单片机冰箱温度控制器设计
本课题是基于AT89C51单片机的冰箱温度控制器设计，它通过DS18B20温度传感器分别采集冷藏和冷冻温度信息，把实时采样数据传送给单片机，并在LCD1602液晶上分别显示出来，同时可以显示时间。该系统具有报警功能，当冰箱门打开时间超过设定值时，系统通过蜂鸣器发出警报以提示人及时关门。此外，该系统能够通过按键调节温度上下限，若温度高于限制温度，系统自动触发电磁继电器动作，使压缩机通电制冷，一直制冷到温度下限时，压缩机停止工作，以达到调节温度的目的。通过制作实物进行系统软硬件调试，验证了方案的可行性，具有一定实用价值。关键词 单片机，温度测量，报警功能，温度调节
目 录
1 绪论 1
1.1 冰箱温度控制器研究背景及现状 1
1.2 温度传感器的应用和发展 2
1.3 冰箱温度控制器研究的意义 3
2 系统的总体方案设计与分析 4
2.1 系统性能描述 4
2.2 系统设计方案 5
3 系统硬件电路设计 7
3.1 单片机最小系统 7
3.2 测温模块 9
3.3 按键控制模块 10
3.4 液晶显示模块 11
3.5 时钟模块 12
3.6 温度调节模块 13
3.7 报警模块 13
4 系统软件设计 14
4.1 系统软件主程序流程图设计 14
4.2 测温模块程序设计 16
4.3 液晶显示程序设计 18
4.4 时钟模块程序设计 19
4.5 温度调节模块程序设计 20
5 系统的仿真与调试 20
5.1 系统的仿真 20
5.2 系统的调试 24
结 论 28
致 谢 29
参 考 文 献 30
附录A 硬件原理图 32
附录B 程序 33
1 绪论
随着现代科技的发展，电冰箱的普及范围也越来越广泛，与此同时，电冰箱也向着更加智能化的方向发展。这 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
些都得益于基于单片机的智能温度控制器，它使得冰箱内温度长期处于一个稳定状态，方便了人们的生活，更多程度上也节约了能源。
1.1 冰箱温度控制器研究背景及现状
电冰箱是一种可以保证一个封闭空间内的温度持续处于低温状态的制冷设备，正因为如此，它能够在夏天给人带来清凉的食物而一直受到人们的青睐，从20世纪开始，各国企业和工厂相继研发出了压缩式制冷冰箱、吸收式冰箱、全封闭式冰箱、空气冷却连续扩散吸收式冰箱等。我国对电冰箱的生产和研制起于上个世纪五十年代[1]。
温度是在自然界无处不在，每个问题都有温度，它代表的是某个物体的冷热程度，它与自然界中各种其他物理量，如体积，质量等都有着千丝万缕的联系。在众多的生产生活过程中，温度的测量也时时刻影响着产品的质量、人们生产安全的防护、产品生产效率的提高和资源的节约。自十八世纪六十年代的工业革命以来，工业生产的过程从未离开过温度的控制。温度的控制广泛应用于社会生产生活中，如家电、智能穿戴、材质、电气设备等的各个领域，这些领域都涉及到了温度控制的方法、温度控制的精度等，其中最典型的例子就是电冰箱的温度控制与调节问题。随着时代科技的快速发展，人们在生活中对电冰箱温度控制技术的需求也逐渐强烈，传统的、简单的机械电子控制已经越来越难以满足我们正常生活需求，而基于单片机的智能冰箱温度控制器具有自动化程度高、制作成本低、温度测量的精确度高、有更强的实用性等特点，使我们生活中的电冰箱也变得越来越人性化，这一技术也正得到越来越广泛的应用。
普通的电冰箱温度控制器主要由温度传感器、温度调节电路、温度设置机构等装置组成，它基本上是一个独立的闭环温度调节系统。其工作原理是先由温度传感器测得冰箱内部的温度，使得所测得的温度再跟之前所设置好的值作比较，并发出控制信号来控制继电器动作，从而能够控制电冰箱内压缩机工作状态，总体思路就是，利用信号来控制压缩机处的开关通断，进而控制压缩机，达到调节电冰箱内温度的目的[2] 。
目前在国内外，部分生产厂家已经研发出了智能高效的温度传感器，比如美国DALLAS公司生产的高性能智能温度传感器DS18B20，这些温度传感器的研发，也渐渐带动了温度控制器的发展。随着我国在科技兴国方面的优惠政策的推出，个别企业已经通过使用新型的控制模型和数控芯片，并生产出了新一代的智能温度控制器运用于生产生活中。?
随着当代科技的迅猛发展和社会飞快地进步，在工业生产和企业研发中，越来越多样化的温度控制技术也孕育而生，比如生活中常见的定值开关控温法和PID控温法。
总之，随着家电市场之间的竞争越来越激烈，仅仅只依靠产品质量来取胜是站不住脚了，只有在做好质量的基础上，更做到产品更加智能化与人性化，提升产品的科技含量，加快自己智能产品的更新换代，才能在如今的世界竞争潮流中取胜。
1.2 温度传感器的应用和发展
温度传感器是指能够感知到外界的温度并能够按照一定的规律所感知到的温度转换成可用输出信号的装置，它是其阻值能够随着温度的变化而发生变化的半导体器件，并能够将非电学量转换为电学物理量，从而可以进行精准的温度测量。温度传感器是温度测量设备的主要元件。
温度传感器按测量是接触方式可以划分为接触式和非接触式两大类，接触式温度传感器的测量元件与被测量物体有着良好的接触，根据热交换原理，达到彼此之间的热平衡。这种方法对静止的或者物体内部的温度测量较为准确，但对于运动的物体测温误差比较大；非接触式温度传感器顾名思义就是测量元件与被测量物体不接触，它们之间运用的是热辐射交换来达到相互之间的热平衡。这种方法对运动物体温度的测量相对于接触式温度传感器来说更加准确，但是，这种测温方法受到周围环境的影响比较大。此外，如果按照温度传感器的材料种类来划分的话，可以分为热电阻温度传感器和热电偶温度传感器两类。热电阻温度传感器主要运用其阻值能根据温度的变化而变化的原理进行测温；热电偶温度传感器主要是用两种不一样的导体组合成的一个回路，当两者的衔接处的温度发生变化时，这时就会在回路里产生电流。
目 录
1 绪论 1
1.1 冰箱温度控制器研究背景及现状 1
1.2 温度传感器的应用和发展 2
1.3 冰箱温度控制器研究的意义 3
2 系统的总体方案设计与分析 4
2.1 系统性能描述 4
2.2 系统设计方案 5
3 系统硬件电路设计 7
3.1 单片机最小系统 7
3.2 测温模块 9
3.3 按键控制模块 10
3.4 液晶显示模块 11
3.5 时钟模块 12
3.6 温度调节模块 13
3.7 报警模块 13
4 系统软件设计 14
4.1 系统软件主程序流程图设计 14
4.2 测温模块程序设计 16
4.3 液晶显示程序设计 18
4.4 时钟模块程序设计 19
4.5 温度调节模块程序设计 20
5 系统的仿真与调试 20
5.1 系统的仿真 20
5.2 系统的调试 24
结 论 28
致 谢 29
参 考 文 献 30
附录A 硬件原理图 32
附录B 程序 33
1 绪论
随着现代科技的发展，电冰箱的普及范围也越来越广泛，与此同时，电冰箱也向着更加智能化的方向发展。这 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
些都得益于基于单片机的智能温度控制器，它使得冰箱内温度长期处于一个稳定状态，方便了人们的生活，更多程度上也节约了能源。
1.1 冰箱温度控制器研究背景及现状
电冰箱是一种可以保证一个封闭空间内的温度持续处于低温状态的制冷设备，正因为如此，它能够在夏天给人带来清凉的食物而一直受到人们的青睐，从20世纪开始，各国企业和工厂相继研发出了压缩式制冷冰箱、吸收式冰箱、全封闭式冰箱、空气冷却连续扩散吸收式冰箱等。我国对电冰箱的生产和研制起于上个世纪五十年代[1]。
温度是在自然界无处不在，每个问题都有温度，它代表的是某个物体的冷热程度，它与自然界中各种其他物理量，如体积，质量等都有着千丝万缕的联系。在众多的生产生活过程中，温度的测量也时时刻影响着产品的质量、人们生产安全的防护、产品生产效率的提高和资源的节约。自十八世纪六十年代的工业革命以来，工业生产的过程从未离开过温度的控制。温度的控制广泛应用于社会生产生活中，如家电、智能穿戴、材质、电气设备等的各个领域，这些领域都涉及到了温度控制的方法、温度控制的精度等，其中最典型的例子就是电冰箱的温度控制与调节问题。随着时代科技的快速发展，人们在生活中对电冰箱温度控制技术的需求也逐渐强烈，传统的、简单的机械电子控制已经越来越难以满足我们正常生活需求，而基于单片机的智能冰箱温度控制器具有自动化程度高、制作成本低、温度测量的精确度高、有更强的实用性等特点，使我们生活中的电冰箱也变得越来越人性化，这一技术也正得到越来越广泛的应用。
普通的电冰箱温度控制器主要由温度传感器、温度调节电路、温度设置机构等装置组成，它基本上是一个独立的闭环温度调节系统。其工作原理是先由温度传感器测得冰箱内部的温度，使得所测得的温度再跟之前所设置好的值作比较，并发出控制信号来控制继电器动作，从而能够控制电冰箱内压缩机工作状态，总体思路就是，利用信号来控制压缩机处的开关通断，进而控制压缩机，达到调节电冰箱内温度的目的[2] 。
目前在国内外，部分生产厂家已经研发出了智能高效的温度传感器，比如美国DALLAS公司生产的高性能智能温度传感器DS18B20，这些温度传感器的研发，也渐渐带动了温度控制器的发展。随着我国在科技兴国方面的优惠政策的推出，个别企业已经通过使用新型的控制模型和数控芯片，并生产出了新一代的智能温度控制器运用于生产生活中。?
随着当代科技的迅猛发展和社会飞快地进步，在工业生产和企业研发中，越来越多样化的温度控制技术也孕育而生，比如生活中常见的定值开关控温法和PID控温法。
总之，随着家电市场之间的竞争越来越激烈，仅仅只依靠产品质量来取胜是站不住脚了，只有在做好质量的基础上，更做到产品更加智能化与人性化，提升产品的科技含量，加快自己智能产品的更新换代，才能在如今的世界竞争潮流中取胜。
1.2 温度传感器的应用和发展
温度传感器是指能够感知到外界的温度并能够按照一定的规律所感知到的温度转换成可用输出信号的装置，它是其阻值能够随着温度的变化而发生变化的半导体器件，并能够将非电学量转换为电学物理量，从而可以进行精准的温度测量。温度传感器是温度测量设备的主要元件。
温度传感器按测量是接触方式可以划分为接触式和非接触式两大类，接触式温度传感器的测量元件与被测量物体有着良好的接触，根据热交换原理，达到彼此之间的热平衡。这种方法对静止的或者物体内部的温度测量较为准确，但对于运动的物体测温误差比较大；非接触式温度传感器顾名思义就是测量元件与被测量物体不接触，它们之间运用的是热辐射交换来达到相互之间的热平衡。这种方法对运动物体温度的测量相对于接触式温度传感器来说更加准确，但是，这种测温方法受到周围环境的影响比较大。此外，如果按照温度传感器的材料种类来划分的话，可以分为热电阻温度传感器和热电偶温度传感器两类。热电阻温度传感器主要运用其阻值能根据温度的变化而变化的原理进行测温；热电偶温度传感器主要是用两种不一样的导体组合成的一个回路，当两者的衔接处的温度发生变化时，这时就会在回路里产生电流。
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