隨著對電冰箱在節能、環保、舒適等方面的要求不斷提高,越來越多的智能控制技術被引入到電冰箱中。嵌入式智能家用電器,(簡稱為智能家用電器)。這種家用電器,人機界面友好方便,由單片機控制家用電器的基本功能,同時還模擬人的智能活動過程。在控制過程中根據各種智能活動進行必要的處理,大大提高了家用電器的品質和性能,產生了更加優秀的控制效果,也使人們得到更理想的服務。
1 系統結構
系統以STC89C516RD單片機為控制核心,采用220 V電源供電,通過液晶顯示當前時間以及由溫度傳感器采集到的冷藏室、冷凍室以及室外溫度。時間和各室溫度值均可通過按鍵設置,由于系統集成紅外遙控功能,使用者還可以通過遙控器遠程設置時間及各室溫度。系統結構框圖如圖1所示。
2 系統硬件實現
2.1 電源模塊
在 電源模塊的設計中,將220 V交流電壓通過一個9 V變壓器進行降壓,再通過一個整流橋電路,整流后得到12 V的直流電壓,由于本系統對供電要求不高,只需要5 V,所以再采用一片7805穩壓管產生一個+5 V的電壓供單片機和液晶顯示器使用。電源電路如圖2所示。
2.2 溫度采集模塊
采用DS18B20溫度傳感器來完成溫度的采集。DS18B20是Dallas公司生產的一線式數字溫度傳感器,屬于新一代適配微處理器的智能數字 溫度傳感器,將溫度感測、信號變換、A/D轉換集成在一個芯片上,采用TO-92封裝,它的溫度測量范圍為-55~+125℃,可編程為9~12位轉換精 度,測溫分辨率可達0.062 5℃。本系統采用三個DS18B20分別采集冷藏室溫度,冷凍室溫度以及室溫。
2.3 按鍵控制模塊
鍵盤控制電路由4個獨立按鍵與單片機的I/O相連而成,用來切換液晶顯示界面和調整各項參數值,按鍵功能以及與I/O口對應關系如下:
【ON/OFF】溫度、時間切換鍵——(P13)
【模式】選擇鍵——(P12)
【—】溫度或時間減1——(P11)
【+】溫度或時間加1——(P10)
2.4 無線控制模塊
采用芯片組PT2262-IR和PT2272進行編解碼,PT2262-IR與紅外發射管構成無線發射部分,發射帶有按鍵信息的38 kHz調制信號。PT2272與38 kHz無線接收模塊LT0038構成無線接收部分。模塊通過發射接收無線電波實現開關的無線遙控。電路易于實現、性價比高,所涉及的電路及參數均經過測 試,其裝置具有體積小、功耗低、成本低,遙控距離可達10 m以上。
2.5 壓縮機控制模塊
壓縮機驅動電路主要是通過單片機對繼電器的控制來實現的。繼電器是用較小的電流去控制較大電流的一種“自動開關”,故在電路中起著自動調節、安全保 護、轉換電路等作用。由于需要采用單片機直接控制壓縮機,單片機是+5 V供電,壓縮機為220 V電壓供電,所以必須采用繼電器作為隔離電路,將高低電壓分開。使用P1.6口控制繼電器,從而間接起到控制壓縮機開關的作用。
2.6 液晶顯示模塊
選擇OCM12864液晶顯示器,OCM12864液晶顯示模塊的數據輸入/輸出口7~14腳與單片機P0口相連,用來傳輸數據或指令;讀/寫選擇 引腳與P2.1相連,高電平時讀數據,低電平時寫數據;數據/指令選擇引腳與P2.0相連,高電平時,將P0口的數據送入顯示RAM,低電平時,將P0口 的數據送入指令寄存器執行;讀寫使能信號端E與P2.2相連,高電平有效,下降沿鎖定數據。復位信號與P2.5相連,低電平有效;片選信號CS1與 P2.3相連,高電平有效;片選信號CS2與P2.4相連,高電平有效。LCD驅動電壓是V0,應用時LCD驅動電源與+5 V正電源VDD之間加一個10 kΩ可調電阻,通過調節電阻,可以改變LCD顯示的明暗對比程度。
3 系統軟件實現
整個軟件部分由C51語言編寫完成,主要包括以下4個子程序模塊:溫度采集模塊、時鐘模塊、液晶顯示模塊、鍵盤控制模塊。各個子程序模塊分別編寫調試,然后將各個子程序模塊聯合調試,最后將程序燒寫到單片機的ROM中脫機運行。主程序流程圖如圖3所示。
4 調試仿真與結論
調試仿真后將程序加載到硬件電路板上全速運行,初始界面顯示的是當前的日期和時間,通過按鍵可以調整日期和時間。按下模式切換鍵后,顯示界面切換到 溫度顯示模式,在界面上分別顯示冷藏室、冷凍室以及室外的溫度。溫度值通過按鍵可以設置,當實際溫度大于設定溫度時,單片機將啟動壓縮機來降低溫度,這時 發光二極管發光,表示壓縮機正在工作,直到實際溫度等于設定溫度時壓縮機停止工作。
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