不但能够明显缩小设计新产品的时间，同时只需添加一部分外部元件就可以通过软件设计来扩展功能和实现智能化的提升，因此可最大限度地节约成本。
老式的机械式冰箱的设计思路是依照蒸发器的温度变化来影响压缩机的启动与停止，让冰箱内部的温度可以一直处于设定的温度范围。通常，当蒸发器温度升至3～5℃时压缩机就会开始制冷工作；当温度低于-10～20℃时制冷停止，关闭压缩机。利用单片机来调制，能够令电冰箱的控制更恰当、灵敏、方便[4]。
1．2 电冰箱的发展趋势
目前，国内家电行业生产企业的首要任务就是家用电冰箱飞速发展的当前局势下，努力提高能源的利用效率，让我们家电产品能够在国内外市场上更具有竞争力。 在促进节能冰箱的生产和消费者对节能冰箱的青睐上，诸多有关的政策在全球各地广泛应用。如美国颁布的能源法，提出十二种包括冰箱，家用电器，能耗限额标准；日本则出台了关于家用电器的节能范围；欧洲采用对能效的等级标定对冰箱划分了级别；除此之外，加拿大、澳大利亚、台湾等诸多国家和地区也在拟定或已经开始实行电冰箱的能效准则。
自1998年以来，我国冰箱市场的竞争重心转到技术含里上，冰箱行业技术创新和推出新产品的速度明显加快。抗菌、保鲜、节能、静音等各种不同功能标准的新式家用冰箱开始得到家电市场的青睐。区别于其他家电行业在竟争中大打价格战， 冰箱行业更加注重在技术方面的创新，这一点与国内冰箱行业的成熟发展是分不开的。不过，由于人们对生活品质的追求，消费者更加青睐于满足现代人在健康和审美方面要求的新性能冰箱，冰箱功能的提升已成为在技术方面需解决的第一要务。据了解，在满足环保、节能等要求的同时，如今冰箱正向着大容量 、智能化、个性化、变频化和网络化等方向不断革新[5]。
因此，通过技术上的不断创新，我国家用电冰箱在未来几年当中的改变将体现为以下几个趋势：
（1） 环保产品成为市场主流。依据《中国消耗臭氧物质逐步淘汰国家方案》和《中国家用制冷行业 CFCs 逐步淘汰战略研究》的相关条例，环保电冰箱将在之后的几年中不断的进步，并将逐步成为市场上的主流产品。
（2）节能技术推广。作为一个新的国家标准，我国在家用冰箱的耗电量及能耗方面的等级区分将在市场上普及开来，所以冰箱节能技术将成为今后生产企业生产技术研究的重中之重。
（3）智能化产品。例如在冰箱外就可以显示内部温度并对温度进行控制、通过电脑自动控制温度、冰箱内霜体过厚时会自动检测并融化霜体、在断电前自动记录各个工作方式，来电后可以依据记忆重新启动。
（4）多元化格式发展。我国地大物博，各地区的气候差异很大，区域发展有快慢，经济、文化以及生活习性均有差异，再加上发展方向的差异和市场细分，因而家用电冰箱的方向发展更加趋于多元化。只有针对性的、多元化的设计才能满足不同地区、不同层次用户的功能需求。比如，以北京为首的北方用户钟情于大气磅礴，拥有大冷冻室的冰箱，来存放他们购买了的很多食物；在上海附近的华东地区消费者则青睐于娇小漂亮的冰箱；无霜冰箱深得以广州为代表的岭南消费者的喜爱，由于南方气候的影响，他们较为重视对食物的保鲜，在意于有保鲜室、大型的果疏室和能够自动净化内部空气这些用途。拥有温度变化性能的多门冰箱(某一部分可用于快速冷冻、部分冷冻、冰温贮藏、果蔬冷藏室，每一室都可以有多种用途)就能够更好地满足消费者不同的储物需求。
（5）隐性化趋势。用户素质水平的一步步提升，使冰箱在形体设计方面需要满足越来越高和更加全面的要求。在设计的时候一方面要考虑到冰箱本身的颜色和形状，同时也要考虑到冰箱与家居环境的协调与搭配。按照现如今的房间规划趋势，家用电冰箱在设计时需要与厨房用具、家具相匹配，如可随意的拜访，或者任意相互组合。
1．3 电冰箱的分类
电冰箱按原理分类可分为如下九种：
l ) 压缩式电冰箱：该种电冰箱由电动机提供机械能，通过压缩机对制冷系统作功。制冷系统利用低沸点的制冷剂，蒸发时，吸收汽化热的原理制成的。其优点是寿命长，使用方便，目前世界上91 %～95 % 的电冰箱属于这一类。
2 ) 吸收式电冰箱：该种电冰箱可以利用热源(如煤气、煤油、电等)作为动力。利用氨一水一氢混合溶液在连续吸收一扩散过程中达到制冷的目的。其缺点是效率低，降温慢，现已逐渐被淘汰。
3 ) 半导体电冰箱：它是利用对PN型半导体，通以直流电，在结点上产生泊尔帖效应的原理来实现制冷的电冰箱。
4 ) 化学冰箱：它是利用某些化学物质溶解于水时强烈吸热而获得制冷效果的冰箱。
5 ) 电磁振动式冰箱：它是用电磁振动机作为动力来驱动压缩机的冰箱。其原理、结构与压缩式电冰箱基本相同。
6 ) 太阳能电冰箱：它是利用太阳能作为制冷能源的电冰箱。
7 ) 绝热去磁制冷电冰箱。
8 ) 辐射制冷电冰箱。
9 ) 固体制冷电冰箱[6]。
1．4 本课题的研究方向
随着单片机在技术上突飞猛进的进步，凭借自身的高集成度、快速的运算、轻小的体积、可靠的运行方式、低廉的价格这些特性，单片机大量使用于各大领域。本次设计的是一个以单片机为中心的电冰箱控制系统，利用对电路的构建，并且扩大发展外围电路，实现冷冻室和冷藏室温度的检查以及显示的功能，霜体厚度的测量和除霜的功能，开门报警功能，温度设置等功能。该系统的软件主要包括主程序、中断服务程序和子程序组等。
2 总体方案
2．1 设计要求
这个电冰箱系统是将AT89C51这个单片机当做中心，然后由除霜电路、显示电路、温度采集电路、扫描键盘电路、压缩机工作电路和电热丝启停控制电路等部分构成。本系统在运行的过程中，能够实现这些功能：1、使用冰箱外的按键调节冷冻室的温度、冷藏室的温度、进行速冻设置等；2、使用LED数码管将冷冻室温度、冷藏室温度直观的表达出来；3、压缩机从停止工作到重新进行驱动这一过程有3min的延时时间；4、具备主动化霜的能力，当霜体厚度达到3mm时启动电热丝工作；5、开门时间在2min以上的，将会声光报警，提示使用者尽快关上门。
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