-單片機(jī)控制冰箱溫度系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)案例目錄TOC\o"1-3"\h\u124251.1設(shè)計(jì)方案的選擇與分析 119061.2單片機(jī)的選擇 2139431.4復(fù)位電路與晶振電路 4327341.5按鍵電路 454601.6蜂鳴器模塊 5178101.7溫度采集電路 5306961.6.1傳感器選擇 563781.7啟、停控制電路 6190151.8液晶顯示電路 71.1設(shè)計(jì)方案的選擇與分析單片機(jī)控制系統(tǒng)的基本是自身的外置硬件設(shè)備。外置硬件設(shè)備構(gòu)成的適合決定了系統(tǒng)的效能是否達(dá)標(biāo)，冰箱重要作用是通過(guò)控制壓縮機(jī)啟停來(lái)控制箱內(nèi)溫度的變化，來(lái)保證所儲(chǔ)存食物的新鮮，所以為此，LED的重要作用就是把實(shí)時(shí)冰箱內(nèi)溫度直觀顯示出。以52單片機(jī)為核心的冰箱溫度控制系統(tǒng)，它的硬件結(jié)構(gòu)如圖2所示，運(yùn)用模塊化結(jié)構(gòu)規(guī)劃，它包括：直流電源供電電路、制冷壓縮機(jī)電路和溫度測(cè)量電路等模塊。冷凍室溫度傳感器冷凍室溫度傳感器放大器欠電壓保護(hù)壓縮機(jī)加熱絲鍵盤(pán)電路顯示器A/D轉(zhuǎn)換器功放STC89C52單片機(jī)直流電源供電電路晶振與復(fù)位電路報(bào)警電路圖2系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖1.2單片機(jī)的選擇本設(shè)計(jì)重要的部分為單片機(jī)，系統(tǒng)的軟硬件的規(guī)劃取決與它的好壞，對(duì)設(shè)計(jì)的功效和性能起著至關(guān)重要的作用，這次設(shè)計(jì)用的是源于美國(guó)生產(chǎn)的STC89C52，此芯片為80C51系列芯片，可以用于工業(yè)及MCS-51指令集與輸出管腳，有著很好的性價(jià)比，它能夠符合系統(tǒng)的要求，無(wú)需其他的外擴(kuò)存儲(chǔ)器，另外，52單片機(jī)發(fā)展迅速且成熟，有著良好的前途發(fā)展。1.3STC89C52芯片STC89C52是種有著降低能耗命令集的低耗能混合型單片機(jī)。它在1996年推出，以其低功耗、諸多芯片內(nèi)外器件結(jié)構(gòu)以及使用多元化的特點(diǎn)，成為了諸多單片機(jī)產(chǎn)品中的佼佼者。因?yàn)镾TC89C52單片機(jī)有著閃存所以能夠讓產(chǎn)品在設(shè)計(jì)研發(fā)上面有著很強(qiáng)的可操作性。TI生產(chǎn)有閃存功能的STC89C52單波段。同時(shí)，它也研發(fā)了以Flash存儲(chǔ)器和JTAL邊界掃描技術(shù)的低成本的產(chǎn)品，然后讓52單片機(jī)引入國(guó)際上先進(jìn)的編程技術(shù)，使它有著較高的性價(jià)比，同時(shí)給用戶提供諸多較好的原型開(kāi)發(fā)方式。憑借著它的這種開(kāi)闊的基本構(gòu)架與先進(jìn)技術(shù)，此類產(chǎn)品的系列種類將被持續(xù)研發(fā)出。電源和時(shí)鐘引線、I/O口線、控制口線三部分是STC89C52的三類引腳。STC89C52引腳排列如圖3所示：圖3STC89C52的引腳排列1.4復(fù)位電路與晶振電路復(fù)位電路：?jiǎn)纹瑱C(jī)復(fù)位電路負(fù)責(zé)系統(tǒng)的工作啟停，如果在工作中出現(xiàn)問(wèn)題，這時(shí)候就需要重新啟動(dòng)。例如，如果單片機(jī)在運(yùn)作過(guò)程中，程序受到干擾，就要按下復(fù)位，這時(shí)候自身的程序就會(huì)重新啟動(dòng)。單片機(jī)的復(fù)位電路如圖4所示。圖4復(fù)位電路晶振電路：根據(jù)單片機(jī)的自身電路設(shè)計(jì)，要有單片機(jī)的時(shí)鐘頻率。晶體振蕩器是單片機(jī)完成所有命令的基礎(chǔ)，同時(shí)，它的頻率越大，單片機(jī)速度越快。它的頻率同單片機(jī)速度正比，晶體可以穩(wěn)定精準(zhǔn)的單頻振蕩是由于晶體由于電能機(jī)械能之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系得以運(yùn)行。晶振電路如圖5所示。圖5晶振電路1.5按鍵電路按鍵模塊元件較少，它包括一個(gè)元件和兩個(gè)引腳，引腳連接GND和單片機(jī)。單片機(jī)和按鍵之間的引腳，當(dāng)上面沒(méi)有程序來(lái)控制的話，它的默認(rèn)輸出為5V，就是如果按鍵沒(méi)有被按，線路就是中斷的，倘若按鍵被按下去，則線路接通，GND通過(guò)5V的電壓，此時(shí)電壓降低，電壓檢測(cè)為0V。因此在程序里面檢測(cè)單片機(jī)和按鍵之間的引腳電壓是0還是5V，就能了解按鍵有沒(méi)有被按。先檢測(cè)第一個(gè)然后接著檢測(cè)接下來(lái)的按鍵就能實(shí)現(xiàn)按鍵掃描。按鍵模塊的電路圖如圖6所示。圖6按鍵模塊的電路圖1.6蜂鳴器模塊蜂鳴器類似于一體化結(jié)構(gòu)的音響類產(chǎn)品，工作需要直流電壓提供電力。壓電蜂鳴器與電磁蜂鳴器都是屬于蜂鳴器。壓電蜂鳴器里面包含壓電蜂鳴器和電抗匹配器，以及多諧振蕩器和外殼等等，同時(shí)也有在外殼上安置發(fā)光二極管的蜂鳴器。本設(shè)計(jì)蜂鳴器電路原理圖如圖7所示：圖7蜂鳴器模塊電路圖該模塊電路由電阻、三極管和一個(gè)CB-120P-08型蜂鳴器組成。該蜂鳴器的兩邊連接電壓。憑借自己的需求進(jìn)行選擇，設(shè)計(jì)時(shí)要使用主動(dòng)蜂鳴器。基極的低水平讓三極管飽和，生成蜂鳴器聲音，基極的高水平關(guān)閉三極管。蜂鳴器停止工作。1.7溫度采集電路1.6.1傳感器選擇選用DS18B20作為溫度傳感器，靈敏度高，可方便地測(cè)量冰箱內(nèi)溫度是它的優(yōu)點(diǎn)。圖8溫度采集電路傳感器實(shí)質(zhì)上是轉(zhuǎn)換器件，它憑借著它的精度把要被測(cè)量的非電量轉(zhuǎn)化為和它有關(guān)的電量。其一般框圖形式如圖9所示。輸出量信號(hào)調(diào)節(jié)電路轉(zhuǎn)換元件被測(cè)量輸出量信號(hào)調(diào)節(jié)電路轉(zhuǎn)換元件被測(cè)量電量敏感元件電量敏感元件（非電量）（非電量）輔助電源輔助電源圖9傳感器組成框要根據(jù)自己的設(shè)計(jì)需求來(lái)挑選傳感器，要滿足自己設(shè)計(jì)的各項(xiàng)功能的同時(shí)選擇成本更低的，DS18B20傳感器符合本次設(shè)計(jì)目的。這次設(shè)計(jì)用的溫度傳感器由多個(gè)模塊構(gòu)成。主控器測(cè)得箱內(nèi)和環(huán)境溫度，然后以我們?cè)O(shè)置的數(shù)值來(lái)控制每個(gè)部分的工作。1.7啟、停控制電路其電路如圖10所示：圖10啟、停控制電路圖利用繼電器1可對(duì)系統(tǒng)整體電流進(jìn)行調(diào)控，使整體設(shè)計(jì)電路得以安全工作，營(yíng)造了平穩(wěn)的電路環(huán)境。1.8液晶顯示電路本設(shè)計(jì)采用1602液晶顯示