基于51单片机的新型冰箱温度控制器系统

0引言

随着生活的改善，消费水平的提高。越来越多的普通居民开始使用冰箱。每年冰箱的市场额都在千万以上。随着中国电子行业的高速发展。一个个新型的企业开始计入抢夺市场的竞争中。使得供应生产商，在保证质量和顾客需要的前提下，纷纷消减陈本，制定不同的战略。目前各大冰箱控制器的生产厂家存在着更加残酷的竞争，只有把握住优质的技术，结合低廉的陈本才能为企业，迎来生存的机会。基于这种情形，我们认为现如今，在家电的低端市场，廉价实用性强的控制器为各大产品提供了巨大优势，这种优势是在竞争中无法忽略的。我们的产品追求廉价实用，节能环保，突出用户地位更加人性化，应用宽泛。

1 系统总体介绍

这是一个基于51单片机的电冰箱控制系统，通过51单片机控制其余的温控设备以及其余的扩展设备，从而达到系统预期的目的。电路简单实用，而且经济廉价，适用于很多场合。51单片机的控制也很方便简单，而且能做到控制系统的作用。

产品特色有：

人机交互式控制，必要时可根据顾客的个人意愿设置停开时间比，满足不同的需要;

成本低，手动调节部分可以控制在10元以下，主控部分在25元以下，甚至可以更低一些;

可人为控制停机，防止因为制冷剂等原因造成不停进而损坏压缩机;

防止因为断电等高压启动损坏压缩机。

2 系统硬件组成

本系统由单片机最小系统、时间控制器、液晶模块、温度采集模块以及给单片机供电的电源模块等模块组成，下面分别做详细的介绍。

2.1 单片机供电电路

单片机工作的电压是5V的直流电，所以我们要为单片机供应持续不变的直流电信号，这样才能保证单片机工作的稳定，以及单片机在处理数据上的持续性。单片机在工作时由时钟频率决定其输出波形。从市用的普通交流电出发，我们可以设计出给单片机供电的电源电路。

首先把交流电接入小型变压器，把220V的交流电变成15V的交流电，然后经过整流桥整流，滤波电路滤波，可以得到接近12V的直流电压，再经过7805的集成稳压片，就可以得到5V的直流电了。当然有时候要采用小型蓄电池作为最初的电源，我们把7805的电路另作一个模块放在一边备用。 电路图如图一：

　　图一：稳压电路

2.2 时间控制器电路

这是一种小型的低成本时间控制器，可人为设定不同的开停比，控制冰箱开或停,模拟温控过程。电路成本低(小于10元)，可靠性较高，适合于广大用户使用。该模块的电路图如图二所示：

　　图二：时间控制器电路

此电路核心为一片555时基电路，在此构成可调占空比的无稳态多谐振荡器。由555的工作原理可知，其③脚输出电压由②、⑥脚的输入电压决定。R3、D6、RP2、R5、C3构成充电支路，当C3上的电压小于2/3Vcc(Vcc为555的工作电源电压)时，③脚输出高电平，K1释放，LED1熄灭，一旦C3上的充电电压升高至2/3Vcc时，则555内部RS触发器翻转，③脚输出低电平，K1吸合，LED1点亮，同时⑦脚内部的放电管对地导通，C3通过R4、RP1、D5支路对⑦脚放电，直到C3上的电压降至1/3Vcc时，⑦脚停止放电③脚又恢复输出高电平;此后C3又通过充电支路进行充电……周而复始。

充电时间T1=0.693(R3+R5+RP2)C3

放电时间T2=0.693(R4+RP1)C3

设计中R3取16kΩ，R4取100 kΩ，R5取270 kΩ，RP1、RP2均取4.7 MΩ的电位器，C3为1000μF的低漏电铝电解电容器，则T1、T2的定时最长可达约54分钟。由于C3漏电流的存在,实际定时可达80分钟。

电路中，RP1、RP2分别为开机调节及定时调节电位器，LED1、LED2分别定时、电源指示。R1、C1、D1~D4及C2、ZD、R2等组成简单的电容降压稳压电路，提供555时基电路及继电器K1的工作电源。开机后，电路自动进入延时启动状态，如需快速启动，可按一下轻触开关S1，则可实现快启功能。

对于实际的电路图，C1需选用耐压大于400V的聚丙烯电容器。K1可选触点电流大于5A的高灵敏度继电器。C3应选用漏电尽可能低的电解电容器，这样生产时的一致性较好，不然时间误差会很大。

制作完成后，一般情况无须调试。将电冰箱插入CZ上，RP1、RP2调于最小位置(均为5分钟定时)，通电后LED2亮。约5分钟后，LED1熄灭、K1释放。如果实现开机时快启，只需按一下S1即可。调节RP1、RP2,即可完成不同的时间通断比，使接于CZ上的电冰箱受其控制而实现节能。

2.3 温度采集电路

我们用到的温度采集芯片是常用的DS18B20，我们用的是形如三极管封装的三脚外形，这种封装的芯片才电路连接上很是方便，三脚分别是电源端、接地端和信号端，只要分别接入电路节能正常工作。但是在用该芯片对温度采集时还得