电冰箱电脑控制器制造技术

一种应用单片机技术的冰箱温度控制装置，具有控制、显示、保护、报警等多种功能。温度—时间转换电路实现了冷冻室及冷藏室温度的数字化显示，并由软件作转换的线性化处理。软件设计中还采用了直接控制压缩机工作比的方法来实施冰箱温度调节，大幅度扩展了控温范围，提供了节能工作区。本实用新型专利技术工作可靠，调试简单、整机成本低、有利于批量生产。（*该技术在2000年保护过期，可自由使用*）

Computer controller for refrigerator

A refrigerator temperature control device based on SCM technology, which has many functions, such as control, display, protection, alarm and so on. The time temperature conversion circuit realizes the digital display of the temperature of the refrigerating chamber and the refrigerator, and converts the software to the linearization. In the software design, the method of directly controlling the work ratio of the compressor is adopted to implement the temperature regulation of the refrigerator, and the range of temperature control is extended greatly, and an energy-saving work area is provided. The utility model has the advantages of reliable work, simple debugging, low cost of the whole machine and favorable batch production.

【技术实现步骤摘要】

本技术是一种应用单片机的电冰箱温度控制装置。电冰箱温度控制可分为机器式温控，电子温控及电脑温控三类。机器式温控器成本低，工艺成熟，但功能简单，控温精度低，因而电子及电脑温控器显出了技术上的先进性。电脑温控器不但具有电子温控器的功能齐全，控温精度好等特点，而且能方便地实现温度的数字显示，并能通过软件的合理设计，使冰箱处于最佳工作状态。为实现冰箱冷冻室及冷藏室的温度数字显示，中国专利87204314.2及89216428.x分别采用了数－模转换及模－数转换技术，中国专利87215812U采取了温度－频率转换技术来实现测温数字化。上述专利都是根据实测温度与预置温度的上下限范围来控制压缩机的启停的。本技术的目的是提供一种具有断电延时保护，过欠压保护，敞门报警，半自动化霜，速冻定时，按键预置，数字显示等多种功能的冰箱电脑控制器，与现有技术相比，它具有以下特点；1.采用廉价的热敏电阻为感温元件，用简单的温度－时间转换来实现测温数字化；2.合理选择压缩机的工作周期，用控制压缩机工作比的方法来实现冰箱的温度调节，大幅度地扩展了冰箱的控温范围，提供了节能工作区；3.采用了廉价的带有秒信号显示的三位半数字钟显示块，除显示温度外还能显示实时时间；4.采用28脚封装的单片机，降低整机成本，有利于批量生产；本技术以单片机为主控单元，其外围电路包括①测温电路，②显示电路，③按键电路，④执行电路，⑤过欠压及敞门信号电路，⑥电源。本控制器采用廉价的28脚封装的带有ROM的单片机。线路设计使有限的I／O口能满足实现全部功能的需要。从降低成本出发，采用了大规模集成电路，及分立元件相结合的方式。测温电路为温度－时间转换电路，其特征是，它由电容C1，测温选择晶体管T1、T2，热敏电阻Rt1、Rt2，复位晶体管T3，比较器U1及电阻R1～R6组成。晶体管T1～T3的基极分别通过电阻R1～R3与单片机的I／O口相连。晶体管T1，T2的集电极分别与Rt1，Rt2相串联，然后连接到比较器U1的负输入端，T3的集电极、发射极与C1并联，并分别接到U1的负输入端及地电平。电源电压经R4，R5分压后与U1的正输入端相连。U1的输出端接到单片机的另一个I／O口。单片机根据实测温度及预置要求，自动调节压缩机工作比，实现温度控制，其工作比在0.2至0.6之间变化。运行时，温度信号先转换成比较器U1输出端的脉冲宽度信号，然后由单片机数字化。一个转换周期分为复位阶段，计时阶段及准备阶段。复位阶段开始时，P10输出高电平，复位晶体管T3导通，C1放电，U1输出高电平。当P10输出为低电平时，T3截止，复位结束并进入计时阶段，C1开始充电。若P11为低电平，测温选择晶体管T1导通，C1通过Rt1充电，测量冷藏室温度。P12为低电平时，C1通过Rt2充电，测量冷冻室温度。当C1充电电压高于比较器U1的正输入端电压时，U1输出低电平，表示计时阶段结束并进入准备阶段，然后开始下一个转换周期。计时阶段所占时间为Rt1或Rt2阻值的函数，亦即温度的函数。由于热敏电阻的非线性，单片机内存有时间－温度关系对应表，以作快速查取。为保证测量精度，提高可靠性，软件中采用了累加平均技术。显示电路的特征是，数字显示采用了带有秒信号显示的三位半数字钟显示块，各发光二极管指示灯的公共端及秒信号显示的公共端与数字显示最高位的公共端连接在一起。单片机的7个I／O口信号经74LS244驱动后分别与数字钟显示块的7个段线相连，并由R7～R13作限流电阻。4个位线分别接到4个PNP型驱动晶体管T4～T7的集电极。因此，显示电路不仅只占用尽可能少的I／O口，并能用作时钟显示。按键电路提供四个独立的键，可实现全部操作。执行电路包括制冷控制及化霜控制。其特征是，单片机的制冷输出信号是由光电耦合器件进行隔离的，制冷输出信号经R18限流后与光电耦合器U2的输入端连接，U2的输出端与制冷继电器J1相连接。因此增强了控制器的抗干扰能力，提高了可靠性。过欠压及敞门信号电路为单片机提供过欠压及敞门信号，以便作过欠压保护、断电延时保护及敞门时间长报警。本技术的主要优点是1.成本低；2.抗干扰能力强，可靠性好；3.由于采用了定周期下对压缩机工作比的直接控制，扩展了冰箱温度调节范围，提供了节能工作区；4.能用作时钟显示。附附图说明图1是本技术的电原理图。它包括①测温电路，②显示电路，③按键电路，④执行电路，⑤过欠压及敞门信号电路，⑥电源。附图2～附图5是本技术的控制软件流程图。以下结合附图，说明本技术的一个实施例。附图1所示实施例中，选用的单片微机为28脚封装的MCS8021，该单片机共有20个I／O口及1个测试口T1。测温电路①占用3个I／O口及1个测试口T1。电容C1在P12口的控制下经晶体管T3复位后，交替地通过Rt1或Rt2进行充电，并与由R4、R5所设定的参考电压进行比较，由比较器U1输出脉宽信号。该脉宽减去复位所占用的时间即为与被测温度相对应的时间值。查找ROM内时间－温度表即可得到被测温度数值。通过微调R5可以校准测量温度值。本实施例中，被测温度最大范围为＋40℃～－30℃。为了使测温数据准确可靠，软件设计中采用了累加平均技术。显示电路②占用7个段线口及4个位线口。段信号由74LS244驱动，R7～R13为限流电阻。位信号由电阻R14～R17及晶体管T4～T7组成的电路驱动，并由单片机控制作扫描显示。实施例中设置了2个指示灯，分别为制冷／速冻灯L1及化霜灯L2。L1闪动时表示控制器处于速冻状态。按键电路③由4条行线及1条列线构成，行线即显示电路的位信号线。4个键分别为显示选择键K1，速冻键K2，化霜键K3，设置键K4。其中K4通过不同的操作方式实现对预置温度及时钟的逐个加数和快速加数。设置预置温度时，预置值在上、下限范围内循环显示。开机时自动设定在中点温度。执行电路④包括制冷控制及化霜加热控制。前者用光电耦合器进行隔离并驱动制冷继电器J1，后者用晶体管T8来驱动化霜继电器J2。D1，D2为续流二极管。过欠压及敞门信号电路⑤中过欠压信号由P13口输入，并作断电保护信号。敞门信号由P14口输入，K5为门开关。敞门报警信号由P17口输出，由T9驱动蜂鸣器。电源⑥提供＋5v及＋12v两路直流输出。附图2～附图5的程序流程图中，冷藏室及冷冻室分别用R室及F室来表示。Ton为压缩机控制周期中压缩机工作所占的时间。当压缩机工作至上一周期Ton时间的一半时，测量冷冻室温度并计算出本控制周期的Ton值。TM1～TM3为RAM中设置的不同时基的计时单元。权利要求1.一种电冰箱电脑控制器，它由单片机及测温电路，显示电路，按键电路，执行电路，过欠压及敞门信号电路及电源电路等部分组成。其特征在于A).所说的测温电路由电容C1，测温选择晶体管T1、T2，复位晶体管T3，比较器U1及电阻R1～R5组成，晶体管T1～T3的基极分别通过电阻R1～R3与单片机的I/O口相连，晶体管T1，T2的集电极分别与Rt1，Rt2相串联，然后连接到比较器U1的负输入端，T3的集电极、发射极与C1并联，并分别接到U1的负输入端及地电平，电源电压经R4，R5分压后与U1的正输入端相连，U1的输出端接到单片机的另一个本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电冰箱电脑控制器，它由单片机及测温电路，显示电路，按键电路，执行电路，过欠压及敞门信号电路及电源电路等部分组成。其特征在于：Ａ）．所说的测温电路由电容Ｃ１，测温选择晶体管Ｔ１、Ｔ２，复位晶体管Ｔ３，比较器Ｕ１及电阻Ｒ↓［１］～Ｒ↓［ ５］组成，晶体管Ｔ↓［１］～Ｔ↓［３］的基极分别通过电阻Ｒ↓［１］～Ｒ↓［３］与单片机的Ｉ／Ｏ口相连，晶体管Ｔ１，Ｔ２的集电极分别与Ｒｔ１，Ｒｔ２相串联，然后连接到比较器Ｕ↓［１］的负输入端，Ｔ↓［３］的集电极、发射极与Ｃ↓［１］并联，并分别接到Ｕ↓［１］的负输入端及地电平，电源电压经Ｒ↓［４］，Ｒ↓［５］分压后与Ｕ↓［１］的正输入端相连，Ｕ↓［１］的输出端接到单片机的另一个Ｉ／Ｏ口，单片机根据实测温度及预置要求，自动调节压缩机工作比，实现温度控制，Ｂ）．所说的显示电路中 ，数字显示采用了带有秒信号显示的三位半数字钟显示块，各发光二极管指示灯的公共端及秒信号显示的公共端与数字显示最高位的公共端连接在一起，单片机的７个Ｉ／Ｏ口信号经７４ＬＳ↓［２４４］驱动后分别与数字钟显示块的７个段线相连，并由Ｒ↓［７］～Ｒ↓［１３］作限流电阻，４个位线分别接到４个ＰＮＰ型驱动晶体管Ｔ↓［４］～Ｔ↓［７］的集电极，Ｃ）．所说的执行电路中，单片机的制冷控制输出信号是由光电耦合器件进行隔离的，制冷输出信号经Ｒ↓［１８］限流后与光电耦合器Ｕ↓［２］的输入端连接，Ｕ ↓［２］的输出端与制冷继电器Ｊ↓［１］相连接。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：廖振桂，乐宏良，
申请(专利权)人：中国人民解放军军事医学科学院实验仪器厂，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]