基于单片机的冰箱控制系统.doc

重庆邮电大学移通学院本科毕业设计（论文）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） ：通信工程系学 生 姓 名 ：苗继镭专 业 :通信工程班 级 ：01110916学 号 ：0112090135指 导 教 师 ：邢阳阳 王锌答辩组 负责人 :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 [phone] 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、方法和要求内容及要求:(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，20062 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J电测与仪表,2001,103 丁元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J2001，125 潘永雄新编单片机原理与应用M西安电子科技大学出版社，2003,2指导教师签字: 年 月 日教研室主任签字： 年 月 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AT89C51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AT89C51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AT89C51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】AT89C51单片机 8279DS18B20 电冰箱的电控系统。ABSTRACTThe main topics designed by chip microcomputer AT89C51 finish the function of controlling the fridge。 This paper introduces the electric refrigerators electrically controlled system, including software， hardware design, and commissioning the problems encountered in design as well as solutions.The 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 theA/D conversion。 Then the signal after conversion enters AT89C51 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 AT89C51 as the center of the control system, having sound system to remind users。 The 51computer gets the temperature parameter from the integration temperature sensor and the DS18B20 that transforms the analog parameter to the digital parameter. Then， the 51computer 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】AT89C51 8279DS18B20 electric refrigerators electrically controlled system.目 录前 言1第一章 概述2第一节 论文研究的背景和意义2第二节 电冰箱电控系统的发展现状2第三节 论文主要设计内容3第二章 总体设计方案4第一节 电冰箱电控系统的主要功能和要求4第二节 总体设计方案简介4第三章 系统硬件设计6第一节 AT89C51单片机最小系统6一、AT89系列单片机的概况6二、时钟电路9三、复位电路10四、单片机系统电源设计12第二节 冷冻室冷藏室温度检测采样电路14一、DS18B20简介14二、冷冻室温度采样电路图16三、冷藏室温度采样电路图16四、冷冻室冷藏室温度检测采样原理17第三节 除霜电路的设计17一、除霜电路工作原理17二、除霜电路的设计18第四节开门报警电路19第五节 键盘显示电路19一、接口芯片8279简介20二、LCD12864简介21三、键盘显示电路设计22第四章 系统软件设计24第一节 系统主程序24第二节 T0中断服务程序25第三节 T1中断服务程序27第四节 INT0中断服务程序27第五章 系统调试29第一节 控制软件调试29一、创建调试环境29二、程序调试的方法30三、仿真结果以及问题简述34结 论39致 谢40参考文献41附 录42一、英文原文42二、英文翻译48三、工程设计图纸54四、源程序55- 48 - 前 言现代工业设计、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革命.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，可以独立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AT89C51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设定3个测温点,测额；量范围26C+26C，精度0。5C；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；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；制冷压缩机停止机后自动延时3min后方能再启动；电冰箱具有自动除霜功能，当霜厚达3mm时自动除霜;开门延时超过2min发声报警;工作电压180V240V，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35C时，启动压缩机制冷，当温度低于-10C-20C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AT89C51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2。1所示。图2.1系统总体设计硬件方框图外围电路是AT89C51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 AT89C51单片机最小系统一、AT89系列单片机的概况AT89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）AT89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AT89系列单片机的引脚和MCS51系列单片机的引脚是一样的.只要用相同引脚的AT89系列单片机就可以取代MCS5l系列单片机.3静态时钟方式AT89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）AT89系列单片机的概况AT89系列单片机共有7种型号,分别为从89C51、AT89LV51、AT89C52、AT89LV52、AT89C2051、AT89C1051、AT89S8252。其中AT89LV51、AT89LV52分别是AT89C5l、AT89C52的低电压产品。最低电压可以低至2.7V。而AT89C2051、AT89C1051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2。7V，见表3。11。表3。1AT89系列单片机概况型号AT89C51AT89C52AT89C1051AT89C2051AT89S8252Flash（KB）48128片内RAM（B)12825664128256I/O条3232151532定时器（个）23123中断源(个)68369串行接口(个）11111M加密/级33223片内振荡器有有有有有EEPROM（KB)无无无无2（三)AT89C51单片机的引脚封装及功能AT89C51单片机的引脚封装图如图3。1所示。图3。1 AT89C51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AT89C51的一些特殊功能口,如下所示：管脚备选功能P3。0/RXD（串行输入口)P3.1/TXD（串行输出口)P3.2/INT0（外部中断0）P3.3/INT1（外部中断1）P3.4/T0（记时器0外部输入）P3。5/T1（记时器1外部输入）P3。6/WR（外部数据存储器写选通）P3.7/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AT89C51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AT89C51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.AT89C51的时钟电路如图3.2所示。图3.2AT89C51的时钟电路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.AT89C51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。AT89C51的复位电路如图3.3所示。图3.3 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脚集成电路,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，提高了系统的可靠性，减少了对印制电路板的空间要求，降低了成本和系统功耗，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3.2所示。X25045芯片内包含有一个看门狗定时器，可通过软件预置系统的监控时间.在看门狗定时器预置的时间内若没有总线活动，则X25045将从RESET输出一个高电平信号,经过微分电路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3。3电路中，用到上电复位，C5、R3的时间常数不必太大,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时间是通过X25045的状态寄存器的相应位来设定的。如表3。3所示，X25045状态寄存器共有6位有含义，其中WD1、WD0和看门狗电路有关，其余位和EEPROM的工作设置有关。表3。2 X25045状态寄存器D7D6D5D4D3D2D1D0XXWD1WD0BL1BL0WELWIPWD10，WD0=0,预置时间为1。4s;WD10,WD0=1，预置时间为0。6s；WD11，WD0=0,预置时间为0.2s;WD11，WD0=1,禁止看门狗工作.看门狗电路的定时时间长短可由具体应用程序的循环周期决定，通常比系统正常工作时最大循环周期的时间略长即可。编程时，可在软件的合适地方加一条喂狗指令，使看门狗的定时时间永远达不到预置时间，系统就不会复位而正常工作。当系统跑飞,用软件陷阱等别的方法无法捕捉回程序时,则看门狗定时时间很快增长到预置时间,迫使系统复位。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,使系统正常运行时的定时时间达不到预置时间。系统就不会复位。喂狗指令如下.main().；系统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AT89C51，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3.4所示。图3.4 +5V稳压电源电路图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3。5所示.图3。5正负12V稳压电源的设计电路图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Vin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。一、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1Wire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I2C总线、SPI总线等。其中I2C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1Wire 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12。(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+125C。（5)通过编程可实现1/21/16的4级精度转换。（6)在93。75ms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480s，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,5的上拉电阻将单总线拉高，DS18B20检测到这个上升沿后，延时1560s，通过拉低总线60240s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60s，且在两次写时序只见至少需要1s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15s内释放总线，然后由上拉电阻将总线拉至高电平.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60s）。在写时序开始后1560s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