专利名称：微电脑冰箱控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及冰箱控制器，属测量控制仪器类。
目前冰箱控温器基本上有两类，一类是机械方式控制，虽然结构简单，成本较低，但其功能单一，控温精度较低，有一定的局限性。另一类显微电脑控温器，其控温精度高，能提供数字显示冰箱冷冻室，冷藏室的温度，能提供多种控制功能，有广阔的应用前景。但目前的微电脑冰箱控温器结构复杂、成本较高，不利于推广。其关键问题在于温度传感信号的处理方法上，传统的方法是采用模拟放大和模数转换技术，成本较高。
本实用新型的目的是提供一种结构比较简单的电脑冰箱控制器，能对温度及其它参数进行测量，能控制温度及显示。
本实用新型的目的是这样达到的由多个传感元件(温敏传感器，光敏传感器)来检测被测点的状况，各传感器检测到的信号，由单片机控制经多路开关分别进入时基电路，转换成其有相应时间宽度的脉冲信号，此时间宽度由单片机测出，经计算得出测量结果送显示器显示，同时给出相应的控制信号(压缩机开机或仃机除霜器工作控制)和指示。(见图1原理框图)说明附图如下图1为本实用新型电路原理框图。
图2为本实用新型电路原理图。
图3、图4为本实用新型软件框图。
结合
实施例如下本实用新型的结构包括由8031单片机(U1)、地址锁存器(U2)、2764程序存储器(U3)等组成的微处理系统，由温敏电阻R1，R2、光敏电阻R3，一端接有波动电压u的电阻R4、电容C1、多路模拟开关4051(U4)，时基电路片556(U7)等组成的测试系统，由位扫描驱动器U5，段锁存器U6，发光二极管L1，L2，L3，数码管显示器L4组成的显示系统，由驱动器U5及固态继电器SSR1，SSR2构成的控制系统以及由时基电路片556(U7)的另一路等构成的强行自动复位电路(见图2)。整个控制器的工作原理如下温敏电阻R1，R2分别放入冰箱冷藏室、冷冻室，光敏电阻R3放入冷藏室靠近冰箱门处，电阻R4一端接与电源波动相吻合的波动直流电压u。当温度变化或冰箱门的开关状态变化时，相应的电阻值R1，R2，R3将随之变化。由8031单片机控制模拟开关4051选通其中一路与电容C1及时基电路556构成单稳电路，电阻值的大小将对应于其产生的脉冲宽度。此脉冲通过单片机INTO口实现对CTC计数的门控从而检测出这一脉冲的宽度，经过软件的计算就可以测出冷藏室、冷冻室的温度或冰箱门是否关紧。同理，由于电源电压的波动引起R4一端电压U的变化也将引起脉冲宽度的变化，由单片机测算出电源电压值。
通过以上方法测量出的冷藏室、冷冻室温度值由U5位驱动及U6段驱动后由数码管显示器L4交替显示，同时通过软件判断冷藏室温度值与预置温度值的关系结合冷冻室的温度值、电源电压是否正常、断电延时是否到5分钟、是否处于除霜期间等条件决定压缩机的停止或启动。控制信号经驱动后由固态继电器SSR1驱动压缩机。由于固态继电器具有光电隔离、过零触发功能，所以压缩机的启动、停止对控制器和周围环境干扰小。运行过程中单片机通过内部时钟实现定时除霜，除霜信号由固态继电器SSR2驱动化霜电阻丝工作。发光二极管L1，L2，L3分别显示压缩机的开、停状态，冰箱门是否关紧指示及化霜工作指示。
556的另一路构成一振荡器，系统正常工作时不断选中4051的通道0使电容C2不断放电使振荡器不起振，一旦系统由于强干扰偶然锁死时，C2将不能放电，振荡器起振给出复位信号使系统强行复位而恢复正常工作，这一功能使系统运行可靠性大大提高。
本冰箱控制器的工作过程如下在检测温度时，通过8031单片机的P10口线给556(U7B)的触发端一个触发信号同时选通4051的X1或X2路，这时556(U7B)的Q端将产生一个宽脉冲接到8031单片机的中断口INT1控制单片机的CTC开始计数。计数量对应于电阻值R1或R2。计算温度时，先用多项式分段拟合出温敏电阻的温度特性曲线后，单片机软件采用相应温度段的多项式来计算电阻值R1，R2所表示的温度，计算采用三字节浮点数运算，这样使得软件结构简单而且计算误差小于0.1度。
预置温度值的设定用单片机中断口INTO通过按钮K1来实现。根据冰箱工作的要求，冷藏室温度应在－1度～＋10度范围之内，软件设计冷藏室预置温度的可选范围为－1度～＋6度，每隔0.5度一档，初次开机工作时预置温度值的默认值为＋4度。当第一次按下K1按扭时，数码管显示器L4显示当前预置温度值，若不想改变当前预置温度值，再按一下K1键将停止显示预置温度回到正常交替显示冷藏室，冷冻室温度状态。否则将在－1度～＋6度范围内每隔0.5度显示一个温度值，直到显示所希望的预置温度时按K1键后，软件就将此时的温度值作为新的预置温度值。
控制压缩机启动或停止的温度条件为当冷藏室温度高于预置温度＋4度时启动压缩机；而当冷藏室温度低于预置温度时停止压缩机工作。另外，当冷冻室温度高于－12度时也将启动压缩机(见图3)。这样使得冷藏室的温度控制在预置温度值及预置温度＋4度的范围内并且冷冻室温度低于－12度。
本冰箱控制器的电路各元件联接方式如下8031单片机与373数据锁存器(U2)、2764程序存储器(U3)、374段锁存驱动器(U6)、位驱动器U5相连，373数据锁存器(U3)与2764程序存储器(U3)相连，374段锁存驱动器与数码管显示器L4段选线相连，位驱动器U5与数码管显示器L4位选线相连。
温敏电阻R1、R2，光敏电阻R3的一端相连接后与电阻R5的一端相连，另一端分别与4051模拟开关(U4)的X1，X2、X3口相连。电阻R5的另一端接＋5V正电源VCC。电阻R4的一端接波动直流电压u、另一端接4051模拟开关的X5口4051模拟开关的A，B，C口分别与8031单片机的P11，P12，P17口相连。4051模拟开关的INH与VEE口接地、输出端X口与电容C1的一端及时基电路片U7B的DIS及THR口相连，电容C1的另一端接地。U7B的Q端与8031单片机的中断口INT1相连、R端与＋5V电源VCC相连、TRIG端与单片机8031的P10口相连、Cvolt口与电容C4相连。电容C4另一端接地。
时基电路片的另一路U7A的R端与VCC端接＋5V电源VCC，U7A的TRIG端与电容C3的一端相连，电容C3的另一端接4051模拟开关(U4)的X0端，U7A的Cvolt端接电容C2的一端，C2的另一端接地，U7A的GNI端接地。U7A的THR端与TRIG端相连。U7A的DI端与电阻R7及R8的一端相连，R7的另一端接＋5V电源VCC。R8的另一端接U7A的THR端，电容C5一端接U7A的THR端，另一端接地。U7A的Q端接电阻R9的一端，R9的另一端接电解电容UC9的正极，UC9的负极接8031单片机的复位口(RST口)，电阻R6的一端及二极管D1负极与UC9的负极相连，电阻R6的另一端及二极管D1的正极同时接地。
固态继电器SSR1的负输入端接驱动器U5及发光二极管L1的负极，另一端驱动冰箱压缩机。SSR2的负输入端接U5及发光二极管L2的负极，输出端驱动冰箱化霜器，发光二极管L1、L2、L3的正极同时接电阻R10的一端，R10另一端接＋5V电源VCC，L3的负极与U5相连。SSR1、SSR2正输入端通过电阻R接＋5V。
电阻R11一端接＋5V电源VCC，另一端接8031单片机的INTO口，开关K1的一端接地，另一端接8031单片机的INTO口。
本冰箱控制器的软件完成下列功能(见图3)。软件首先控制多路开关交替选通所需测量的信号，然后启动单稳时基电路，并对其输出的脉冲进行时间测量，经计算得出所测量的量值送显示器显示，对冷冻室温度还与预置值比较，以决定压缩机的开停，同时给出指示。还使预置温度值显示。
本实用新型由于采用了上述的温度及其它参数测试方法，即用一片556时基电路片解决了多个参数的测试问题，使得线路结构大为简化，而且整个系统之器件可完全互换，不需调整，整个系统采用单一的＋5V电源供电，制作工艺简单，降低了成本，同时由于设计了“看门狗”电路及具有过、欠压保护、断电延时保护等功能，提高了冰箱的可靠性及安全性。又由于具有数字交替显示冷藏室、冷冻室温，使冰箱使用更方便、更美观。目前本实用新型正与北京雪花冰箱厂合作推广应用。另外，由于温度测试的通用性，本实用新型也适用于其它温度控制场合。
权利要求1.一种微电脑冰箱控制器，其特征是由单片机，地址锁存器，程序存储器组成的微机处理系统；由温敏电阻，光敏电阻，时基电路片组成的测试系统；由位扫描驱动器，段锁存器，发光二极管，数码管显示器组成的显示系统；由驱动器及固态继电器构成的控制系统以及由时基电路片构成的强行自动复位电路所组成，其具体电路联接如下8031单片机与373数据锁存器(U2)、2764程序存储器(U3)、374段锁存驱动器(U6)、位驱动器U5相连，373数据锁存器(U3)与2764程序存储器(U3)相连，374段锁存驱动器与数码管显示器L4相连，位驱动器U5与数码管显示器L4相连；温敏电阻R1、R2，光敏电阻R3的一端相连接后与电阻R5的一端相连，另一端分别与4051模拟开关(U4)的X1，X2、X3口相连，电阻R5的另一端接+5V正电源VCC，电阻R4的一端接波动直流电压u、另一端接4051模拟开关的X5口，4051模拟开关的A，B，C口分别与8031单片机的P11，P12，P17口相连，4051模拟开关的INH与VEE口接地、输出端X口与电容C1的一端及时基电路片U7B的DIS及THR口相连，电容C1的另一端接地，U7B的Q端与8031单片机的中断口INT1相连、R端与+5V电源VCC相连、TRIG端与单片机8031的P10口相连、Cvolt口与电容C4相连，电容C4另一端接地；时基电路片的另一路U7A的R端与VCC端接+5V电源VCC，U7A的TRIG端与电容C3的一端相连，电容C3的另一端接4051模拟开关(U4)的X0端，U7A的Cvolt端接电容C2的一端，C2的另一端接地，U7A的GND端接地，U7A的THR端与TRIG端相连，U7A的DI端与电阻R7及R8的一端相连，R7的另一端接+5V电源VCC，R8的另一端接U7A的THR端，电容C5一端接U7A的THR端，另一端接地，U7A的Q端接地电阻R9的一端，R9的另一端接电解电容UC9的正极，UC9的负极接8031单片机的复位口(RST口)，电阻R6的一端及二极管D1负极与UC9的负极相连，电阻R6的另一端及二极管D1的正极同时接地；固态继电器SSR1的一端接位驱动器U5及发光二极管L1的负极，另一端驱动冰箱压缩机，SSR2的一端接U5及发光二极管L2的负极，另一端驱动冰箱化霜器，发光二极管L1、L2、L3的正极同时接电阻R10的一端，R10另一端接+5V电源VCC，L3的负极与U5相连；电阻R11一端接+5V电源VCC，另一端接8031单片机的INTO口，开关K1的一端接地，另一端接8031单片机的INTO口。
专利摘要—种微电脑冰箱控制器，属测量控制仪器。本冰箱控制器由微处理机，地址锁存器，程序存储器组成的微机处理系统；由温敏电阻，光敏电阻，时基电路片组成的测试系统；由位扫描驱动器，段锁存器，发光二极管，数码显示器组成的显示系统；由固态继电器及驱动器组成的控制系统所组成。本冰箱控制器线路元件简单，元件之间可以互换，有过、欠电压保护、断电延时保护等功能，具有双温室和预置温度数字显示及温度控制功能。
文档编号F25D29/00GK2169099SQ93207968
公开日1994年6月15日 申请日期1993年4月2日 优先权日1993年4月2日
发明者李 东, 刘桂礼, 林文清 申请人:深圳永振电子联合公司, 北京机械工业学院