基于单片机的冰箱控制系统

编 号： 审

定成绩：

重庆邮电大学移通学院 毕业设计（论文）

设计（论文）题目：

冰箱控制系统的设计

单 位（系别） 学生姓名 专业 班级 学号 指导教师 答辩组 负责人

通信工程系 苗继镭 通信工程

01110916 05 邢阳阳 王锌

填表时间： 2013 年 5 月 重庆邮电大学移通学院教务处制

重庆邮电大学移通学院毕业设计 （论文 ）任务书

设计 （论文）题目

冰箱控制系统的设计

学生姓名 苗继镭 系别 通信工程系 专业 通信工程 班级 01110916 指导教师 邢阳阳 王锌 职称 助教 高工 联系电话

教师单位 重庆邮电大学移通学院 下任务日期 __ 2013___ 年_ 1__月_ 4__日

主要 研究 内容及要求： 内容 （1）收集查阅相关资料，了解电冰箱的基本工作原理，利用单片机，实现冰箱、 方控 制器的功能； （2）通过面板按钮设定冷冻室冷藏室温度，控制系统能控制压缩机的工作并达法 和 要求 到 所需温度，并且在控制面板上显示设定温度及当前温度； （3）电冰箱具有自动除霜功能，当霜厚达到设定值时自动除霜； （4）冰箱门未关好或开门时间超时进行报警。 进 度 计 划 3月 18日-3月22日：查阅资料，完成开题报告和英汉翻译 3月 25日-3月29日：编写设计方案，画出原理框图 4月 1日-4月7日：分别用软件画出流程图和原理图 4月 8日-4月20日：编写系统所需的程序 4月 21日-5月3日：查找资料，编写毕业设计论文 5月 6日-5月11日：按照毕业设计格式，整理毕业论文 5月 13日-5月22日：交毕业论文为指导老师检查并修改 5月 23日-6月8日：准备毕业答辩 主 要 参 考 文 献 [1] 黄友锐等．单片机原理及应用[ M ]．合肥工业大学出版社， 2006． [2] 刘鸣，车立新，陈兴梧，赵煜．温度传感器 DS18B20的特性及程序设计方法 测与仪表， 2001， 10． [3] 杰．单片微机原理与应用[ M ]．机械工业出版社， 1999，8. [4] 周月霞，孙传友． DS18B20 硬件连接及软件编程传感器世界2001， 12． [ ]潘永雄．新编单片机原理与应用． [5] [ M ]．西安电子科技大学出版20032． 社， 指导教师签字： 年 教研室主任签字： 年 ， 月 月 日 日 备注：此任务书由指导教师填写，并于毕业设计 （论文 ）开始前下达给学生

摘要

本课题设计的电冰箱的电控系统主要应用 ATC51单片机作为核心控制元件进行分析和 设计，对各部分的软件编程、硬件电路设计、及调试进行了介绍。本系统分温度测量和信号 产生输出两大部分。温度测量部分以模拟电路为主，配合电压比较模块、 A/D 转化模块，在 误差允许范围内测量温度值，并进行比较，产生电压信号。信号经 A/D 转换，进入 ATC51 单片机。信号经单片机的控制运算处理，产生控制信号并输出控制压缩机、加热器的启动与 停止。此外，该系统可通过专用键盘接口芯片 8279 进行温度的设定及显示。系统扩展液晶显 示器，显示动态的冷冻室温度和冷藏室温度；系统扩展了多个功能键，通过功能键可人为改 变控制设定值从而满足不同用户的不同需要。

近年来，随着微电子技术、传感器技术以及计算机控制技术的发展，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、人性化和节能是其发 展方向。传统的机械式、简单的电子控制已经难以满足发展要求。为此，本文介绍了采用

ATC51单片机作为控制器核心，对电冰箱的工作过程进行控制，并用声音将电冰箱的一些

工作过程进行提示，使控制过程更人性化。通过 DS18B20 温度传感器对冷藏室温度，冷冻室 温度进行检测，并将产生的模拟信号，通过 A/D 转换送入单片机；对霜厚度则通过热敏电阻 进行温度检测后产生中断信号送入单片机。温度检测信号经单片机处理后用于调节压缩机和 加热器的工作，满足消费者对温度的设置要求，实现自动除霜功能。

经过实践证明，以及反复的模拟运行、调试、修改，最后形成了一套完整的程序系统。 本系统运行稳定，其优点是软件功能完善，控制系统可靠，性价比较高等，具有一定的实用 和参考价值。

关键词】 ATC51 单片机 8279 DS18B20 电冰箱的电控系统

ABSTRACT

The main topics designed by chip– microcomputer ATC51 finish the function of controlling the fridge. This paper introduces the electric refrigerator ' s electrically controlled system, including software, hardware design, and

commissioning the problems encountered in design as well as system is dissolved into temperature measurement and signal output two most voltage measurement parts in the main circuit simulation, and tie comparative module, A/D conversion module. Surplus microprocessor through data processing, in the range of allowable error temperature measurements shows and generates voltage signal. Signal to the A/D conversion. Then the signal after conversion enters ATC51 microprocessor ． The output that has been dealt with is used to control the run and stop of compressor and heater. In

addition ，this system can fulfill the function of successive temperature setting by 8279 ,a chip used to control keyboard and show. The design extends liquid crystal display, which displays the dynamic environmental temperature and extends a few functional keys that a user can input the appropriate temperature parameter for the special need.

In these years, with the development of microprocessors and sensor, the demand of function of fridge is becoming higher and higher. Users need it has many functions, personal-like interface and little waste of power. However, the traditional fridge can not finish all the functions. As a result, this paper introduces the system which uses ATC51 as the center of the control system, having sound system to remind users. The 51-computer gets the temperature parameter from the integration temperature sensor and the DS18B20 that transforms the analog parameter to the digital parameter. Then, the 51-computer puts out the signal to control the run and stop of compressor and heater.

After repeated debugging and revision, the final form of a complete set of

procedures system is completed. Practice has proved that the system is steady. and it has the advantages of a software functions, reliable control system, high cost performance, practical and reference value.

【Key words 】ATC51 8279 DS18B20 electric refrigerator

system.

's ele ctornictarolllyled

目录

前 言 ...................................................... 错... 误 !未定义书签

一、 DS18B20简介 ..................................................... 1..4. 二、冷冻室温度采样电路图 ............................................. 1..6. 三、冷藏室温度采样电路图 ............................................. 1..6. 四、冷冻室冷藏室温度检测采样原理 ..................................... 1..7 第三节 除霜电路的设计 .................................................. 1..7.

第四节 开门报警电路 .................................................... 1..9. 第五节 键盘显示电路 .................................................... 1..9. 一、接口芯片 8279简介 ................................................ 2..0. 二、 LCD128 简介 .................................................. 2..1. 三、键盘显示电路设计 ................................................. 2..2.

一、创建调试环境 ..................................................... 2..9. 二、程序调试的方法 ................................................... 3..0. 三、仿真结果以及问题简述 ............................................. 3..4.

三、工程设计图纸 ...................................................... 5..4. 四、源程序 ............................................................ 5..5..

现代工业设计、工程建设及日常生活中常常需要用到温度控制，早期温度控制主要应 用于工厂中，例如钢铁的水溶温度，不同等级的钢铁要通过不同温度的铁水来实现，这样 就可能有效的利用温度控制来掌握所需要的产品了。在现 代社会中，温度控制不仅应用 在工厂生产方面，其作用也体现到了各个方面。酒店厂房及家庭生活中都会见到温度控制 的影子，

温度控制将更好的于社会，电冰箱的出现及大量普及就是一个很好的例子。

随着社会发展，人们对食品温度的控制要求也越来越高，对于电冰箱的温度控制也就 相应的不断提高。电子技术的发展，特别是大规模集成电路的产生，给人们的生活带来了 根本性的变化，如果说微型计算机的出现使现代的科学研究得到了质的飞跃，那么单片机 的出现则是给现代工业控制测控领域带来了一次新的。

单片机产生于 20世纪 70年代，发展非常迅速，从 8位单片机发展到了 32位的单片机，并 向双 CPU，大存储容量，低功耗发展。单片机是高科技产品开发过程中不可或缺的关键手 段。它结合传感技术及计算机等高新技术，并综合应用了机械技术发展的新成果，不管是 在民用工业， 还是在国民经济建设中都有着极其广泛的应用前景， 广泛应用于工业自动化， 智能仪器仪表的设计制造中，消费电子产品领域，通信方面及武器装备等，含盖了生产、 生活、军事各个领域，实现了电子产品的准确化、智能化、最优化和多功能化，发挥着越 来越重要的作用，引起了各个国家的高度重视。依靠单片机的控制技术作为现代高科技的 重要组成部分，推动着自动化生产、计算机、材料加工、医疗、纺织等相关领域的发展。 是衡量一个国家科学技术水平的重要标志。

第一章 概述

第一节 论文研究的背景和意义

现代工业设计、工程建设及日常生活中常常需要用到温度控制，早期温度控制主要应 用于工厂中，例如钢铁的水溶温度，不同等级的钢铁要通过不同温度的铁水来实现，这样 就可能有效的利用温度控制来掌握所需要的产品了。在现代社会中，温度控制不仅应用在 工厂生产方面，其作用也体现到了各个方面。

正由于用单片机控制器改造落后的设备具有性价比高、提高设备的使用寿命、提高设 备的自动化程度的特点，所以电冰箱的电控系统也采用了单片机为其各功能控制实现的核 心。

而我设计的电冰箱的电控系统就是采用了单片机为控制核心，通过电路设计，扩展外 围电路，实现电冰箱的温度控制，自动除霜，温度的显示功能，开门报警功能，具有很强 的实用性，现实性。

通过本论文的研究，我不仅了解电冰箱的相关知识，还掌握了 AT98C51 系列单片机的 性能特点及连接使用，编程方法，以及一些外围芯片的使用及模拟电路的设计。

第二节 电冰箱电控系统的发展现状

世界第一台电冰箱是在 1918 年由美国的卡尔维纳特公司设计制造出来的， 1927 年美 国通用电器公司首次研制出了全封闭式自动制冷电冰箱。 我国的家用冰箱行业始于 1956 年 改革开放后迅猛发展到， 1985 年鼎盛时期全国有 10多家冰箱生产厂家。目前已发展到

20 多家。冰箱从最初的单门 （单冷藏或单冷冻 ）发展到双门， 再到多门，其控制系统也

得到了很 大的发展与完善。

家用电冰箱的主要发展趋势朝容量及功能两个方向发展 ,其中以大型化、多功能化、全 自动化为主。其中，其功能的发展主要依靠电冰箱电控系统的不断发展和完善，传统的机 械式、简单的电子控制已经难以满足发展要求，因此，这对电冰箱控制器提出了更高的要 求，电冰箱的电控系统的发展也成为了电冰箱功能不断提高的关键。单片机的出现及应用

使电冰箱电控系统的简化和完善有了很大的进步。如目前已经把电脑和数控技术相结合， 开发出了数控冰箱，以及具有模糊逻辑思维功能的变频式空调等。

几年前，伊莱克斯集团曾推出未来冰箱模式 “屏幕冰箱 ”，这种“屏幕冰箱 ”因在冰箱门 体上嵌入一台触摸式多媒体电脑而得名。它是迄今为止世界上智能化程度最高的冰箱。人 们在生活中有时忘记一些重要的日子或数据，如妻子的生日，孩子的培训时间或者是妈妈 的手机号，这些信息只需用手轻点一下就能得到，使用者还可以在厨房一边工作一边收看 自己喜爱的电视连续剧或者新闻节目。 “屏幕冰箱 ”可以与电视监视系统相连，用户在厨房 里就可以看到门外的来访者。除了具备一台冰箱的功能以外， “屏幕冰箱 ”还能够帮助用户 管理食物贮存，考虑到将来的商品都会在包装袋上加上电子条形码， “屏幕冰箱 ”可以通过 扫描条码准确地传达不同的储藏室里存放了些什么食物、食品的数量和有效期等信息。电 冰箱的智能化必将随着控制系统的发展而逐步的得到提高。

第三节 论文主要设计内容

本设计的目的是利用单片机采集环境温度值，以数字量的形式存储和显示，可以 作为一种设备对温室温度进行有一定精度的控制，经过简单的运算发出各种控制命令，并 能动态的显示当前温度值，设定目标控制温度值。本设计所采用的控制芯片为 ATC51 单 片机，此芯片功能强大，能够满足设计要求。通过对电路的设计，对芯片的外围扩展，使 得单片机作为控制器核心，对电冰箱的工作过程进行控制，并用声音将电冰箱的一些工作 过程进行提示，使控制过程更人性化。通过 DS18B20 温度传感器对冷藏室、冷冻室温度进 行检测，并将产生的模拟信号， 通过 DS18B20进行 A/D 转换送入单片机； 对除霜电路则采 用热敏电阻进行温度检测后产生中断信号送入单片机。温度检测信号经单片机处理后用于 调节压缩机和加热器的工作，满足消费者对温度的设置要求，实现自动除霜功能。

第二章 总体设计方案

第一节 电冰箱电控系统的主要功能和要求

① 设定 3 个测温点，测额；量范围 -26°C~+26°C，精度 ±0.5 °C； ② 利用功能键分别控制温度设定、冷藏室和冷冻室温度设定等； ③ 利用液晶显示冷冻室、冷藏室温度，压缩机启动停止和报警状态； ④ 制冷压缩机停止机后自动延时 3min 后方能再启动； ⑤ 电冰箱具有自动除霜功能，当霜厚达 3mm 时自动除霜； ⑥ 开门延时超过 2min 发声报警；

⑦ 工作电压 180V～ 240V，当过压或欠压时，禁止启动压缩机。

第二节 总体设计方案简介

直冷式电冰箱的控制原理是根据蒸发器的温度控制制冷压缩机的启动与停止，使冰箱 内的温度保持在设定的温度范围内。 一般，当蒸发器温度高至 3~5°C 时，启动压缩机制冷， 当温度低于 -10°C~-20°C 时，停止制冷。本电冰箱电控系统要完成冷冻室及冷藏室的温度检 测和动态显示的功能，霜厚检测及除霜的功能，开门报警功能，温度设置功能，以及电源 过欠压保护功能。 此设计的电冰箱电控系统是以 ATC51 作为主控制芯片，

DS18B20温度 传感器为温度检测元件，液晶显示器，按键开关等元器件组成，通过软硬件结

合实现键盘 扫描，液晶显示， I/O 口扩展功能。该系统具有简洁，操作简便，实用方便的特点。

此设计的总体框图如图所示。

显示器

冷冻室温 度传感器 冷藏室温 度传感器

键盘

A/D

ATC51 单片机

转 换 器

锁存 放大器放大器 过欠压保护

压缩 机

比较加热 丝

图 系统总体设计硬件方框图

外围电路是 ATC51 工作的基础保障 —— 电源电路提供稳定的 +5V 工作电压； 时钟电 路用于产生单片机工作所需的时钟信号；复位电路使单片机实现初始化状态复位。键盘电 路用于向系统输入运行参数，控制系统的运行状态。通过键盘扫描等程序设计把键盘输入 的数据在液晶显示器上显示。 LED 电路用来显示键盘输入的数据， DS18B20 实现对冷冻室 和冷藏室的温度检测，再完成对温度的模数转换，将信号上传给单片机，其功能是靠硬件 电路的设计和软件程序的结合来实现的。热敏电阻感测温度，判断霜厚程度，产生中断信 号，结合单片机软件程序，控制加热器的启动与停止，完成自动除霜的功能

[7]

。

第三章 系统硬件设计

第一节 ATC51 单片机最小系统

一、 AT 系列单片机的概况

AT 系列单片机是美国 Atmel 公司的 8 位 Flash单片机产品。这个系列单片机的

最大 特点是在片内含有 Flash存储器，而其他方面和 MCS—51 没有太大的区别。该系列有着十 分广泛的用途，特别是在便携式、省电和特殊信息保存的仪器和系统中显得更为有用。

（一） AT 系列单片机的特点 1．内含有 Flash 存储器

由于片内含有 Flash 存储器，因此在系统开发过程中可以十分容易地进行程序的修改。 同时，在系统工作过程中，能有效地保存数据信息，即使外界电源损坏也不影响信息的保 存。

2．和 AT80C51 插座兼容

AT 系列单片机的引脚和 MCS—51 系列单片机的引脚是一样的。只要用相同引脚

的 AT 系列单片机就可以取代 MCS—5l 系列单片机。

3．静态时钟方式

AT 系列单片机采用静态时钟方式， 节省电能，这对于降低便携式产品的功耗十

分有 用。

（二） AT 系列单片机的概况

AT 系列单片机共有 7 种型号，分别为从 C51、ATLV51、ATC52、ATLV52、 ATC2051、ATC1051、ATS8252。其中 ATLV51 、ATLV52 分别是 ATC5l、ATC52 的低电压产品。 最低电压可以低至。 而 ATC2051、ATC1051 则是

低档型的低电压产品。 它们只有 20 条引脚．最低电压也为，见表 。

[1]

表 AT 系列单片机概况

型号 ATC51 4 ATC52 8 256 32 3 8 1 3 有 无 ATC1051 1 15 1 3 1 2 有ATC2051 2 128 15 2 6 1 2 有 无 ATS8252 8 256 32 3 9 1 3 有Flash（KB ） 片内 RAM （ B） 128 I/O 条 定时器（个） 中断源（个） 串行接口（个） 32 2 6 1 3 有M 加密 / 级 片内振荡器

EEPROM （KB） 无 无 2 三） ATC51 单片机的引脚封装及功能

ATC51 单片机的引脚封装图如图所示。

图 ATC51 单片机的引脚封装图

管脚说明如下：

VCC：供电电压 GND：接地。

P0口：P0口为一个 8位漏级开路双向 I/O口，每脚可吸收 8TTL 门电流。当 P1口

的 管脚第一次写 1 时，被定义为高阻输入。 P0 能够用于外部程序数据存储器，它可以被定 义为数据 /地址的第八位。在 FIASH 编程时， P0 口作为原码输入口，当

FIASH 进行校验 时，P0 输出原码，此时 P0外部必须被拉高。

P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的 8位双向 I/O 口，P1口缓冲器能接收输出 4TTL 门电流。 P1口管脚写入 1 后，被内部上拉为高，可用作输入， P1口被外部下拉

为低电平 时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在 FLASH 编程和校验时， P1 口作为第八位 地址接收。

P2口： P2口为一个内部上拉电阻的 8位双向 I/O 口，P2口缓冲器可接收，输出 4个 TTL 门电流，当 P2口被写 “1时”，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。

并因此作为 输入时， P2 口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。

P2 口当用于

外部程序存储器或 16位地址外部数据存储器进行存取时， P2 口输出地址的高八位。在给 出地址“1时”，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，

P2 口输

出其特殊功能寄存器的内容。 P2 口在 FLASH 编程和校验时接收高八位地址信号和控制信 号。

P3口：P3口管脚是 8个带内部上拉电阻的双向 I/O 口，可接收输出 4个TTL 门

电流。 当 P3口写入 “1后”，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为 低电平， P3口将输出电流（ ILL ）这是由于上拉的缘故 。

[5]

P3口也可作为 ATC51 的一些特殊功能口，如下所示： 管脚备选功能 RXD （串行输入口） TXD （串行输出口） INT0 （外部中断 0） INT1 （外部中断 1） T0（记时器 0 外部输入） T1（记时器 1 外部输入） WR（外部数据存储器写选通） RD（外部数据存储器读选通）

P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。

RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持 RST 脚两个机器周期的高电平时

间。

ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字

节。在 FLASH 编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时， ALE 端以不变的频率周期 输出正脉冲信号， 此频率为振荡器频率的 1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时 目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个 ALE 脉冲。如想禁止 ALE 的输出可在 SFR8EH地址上置 0。此时，ALE 只有在执行 MOVX ，MOVC 指令是 ALE 才起作用。 另外，该引脚被略微拉高。 如果微处理器在外部执行状态 ALE 禁止，置位无效。

/PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期

两次/PSEN 有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的 /PSEN信号将不出现。

/EA/VPP ：当 /EA 保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（ 0000H-FFFFH），

不管 是否有内部程序存储器。注意加密方式 1 时，/EA 将内部锁定为 RESET；当 /EA 端保持高 电平时，此间内部程序存储器。在 FLASH 编程期间，此引脚也用于施加 12V 编程电源 （VPP）。

XTAL1 ：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。 XTAL2 ：来自反向振荡器的输出 。

[14]

二、时钟电路

时钟电路用于产生单片机工作所需的时钟信号，时序是指令执行中各信号之间的相互 关系。单片机本身就如同一个复杂的同步时序电路，为了保证同步工作方式的实现，电路 应在唯一的时钟信号控制下严格地按时序进行工作。

在 ATC51 单片机内部带有时钟电路， 因此，只需要在片外通过 XTAL1 和 XTAL2 引 脚接入定时控制元件 （晶体振荡器和电容） ，即可构成一个稳定的自激振荡器。 在 ATC51 芯片内部有一个高增益反相放大器，而在芯片的外部， XTAL1 和 XTAL2 之间跨接晶体振 荡器和微调电容 。

[17]

ATC51 的时钟电路如图所示

图 ATC51 的时钟电

用晶振和电容构成谐振电路。电容 C3、 C4 容量大小与晶振频率和工作电压有关。但 电容的大小影响振荡器的稳定性和起振的快速性， 为了提高精度， 本实验板采用 22pF 的电 容作为微调电容。在设计电路板时，晶振、电容等均应尽可能靠近芯片，以减小分布电容， 保证振荡器振荡的稳定性。

三、复位电路

复位是单片机的初始化操作，其主要功能是使单片机从 0000H 单元开始执行程序。除 了进入系统的正常初始化以外，当由于程序运行出错或操作错误使系统处于死锁状态时， 为摆脱困境也需按复位键以重新启动。 ATC51 芯片内部有复位电路， RST 引脚是复位信 号的输入端高电平有效，复位方式有自动复位和手动复位两种。本单片机系统采用自动复 位方式复位。

ATC51 的复位电路如图所示

图 X25045 复位电路图

在实际环境中，微机测控系统常常受到干扰 ,其中大型设备的启停、强继电器的通断、 电源波形畸变等因素会造成电源电压的波动，瞬间的压降往往造成系统死机、数据丢失和 误操作，使系统无法正常运行 ,甚至出现事故， 所以对系统电源电压的监测、 控制和重要数 据的有效保存十分重要 。

[3]

X25045 是美国 Xicor 公司的生产的标准化 8 脚集成， 它将 EEPROM、看门狗定时

器、 电压监控三种功能组合在单个芯片之内，大大简化了硬件设计，提高了的可靠性，减少了 对印制板的空间要求，降低了成本和功耗，是一种理想的单片机外围芯片。

其引脚功能如下：

CS：片选择输入；

SO：串行输出，数据由此引脚逐位输出；

SI：串行输入，数据或命令由此引脚逐位写入 X25045；

SCK：串行时钟输入，其上升沿将数据或命令写入，下降沿将数据输出； WP：写保护输入。当它低电平时，写操作被禁止； Vss：地； Vcc：电源电压； RESET：复位输出。

X25045 在读写操作之前，需要先向它发出指令，指令名及指令格式如表所示。 X25045 芯片内包含有一个看门狗定时器， 可通过软件预置的监控。 在看门狗定时

器预 置的内若没有总线活动，则 X25045 将从 RESET 输出一个高电平信号，经过微分

C5、R3 输出一个正脉冲，使 CPU 复位。CPU的复位信号共有 3种：上电复位，人工复

位和 Watchdog 复位，通过或门综合后加到 RESET 端。图中，用到上电复位， C5、R3 的常数不必太大， 有数百微秒即可，因为这时 CPU 的振荡器已经在工作。

看门狗定时器的预置是通过 X25045 的状态寄存器的相应位来设定的。如表所示，

X25045状态寄存器共有 6位有含义，其中 WD1、WD0 和看门狗有关， 其余位和 EEPROM

的工作设置有关。

表 X25045 状态寄存器

D7 X D6 X D5 WD1 D4 WD0 D3 BL1 D2 BL0 D1 WEL D0 WIP WD1＝0，WD0=0，预置为； WD1＝0，WD0=1，预置为；

WD1＝1，WD0=0，预置为； WD1＝1，WD0=1，禁止看门狗工作。

看门狗的定时长短可由具体应用程序的循环周期决定，通常比正常工作时最大循环周 期的略长即可。编程时，可在软件的合适地方加一条喂狗指令，使看门狗的定时永远达不 到预置，就不会复位而正常工作。当跑飞，用软件陷阱等别的方法无法捕捉回程序时，则 看门狗定时很快增长到预置，迫使复位。

需要注意的是，在程序正常运行的时候，应该在适当的地方加一条喂狗指令，使正常 运行时的定时达不到预置。就不会复位。喂狗指令如下。

main（）

{

...;正常运行的程序部分

{

cs=0; /*产生 cs 脉冲 */ cs=1;

}

}

四、单片机系统电源设计

（一） +5V 稳压电源的设计

+5V 电压源主要用于为 ATC51，光敏二极管， LED ，报警电路等器件及电路提供稳

压源。电源（ Vcc）是整个实验板正常工作的动力源泉。电源电压过大会大大缩短芯片的工 作寿命，严重的会烧毁芯片及其它元器件；过小将不能驱动实验板工作电路。因此设定合 适的电源电压值非常重要。此实验板主要芯片工作电压均位 +5V 左右，所以采用

7805三端 稳压 芯片将+12V 整形为+5V 直流给整个实验板供电 。

[13]

用 LM7805 设计的 +5V 稳压电源电路图如图所示。

图 +5V 稳压电源电路

LM7805 是常用的三端稳压器，一般使用的是 TO-220 封装，要求输入输出电压差保持

在 2V 以上，能提供直流 5V 的输出电压，应用范围广，内含过流和过载保护电路。带散热 片时能持续提供 1A 的电流，如果使用外围器件，它还能提供不同的电压和电流。图中，

C5，C4 两个电容接 LM7805 的 Vin 端对外电源输入的电压进行滤波； C7，C6 两个电容

接 LM7805 的 Vout端对整形后的电压进行滤波，确保 Vcc端输入+5V 直流电压。 D1 为发光 二级管，接通电源时，灯亮表示电源电路供电正常，否则电源电路出错 。

[6]

二）正负 12V 稳压源的设计

12V 稳压源主要用于为比较器，固态继电器等提供稳压源。其电路图如图所示

图 正负 12V 稳压电源的设计电路

如图所示为双极性对称稳压电源电路，它采用两只三端稳压器 LM7812 和 LM7912 构 成的简单实用的对称型正负稳压电源。 LM78 系列输入电压为正电压， LM79 系列三端稳压 器输入电压为负电压，其他特性，两者较为相似。图中， C8，C10两个电容接 LM7812 的

V in端对外电源输入的电压进行平波和高频滤波， C11，C9两个电容接 LM7912的 Vin端 对外电源输入的电压进行平波和高频滤波； C12，C15两个电容接 LM7812 的 Vout端对整 形后的电压进行滤波， C13，C14两个电容接 LM7912 的Vout端对整形后的电压进行滤波

[16]

。

该电源输出电压为 ±12V，输出电流最大为 l.5A 。对LM7812 ，LM7912 的选择，力求性 能参数尽量对称。正、负三端稳压器均要加装合适的散热器。

第二节 冷冻室冷藏室温度检测采样电路

利用 DS18B20 温度传感器完成温度的测量采样，结果送入单片机内，控制压缩机的开 停，并结合软件编程，进行温度值变换之后送入液晶显示。

、 DS18B20 简介

一） DS18B20 数字温度传感器的概述

DS18B20数字温度传感器是达拉斯半导体公司生产的 1-Wire 器件，即单总线器件，

它 与传统的热敏电阻有所不同的是， 它可以直接将被测温度转化成串行数字信号供微机处理， 并且根据具体要求，通过简单地编程实现 9 位的温度读数。具有线路简单，体积小的特点。 因此用它来组成一个测温系统，线路简单，在一根通信线，可以挂很多这样的数字温度计， 它们可以并接到多个地址线上与单片机实现通信。 由于每一个 DS18B20 出厂都刻有唯一的 一个序列号并存入其 ROM 中，因此 CPU 可用简单的通信协议就可以识别，从而节省了大 量的引线和逻辑电路，给设计者带来很多方便 。

[2]

（二） DS18B20 的 1-Wire 技术

目前常用的微机与外设之间进行数据传输的串行总线主要有 IC 总线、SPI总线

2

等。其

中 IC 总线以同步串行 2 线方式进行通信（一条时钟线、一条数据线） ，SPI 总线则以

2

同步 串行 3 线方式进行通信（一条时钟线、一条数据输入线、一条数据输出线） 。这些总线至少 需要两条或两条以上的信号线。而达拉斯半导体公司推出的一项特有的 1-Wire Bus 技术， 该技术与上述总线不同，它采用单根信号线，既可传输时钟，又能传输

数据，而且数据传 输是双向的，因而这种单总线技术具有线路简单，硬件开销少，成本低廉，便于总线扩展 和维护的特点。单总线适用于单主机系统，能控制一个或者多个个

从设备。主机可以是微 控制器，也可以是单总线器件，它们之间的数据交换只通过一条信号线。当之有一个从机 设备时，也可按单节点系统操作；当有多个设备时，系统则按多节点系统操作

（三） DS18B20 产品的特点

DS18B20 产品的特点如下：

（1）单线接口，只需一根口线与 CPU 连接。

（2）不需要外部元件，不需要备份电源，可用数据线供电。 （3）支持多点组网功能，多个 DS18B20 可以并联在唯一的三线上。 （4）测温精度高，温度测量范围为 -50～+125°C。 （5）通过编程可实现 1/2～1/16 的 4 级精度转换。 （6）在和 750ms内将温度值转化 9位和 12位的数字量。 （7）用户可自设定非易失性的报警上下限值。

（8）报警搜索命令可以识别哪片 DS18B20 温度超越上、下限。 （9）芯片本身带有命令集和存储器。

（四） DS18B20 的信号方式

DS18B20 采用严格的单总线通信协议，以保证数据的完整性。改协议定义了集中信号

类型：复位脉冲、应答脉冲、写 0、写 1、读 0、读 1。除了应答脉冲，所有这些信号都由 单片机发出同步信号。总线上传输的所有数据和命令都是以字节的低位在前。

1. 初始化序列：复位脉冲和应答信号

在初始化过程中，主机通过拉低单总线至少 480μs，以产生复位脉冲（ TX ）。然后主要 释放总线并进入接受 （RX）模式。当总线被释放后，5КΩ的上拉电阻将单总线拉高， DS18B20 检测到这个上升沿后， 延时 15～ 60μ，s通过拉低总线 60～240μs产生应答脉冲初始化波形。

2. 读和写时序

在写时序器期间，主机向 DS18B20 写入数据；而在读数据期间，主机读入来自

DS18B20 的数据。在每一个时序，总线只能传输一位数据。

（1）写时序

存在两种写时序，写“1和”写“0。”主机在写 “1时”序向 DS18B20写入逻辑 “1，”而在写“0” 时序向 DS18B20 写入逻辑 “0。”所有写时序至少需要 60μ，s且在两次写时序只见至少需要 1μs的恢复时间。两种写时序均以主机拉低总线开始。

产生写 1 时序：主机拉低总线后，必须在 15μs内释放总线，然后由上拉电阻将总线拉 至高电平。

60μs）。

产生写 0 时序：主机拉低总线后，必须在整个时序期间保持低电平（至少

在写时序开始后 15～60μs期间，DS18B20 采样总线的状态， 如果总线为高电平， 则逻 辑 “1被”写入 DS18B20；如果总线为低电平，则逻辑 “0被”写入 DS18B20。 （2）读时序

DS18B20 只能在主机发出读时序才能向主机传送数据。 所以主机在发出读数据命令

后， 必须马上产生读时序， 以便 DS18B20 能够传送数据。 读时序至少 60μs，且在两次的时 序之间至少需要 1μs的恢复时间。

每次读时序由主机发起，拉低总线至少 1μ。s在主机发起读时序之后， DS18B20 开始 在总线上传送 “1或”“0。”若 DS18B20 发送 “1，”则保持总线为高电平；若发送 “0，”则拉低 总线。当传送 “0时”，DS18B20 在该时序结束时释放总线，再由上拉电阻将总线拉回空闲高 电平状态。 DS18B20发出的数据在读时序下降沿起始后的

15μs内有效，因此主机必须在读 时序开始后的 15μs内释放总线，并且采样总线状

态。

DS18B20 在使用时，一般采用单片机来实现数据的采集。 只需将 DS18B20信号线与

单 片机的 1 条 I/O 线相连，且单片机的 1 条 I/O 线可挂接多个 DS18B20，以实现单点或多点 温度检测 。

[4]

二、冷冻室温度采样电路图

DS18B20 检测采样冷冻室温度电路如图所示。

图 冷冻室温度检测电路 三、冷藏室温度采样电路图

DS18B20检测采样冷藏室温度电路如图所示

图 冷藏室温度检测电路

四、冷冻室冷藏室温度检测采样原理

DS18B20作为温度传感器， 安装于冷藏室和冷冻室内的内侧壁。 由于 DS18B20可

以直 接将温度的模拟信号转换成数字信号，因此电路上非常简单，不需要其他的连接，但是为 了确保信号的稳定，在 DS18B20 传感器的信号线上需要加上一个的上拉电阻，确保信号温

度的传输

。

[8]

第三节 除霜电路的设计

用机械方法来增加气体压力的设备称为压缩机。在电冰箱制冷系统中，用于压缩制冷 剂蒸气，并使制冷剂在系统中循环的设备称为制冷压缩机。

电冰箱制冷系统所选用的压缩机属于容积型压缩机。容积型压缩机是指气缸内制冷剂 蒸气直接受到压缩，使其容积变小，压力增高的压缩机。所以，在整个电冰箱的制冷系统 中，压缩机的正常有序的运行是非常重要的，因此，需恰当的设计制冷压缩机的启动与停 止控制电路。

本设计中的电冰箱的电控系统中，含有自动除霜的功能，所以，也需要设计自动控制 除霜电热丝的启动与停止的控制驱动电路。

一、除霜电路工作原理

把热敏电阻器安装在距蒸发器 3mm 的某个合适的位置上，当霜厚大于 3mm 时，热敏 电阻接触到霜而感到较低的温度，其电阻值 Rt 变大，A 点温度降低，电压跟随器输出电压 降低，经放大器放大 ,输入比较器中。由于输入电压低于比较器的比较电压

而输出低电平，

稳压管导通，经反相器输出低电平，结合软件编程，触发单片机产生中断，控制加热丝的

启动和压缩机停止工作，并通过软件编程控制加热丝工作一定时间后停止工作；加热后再 次检测温度；当霜有一定的融化后，热敏电阻检测到的温度升高， Rt 阻值降低， VA 电压 值升高，经放大器放大 ,输入比较器中。 由于输入电压高于比较器的比较电压而输出高电平， 稳压管截止，无中断。

二、除霜电路的设计

① 除霜电路如图所示。

图 除霜电路

② 工作原理：

ATC51单片机控制信号经和端口输出， 并在的控制下，锁存在 74LS273 中，74LS273 的输出在经达林顿驱动器 MC1413 后,驱动固态继电器 SSR1和 SSR2。当 MC1413 的 16 端 有高电平输出时， SSR1的 3、4 引脚端接通，使加热丝接通电源而

除霜。当 MC1413 的 15 端输出高电平时， SSR2的 3、4端接通，使压缩机绕组接通电

源而启动， 开始制冷。74LS273 琐存控制信号，一方面，增加输出功率，另一方面，也防止单片机复位时引起控制的误动 作。采用固态继电器作为压缩机和除霜电热丝的开关，属于无触电开关，内部是大功率的 晶闸管电路，不产生火花，无电磁干扰，并使高压与单片机系统隔离。

第四节 开门报警电路

本设计含开门报警功能，当开门延时 2min 后发声报警，用于提醒使用者关门，以达到 节电节能，延长电冰箱的使用时间。其电路图如图所示。

图 开门报警电路图

第五节 键盘显示电路

键盘是人与 ATC51联系的重要手段，用于向 CPU 输入运行参数，控制系统的运行 状态。键盘电路形式分为直接编码输入键盘和矩阵键盘。前者接口电路简单，一般应用于 需要少量按键的控制系统。后者因占用 I/O 引脚数少，常被按键较多的控制系统所采用。

、接口芯片 8279 简介

8279 引脚封装及引脚功能：

8279采用单±5V电源供电， 40脚封装。其引脚封装如图所示

OUTA0 OUTA1 OUTA2 OUTA3 DB0 DB1 DB2 DB3 DB4 DB5 DB6 DB7

OUTB0 OUTB1 OUTB2 OUTB3 BD SL0 SL1 SL2 SL3

RL0 RL1

IRQ CS RL2 RD WR RL3 A0 CLK

RL4

RESET

RL5 RL6 RL7 SHIFT

CNTL/S

图 8279 引脚图

～DB7：双向数据总线，用来传送 8279与 CPU 之间的数据和命令。 ：时钟输入线，用以产生内部定时的时钟脉冲。

：复位输入线， 8279 复位后被置为字符显示左端输入，二键闭锁的触点回弹型式，程序 时钟前置分频器被置为 31，RESET 信号为高电平有效。

：片选输入线，低电平有效，单片机在 CS端为低时可以对 8279 读/写操作。 ：缓冲器低位地址，当 A0 为高电平时，表示数据总线上为命令或状态，当为低电平时， 表示数据总线上为命令或状态，当为低电平时，表示数据总线上为数据。 ：读信号输入线，低电平有效，将缓冲器读出，数据送往外部总线。

：写信号输入线，低电平有效，将缓立器读出 ,将数据从外部数据总线写入 8279 的缓冲 器。

：中断请求输出线，高电平有效，在键盘工作方式下， 当 FIFO/传感器 RAM 中有数据时， 此中断线变为高电平，在 FIFO/传感器 RAM 每次读出时，中断线就下降为低电平，若在 RAM 中还有信息，则此线重又变为高电平。在传感器工作方式中，每当探测到传感器信号 变化时，中断线就变为高电平。

～SL3：扫描线，用来扫描按键开关，传感器阵列和显示数字，这些可被编程或被译码。

～RL7：回送线，经过按键或传感器开关与扫描线联接，这些回送线内部设置有上拉电 路，使之保持为高电平，只有当一个按闭合时，对应的返回线变为低电平；无按键闭合时， 均保持高电平。

：换位功能，当有开关闭合时被拉为低电平，没有按下 SHIFT 开关时， SHIFT 输入端保 持高电平，在键盘扫描方式中，按键一闭合，按键位置和换位输入状态一起被存贮起来。

STB：当 CNTL/STB 开关闭合时将其拉到低电平，否则始终保持高电平， 对于键盘输

入 方式，此线用作控制输入端，当键被按下时，按键位置就和控制输入状态一起被存贮起来， 在选通输入方式中，作选通用，把数据存入 FIFO RAM 中。

～OUTA0 及 OUTB3～OUTB0：显示输出 A 口及 B 口，这两个口是 16×4 切换的数字显 示。这两个端口可被控制，也可看成一个 8 位端口。

：空格显示 ,此输出端信号用于在数字转换时将显示空格或者用显示空格命令控制其显示 空格字符。 ：＋ 5V 电源输入线。 ：地线输入线。

二、 LCD128 简介

带中文字库的 128X是一种具有 4位/8位并行、2线或 3线串行多种接口方式， 内

部 含有国标一级、二级简体中文字库的点阵图形液晶显示模块；其显示分辨率为

128×，内

置 8192个 16*16点汉字，和 128个 16*8 点ASCII 字符集利用该模块灵活的接口方式和简 单、方便的操作指令，可构成全中文人机交互图形界面。可以显示 8×4行

16×16点阵的汉

字，也可完成图形显示低电压低功耗是其又一显着特点。由该模块构成的液晶显示方案与 同类型的图形点阵液晶显示模块相比，不论硬件电路结构或显示程序都要简洁得多，且该 模块的价格也略低于相同点阵的图形液晶模块。

图 显示电路图

三、键盘显示电路设计

键盘显示电路是人与 ATC51进行人机交换的媒介，用于向 CPU 输入运行参数，控 制系统的运行状态。 键盘电路形式分为直接编码输入键盘和矩阵键盘。 前者接口电路简单， 一般应用于需要少量按键的控制系统。后者因占用 I/O 引脚数少，常被

按键较多的控制系

统所采用

本设计的键盘电路如图所示

图 键盘电路

矩阵式结构的键盘显然比直接法要复杂一些，识别也要复杂一些，上图中，列线选用

RL0，并通过 Ω的电阻接正电源。行线通过驱动器 751连接 4个 LED 的公共端，作

为 输出端，作为 LED 的片选信号；列线则作为输入，用于读回数据。

非编码式键盘识别闭合键通常有两种方法：一种称为行扫描法，另一种称线反转法。 本设计用行扫描法。行线输出是低电平，当按钮没有按下时，所有的输出端都是高电平， 代表无键按下。一旦有键按下，则输入线就会被拉低，这样，通过读入输入线的状态就可 得知是否有键按下了 。

[9]

ALE 信号经二分频后作为 8279 的时钟信号，从而与系统时钟同步。 8279 的 OUTA0~OUTA3 和 OUTB0~OUTB3 是动态扫描显示的输出口，输出单片机的数据，控制 个

各 LED 的显示字符。

第四章 系统软件设计

本电冰箱的软件设计是在硬件电路设计的基础上，通过汇编程序来实现的。此电冰箱 电控系统控制设计过程中主要完成以下几个功能： 冷冻室及冷藏室温度采样并进行模拟到 数字的转换，自动除霜功能，开门报警以及键盘扫描和 LED 显示。

该电冰箱控制程序主要由三大部分：主程序、定时器 T0 中断服务程序、定时器

T1 中断服务程序，以及外部中断 0 服务程序。

第一节 系统主程序

主程序是整个电冰箱的总控制程序， 包括控制单元的初始化、 控制中断、 定时、显示， 键盘程序的启动和重复等。 本电冰箱的电控系统的核心部分是冷冻室和冷藏室的温度检测 及控制电路。主程序中了对是否为冷冻室和冷藏室的温度键进行了逐步的判断，通过判断 调用不同的子程序来实现对冷冻室和冷藏室的温度的控制 。

[10]

主程序框图如图所示。

第二节 T0 中断服务程序

T0 中断服务程序主要完成电源过压欠压处理，开门状态检查及处理，以及冷冻室和

冷藏室制冷压缩机工作时间定时。通过 T0 定时，实现每隔 3min，检测一次冷冻室和

冷藏

室的温度，并读回温度值，转换为电压值，送给单片机。另外，每隔 3min 进行电源过

欠

压检测 其框图如图所

示。

图 T0 中断服务程序框

图

第三节 T1 中断服务程序

T1工作于计数方式，通过计数达到延时 3min 的目的。T1的中断服务程序主3min

要完成 定时及温度、除霜等各种检测，根据检测结果，比较、分析以控制执行元件工作。其框图 如图所示 。

[11]

第四节 INT0 中断服务程序

INT0 主要完成霜厚的检测和控制。当冷冻室的霜厚大于 3mm 时，热敏电阻检测

到的

温度低于设定值而产生中断信号。中断程序主要完成对加热丝和压缩机的启动和停止的控

制。

其框图如图所

示

图 INT0 中断服务程序框

图

第五章 系统调试

第一节

一、创建调试环境

打开 keil 编程软件，选择 project 下 new project，在弹出的对话框中输入创建工程名 和要存入的位置，如图。

图 创建工程

创建工程后，选择芯片，这里我选的是 ATC51 点击 ok，后面会弹出对话框，选择是 即可，如图

图 选择芯片

File，下有一个小框，鼠标上去会显 new，点击它创建文件夹，保持在后面的文件名上 定记得加 .C，如图所

示

图 选择芯片

创建完成后，在 Sourcs Group 1上，右键选择 Add Files to Group Source Group

1， 出来一个对话框，将刚才创建的 c文件夹单击，然后点击 Add 就完成了前期工作，

可以直 接在新对话框中编辑程序了。

、程序调试的方法

下面通过先调试一个简单的程序来说明一下调试时使用的方法： ① 程序是否有误，点击图中的 rebuild 键：

② 想单进入查看程序是怎么运行的，查看图中的圈出部分：

进入查看程序

图 进入函数内部的按钮 ③ 想要单步调试，可以比较图和图：

从图中可以看到， states中数据是第 25 步，执行这 25 步用的时间是 sec中的

图 单步执行的前一步

从图中可以看到， states中数据是第 26 步，执行这 25步用的时间是 sec中的，

从第 25

图 单步执行的后一步

步到第 26 步用时微秒

④ 程序中设置断点： 断点的设置对单独调试程序非常重要，有的时候变量值太大，不能完全手动一直点到 最后，需要设置断点，可双击在要设置断点的行，设置后如图所示。

图 断点设置

⑤ 想要查看寄存器中变量的值，可将断点设置在延时函数以后，再单步运行，

P2^3 口的

值会由 0 变为 1，如何查看端口值的变化， 可点击 peripherals中 I/O 口中的 P2 口查看数据， 也可以调出寄存器中的 watch功能，图为 delay函数刚运行完，图为 D2 值单步调试变化后 的结果。

图 delay

D2 变量状态

图 单步后 D2 变量的

函数刚运行完，三、仿真结果以及问题简述 1.三个功能测温点仿真调试

图 三个温度测量点

在仿真中， DS18B20 测温器件的温度变化是通过调节上门的 “↑和”“↓剪”头开实现的，

具体的温度值可以通过温度传感器中的显示框查看。这样可以验证显示的数据是否正确。

图 三个测量点的温度显示

他的测量温度大约要求中的 -26 摄氏度和 26 摄氏度，而精度也精确到小数点后面两位， 但是由于所用的液晶刷屏速度比较快，而仿真软件速度比较慢，因此程序在开始运行是有 可能暂时还不能显示正确温度，需要过一会才能显示正确的温度。

2.压缩机启停

在仿真中，压缩机转动这个功能无法完全实现，但是可以根据其设计原理来模拟出一 个压缩机停止转动的信号，这里用一个按键来代替压缩机停止转动。当按键按下，显示屏

会显示“OFF”字样，并出现秒数的计数，按照要求是在压缩机停止启动 3 分钟重启压缩机，

为了演示方便，这里用 15秒来代替 3 分钟，以节约时间。在调试时由于仿真软件刷屏速度 比较慢，因此时间显示会有延时，这是正常现象。而在按键按下的时候也要停留一段时间 才能保证按键按下，这也是由于仿真软件运行速度造成的。

图 压缩机停止转动显示界面

3. 自动除霜功能仿真调试。

同样，在仿真中自动除霜功能也无法仿真，因此也需要用根据其设计原理来进行仿真 调试。霜厚度超过 3mm 时的硬件电路会给单片机一个电平信号，如果小于 3mm 那么这个 信号消失，因此通过这样原理来设计当按键按下并且一直按下代表霜后超过

3mm，如果按

键停止按下那么代表霜后小于 3mm。当除霜功能按键按下后，下面的除霜电机会动起来， 但是如果想除霜那么按键需要一直按下，如果停止按按键那么除霜电机停止工作。同样， 电机的转动速度很慢，这也是由于仿真软件刷屏过慢造成的

[15]

4. 冰箱开门两分钟报警仿真调试。

冰箱开门，同意用按键按下来模拟。当冰箱门按键按下，代表冰箱门被打开。当冰箱 门打开，代表冰箱门关上。当按键按下时，液晶会显示时间和 “OFF”字样，代表冰箱门打

开，同样为了节约时间，用冰箱门开门 10s钟后报警代替 2 分钟后报警。当屏幕上显示 10 的时候如果按键还闭合，那么蜂鸣器开始报警。

图 冰箱开门报警显示

5. 欠压或者过压报警

用一个按键来仿真欠压或者过压信号，当按键按下，代表欠压或者过压，那么压缩机

电机停止转动代表冰箱停止工作。而 LED 灯亮，起到了报警的作用。当按键断开，电机重 新转动， LED 灯灭，代表电压恢复正常。

图 欠压或者过压报警按下

图 压缩机停止转

当冰箱门开启超过设定时间时，报警器会发出声音提示，如图所示

图 冰箱门开启超过设定值报警器提

示

结论

本电冰箱的电控系统主要使用了 ATC51单片机作为控制的核心芯片。 ATC51是一 种带 4K 字节闪烁可编程可擦除只读存储器( FPEROM— Falsh Programmable and

Erasable Read Only Memory)的低电压，高性能 CMOS8位微处理器。与工业标准的 MCS-51指令集 和输出管脚相兼容。由于将多功能 8位 CPU 和闪烁存储器组合在单个芯片

中， ATMEL 的 ATC51 是一种高效微控制器， 为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。 所以，选择这种单片机作为控制核心芯片是非常简便的，可以简化硬件电路，而且可以运 用业标准的 MCS-51指令集，使指令可读性增强。

本设计是采用 DS18B20数学温度传感器，它是单线接口，只需一根口线与 CPU 连接， 通过编程可实现 1/2～1/16的4级精度转换， 用户可自设定非易失性的报警上下限值， 同时报 警搜索命令可以识别哪片 DS18B20温度超越上、下限， DS18B20具有不需要外部元件，不 需要备份电源，可用数据线供电的优点。

本设计的键盘显示电路采用了通用可编程键盘和显示器的接口芯片 8279。8279可实现

对键盘和显示器的自动扫描，识别闭合键的键号，完成显示器动态显示，可以节省 CPU 处 理键盘和显示器的时间，提高 CPU 的工作效率。另外， 8279与单片机的接口简单，显示稳 定，工作可靠。所以，设计中选用 8279的通用键盘显示电路可使系统设计简单化。

电冰箱冷藏室和冷冻室的温度检测采用 DS18B20可达到较高精度，且可以连续感测， 能使温度得到动态连续的显示；霜厚检测由于无须较高精度，所以采用热敏电阻作为传感 元件，可以减少成本。另外，由于霜的厚度达到设定值往往需要较长的时间，所以霜厚检 测采用中断的处理方式，这样可以节省 CPU 处理霜厚检测的时间，提高 CPU的工作效率。

当然，本设计也存在很多的缺陷， 如不能直接设置温度值而需通过加一和减一来实现； 设置不同部分的温度需通过功能键进行切换而不能直接选择等，都有待改进。

综上所述，该电冰箱的电控系统具有简便实用的特点，可以满足大多数用户的使用

要 求，具有较好的可行性。

致谢

为期一个学期的毕业论文（设计）已接近尾声了，我的大学生涯也即将圈上一个 的句号。此刻我的心中却有些怅然若失，因为那些熟悉的通信工程系的恩师们和各位可爱 的同学们，我们即将挥手告别了。首先我要感谢我的导师邢阳阳，她为人热情，治学严谨。 本篇论文就是在老师的悉心指导下完成的。文章从选题、拟订提纲、论文写作到最后定稿， 整个过程都得到了导师的悉心指导。老师严谨的治学作风、孜孜不倦的敬业精神、热情认 真的工作态度深深鼓励着我。在此，我对邢阳阳老师给我的指导和关心表示真心的感谢。 其次，我还要感谢教授过我课程的所有老师，在整个本科学习过程中，他们认真教学，热 情回答我提出的问题，使我对单片机方面的知识掌握的更加扎实。再次，我还要感谢我的 父母，他们给予了我生命和智慧，教我做人的道理，对我的求学生涯，给予理解与支持。 最后，对所有帮助过我的老师和同学们致以深深的谢意，你们无私的关心和帮助使我能够 克服困难、不断前进。

四年间，每次走进教室，图书馆都会让我感受到一种亲切热情的氛围。无论是学习、 工作生活上的问题，老师们都会悉心给以指导解答，让我倍受感动。也就是在这里，给我 的大学生涯设计点上了第一个逗号。论文设计是从这里起步的。从某种意义上可以说，今 日的毕业论文（设计）其实从大一时已经开始了。通信工程系的老师们，给我四年的学习、 成长创造了一个良好的环境，引导我充分利用学校的学习资源，去发展、充实自我，而不 曾虚度光阴。在此，我真诚的向你们道一声： “谢谢！ ”。

“不积跬步无以至千里 ”，这次毕业论文能够最终顺利完成，归功于各位老师的认真负 责，使我能够很好的掌握专业知识，并在毕业论文中得以体现。也正是你们长期不懈的支 持和帮助才使得我的毕业论文最终顺利完成。最后，我向学院通信工程系的全体老师们再 次表示衷心感谢：谢谢你们，谢谢你们四年的辛勤栽培！

参考文献

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附录

一、 英文原文

The development of the refrigerator

An American working in England jacobian parkins had a new discovery, a

discovery that led to the invention of the refrigerator. In 1834, he found that

when some liquid evaporation, there will be a cooling effect. Perkins asked a group of skilled worker to produce a model confirms that the idea of the enough, the

device really have some ice in a night. Artisans with ice, excitedly jumped into a cab, overshot the housing of perkins, show him the results. Perkins now getting on in years, although he is not in the market to sell their inventions, but harrison's work for household refrigerators laid the road early man.

Sell inventions people living in Australia a Scottish printer John harrison. Harrison is likely in the case of don't know about perkins results found that the cooling effect. Using ether to clean metal type printing, one day noticed the

cooling effect of the material. By 1862, he listed the first refrigerator. Harrison also set this at theuniversity a beer factory in Victoria for the first

refrigeration workshop. At the end of the 19th century, only specially made ice house to enjoy this benefit the rich. Most people expect is a freezer. At that time, the refrigerator is one of the most important purposes on the ship. Large cold storage means that ships can navigate over long distances with edible meat, such as lamb to export to Europe from New Zealand. German engineer Karl von - linde in 1879 produced the first household refrigerator. But before electric refrigerator invented in the 1920 s, the refrigerator is not mass into the family.

The world's first \"household refrigeration equipment appeared around 1910, 1913, he created an artificial operating household refrigerator, Carl weiner, companies in the United States for the first time in 1918 successfully developed automatic commercial and household refrigerators, sold about 1920 units by 1920, 1926 American singular company, after 11 years of experiments, creating the world's first refrigerator sealed refrigeration system, the first domestic absorption refrigerator was developed in 1927.

Since the first refrigerator has been more than half a century, the current worldwide each year output in more than 40 million sets of a refrigerator, which yields the top several of the country is the United States, Russia, Italy, Japan and other countries. There are many different kinds of refrigerators, according to the refrigeration form to points, can be divided into steam compression type refrigerator, absorption - dispersive (hereinafter referred to as absorption

refrigerator) and semiconductor refrigerator freezer, etc.; According to body shape can be divided into vertical, horizontal refrigerator freezer, coffee and cooking

utensils combination, etc.; According to the type of the door can be divided into single, two-door refrigerator, three refrigerator freezer and multi-door refrigerator.

(1) steam compression type refrigerator

Compression type refrigerator according to refrigeration methods of cooling type can be divided into direct and indirect cooling type two kinds. In the freezer, the cooling by natural convection cooling food, general directly installed on the top of the freezer evaporator, in the bottom of the freezer for another small evaporator, or put the freezer part cooling points into the freezer, fridge with freezer refrigeration to air conditioning for food.

Cooled between most of the evaporator in the freezer of a refrigerator and freezer between interlayer, see in in the evaporator, can only see some wind hole, the sandwich has a miniature electric fan will blow out air conditioning and

refrigeration effect, the fridge has automatic defrosting device, therefore also called \"frost-free refrigerator.\"

Compression type refrigerator according to the structure can be divided into single, two-door several and different departments. A single share the door is a compartment of his fridge and freezer.

Three refrigerator freezer, freezer and fruit room door, respectively was conducive to the preservation of fruits and vegetables. Three-door refrigerators have on the door is equipped with desirable ice, cold drink of water, not only brings more convenience to consumers, but also can reduce the capacity loss.

Multi-door refrigerator generally no freezer, fridge, mild freezer, the fruit. In order to use convenient, its mild freezer (keep temperature 0℃ or so) and fruit chamber adopts draw-out type structure. The refrigerator under the mild freezer location generally is in the freezer, can save frozen food and marked need to long time storage.

(2) to absorb - dispersive refrigerators

Absorption - dispersive structure and compression type refrigerator freezer, is divided into the box body, refrigerating system and control system three parts. Household absorption refrigerator heat sources can be used as the power, such as natural gas, oil, gas, solar energy, etc. So this kind of refrigerators are equipped with gas, electricity and heating device, the device is composed of burner, automatic ignition device, temperature controller. Burning with safety device, when the burner flame, feel the flame temperature thermocouple can

automatically disconnect gas path, in order to ensure safety. There are three kinds of filling material in the refrigeration system, refrigerant ammonia, absorbent water, a hydrogen or helium diffusion agent.

(3) the semiconductor refrigerator

Semiconductor type refrigerator and compression type refrigerator is the main difference between refrigeration systems, semiconductor refrigerator is to use semiconductor thermoelectric phenomenon, formation temperature and cooling. Its advantage is, small volume, light weight, high reliability. Because the

semiconductor refrigerator with no mechanical transmission device, so no noise, no wear, simple operation, convenient maintenance; And because it no refrigerant, so

no refrigerant leakage and pollution problems. Semiconductor refrigerator can compensate for the lack of compression type refrigerator. In general, the refrigeration temperature is low, it has aroused people's attention.

Domestic research status of refrigerators

Refrigerator in China started relatively late, the first refrigerator was produced by shenyang medical equipment factory in 19, 200 litres of single refrigerator: starting in 1956, the health departments of some of the medical

apparatus and instruments factory start with the refrigerator production capacity, and into the small batch production, refrigerator double production year after year in the early 80 s, 1983 annual production of about 1983, 1984 annual output more than 400000 units, at present the country to determine the appointed refrigerators in home appliance, the introduction of more than 50 refrigerator production assembly lines, annual output capacity of more than 15 million units, the

specification has more than 50 to 200 litres a variety of series of large fridge, varieties have a single-door ZhiLengShi, two-door, many, type, also have cooled. In the 90 s, the refrigerator note number has high efficiency, intelligentize and many more temperature multi-function direction.

Since November 1999, the company to launch its first digital refrigerator after [1], by the media about network refrigerator's news is thriving. Proposed his own view to this, the personage inside course of study: now domestic refrigerator is too early to make network, abroad network refrigerator is just beginning. Announced the domestic many enterprises development, and even introduced the network refrigerator, is nothing more than in manufacturing, a stunt to attract public attention, or from a packaging strategy of the product image. So network

refrigerator was just hype, at present a few years is unlikely to scale listed, even if listed, buy also not much. Experts pointed out: the development of network refrigerator, first of all must have network environment. But for now, we haven't this web based.

Domestic production management is still very backward, and now there are a lot of analysis is manual, still far away with the computer data statistical analysis, the domestic various enterprise resource management, planning, data statistics and analysis, and supplier of computer management were scarce, on this basis, make network refrigerator, is at the risk of manufacturing stunt. Also at present, the vast majority of Chinese consumers have not yet reached the income to buy so expensive network refrigerator, enjoy its so-called many convenience. As the Chinese market the huge consumer groups - people, they pay attention to the performance of the product, price, brand, etc., rather than a \"rhetorical\" products.

As a result, the trend of the development of the network refrigerator as the fridge of the future, enterprises should pay more attention to, strengthen

scientific research and development, to further reduce the cost. Believe that as China's network environment construction, network refrigerator may be real to market in the near future, serve the public.

Abroad research status of refrigerators

With the continuous development of economy, its diet culture has been developing, improving people's life-style, diversified demand for food, and more and more families women into professional class, so the higher and higher demand for household refrigerators, requiring refrigerator function the more the better, the greater the volume, the better. 1996 Japanese refrigerators sales to million units, which accounted for 30% of 120 litres of the following (mainly for hotel, hotels and other commercial), more than 300 litres of 57%, more than 400 liters showed a trend of fast growth, about 70% multi-door refrigerator. Therefore, in order to adapt to market needs, to better meet the growing consumer life demand, Japan's refrigerator manufacturing company continuously improve its own original products, quickly develop new products, make refrigerator function more perfect, more complete specifications, such as automatic ice-making, adopt frequency conversion or double rotor rotating compressor, fuzzy logic control, automatic without CFC, deodorant antibacterial, technology has been widely used in refrigerator.

At present, the biggest influence product structure adjustment to the refrigerator, the most outstanding, the most pressing problem is CFC cooling limit and disabled. International community control of the CFC and gradually ban is a foregone conclusion, refrigerators will therefore face a retrofit task, this is the refrigerator industry must face up to reality. Countries are trying to speed up the research and commercialization process of various kinds of new type

refrigeration system.

In regard to the development of more energy refrigerator, absorption,

adsorption refrigerator abroad has developed rapidly, in recent years, Japan's sanyo company in terms of absorption refrigerator broke through some technical

difficulties, the development to the level of the power consumption can be similar to compression type refrigerator. The world absorption and adsorption refrigerator production capacity of about million units, with Sweden, and Switzerland's

production, most, quality is best, solar refrigerators, semiconductor refrigerator is more compelling new products in recent years.

In order to more scientific storage and keeping fresh food, foreign

refrigerator also increased the function of quick freezing and rapid thawing. Quick freezing is to make the bottom temperature of freezer compartment - about 40℃ low temperature, let food quickly through 1 ~ 5 ℃ ice crystal formation prevents damage to the nutrition ingredient, keep the fresh degree of the original food; Quick freezing is in the refrigerator to establish rapid thawing room, by thawing fan, air blowing people of refrigerator freezer to thawing room, unfreezing indoor quick freezing food, to meet the needs of the short-term preservation storage.

Refrigerator is main power consumption of household appliances in the family, therefore the current factories and research units are developing compact

refrigerators. Use scroll compressor, not only reduce the volume of the compressor, lose weight, and reduce energy consumption. Japan 100 w above rolling rotor

compressor has been put into use, the power consumption than similar refrigerators power saving 20% ~ 25%; Application of the microcomputer control refrigerators can

be energy-saving 15% ~ 15%; Improve the thermal insulation layer, refrigerator insulation thickness increased to 3 inch, it can power saving 14%; Application of new thermal insulation material, Toshiba application together the new material of chromium silicon oxygen, make the refrigerator power saving every month 2 degrees, application of the above all kinds of new technology in order to achieve the purpose of energy saving.

Since November 1999, the company to launch its first digital refrigerators, refrigerator's news is about network media '.

In December 1999, LG company new MP3 network refrigerator.

In Shanghai on June 18, 2001, the 10th information communication show, Ericsson and electrolux cooperation exhibited an intelligent network refrigerator.

On October 23, 2001, the United States passed the provincial certification ling network refrigerator. On October 26, 2001, the first intelligent network refrigerator in Denmark.

South Korean LG company in the same year also to market its own \"network refrigerator\".

What is the network refrigerator Network achieving the operation, control of freezer refrigerator is network. Consumers can go online to check in the inventory of food, food is expired or barcode on food packaging, food will automatically thaw, etc; The refrigerator door had a 15 inch LCD monitor, the user can through the fridge to get to the Internet, playing video phone and video; LCD can also

display the temperature inside the refrigerator and the shelf life of food; If the fridge out of the question, it can also automatically notify maintenance service center.

Network refrigerator market present situation how When a reporter asked about the more than 10 customers ready to buy refrigerators, most do not know much about that. One of the old comrades to the reporter puts forward such a question: the main function of the refrigerator is not store food, with good quality fresh To attach a computer function necessary And the price is high, life is too far away from people

Then the first turn on the refrigerator to the market network of samsung, what is your interpretation Suzhou samsung electronics co., LTD. Marketing Department minister yuan said, is to launch the network refrigerator, is to reflect the trend of the development of the refrigerator, samsung's brand image and own advanced technology, designed to show the samsung has power to bring consumers the best quality of life.

Introduction of ATC51

With a 4 k byte flash is ATC51 is programmable can erase the read only memory (ROM) of low voltage, high performance CMOS8 microprocessors, commonly known as the microcontroller. ATC2051 is a kind of zone 2 k byte flash programmable

microcontroller can erase the read only memory (ROM). MCU can erase read-only

memory can be erased repeatedly 100 times. The device adopts the ATMEL high-density nonvolatile storage manufacture technology, and industry standard of MCS - 51

JiaoXiang compatible instruction set and output pipe. Due to the multi-function 8-bit CPU and flash memory in single chip ATC51 of ATMEL is an effective and micro

controller, ATC2051 is a streamlined version of it. ATC microcontroller for many embedded control system provides a high flexibility and low price.

1. Main features:

Compatible with MCS - 51, 4 k byte programmable flash memory, the life

expectancy of 1000 write/cycle, data retention time for 10 years, the static work of 0 hz - 24 hz, tertiary program memory lock, 128 * 8 internal RAM, 32 programmable I/O lines, two 16 bit timer/counter, five interrupt source,

programmable serial channels, low power idle and power down mode, the on-chip oscillator and clock circuit.

2. The pin:

VCC: power supply voltage. GND: grounded.

P0 mouth: P0 mouth for an 8-bit leakage level bidirectional I/O mouth, each foot can absorb eight TTL gate current. When P1 mouth pin write 1 for the first time, is defined as the high impedance input. P0 data storage can be used in external applications, it can be defined as the data/addresso f 8. The FIASH

programming, P0 mouth as the original code input port, when calibrate the FIASH, P0 output the original code, P0 outside must be up at this time.

P1 mouth: P1 mouth is an internal pull-up resistors 8-bit bidirectional I/O mouth, P1 mouth buffer can receive 4 TTL gate current output. P1 mouth pin written 1, is the internal pull-up to high, can be used as input, the P1 mouth is external drop-down as low electricity at ordinary times, the output current, it is because of the internal pull-up. In the FLASH programming and calibration, P1 mouth as the eighth the receive address.

P2 mouth: P2 port for an internal pull-up resistor 8-bit bidirectional I/O mouth, P2 port buffer can receive and output four TTL gate current, when P2 mouth by writing \"1\so as the input, P2 port pin is external pull low, the output current. This is because of the internal pull-up. P2 mouth when used in external program memory or 16-bit address external data memory access, a high eight P2 output address. When it was given address \"1\address data memory read and write, P2 output the contents of the registers, its special function. P2 port in the FLASH programming and the check and accept high eight address signal and control signal.

P3 mouth: P3 mouth pin is eight to bring the internal pull-up resistor

bidirectional I/O mouth, four TTL gate current acceptable output. When the P3 after writing a \"1\As input, due to external conditions for low level, P3 port will output current () this is because of the pull-up.

2. The oscillator characteristics:

XTAL1 and XTAL2 are reverse amplifier input and output respectively. The

reverse amplifier can be configured to the on-chip oscillator. Crystal and ceramic oscillations can be adopted. Such as driven by external clock source device, XTAL2 should not be answered. More input to the internal clock signal to pass a binary frequency trigger, so external clock signal pulse width without any requirements,

but must ensure that the pulse width of high and low level requirements.

3. The chip erase:

The entire array and three locking PEROM electrical erasure can be combined with the right control signal, and keep the ALE pin is in low level 10 ms to

complete. In array chip operation, code by writing \"1\" and not in office all empty storage bytes have been repeated programming before, the action must be taken.

Moreover, ATC51 is equipped with static logic, can be in low to zero

frequency under the condition of static logic, software supports two optional power down mode. In idle mode, the CPU to stop working. But RAM, timer, counter, a serial port and interrupt system is still at work. In a power down mode, save the contents of the RAM and freeze oscillator, prohibit the other chips used functions, until by a hardware reset.

二、英文翻译

电冰箱的发展概况

一个在英格兰工作的美国人雅可比 —帕金斯有了一个新发现，这一发现导致了冰箱的 发明。 1834年他发现当某些液体蒸发时，会有一种冷却效应。帕金斯要求一群技工来制造 一个可证实这个想法的工作模型。

果然，这个装置在某个晚上真的产生了一些冰。技工们兴奋地拿着冰，跳进一辆马车， 飞速驶向帕金斯的住房，向他展示所取得的成果。帕金斯此时已上了年纪，虽然他没有在 市场上出售自己的发明物，但是哈里森的工作成果为人类早期家用冰箱铺垫了道路。

出售发明物的人的生活在澳大利亚的一个苏格兰印刷工约翰 —哈里森。哈里森很可能 在并不了解帕金斯成果的情况下发现了冷却效应。他用醚来清洗金属印刷铅字，某一天注 意到了物质的冷却效应。到 1862 年，他的第一批冰箱就上市了。哈里森还在维多利亚本狄 哥一家啤酒厂里设置了第一个制冷车间。 在 19 世纪末，只有专门造了冰库的富人才能享受 到这种好处。绝大多数人奢望的只是一个冷藏柜。 那时候，冰箱最重要的用途之一是在轮 船上。大型冷藏库意味着船舶能够在长距离航行中运载食用鲜肉，例如羔羊肉能从新西兰 出口到欧洲。德国工程师卡尔 —冯—林德在 1879年制造出了第一台家用冰箱。但在 20 世 纪 20 年代电动冰箱发明出来之前，冰箱并没有大规模进入家庭。

世界上首台家用的制冷设备在 1910 年左右出现， 1913 年拉森制造了一台人工操作的 家用冰箱， 1918 年美国卡尔维纳特公司首次成功地试制出商业和家用自动电冰箱， 到 1920 年为止约售出 200 台，1926年美国奇异公司经过 11年的试验，制造出世界第一台密封式制 冷系统的电冰箱， 1927 年第一台家用吸收式冰箱问世。

自第一台冰箱出现至今已有半个多世纪， 当前全世界每年电冰箱的总产量在 4000 万台 以上，其中产量居前几位的国家是美国、俄罗斯、意大利、日本等国。

电冰箱的种类繁多，按照制冷形式来分，可以分为蒸气压缩式冰箱，吸收 —扩散式冰 箱(简称吸收式冰箱 )以及半导体冰箱等； 按箱体外形可分为立式冰箱、 卧式冰箱， 茶几式以 及炊具组合式等；按箱门型式可分为单门冰箱、双门冰箱、三门冰箱及

多门冰箱。

(1) 蒸汽压缩式冰箱 压缩式冰箱按制冷方式可分为直接冷却式和间接冷却式两

种。直冷式冰箱中，冷气以 自然对流方式冷却食品，蒸发器一般直接安装在上部的冷冻室，在下部的冷藏室内另有一 个小的蒸发器，或者将冷冻室的冷气分一部分进入冷藏室，冷藏室借助冷冻室来的冷气进 行食品冷藏。

间冷式冰箱的蒸发器多数位于冷冻室和冷藏室的夹层之间，在箱内看不到蒸发器，只 能看到一些风孔，夹层内有一个微型电风扇将冷气吹出，达到制冷效果，这种冰箱有自动 除霜装置，因此又叫 “无霜”冰箱。

压缩式冰箱按结构可分为单门、双门和多门几种。单门冰箱的冷冻室与冷藏室共用一 个箱门。

三门冰箱是冷冻室，冷藏室和果菜室分别设门，就有利于水果和蔬菜的保鲜。三门冰 箱有的还在箱门上设有可取冰，取冷饮水的装置，不仅给消费者带来更大的方便，而且还 能减少制冷量的损失。

多门冰箱一般没有冷冻室、冷藏室、轻度冷冻室、果菜室。为了使用上的方便，其轻 度冷冻室 (温度保持 0℃左右 )和果菜室采用抽屉式结构。 这种电冰箱轻度冷冻室的位置一般 处于冷藏室下面，可以保存冷冻后的食品和需较长一点时间存放的熟食品。

(2) 吸收—扩散式冰箱

吸收 —扩散式冰箱的构造与压缩式冰箱类似，也分为箱体、制冷系统和控制系统三部 分。家用吸收式冰箱可以采用各种热源作为动力，例如天然气，油、煤气、太阳能等。因 此此种冰箱都装有气、电两用的加热装置，该装置由燃烧器、自动点火装置、温度控制器 组成。燃烧中还带有安全装置，当燃烧器的火焰熄灭时，感受火焰温度的热电偶可自动断 开燃气通路，以确保保安全。在制冷系统中充有三种物质，即制冷剂 —氨、吸收剂 —水、 扩散剂一氢或氦。

(3) 半导体式冰箱 半导体式电冰箱与压缩式电冰箱的主要区别是制冷系统不同，

半导体冰箱是利用半导 体温差电现象，形成温差而实现制冷。其优点是，体积小、重量轻，可靠性高。因为半导 体冰箱无机械传动装置，因而无噪声、无磨损、操作简单、维修方便；又因它不用制冷剂， 所以无制冷剂泄漏和污染等问题。 半导体冰箱可以弥补压缩式冰箱的不足。 在一般情况下， 制冷温度也比较低，它已引起人们的重视。

电冰箱的国内研究现状

我国冰箱起步较迟，第一台冰箱是 19 年由沈阳医疗器械厂生产的 200 升单门冰箱：

1956 年开始，卫生部门的一些医疗器械厂开始具备了电冰箱生产能力，并投入了小批量生 产，80 年代初电冰箱产量连年翻番， 1983年产量约 18 万台， 1984年产量超过 40万台， 目前国家确定四十几家电冰箱定点厂，全国引进 50 多条电冰箱生产装配线，年产能力达 1500万台以上，规格已有 50 升到 200升以上大型冰箱的多种系列，品种有单门、双门、 多门、型式有直冷式，也有间冷式。在 90 年代，电冰箱注数已向

高效率、智能化和多门多 温多功能的方向发展。

自 1999 年 11 月，三星电子推出首款数字化电冰箱后，有关网络冰箱的新闻就被媒体 炒得红红火火。对此，业内人士提出了自己的见解：现在国内搞网络冰箱还为时过早，国 外的网络冰箱也是刚刚开始。目前国内许多企业宣布开发，甚至推出的网络冰箱，无非是 在制造一种噱头，想引起公众注意而已，或是其产品形象的一种包装策略。所以网络冰箱 还只是概念炒作，目前几年不可能规模上市，即便上市，买的人也不会多。专家指出：开 发网络冰箱，首先得有网络环境。但是目前，我们还没有这个网络基础。

现在国内的生产管理还很落后，有很多分析都是手工化，跟国外计算机数据统计分析 还差很远，国内各企业的资源管理、规划、数据的统计分析以及供应商的电脑管理化都很 缺乏，在这种基础上，搞网络冰箱，无疑是有制造噱头之嫌。再者目前中国绝大多数的消 费者，尚未达到这个收入水平去购买如此昂贵的网络冰箱， 享受其带来的所谓的众多便利。 作为中国市场的庞大消费群体 ——— 老百姓，他们注重的是产品的性能、价格、品牌等， 而不是“华而不实 ”的产品。

因此，网络冰箱作为未来冰箱发展的趋势，企业应该重视，加强科研开发，进一步降 低成本。相信随着中国网络大环境的构建，网络冰箱可能在不久的将来会真正走向市场， 服务大众。

电冰箱的国外研究现状 随着经济的不断发展，其饮食

文化也随之发展，人们的生活品味不断提高，对食品需 求多样化，加之越来越多的家庭妇女步入职业阶层，因此对家用电冰箱的要求愈来愈高， 即要求电冰箱功能越多越好， 容积越大越好。 1996年日本冰箱销售量为 495万台，其中 120 升以下占 30%

（主要为宾馆、旅店等商用 ），300升以上占 57%，400 升以上呈快速地增长趋 势，多

门冰箱占 70%左右。因此，为了顺应市场需要，更好地满足广大消费者不断增长的 生活

需求，日本各冰箱制造公司都不断改进自己的原有产品，迅速开发新产品，使冰箱功 能更加完善，规格更加齐全，诸如自动、采用变频或双转子旋转式压缩机、模糊逻辑 控制、无 CFC、自动除臭抗菌等技术已经普遍用于冰箱之中。

目前，对电冰箱产品结构调整影响最大，最突出、最迫切的问题是 CFC 制冷工质的限 制和禁用。国际社会对 CFC 的控制并逐步禁止已成定局，电冰箱将因此而面临产品改型的 任务，这正是电冰箱工业必须正视的现实。各国正在努力加快对各种新型制冷系统的研究 及商品化进程。

在多能源冰箱的开发方面，国外吸收式、吸附式冰箱发展迅速，近几年来日本三洋公 司在吸收式冰箱方面突破了一些技术难关，发展到耗电量可与压缩式冰箱相近的水平。目 前全世界吸收式和吸附式冰箱的年产量约为 150 万台，以瑞典和瑞士的产量最多，质量也 最好，太阳能冰箱，半导体冰箱也是近年来较为引人注目的新产品。

为了更科学地贮存和保鲜食品，国外电冰箱还增加了快速冷冻和快速解冻的功能。快 速冷冻是使冷冻室底面温度达 -40℃左右的低温，让食品迅速通过 -1～-5℃冰结晶生成防止 营养成分的破坏，保持食品原有的鲜度；快速解冻是在冰箱内增设快速解冻室，通过解冻 风扇，把冰箱冷藏室的空气吹人到解冻室，使解冻室内的食品快速解冻，以适应短期保鲜 贮存的需要。

电冰箱是家庭中主要耗电的家用电器，为此目前有关厂家及研究单位正在开发节电型 的电冰箱。采用滚动转式压缩机，不仅减小压缩机的体积，减轻重量，而且降低能耗。目 前日本 100W 以上的滚动转子式压缩机已投入使用，用电量比同类冰箱节电

20％～ 25％；

应用微机控制电冰箱可以节电 15％～ 20％；改进隔热层，将电冰箱隔热厚度增至 3 寸，可 节电 14％；应用新型绝热材料，日本东芝公司应用聚铬硅氧的新材料，使冰箱每月节电

度，应用上述各种新技术以达到节能之目的。

自 1999 年 11 月，三星电子推出首款数字化电冰箱后，有关网络冰箱的新闻就被媒体 炒得红红火火。

1999年12月， LG 公司新推出 MP3网络冰箱。

2001年6月 18日，在上海第 10届信息通信展上，爱立信与伊莱克斯合作展出了

2

一款 智能化网络冰箱。

2001年10月 23日，美菱网络冰箱通过省级鉴定。 2001年10月 26日，首批智能

网络 冰箱在丹麦亮相。

韩国 LG 公司同年也向市场推出了自己的 “网络冰箱 ”。 何谓网络冰箱网络冰箱是将冰箱的操作、控制实现网络化。消费者可以上网检查食物 的存量、食物是否过期或在食品包装上打上条形码，食品就会自动解冻等；这种冰箱的门 上有个 15 英寸的液晶显示器，用户可以通过冰箱上网、打可视电话和观看影片；液晶显示 器还可以显示冰箱内部的温度和食品的保质期；如果冰箱出了问题，它还可以自动通知维 修服务中心

网络冰箱市场现状如何呢当时一位记者询问了 10 余名准备购买冰箱的顾客， 大多数都 表示不太了解。其中一位老同志还向这位记者提出了这样的疑问：冰箱的主要功能不就是 储存食品，保质保鲜吗再附加一个电脑的功能有必要吗而且价格高昂，是不是离百姓生活 太遥远了

那么首先把网络冰箱推向市场的三星公司对此有何解释苏州三星电子有限公司市场营 销部元善表示，之所以推出网络冰箱，是想借此反映冰箱发展的趋势，展示三星的品 牌形象和自己拥有的先进技术，意在展现三星有实力为消费者带来最优质的生活。

ATC51 单片机简介

ATC51 是一种带 4K 字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压，高性能 CMOS8

位微处理器，俗称单片机。 ATC2051 是一种带 2K 字节闪烁可编程可擦除只读存储器的 单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除 100 次。该器件采用 ATMEL 高密度非 易失存储器制造技术制造，与工业标准的 MCS-51 指令集和输出管脚相兼容。由于将多功 能 8位 CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中， ATMEL 的 ATC51是一种高效微控制器， ATC2051 是它的一种精简版本。 ATC 单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性 高且价廉的方案。

1.主要特性：

与 MCS-51 兼容，4K 字节可编程闪烁存储器 ，寿命为 1000 写/擦循环，数据保留时间 为 10 年，全静态工作为 0Hz-24Hz，三级程序存储器锁定， 128*8 位内部

RAM ，32可编程 I/O 线，两个 16位定时器/计数器， 5个中断源，可编程串行通道，

低功耗的闲置和掉电模 式，片内振荡器和时钟电路。

2．管脚说明： VCC：供电电压。 GND：接地。

P0口：P0口为一个 8位漏级开路双向 I/O 口，每脚可吸收 8TTL 门电流。当 P1

口的 管脚第一次写 1 时，被定义为高阻输入。 P0 能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义 为数据/地址的第八位。在 FIASH 编程时， P0 口作为原码输入口，当

FIASH 进行校验时， P0 输出原码，此时 P0外部必须被拉高。

P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的 8位双向 I/O 口，P1口缓冲器能接收输出 4TTL 门电流。P1口管脚写入 1后，被内部上拉为高， 可用作输入， P1口被外部下拉

为低电平时， 将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在 FLASH 编程和校验时， P1 口作为第八位地址 接收。

P2口：P2口为一个内部上拉电阻的 8位双向 I/O 口， P2口缓冲器可接收，输出 4个 TTL 门电流，当 P2 口被写“1时”，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。

并因此作为 输入时， P2 口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。 P2口当用于外 部程序存储器或 16 位地址外部数据存储器进行存取时， P2 口输出地址的高八位。在给出 地址 “1时”，它利用内部上拉优势， 当对外部八位地址数据存储器进行读写时， P2口输出其 特殊功能寄存器的内容。 P2 口在 FLASH 编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。

P3口：P3口管脚是 8个带内部上拉电阻的双向 I/O口，可接收输出 4个TTL 门电

流。 当 P3 口写入 “ 1后”，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为 低电平， P3口将输出电流（ ILL ）这是由于上拉的缘故。

3．振荡器特性：

XTAL1 和 XTAL2 分别为反向放大器的输入和输出。该反向放大器可以配置为片内振

荡器。石晶振荡和陶瓷振荡均可采用。如采用外部时钟源驱动器件， XTAL2 应不接。有余 输入至内部时钟信号要通过一个二分频触发器，因此对外部时钟信号的脉宽无任何要求， 但必须保证脉冲的高低电平要求的宽度。

4．芯片擦除：

整个 PEROM 阵列和三个锁定位的电擦除可通过正确的控制信号组合， 并保持 ALE 管 脚处于低电平 10ms 来完成。在芯片擦操作中，代码阵列全被写 “1且”在任何非空存储字节 被重复编程以前，该操作必须被执行。

此外， ATC51 设有稳态逻辑，可以在低到零频率的条件下静态逻辑，支持两种软件 可选的掉电模式。在闲置模式下， CPU 停止工作。但 RAM ，定时器，计数器，串口和中 断系统仍在工作。在掉电模式下，保存 RAM 的内容并且冻结振荡器，禁止所用其

他芯片 功能，直到下一个硬件复位为止。

工程设计图

纸

四、源程序

#include<> #include<> #include <> #include <>

#define uchar unsigned char

#define uint unsigned int 0c2md\

Display_LCD_String(0x40,LCD_LINE_TWO);

}

if(i==2)

if(fushu==0) d\

Display_LCD_String(0x10,LCD_LINE_THR);

}

{

//加入小数部分

if(time_miao_count

==0)

{

Write_LCD_Zhilin(0xD3|0x80) ; //写地址高位为一 Write_LCD_shuju('O');

Write_LCD_Zhilin(0xD4|0x80) ; Write_LCD_shuju('N');

Write_LCD_Zhilin(0xD5|0x80) ; Write_LCD_shuju(' ');

Write_LCD_Zhilin(0xD6|0x80) ; Write_LCD_shuju('F');

Write_LCD_Zhilin(0xD7|0x80) ; Write_LCD_shuju('R');

Write_LCD_Zhilin(0xD8|0x80) ;

//写地址高位为一 //写地址高位为一 //写地址高位为一 //写地址高位为一 //写地址高位为一

Write_LCD_shuju('E'); Write_LCD_Zhilin(0xD9|0x80)

//写地址高位为一

Write_LCD_shuju('E');

Write_LCD_Zhilin(0xDA|0x80) ; // 写地址高位为一 Write_LCD_shuju('Z');

Write_LCD_Zhilin(0xDB|0x80) ; // 写地址高位为一 Write_LCD_shuju('E');

}

}

}

}

void time0() interrupt 1

{

TH0=(8192-5000)/32;

TL0=(8192-5000)%32;//定时 5ms

time_cout++; //5*200=1000ms 即 1s if(time_cout==200) //

每秒显示一次

{

time_cout=0; time_miao_count++; if(K4_flag==1)

{

if(time_miao_count==15) //15 秒

{

time_cout=0; time_miao_count=0; MA=1; MB=0; TR0=0;

}

}

if(K2_flag==1)

{

if(time_miao_count==10) //10 秒

{

time_cout=0;

//time_miao_count=0; baojing_flag=1;

TR0=0;

}

}

Write_LCD_Zhilin(0xD0|0x80) ; //写地址高位为一 Write_LCD_shuju(time_miao_count/10+'0');

Write_LCD_Zhilin(0xD1|0x80) ; //写地址高位为一 Write_LCD_shuju(time_miao_count%10+'0'); Write_LCD_Zhilin(0xD2|0x80) ; Write_LCD_shuju(' ');

//写地址高位为一

if(time_miao_count==0)

{

Write_LCD_Zhilin(0xD3|0x80) ; Write_LCD_shuju('O'); Write_LCD_Zhilin(0xD4|0x80) ; Write_LCD_shuju('N'); Write_LCD_Zhilin(0xD5|0x80) ;

//写地址高位为一

//写地址高位为一

//写地址高位为一

Write_LCD_shuju(' ');

Write_LCD_Zhilin(0xD6|0x80) ;

// 写地址高位

为一

// 写地址高位

Write_LCD_shuju('F');

Write_LCD_Zhilin(0xD7|0x80) ;

为一

// 写地址高位

Write_LCD_shuju('R');

Write_LCD_Zhilin(0xD8|0x80) ;

为一

// 写地址高位

Write_LCD_shuju('E');

Write_LCD_Zhilin(0xD9|0x80) ;

为一

// 写地址高位

Write_LCD_shuju('E');

Write_LCD_Zhilin(0xDA|0x80) ;

为一

// 写地址高位

Write_LCD_shuju('Z');

Write_LCD_Zhilin(0xDB|0x80) ;

Write_LCD_shuju('E');

}

为一

}

else

// 写地址高位

{

为一 Write_LCD_Zhilin(0xD3|0x80) ;

Write_LCD_shuju('O');

Write_LCD_Zhilin(0xD4|0x80) ;

// 写地址高位

为一

// 写地址高位

Write_LCD_shuju('F');

Write_LCD_Zhilin(0xD5|0x80) ; Write_LCD_shuju('F');

为一

Display_LCD_String(0x56,LCD_LINE_FOR);

//Write_LCD_Zhilin(0xD6|0x80) ; //写地址高位为一 //Write_LCD_shuju(' ');

}