新型智能冰箱温控器的研究
摘 要：基于STC89C516RD单片机，设计了一款新型冰箱温控器系统。用户可以在显示屏上设置冰箱各室温度对冰箱进行控制管理，该系统还具有时钟功能。由于系统配备无线遥控功能，各种参数可以通过遥控器设置完成。系统应用模块的操作界面友好方便,可在智能冰箱中实际应用。
关键词：单片机; 冰箱温控器; 无线控制; 液晶显示
中图分类号：TN876-34文献标识码：A
文章编号：1004-373X(2011)01-0133-02
Design of New Intelligent Temperature Controller for Refrigerators
WANG Fang, LI Yan-jiao
(School of Electronics and Information Engineering, Sanjiang University, Nanjing 210012, China)
Abstract： A new type of temperature control system for refrigerators was designed on the basis of STC89C516RD microcontroller. Users can set up the temperature on the display for each chamber of the refrigerator to control the temperature of their refrigerators. The control system also has a clock function. As the system is equipped with wireless remote controllor, all kinds of parameters can be set by the remote controllor. The operation interface is friendly and convenient. It can be applied to the embedded intelligent refrigerators.
Keywords： MCU; refrigerator temperature controller; remote control; LCD
随着对电冰箱在节能、环保、舒适等方面的要求不断提高，越来越多的智能控制技术引入到电冰箱中。嵌入式智能家用电器也简称为智能家用电器［1-3］。在这种家用电器中，人机界面友好方便，由单片机对家用电器的基本功能进行控制，同时还模拟人的智能活动过程［3］。在控制过程中结合各种智能活动进行必要的处理，大大提高了家用电器的品质和性能，产生了更加优秀的控制效果，使人们得到更理想的服务。
1 系统结构
系统以STC89C516RD单片机为控制核心［4］，采用220 V电源供电，通过液晶显示当前时间以及由温度传感器采集到的冷藏室、冷冻室以及室外温度。时间和各室温度值均可通过按键设置，由于系统集成红外遥控功能，使用者还可以通过遥控器远程设置时间及各室温度。系统结构框图如图1所示。
2 系统硬件实现
2.1 电源模块
在电源模块的设计中，将220 V交流电压通过一个9 V变压器进行降压，再通过一个整流桥电路，整流后得到12 V的直流电压，由于本系统对供电要求不高，只需要5 V，所以再采用一片7805稳压管产生一个+5 V的电压供单片机和液晶显示器使用。电源电路如图2所示。
图1 系统结构框图
图2 电源模块电路
2.2 温度采集模块
采用DS18B20温度传感器来完成温度的采集。DS18B20是Dallas公司生产的一线式数字温度传感器，属于新一代适配微处理器的智能数字温度传感器，将温度感测、信号变换、A/D转换集成在一个芯片上，采用TO-92封装，它的温度测量范围为-55~+125 ℃，可编程为9~12位转换精度,测温分辨率可达0.062 5 ℃。本系统采用三个DS18B20分别采集冷藏室温度，冷冻室温度以及室温。
2.3 按键控制模块
键盘控制电路由4个独立按键与单片机的I/O相连而成，用来切换液晶显示界面和调整各项参数值，按键功能以及与I/O口对应关系如下：
【ON/OFF】 温度、时间切换键—(P13)
【模式】 选择键—(P12)
【-】 温度或时间减1—(P11)
【+】 温度或时间加1—(P10)
2.4 无线控制模块
采用芯片组PT2262-IR和PT2272进行编解码［5-7］，PT2262-IR与红外发射管构成无线发射部分，发射带有按键信息的38 kHz调制信号。PT2272与38 kHz无线接收模块LT0038构成无线接收部分。模块通过发射接收无线电波实现开关的无线遥控。电路易于实现、性价比高，所涉及的电路及参数均经过测试，其装置具有体积小、功耗低、成本低，遥控距离可达10 m以上。
2.5 压缩机控制模块
压缩机驱动电路主要是通过单片机对继电器的控制来实现的。继电器是用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关”，故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。由于需要采用单片机直接控制压缩机，单片机是+5 V供电，压缩机为220 V电压供电，所以必须采用继电器作为隔离电路，将高低电压分开。使用P1.6口控制继电器，从而间接起到控制压缩机开关的作用。
2.6 液晶显示模块
选择OCM12864液晶显示器，OCM12864液晶显示模块的数据输入/输出口7～14脚与单片机P0口相连，用来传输数据或指令；读/写选择引脚WR与P2.1相连，高电平时读数据，低电平时写数据；数据/指令选择引脚RS与P2.0相连，高电平时，将P0口的数据送入显示RAM，低电平时，将P0口的数据送人指令寄存器执行；读写使能信号端E与P2.2相连，高电平有效，下降沿锁定数据。复位信号RST与P2.5相连，低电平有效；片选信号CS1与P2.3相连，高电平有效；片选信号CS2与P2.4相连，高电平有效。LCD驱动电压是V0,应用时LCD驱动电源与+5 V正电源VDD之间加一个10 kΩ可调电阻，通过调节电阻，可以改变LCD显示的明暗对比程度。
3 系统软件实现
整个软件部分由C51语言编写完成［8-9］,主要包括以下4个子程序模块：温度采集模块、时钟模块、液晶显示模块、键盘控制模块。各个子程序模块分别编写调试，然后将各个子程序模块联合调试，最后将程序烧写到单片机的ROM中脱机运行。主程序流程图如图3所示。
图3 主程序流程图
4 调试仿真与结论
调试仿真后将程序加载到硬件电路板上全速运行，初始界面显示的是当前的日期和时间，通过按键可以调整日期和时间。按下模式切换键后，显示界面切换到温度显示模式，在界面上分别显示冷藏室、冷冻室以及室外的温度。温度值通过按键可以设置，当实际温度大于设定温度时，单片机将启动压缩机来降低温度，这时发光二极管发光，表示压缩机正在工作，直到实际温度等于设定温度时压缩机停止工作。
参 考 文 献
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作者简介： 王 芳 女，1984年出生，江苏南京人，硕士，助教。主要研究方向为单片机及嵌入式系统教学。
注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文
