基于ic单片机的电冰箱控制系统论文.doc

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1、青岛理工大学琴岛学院本科毕业设计说明书（论文） 摘 要近年来随着科技的飞速发展，单片机的应用正在不断地走向深入，同时带动了传统温度控制领域的发展，使温度控制从传统的采用常规的模拟调节器控制发展到以微型芯片为核心的高精度控制，使温度控制有了质的飞跃。在温度控制系统中，单片机往往是作为核心部件来使用，它的选择将决定仪器的总体结构，但仅单片机方面的知识是不够的，还应根据具体硬件结构，以及针对具体应用对象特点的软件结合，加以完善。电冰箱是现代家庭中必不可少的家用电器。而目前我国市场销售的冰箱大多采用传统的机械式温控，其控制精度差，功能单一，控制方式简单难以满足冰箱发展的要求。随着经济的发展和人民生活水

2、平的进一步提高，人们对多功能的发展要求越来越高。由于单片机性能好，控制功能强，工作可靠，成本低等优点，现在已经在家电产品中得到了广泛的应用。面临国内冰箱发展的现状，在技术上还与其他发达国家有一定的差距，在原有的基础上对电冰箱进行了一定的改进，使其适用当代个性时尚、节能环保、智能高端、精温控制的发展方式，使人们体验闻所未闻的个性化感受，快捷与原汁原味不再是梦想。新一代产品在控制上还增加了人工智能，是家电性能更优异，使用更方便可靠。电冰箱温度控制系统是利用温度传感器采集电冰箱冷藏室和冷冻室的温度。通过使用单片机进行数字信号处理，从而达到智能控制的目的。本系统可实现电冰箱冷藏室和冷冻室的温度设置、电

3、冰箱自动除霜、开门报警等功能。本设计第四章论述了硬件设计部分。第五章论述了系统的软件设计部分。通过对直冷式电冰箱制冷系统的改进，实现了电冰箱的双温双控，使电冰箱能根据使用条件的变化迅速合理地调节制冷量，且节能效果良好。关键词：单片机，温度传感器，电冰箱，温度控制AbstractIn recent years along with computer penetration in the social sphere, SCM applications are constantly deepening, and drives the transmission control system of de

4、tecting change rapidly.In real-time monitoring and automatic control of the SCM application system, the microcontroller is often used as a core component, only SCM knowledge is not enough, should be based on specific hardware structure, and the specific characteristics of the target application soft

5、ware, to make perfect.the refrigerator is essential in the modern family home appliances. But at present our country market selling refrigerators mostly using the traditional mechanical type temperature control, the control precision, single function, has the advantages of simple control method is d

6、ifficult to meet the requirements of the development of refrigerator. With the economic development and peoples living standards further improved, the multifunctional development of increasingly high demand. As the MCU performance is good, strong control function, reliable work, low cost and other a

7、dvantages, is now in the home appliance products has been widely used. Facing the domestic refrigerator development present situation, the technique is compared with other developed countries have a certain gap, we in the original basis of the refrigerator is improved, making it suitable for use in

8、contemporary fashion, energy saving and environmental protection, intelligent, precise temperature control of the development mode, make people experience have never even heard of it personalized feeling, fast and the original is no longer a dream. A new generation of products in control also increa

9、sed in artificial intelligence, is home appliance of superior performance, the use of more convenient and reliable.Refrigerator temperature control system is the use of temperature sensor acquisition of refrigerator and freezer room temperature and evaporation temperature.Through the use of MCU in d

10、igital signal processing, so as to achieve the purpose of intelligent control.This system may realize the electric refrigerator refrigerator and freezer room temperature setting, refrigerator automatic defrosting, the door alarm function.The design of the second chapter discusses the hardware design

11、 part.The third chapter discusses the system software design. Based on the direct cooling type refrigerator cooling system improvement and using fuzzy control technology to realize the refrigerator, double temperature double control, make refrigerator according to use conditions change rapidly and r

12、easonably adjusting cooling capacity, and the energy saving effect is good. Key words：Single chip computer， temperature sensor， refrigerator， temperature control II目 录摘 要I1 绪 论11.1 课题的提出及意义11.2 冰箱的发展趋势及其不足12 温度控制系统总体设计方案32.1 电冰箱工作原理32.2 设计思想32.3 功能特点32.4 设计方案43 单片机的选型与简介63.1 PIC单片机的优势63.2 PIC单片机的分类7

13、3.3 单片机的选型74 电冰箱控制系统硬件设计124.1 供电直流电源124.2 时钟震荡电路134.3 制冷部分电路134.4 按键显示电路174.5 温度检测电路184.6 系统总原理图235 电冰箱控制系统的软件设计245.1 编程思路245.2 主程序245.3 冷藏室温度控制285.4 冷冻室温度控制285.5 故障处理子程序29结 论32致 谢33参考文献34附 录351 绪 论1.1 课题的提出及意义在当今科技迅速发展，人们生活水平迅速提高的文明社会里，家用电器越来越受到人们的重视。当前，世界许多国家家用电器制造商和科研机构都投入了大量人力物力和资金，运用现代高新科技，研制和开

14、发着眼于21世纪的家用电器。有人曾经预言：21世纪将是智能家电的世纪。所谓智能家电，是指运用现代最新科技，通过计算机及其他辅助设备来研制开发的新一代具有智能功能的家用电器，能够尽量带给人们方便，满足人们的需求。本文就是利用本专业知识，开发出一种适合市场需要的单片机温度控制系统-家用智能电冰箱的主控板。基于PIC单片机的电冰箱自动控制系统的设计方法，即以PIC16F877单片机为核心，通过温度采集模块的传感器采集冷藏、冷冻温度信号，通过传感器自身的A/D转换模块儿直接将温度电信号转换为数字信号送入单片机，单片机通过运算得出温度值，输出给显示屏。根据所要求的范围来控制压缩机、加热丝等外部器件的动作

15、。同时在按键控制模块儿，通过按键扫描达到自己对电冰箱的控制，将按键输入的数值扫描到单片机中，通过程序能够自行对电冰箱的各个动作部件实现控制。1.2 冰箱的发展趋势及其不足自1923年世界第一台冰箱诞生以来，人们的生活越来越离不开冰箱，尤其是进入九十年代，冰箱的发展越来越快。随着家电更新换代高潮的到来，未来冰箱产品分类将更加细化，满足不同人群不同需要，也就是“你有你的，我有我的”。1以人为本 渐趋时尚、个性化。2两极分化 小冰箱、大冰箱受宠3.返朴归真 节能、环保呈先导理念4.技术革新职能、高端化。然而，目前市场上出售的冰箱还存在一些不足。冰箱有机械温控、电子温控和电脑温控等控制方式，它们的温度

16、控制装置、化霜装置和其他控制装置的控制值都是事先设定的，这就易使很多能量消耗在目的相异的各种动作及因缺少灵活性而发生的各种多余动作，造成器件的频繁开启，一方面造成器件损坏，温度的起伏较大，不利于食品保鲜，另一方面，浪费了大量的能量。另外，冷藏室、冷冻室被迫同时制冷，各间室温控结果是“控高不控低”。在冷藏室和冷冻室各设置了一个感温头，一旦感温头探测到冷藏室或冷冻室的温度上升到所设定的值后，则通知压缩机启动。当冷藏室使用较频繁时，冷藏室的感温头不断通知压缩机启动。针对上述的两种情况，本文给出了一种新型智能电冰箱的设计方法。有效的解决的目前电冰箱使用过程中的一些问题。2 温度控制系统总体设计方案2.

17、1 电冰箱工作原理压缩式电冰箱是电机压缩式电冰箱的简称，它主要有以下三个构成部分：箱体、制冷系统与控制系统。而其中最关键的是制冷系统。制冷是利用物态变化过程中的吸热现象，使之气液循环，不断地吸热和放热，以达到制冷的目的。其具体过程是：通电后压缩机工作，将蒸发器内已吸热的低压、低温气态制冷剂吸入，经压缩后，形成温度为5558，三压强为1128帕的高压、高温蒸气，进入冷凝器。由于毛细管的节流，使压力急剧降低。因蒸发器内压力 低于冷凝器压力，液态制冷剂就立即沸腾蒸发，吸收箱内的热量变成低压、低温的蒸气。再次被压缩机吸入。如此不断循环，将冰箱内部热量不断的转移到箱外。2.2 设计思想基于单片机的电冰箱

18、自动控制系统的设计方法，即以单片机为核心，通过温度采集模块的传感器采集冷藏、冷冻温度信号，通过传感器自身的A/D转换模块儿直接将温度电信号转换为数字信号送入单片机，单片机通过运算得出温度值，输出给显示屏。根据所要求的范围来控制压缩机、加热丝等外部器件的动作。同时在按键控制模块儿，通过按键扫描达到自己对电冰箱的控制，将按键输入的数值扫描到单片机中，通过程序能够自行对电冰箱的各个动作部件实现控制。总体设计框图如图2-1所示。图2-1总体设计结构2.3 功能特点本装置具有以下功能：（1）状态指示功能：当电冰箱通电的时候，能够用LED灯显示电冰箱的运行与否。（2）温度控制功能：A 刚上电时，若箱内温度

19、处于开机点与关机点之间，则不开机，直到温度回升到开机点时才能开机。B 冷藏室内开机温度固定不可调，关机温度可调，调节范围为-16-28。 C 冷冻传感器：开机点温度为-10，关机点温度为-15。D 冷藏传感器与冷冻传感器同时控温。当其中有一传感器温度达到开机点时，则开机；当两者温度都达到各自关机点时才关机。（3）超温报警功能：冷冻传感器的温度不能超过-5，超过-5时要求系统自动报警。（4）自动化霜功能：压缩机累计工作18小时30分钟，自动化霜。从进入自动化霜时开始计时，90分钟内超温报警功能被屏蔽。（5）强制化霜功能：强制化霜时间为30秒，通过按键实现对电冰箱的强制化霜。（6）箱门打开超时报警

20、功能： 如果冰箱门长时间没闭合，报警系统自动报警。（7）传感器故障保护功能：A 延时保护功能: 每次压机关机后，强制停机5分钟1分钟，然后进入正常控制。B 掉电记忆功能：掉电60分钟内，记忆自动化霜状态值及压机累计工作时间。2.4 设计方案为满足上述功能要求，制定了以下方案：一、使用一个红色和两个绿色一个黄色发光二级管显示电冰箱的工作状态： 绿灯：电源指示灯，工作时绿灯常亮。风机运行指示。压缩机运行指示。化霜功能指示。正常工作时这三组等都为绿色常亮。 黄灯：进行强制化霜的时候指示灯亮 红灯：超温报警及传感器故障指示灯，进入超温报警状态时，红灯常亮，传感器出现故障时，红灯闪烁。二、温度控制功能中

21、的A、B、C、D点通过软件来实现。三、自动报警时，设定红灯为报警灯，当冷冻传感器温度-5时，系统进入报警状态，红灯常亮，一旦冷冻传感器温度低于-5，红灯熄灭。 四、系统进入自动化霜状态后单片机控制压机风机断开，接通化霜加热丝。工作30分钟后，断开加热丝，接通压机，再过15分钟，接通风机，自动化霜结束，进入正常控制。一进入化霜状态，屏蔽超温报警功能，定时器计时90分钟，90分钟后恢复超温报警功能。五、单片机外加一强制化霜键，键按下时断开压机和风机，接通化霜加热丝，30秒后，断开化霜加热丝进入正常控制。六、每次压机停机后，屏蔽允许开机标志位，调用延时子程序，延时时间到后，恢复允许开机标志位，再进入

22、正常工作。七、掉电记忆功能：在电源部分加一储能元件，在电源掉电时继续给单片机供电。443 单片机的选型与简介Peripheral Interface Controller，采用CISC结构的单片机数据线和指令线分时复用，即所谓冯诺伊曼结构。它的指令丰富，功能较强，但取指令和取数据不能同时进行，速度受限，价格亦高。属于CISC结构的单片机有Motorola的M68HC系列、Atmel的AT89系列、台湾Winbond（华邦）W78系列、荷兰Philips的PCF80C51系列等；属于RISC结构的有Intel8051系列、Microchip公司的PIC系列、Zilog的Z86系列、Atmel的A

23、T90S系列、韩国三星公司的KS57C系列4位单片机、台湾义隆的EM-78系列等。3.1 PIC单片机的优势1) PIC最大的特点是不搞单纯的功能堆积，而是从实际出发，重视产品的性能与价格比，靠发展多种型号来满足不同层次的应用要求。就实际而言，不同的应用对单片机功能和资源的需求也是不同的。比如，一个摩托车的点火器需要一个I/O较少、RAM及程序存储空间不大、可靠性较高的小型单片机，若采用40脚且功能强大的单片机，投资大不说，使用起来也不方便。PIC系列从低到高有几十个型号，可以满足各种需要。其中，PIC12C508单片机仅有8个引脚，是世界上最小的单片机.该型号有512字节ROM、25字节RA

24、M、一个8位定时器、一根输入线、5根I/O线，市面售价在36元人人民币。这样一款单片机在象摩托车点火器这样的应用无疑是非常适合。PIC的高档型号，如PIC16C74（尚不是最高档型号）有40个引脚，其内部资源为ROM共4K、192字节RAM、8路A/D、3个8位定时器、2个CCP模块、三个串行口、1个并行口、11个中断源、33个I/O脚。这样一个型号可以和其它品牌的高档型号媲美。2) 精简指令使其执行效率大为提高。PIC系列8位CMOS单片机具有独特的RISC结构，数据总线和指令总线分离的哈佛总线（Harvard）结构，使指令具有单字长的特性，且允许指令码的位数可多于8位的数据位数，这与传统的

25、采用CISC结构的8位单片机相比，可以达到2:1的代码压缩，速度提高4倍。3) 产品上市零等待（Zero time to market）。采用PIC的低价OTP型芯片，可使单片机在其应用程序开发完成后立刻使该产品上市。4) PIC有优越开发环境。OTP单片机开发系统的实时性是一个重要的指标，象普通51单片机的开发系统大都采用高档型号仿真低档型号，其实时性不尽理想。PIC在推出一款新型号的同时推出相应的仿真芯片，所有的开发系统由专用的仿真芯片支持，实时性非常好。就我个人的经验看，还没有出现过仿真结果与实际运行结果不同的情况。5) 其引脚具有防瞬态能力,通过限流电阻可以接至220V交流电源,可直接

26、与继电器控制电路相连,无须光电耦合器隔离，给应用带来极大方便。6) 彻底的保密性。PIC以保密熔丝来保护代码，用户在烧入代码后熔断熔丝，别人再也无法读出，除非恢复熔丝。目前，PIC采用熔丝深埋工艺，恢复熔丝的可能性极小。7) 自带看门狗定时器，可以用来提高程序运行的可靠性。8) 睡眠和低功耗模式。虽然PIC在这方面已不能与新型的TIMSP430相比，但在大多数应用场合还是能满足需要的。3.2 PIC单片机的分类PIC单片机的型号繁多，容易混淆，主要对单片机作以下分类：初档8位单片机：PIC12C5XXX/16C5X系列。PIC16C5X系列是最早在市场上得到发展的系列，因其价格较低，且有较完善

27、的开发手段，因此在国内应用最为广泛；而PIC12C5XX是世界第一个八脚低价位单片机可用于简单的智能控制等一些对单片机体积要求较高的地方，前景十分广阔。中档8位单片机： PIC16CXXX/PIC16FXXX系列。PIC16CXXX/PIC16FXXX系列是Microchip近年来重点发展的系列产品，品种最为丰富，其性能比低档产品有所提高，增加了中断功能，指令周期可达到200ns，带A/D，内部E2PROM数据存储器，双时钟工作，比较输出，捕捉输入，PWM输出，I2C和SPI接口，异步串行通讯（USART），模拟电压比较器及LCD驱动等等，其封装从8脚到68脚，可用于高、中、低档的电子产品设计

28、中,价格适中，广泛应用在各类电子产品中。高档8位单片机：PIC17CXX系列。PIC17CXX系列是适合高级复杂系统开发的系列产品，其性能在中档位单片机的基础上增加了硬件乘法器，指令周期可达成160ns，它是目前世界上8位单片机中性价比最高的机种，可用于高、中档产品的开发，如马达控制等。3.3 单片机的选型由于设计的需要，一共需要25个I/O口，普通PIC单片机无法满足要求。所以选用了PIC系列的PIC16F877单片机。且属于中档单片机，价格适中。3.3.1 PIC16F877单片机图3-1 PIC16F877内部结构PIC16F877是MICROCHIP公司生产的一款低功耗单片机,，它具有

29、以下特点：（1） 精简指令集，35条单字节指令，易学易用；（2） 除地址分支跳转指令（GOTO、CALL）为双周期指令，其余皆为单周期指令；（3） 执行速度：如表3.1表3.1 单片机执行速度时钟振荡指令周期40Hz100us1MHz4us4 MHz1us10 MHz400ns20 MHz200ns（4） 8级硬件推栈；（5） 多种硬件中断；（6） 直接、间接、相对三种寻址方式；（7） 带8位FLASH数据寄存器。擦写次数达到100万次，数据保存时间大于40年。功能部件结构：（1） 带8位A/D转换输入；（2） 高驱动电流，I/O脚可直接驱动数码管显示；（3） 双向可独立编程设置I/O引脚；（

30、4） 8位定时器/计数器TMR0，带8位预分频；（5） 16位定时器/计数器TMR1，睡眠中仍可计数；（6） 8位定时器/计数器TMR2,带有8位的周期寄存器及预分频和后分频；（7） 并行口操作；（8） 同步串行口I2C/SPI总线操作；（9） 同步通信接口SCI/USART操作。微控制器特征：（1） 内置上电复位电路；（2） 上电延时器，保障工作电压的稳定建立；（3） 振荡定时器，保障振荡的稳定建立；（4） 断电复位锁定；（5） 内置自振动（RC振荡）看门狗；（6） 程序保密位，可防程序代码的非法拷贝；（7） 4种可选振荡方式； 低成本阻容：RC 标准晶体/陶瓷：XT 高速晶体/陶瓷：HS

31、低频晶体：LPCOMS工艺特性（1） 低功耗； -2Ma5V,4MHZ;-60ua3V,32KHZ;-26uA2V,睡眠模式下。（2） 全静态设计；（3） 宽工作电压；（4） 宽工作温度范围。由于PIC16F877具有FLASH工业特性，所以它极适合于那些可能会经常改动程序编码的应用。另外它的内部的FLASH数据存储器不仅有掉电保护数据的功能，更重要的时它是由单片机内部进行控制操作的，即外部电路无法对其进行读写，所以有极高的数据保密性，这使得PIC16F877在加密性产品中得到广泛应用。图3-2 PIC16F877引脚图PIC16F877输入输出接口：PIC16F877除了上述基本电路所占用的

32、7只引脚外，其余的33支引脚都可当做输出、输入接脚，输入输出端口是单片机基本界面，可以与周边电路进行电路控制和信号传输与检测。引脚图如图3-11，PIC是8位的单片机，以接脚特性分组，每组尽量凑满8支接脚，并将I/O命名为PORTA(RA0RA5)、PORTB(RB0RB7)、PORTC(RC0RC7)、PORTD(RD0RD7)和PORTE(RE0RE2)等，各分组接口特性说明如下： PIC16F877的PORTA总共有6个位(RA0RA5)，PORTA的接脚可作为数字输出输入端口，而系统重置后，PORTA自动成为模拟输入状态，可读取模拟输入讯号。PORTB总共有8个位(RB0RB7)，可以

33、撰写程序规划输入输出方向、状态，其中，要进行烧录时，使用到三支接脚，分别是Pin36(RB3/PGM)、Pin39(RB6/PGC)与Pin40(RB7/PGD)。 PORTC总共有8个位(RC0RC7)，除了可作为数位I/O外，还和一些特殊功能的周边电路共享接脚，例如CCP（直流马达控制）、I2C、SPI（同步串行通讯电路）、UART（异步串行传输电路）等等。 PORTD总共有8个位(RD0RD7)，可作一般数字I/O，并与PSP(Parallel Slave Port)并列传输接口共享。当整体系统需要多单片机时，彼此可以经由并列传输接口来快速传输资料。4 电冰箱控制系统硬件设计系统的硬件电

34、路由PIC16F877单片机、直流电源供电电路、时钟振荡电路、制冷电路、指示灯电路、报警电路、键盘显示电路、等组成。4.1 供电直流电源图4-1 供电电路图PIC单片机的供电都是通过如图4-1供电电源获得的。单片机需要+5V直流电源供电，但由于市电为220V，所以需要设计一个+5V直流电源。电源部分由以下几部分组成：1）变压：先通过变压器将220V变为12V，再采用单项桥式整流电路，将交流电压转变为直流电，但是整流后还存在交直流分量，所以要通过滤波去除其中的交流部分。2）稳压：选择了大容量的电解电容作为滤波电容稳压由于整流后的电压波动很大，所以需要进行稳压，稳压部分选用了78系列三端稳压器。因

35、为稳压后面需要加二极管等元器件，所以稳压器件选7805。7805输出的为5V，在稳压器前要加电容，用于抵消输入线较长时的电感效应，以防止电路产生自激振荡，稳压器输出需要加两个电容，一个用于消除输出电压中的高频噪声，另一个需要加电解电容，以减小稳压电源输出端由输入电源引入的低频干扰。3）掉电保护部分：图4-2 掉电记忆电路为实现掉电保护功能需要加一个大容量电容，在电源掉电时给单片机供电。电路图如图4-2所示。二极管为保护作用，在V1正常工作时，D2导通，电容C9充电，当掉电时，D2截止，由于电容为法拉电容，,电容量很大，储能量很大。V1掉电时，电容放电，作为备用电源，可使单片机正常工作。4.2

36、时钟震荡电路图4-3 时钟振荡电路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。时钟震荡电路如图4-3，该电路由PIC16F877的XTAL1和XTAL2脚内电路及外接的晶体和外接电容等组成。震荡电路产生的震荡信号提供给微电脑电路作为时基信号。选用4M晶体，则提供的指令频率为1us.4.3 制冷部分电路制冷部分电路如图4-4 图4-4 压缩机电路4.3.1 压缩机压缩

37、机是制冷系统的心脏，它在电动机的带动下压缩和输送制冷剂蒸汽，使制冷循环得以实现。在电冰箱中多采用活塞式和旋转式压缩机，一般为封闭式结构。压缩机的机械部分比较简单，下面重点对压缩机电动机进行介绍。压缩机电动机一般采用单相异步电动机，输出功率在1.5kw以上的全封闭式压缩机组才使用三相异步电动机。压缩机电动机的种类:(1)单向电阻分相式异步电动机电子主绕组与副绕组在空间相差90电角嵌放，副绕组与启动继电器相接。接通电源后，因副绕组线细、匝数又少，阻抗、感抗与主绕组不同，于是形成旋转磁场，电动机启动运行。当电动机转速达到75%左右的同步转矩时，启动继电器切断副绕组，这时只有主绕组参与运行。这种电动机

38、启动转矩较小，启动电流较大，适用功率为40W130W。(2)单相电容启动式异步电动机这种电动机的结构和功能与电阻分相式基本相同，只是在副绕组中串联一启动电容(45uF100uF)。副绕组线细、匝数多，启动容易。启动完成后继电器动作，切断副绕组，只有主绕组参与运行。具有启动转矩较大，启动电流较小的特点，适用功率40W300W。(3)单相电容启动电容运转式异步电动机这种电动机的结构和功能与上述二种基本相同，不过电路中有两只电容。电动机在启动时，两电容并联，增大了启动转矩。启动完成后，启动继电器将启动电容切断、运转电容仍接于电路中。具有启动转矩较大，运行电流较小的特点，多用于日产冰箱。4.3.2 压

39、缩机在电冰箱这类小型制冷设备中，制冷压缩机多采用单相分相式异步电动机，启动继电器的作用是帮助电动机启动，启动完成后自动断开副绕组，避免烧坏副绕组线圈。常用的启动继电器有以下几种。(1)重锤式启动继电器重锤式启动继电器是目前电冰箱中广泛采用的启动元件，主要有继电器线圈、衔铁、重锤、动触点、静触点等组成。工作原理如下：可由电冰箱的电器原理图进行分析。在接通电源瞬间，电流经温控器、过载保护器，进入压缩机主绕组，通电继电器线圈形成回路，因此时电流较大，电磁力克服重锤重力而使副线圈接通，于是满足了电动机旋转磁场形成条件，电动机启动运行。待电动机启动完成后，因此时线路中电流趋向于正常值，这时电磁力不足以克

40、服重锤重力，于是在重锤重力作用下，断开触点，这时只有主绕组参与运行。(2)PTC启动器PTC启动器结构与工作原理如下：PTC元件是具有正温度系数的热敏电阻，是一种钛酸钡半导体陶瓷晶体。PTC在刚加上电压时，温度低、电阻小，呈现“低阻”状态，此后PTC启动继电器由于自身发热而升温，在1s以内温度升高到居里点以上，电阻值急剧增大，呈现“高阻”状态，电流大幅度减小，几乎成为断路。温控器接通时，电流通过压缩机电动机主绕组，同时经过PTC启动器进入电动机副绕组，这时压缩机启动，因PTC启动器自身发热升温，超过居里点，电阻值急剧增大，副绕组相当于断路只有主绕组参与运行。压缩机停转后PTC温度下降，约3mi

41、n5min后，又可以重新启动。因PTC启动器无触点、无噪音、结构简单、工作可靠、受电压波动影响小、与电动机匹配条件较宽松，因而有代替重锤启动继电器的趋势。PTC常温电阻值可用万用表测量，也可直接读取。如松下330M355型启动器，电阻值33，耐压355V；470N400型启动器，电阻值47，耐压400V。东芝、日立压缩机配用PTC电阻一般取22，松下、三菱压缩机取30，国产上菱压缩机取100。选用PTC时，可根据压缩机功率特性，主要从常温电阻、最大冲击电流等考虑选择合适的PTC元件型号。(3)电容启动器电容启动器是一种辅助启动装置，主要用于冷藏箱等制冷设备中。其作用是在增加启动电流的前提下，增

42、加电动机的启动转矩。当电源电压低时，压缩机电动机启动困难，这时电动机电流增大，会导致过载保护器开路，甚至烧坏电动机绕组。在这种情况下，采用电容辅助启动装置，就可解决这一问题。电容器的好坏的判别方法：测量前，先将电容器两引线短接，使其放电。然后用万用表两表笔分别接电容器两引线，正常情况下，万用表两指针由电阻大的方向向电阻小的方向偏移，然后再回偏。否则说明电容已损坏，应按原容量、耐压更换新件。4.3.3 过载保护器过载保护器一般有外接式和内埋式两大类。工作原理如下： (1)外接式外接过载保护器由双金属片，动触点、静触点、电热丝和外壳组成。一般串联在主电路中使用。当有较大电流流过时，电热丝发热升温，

43、双金属片受热弯曲，触点断开，切断电源，以保护压缩机电动机不被烧坏。当电热丝冷却后，双金属片恢复原状，又可接通电源。(2)内埋式内埋式过热保护继电器一般用于功率较大的全封闭式压缩机中，直接控制绕组温度，使用中只要绕组温度超出正常范围，即可切断电源。压缩机电路中，压缩机的得电与否，主要是靠继电器决定的。当RB5为高电平的时候，使得三极管处于导通状态，并且线路中的LED发光，对电路作指示作用，这样，继电器就形成回路，线圈得电。则控制220V接入压缩机的开关闭合，压缩机得电工作。其中风机和化霜中的LDE显示功能与此电路中的原理相同，如图4-5。图4-5 压缩机指示电路当三极管基级得电导通。继电器线圈的

44、电，则开关闭合，压缩机得电工作。当RB5为低电平时，三极管不导通，使得几点起的线圈中有没有消耗的电感。所以，必须在继电器线圈两侧并联一个二极管，其目的是在继电器由工作到不工作的过程中使线路形成回路。防止线圈烧坏。报警电路中通过I/O口为高电平时，使三极管导通，通过VCC通电使发光二级导通发光，实现对系统故障的提示作用，如图4-6。图4-6 报警指示电路4.4 按键显示电路图4-7 键盘电路键盘电路如图4-7,。此设计采用四个按键，其功能分别为模式切换，+键，-键，和确认键。通过按键来实现对空调的控制。当按键按下的时候，按键对应的端口为低电平。当按键抬起时，单片机的端口为高电平。电阻的作用是为了

45、避免对端口通入过高电压。图4-8 液晶显示电路显示电路中使用了HS12864-15系列LCD液晶显示屏，电路图如图4-8。HS12864-15 系列中文图形液晶模块的特性主要由其控制器 ST7920 决定。ST7920 同时作为控制器和驱动器，它可提供 33 路 com 输出和 64 路 seg 输出。 在驱动器 ST7921 的配合下，最多可以驱动 25632 点阵液晶。汉升实业有限公司的 HS12864-15 系列产品有 HS12864-12（有 V3.0 版本和V4.0 版本流通市场）和 HS12864-15B，HS12864-15C。HS12864-15 系列产品硬件特性如下：1、提供

46、 8 位，4 位并行接口及串行接口可选；2、并行接口适配 M6800 时序 自动电源启动复位功能；3、内部自建振荡源；4、 6416 位字符显示 RAM（DDRAM 最多 16 字符4 行，LCD 显示范围 162 行）；5、 2M 位中文字型 ROM（CGROM），总共提供 8192 个中文字型（1616 点阵）；6、 16K 位半宽字型 ROM(HCGROM)，总共提供 126 个西文字型（168 点阵）；7、 6416 位字符产生 RAM（CGRAM）。HS12864-15 系列产品硬件特性如下：1、文字与图形混合显示功能；2、画面清除功能 光标归位功能 显示开/关功能；3、光标显示/隐藏功能；4、显示字体闪烁功能 光标移位功能功能；5、显示移位功能；6、垂直画面旋转功能 反白显示功能；7、休眠模式。表4.1 HS12864的接口名称型态电平功能描述并口串口VCCI-模块电源输入（未注明为 5V）GNDI-电源地V0I-对比度调节端V0OUTI-液晶驱动电压输出端PSBIH/L并口/串口选择：H 并口;L 串口*RSTI