冰箱温度控制系统设计
杨增广
广东科妃电器驶份有限公司（５２８３０３）
温建平
厦门华联电子有限奄司
摘要：利用Ｍｏｔｏｒｏｌａ单片机ＭＣ６８ＨＣ（９）０８ＪＬ３为中央控制单元的冰
箱温度控制系统，它包括四路Ａ／Ｏ信号、四路开关量和键盘
信号、五位七段ＬＥＤ显示、五路经继电器隔离的２２０Ｖ负载
输出、一路四步步进电机驱动、一路蜂鸣器驱动等部分组成
可广泛应用于制冷、制热系统的温度控制。
关键词：电冰箱温度控制系统Ｍｏｔｏｒｏｌａｉ单片机
系统原理与设计
１目标
设计一个使用ＭｏｔｏｒｏｌａＭＣ６８ＨＣ（９）０８ＪＬ３单片机为核心的温度控制系统该系
统由模拟信号输入、开关量信号输入、负载控制输出、温度显示、按键扫描等部分
组成．可广泛用于家用制冷、制热等消贽类电子产品的温度控制：
２特性
一以Ｈｃ６８ＨＲｃ（９）０８ＪＬ３单片机为申央处理单元
一可以在（一５０％一十５０ｃＣ）范围内对多个点进行精度为０．５。Ｃ的温度测量：
一可以进行相当于５位７段的ＬＥＤ数码温度显示—可控制多达８路的负载和步进电机
一可进行４路按键及开关信号扫描
一带有多种状态的蜂呜器报警
一可根据外电踏对ＡＩＤ口的设置改变系统状态
一多种故障状态的显示和争错处理
一采用分时处理或电子开关进行ＩｌＯ口复用
一多种抗干扰措施提高ＥＭＣ测试指标
一软件看门狗和外部低电压复位
一电源高电压自动保护
一以生产为目标的系统自检功能
一良好的生产工艺性
３控制规程
系统的构成见图（１）：
霉一系统框雷
控制系统采集感温头感测的温度信号，通过ＣＰＵ的Ａ／０转换和查表得出各温度
点的温度值，同时采集用户通过系统键盘设定的状态和开关量的检测情况，按照一
定的控制规则控制系统的输出。主要概括为：
①通过温度设定值和采样值的比较决定制冷系统关键部件压缩机的开停；■论文集２０００—ｖ．ｉ月
②通过用户的使用情况和系统记忆的前一次分析参数决定化霜加热器的工作；
③根据制冷系统的工作情况和用户的使用情况决定风道系统中制冷循环风扇的
工作：
（面根据用户的工作情况和系统故障判断的结果打开或关闭照明灯：
⑤根据不同温区的温度设定及实际测量的温度值决定控制温区温度的步进风门
的打开或关闭。
硬件描述
１硬件系统构成：
ｑ）ＭＣ６８ＨＣ（９）０８ＪＬ３微控制器；
（爹两级（Ｉ２ｖ、５ｖ）稳压电源电路；
（国低电压复位电路；
④Ａ／Ｄ转换、采集电路；
（虱按键、开关量检测电路；
（９５路ＡＣ２２０Ｖ大电流负载输出、放大、继电器驱动电路；
⑦步进电机驱动电路；
⑧高电压、自检、上电保护输入回路
⑨蜂鸣器报警驱动回路
⑩五位七段显示驱动电路；
２电路原理
该系统的硬件电路如图（２）
３硬件谎明
硬件设计时，为了使ＣＰＵ有限的资源发挥出最大的效益，降低设计成本，同时
又能实现系统要求的功能，我们对芯片的多个Ｉ］０口采用了美用技术和外部反向，
如：显示部分与步进电机的控制、开关量与显示、Ａ／Ｄ选择工作状态等。
由于我们设计的产品是长期不间断工作的，为了防止系统在受到外界干扰或电源波
动时出现死机现象，我们在软件看门狗的基础上还特意在硬件上增加了低电压复位
电路，经大量实验证明，此硬件设计能杜绝死机现泉。
为了使系统硬件设计能达到工程设计的要求．提高系统ＥＭＣ指标，我们在硬件的多
处增加了抗干扰措施，包括胆容吸收回路、压敏电阻等。
软件描述
１软件流程
该系统的软件设计流程如图（３）所示；定时中断子程序流程框图如图（４）所
示；步进风门控制子程序框图如图（５）所示．在设计中，我们所采取的主要技术措
施如下：
①为了充分利用芯片咨源，在芯片Ｉ／ｏ口数量非常有艉的情况下完成所有的输论文集２伽＋』一ｌｌ
１ｔ卜
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入、输出和显示功能，我们在软件中大量使用了Ｉ／Ｏ口复用技术。饲如，步进电机、
开关和按键、显示部分是复用的，利用分时扫描的办法同时完成三项功能；高电压
检测、控制系统自检、上电延时保护与否、正常工作过程中强制状态改交等四项功
能由一个口复用完成。使整个控制系统用有限的外围电路完成了非常复杂的功能。
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凰西定时中断子程序流程棰鼹
②在硬件设计和编程过程中，充：争利用芯片的功能简化程序，节约程序空间。例
如，利用外部中断检讽开关量和按毽信号；利用输入捕捉输出比较功能来驱动蜂鸣
器、步进电机等。
③尽可能发挥芯片的功能，简化外部电路。例如，在芯片本身有上拉、下拉的Ｉ／
ｏ口尽量利用软件设定上拉和下拉，利用ｃｏＰ模块和外电路低电压复位芯片保证系
统可靠性。
④利用ＴＩＭ模块产生多个定时时钾，实现系统复杂的时间控制。
２典型程序介绍
－＿＿ｌ－●●●●＿＿＿－＿ｌ－＿－＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ｌ＿●－●＿Ｉ一－＿－＿－＿－●－－－ｌ＿＿●ｌ＿＿－＿－●－●－＿－●＿－＿ｌ－＿＿＿－＿－Ｉ－●－＿ｌ●ｌｌｌ－ｌ●ｌ－－＿－＿●＿●＿－＿一■论文集２啪÷¨
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融五步迸箴门控鞠框露
①步进风门输出控制子程序：
步进风门一个周期为四步，Ａ、Ａ、Ｂ、Ｂ通过两个１１０口输出，外部电路反向。步进风门控制子程序每５ｍＳ调用一次，即每步间隔为５ｍＳ。门开关分别与步进控制口共用。在步进四步控制中１，３步时分别判断冷冻门和冷藏门开关状态．当第。步时，将５ｍＳ分为１ｍｓ．分时检测两个按键，这样步进风门控制时可同时读取门开关与接键值．并且按键、门开关逻辑反问题可以解决。步进值计数采用两个变量，保证计数值不超过ＦＦＨ，减少程序量。下面是程序清单：
；Ｐｒｏｃｅｓｓ：Ｓｔｅｐｍｏｔｏｒ
Ｓｔｅｐｍｏｔｏｒ：ｏｕｔｐｕｔｃｏｎｔｒｏｌｓｕｂｒｏｕｔｉｏｎ
１ｄａ社Ｃｆｆｈ
］ｓｒＳｅ－－．１ｅｄｐｏｒｔ
；ＩＦ；圜步进风门控制与数码位选共用；清数码段选控制口
ｂｒｓｅｔＳｔｅｐｏｎ，Ｓｔｅｐｆｌａｇ，Ｓｔｅｐｍｏｔｏｒｌ０
Ｓｔｅｐｍｏｔｏｒ００：
ｂｃｌｒＳｔｅｐｏｎ．！＃ｅｐｆｌａｇ
ｂｃｌｒ
Ｓｔｅｐｍｏｔｏｒ０１：
ｂｃｌｒＦａｎｄ００ｒｃｏｎｔｒ０１。Ｆａｎｄｏｏｒｃｏｎｔｒｏｌｐｏｒｔ；
ｂｒａＳｔｅｐｍｏｔｏｎ９０
ＳｔｅｐｍｏｔｏｒｌＯ：
ｂｒｓｅｔＳｔｅｐｕＤ，Ｓｔｅｐｆｌ硐。Ｓｔｅｐｍｏｔｏｒ２０
ｂｓｅｔ；风门使能标志Ｓｔｅｐｆｉｒｓｔｕｐ．Ｓｔｅｐｆｌａｑ；风门初次开标志Ｆａｎｄｏｏｒｃｏｎｔｒ０１．Ｆａｎｄｏｏｒｃｏｎｔｒｏｌｐｏｒｔ
ｊｓｒＧｅｔｐｏｉｎｔｅｒ
Ｉｄａ；步进输出于程序Ｓｔｅｐｐｏｉｎｔｅｒ
ｂｒｅＳｔｅｐｍｏｔｏｒ、１２
Ｉｄａ＃７
ｓ七ｉＳｔｅｐｐｏｉｎｔｅｒ
ｂｒａＳｔｅｐｍｏｔｏｒ］３
Ｓｔｅｐｍｏｔｏｒｌ２：
ｄｅｃＳｔｅｐｐｏｉｎｔｅｒ
Ｓｔｅｐｍｏｔｏｒｌ３：
ＩｄｅＳｔｅｐｐｏｉｎｔｅ
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ｔｓｔｒＳｔｅｐｍｏｔｏｒｊ０ＳｔｅｐｃｏｕｎｔｅｒＯ
ｂｅｑＳｔｅｐｍｏｔｏｒｇＯ
ｄｅｃＳｔｅｐｃｏｕｎｔＥｒＯ
ｂｒａＳｔｅｐｍｏｔｏｒＳＯ
ＳｔｅＤｍＯｔｏｒ２０：
ｂｓｅｔＦａｎｄｏｏｒｃｏｑｔｒ０１．Ｆａｎｄｏｏｒｃｏｎｔｒｏｌｐｏｒｔ
，ｉｓｒＧｅｔｐｏｉｎｔｅｒ
ｉｎｃＳｔｅｐｐｏｉｎｔｅｌ、
ＩｄａＳｔｅｐｐｏｉｎｔｅｒ、
ｃｍｐ＃７
ｂｌｓＳｔｅｐｍｏｔｏｒ２：■论文集删＋，．一
ｃｌｒＳｔｅＤｐｏｉｎｔｅｒ
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ｃｍｐ＃７
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ＳｔｅｐｍｏｔｏｒｇＯ：
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ａｎｄ＃００００００１１０
ｔａｘ
ＩｄａＳｔｅｐ，ａｂｌｅ，ｘ
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ＩｄａＰｏｒｍＢ
ａｎｄ＃１１１１００１ｌＱ
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ｓｔａＰｏｒｔＢ
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ｃｐｘ＃０
ｂｅｃｌＧｅｔｏｏｉｎｔｅｒ］０
ｂｃｌｒＳｔｅＤｓｃａｎｏｋ，Ｓｔｅｐｆｌａｇ
ｃｐｘ＃ｏｌＨ
ｂｅｑＧｅｔｍｏｉｎｔｅｒ２０
ｃｐｘ＃０３Ｈ
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ｂｉｈＧｅｔｐ０Ｉｎｔｅｒ３０
ｂｓｅｔ３，ＫｅｙｂｕｆｆｅｒＯ
ｂｒａＧｅｔｐｏｉｎｔｅｒ３０
ＧｅｔＤｏｉｎｔｅｒｌＯ：
ｂｓｅｔＳｔｅＤｓｃａｎｏｋＳｔｅｐｆｌａｑ；按键扫描允ｉ午标志
ｂｒａＧｅｔｐｏｉｎｔｅｒ３０
ＧｅｔＤｏｉｎｔｅｒ２０：
ｂｃｌｒ２，Ｋｅｙｂｕｆｆｅｒ＇Ｏ
——————————————————————————————一论文秦２枷・ｊ＾■一●
Ｉ）ｉｈＧｅｔｐｏｉｎｔｅｒ３０
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ｃｌｒＳｔｅｐｐｏｉｎ：ｅｒ
Ｇｅｔｐｏｉｎｔｅｒ９０：
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ｄｂＯＣＨ０４ＨＯＯＨ０８Ｈ；步进风门真值表；００００１１００Ｂ；０００００１ＯＯＢ；００００００００Ｂ；００００１０００Ｂ
②软件定时器于程序
由于ＭＯＴＯＲＯＬＡ单片机的定时器多数都是一个定时器，所以用软件产生多个时间计数器，从１Ｓ到２５６Ｓ，软件中各种时间要求都能满足。为产生２ＫＨＺ蜂鸣器控制方液，定时中断产生５００ｍＳ中带‘，在定时中断子程序中产生０．２５Ｓ标志。软件定时器子程序在主程序中有Ｏ．２５Ｓ标志时调用。程序清单略。
５．应用方向及结束语
该设计可以广泛应用在家用制冷、制热器具上，使制冷、制热器具如电冰箱、空调器、冷柜、消毒碗柜等保持在设定的温度或一次性达到规定的温度。同时．其有着与一般机械控制器无法比拟的高性能，使产品的附加值进一步提高。我公司现已成功地用于本公司冰箱产品（ＢＣＤ一１６０Ｗ／ＨＣ）的开发之中，现已大批量上市，预计今后年产量在十万台套以上。一论文集２枷札＾
冰箱温度控制系统设计
作者：
作者单位：杨增广， 温建平杨增广(广东科龙电器股份有限公司)， 温建平(厦门华联电子
有限公司)
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