摘要
制冷机是我国目前各行业技术改造和进行设备引进所急需的配套设备，也是提高产品质量，企业升级的重要设备。而传统的测控方法由于从测量到显示采用模拟方式，数据采集速度慢，不具备实时性，抗干扰能力差。测量精度完全依赖与硬件特性。自单片机问世以来，与其相关的测控仪器也应运而生，尤其是数字测试技术于单片机的结合。单片机技术更是以其高效率，高精度，多功能的优势逐渐取代传统的测控方法。
本文就是利用单片机控制制冷机从而达到温度控制的目的。在本设计中利用温度传感器AD590可实现温度采集。经A/D转换器ADC0809实现模拟-数字转换。送单片机来实现整个设计的要求，可以实现时间，温度，故障代码显示等功能。
本系统具有高精度，高灵敏性，高可靠性等特点。可以高速采集数据，具有实时性，并且具有很强的抗干扰能力和自动循环及自动诊断能力。
关键词：制冷机，AT89C51，AD590,温度控制
Title Temperature control system of refrigeration machine
Abstract
Refrigeration plane our country every profession and trade technological transformation carry on corollary equipment that equipment's introducing need badly at present, Improve product quality , the important equipment which enterprises upgraded too. And the traditional one observes and controls the method and adopt the simulation way from measurement to showing, the data are gathered slowly, does not possess real-time character , anti-interference ability is bad. Measure the precision and totally rely on with the characteristic of the hardware. Since the one-chip computer comes out , arise at the historic moment too instead of relevant observing and controlling the instrument, especially the figure tests the combination of the one-chip computer of technology. The technology of the one-chip computer is with its high efficiency even more, high accuracy, the multi-functional advantage replaces the traditional method of observing and controlling gradually.
This text utilize one-chip computer control refrigeration plane to purpose to achieve temperature control. Utilize temperature sensor AD590 to realize temperature is gathered in this design. Realized simulation- the figure is changed by converter ADC0809 of A/D. Give it comes to be whole without being realized demand that design to one-chip computer,can time, temperature now not real, such functions as the trouble code shows.
This system has high accuracy, high sensitivity, such characteristics as high dependability ,etc.. Can gather the data at a high speed , have real-time character, and have very strong anti-interference ability and automatic circulation and diagnose ability automatically.
Keyword: Refrigeration machine, AT89C51, AD590，Temperature control
目 录
第一章 绪论 ………………………………………………………………………………1
1.1 选题背景………………………………………………………………………………1
1.2 压缩机的分类和工作原理……………………………………………………………4
1.2.1空气压缩机的分类…………………………………………………………4
1.2.2空压机的组成及工作原理 ………………………………………………5
1.3 制冷机温度控制要求 ………………………………………………………………6
第二章 方案论证 …………………………………………………………………………8
第三 章 单片机 …………………………………………………‥………‥…………10
3.1 AT89C51单片机简介 ………………………………‥… ……‥…………………10
3.2 主要性能参数 ………………………………………‥……………………………10
3.3 主要功能特性概述 …………………………………‥……………………………11
3.4 引脚功能说明 ………………………………………‥……‥‥‥‥……………11
3.5 时钟震荡器 ……………………………………‥……‥‥‥‥‥………………13
第四章 硬件电路设计………………………………………‥……‥‥……‥………14
4.1温度测量环节的设计 ………………………………………………‥‥…………14
4.1.1 集成温度传感器AD590 …………………………………………………14
4.1.2 电压跟随器-通用运放UA741……………………………………………15
4.1.3 运算放大器0P-07 ………………………………………………………16
4.1.4 A/D转换器 ADC0809…………………………………………‥‥………17
4.2 可编程并行接口8255设计………………………………‥………………………20
4.2.1 并行通信与接口 …………………………………………………………20
4.2.2 8255A的编程结构……………………………………‥…………………20
4.2.3 8255A的引脚功能…………………………………………………………22
4.2.4 8255A的工作方式…………………………………………………………23
4．3显示电路设计 ………………………………………‥‥…………………………25
4.3.1 键盘部分设计 ……………………………………………………………25
4.3.2 显示环节设计 ……………………………………………………………25
4．4 复位及看门狗电路设计…………………………………………‥‥‥…………26
4.4.1 DS1232的结构及特点 ……………………………………………………26
4.4.2. DS1232的功能 …………………………………………………… ……27
4.4.3 使用注意事项……………………………………………………………28
4.5 时钟电路设计 ………………………………………………………………………28
4.5.1 DS1307实时时钟简介………………………………………………………29
4.6电源系统设计 ………………………………………………………………………32
4.7驱动器的选用 ………………………………………………………………………34
4.8光电隔离 ……………………………………………………‥……………………35
4．9控制电路的分析与设计……………………………………………………………37
4.9.1电磁继电器 ………………………………………………………………37
4.9.2压力继电器的选择 ………………………………………………………37
4.9.3 热继电器 …………………………………………………………………37
第五 章程序设计…………………………………………………………………………39
5.1主程序：主要实现制冷机的温度控制工艺 ………………………………………40
5.2温度控制子程序………………………………………………………………………44
5.3将显示缓冲区中的温度值送显示子程序…………………‥………………………45
5.4压力，负载消斗子程序………………………………………………………………47
5.5键值子流程……………………………………………………………………………48
5.6排水测试处理子程序…………………………………………………………………49
5.7是否有键按下判断子程序 …………………………………………………………50
第六章软件设计部分 ………………………………………………‥…………………51
结束语 ………………………………………………………‥‥‥‥‥………………63
致谢 …………………………………………………………………‥…………………64
参考文献 …………………………………………………………………………………65
1.1 选题背景
本设计是利用单片机控制制冷机来达到控制温度的目的.
制冷机是我国目前各行业技术改造和进行设备引进所急需的配套设备，也是提高产品质量，企业升级的重要设备。广泛的应用与汽车，机械，纺织，化工，仪器仪表，电子，医疗卫生等行业。在工业上，压缩空气作为一种仅次于电力的第二大动力源，以被广大企业界所公认
压缩式制冷机：该种制冷机由电动机提供机械能，通过压缩机对制冷系统作功。制冷系统利用低沸点的制冷剂，蒸发时，吸收汽化热的原理制成的。其优点是寿命长，使用方便，目前世界上91～95％的制冷机属于这一类。
一般制冷机的绝大多数都是压缩型。吸收型属于少数。压缩型的制冷机中的液体制冷剂在蒸发器中蒸发，变成制冷剂气体。这气体被活塞和气缸组成的压缩机压缩后导入冷凝器中，在这里气体再被冷凝器成为液体制冷剂。压缩机中电动机的旋转运动转换为往复运动，气缸中的制冷剂被往复运动所压缩。也就是说压缩机相当于人体的心脏，起到了循环血液的作用如下图就是一个封闭式压缩机。
图1.1 封闭式压缩机
封闭型压缩机的电动机是直接和压缩部分相连接的。压缩机全体成为一个整体装起来，另外为了避免产生热量，以致温度上升，电动机用制冷机油和制冷气体进行冷却。
国外溴化锂制冷机的发展过程
美国是溴化锂制冷机的创始国，目前日本、前苏联等国的溴冷机也都有较大的发展。
美国开利公司于1945年试制出第一台制冷量为523KW（45×104kcal/h）的单效溴冷机，开创了利用溴化锂水溶液为工质对做为吸收剂的吸收式制冷新领域。美国不仅创造了单效溴冷机，而且在世界上又率先研制出了双效溴冷机。现已研制出了直燃型、热水型和太阳能型等新型溴冷机。同时还研制了冷温水机组和吸收式热泵等新机组。
日本一家汽车公司于1959年研制出制冷量为689KW（60×104kcal/h）的单效溴冷机，1962年茬原制造所又研制出双效溴冷机。日本溴冷机无论在生产数量、性能指标、应用范围和新技术、新产品研制等方面，均超过了美国，成为世界上溴冷机研究与生产领先的国家。特别是燃气两效温水机组的产量很大，约占世界上溴冷机生产总台数的2/3；目前已致力于第三种吸收式热泵和溴化锂热电并供机组的研制工作。
前苏联奔萨化工厂于1965年研制出2908KW（250×104kcal/h）溴冷机。目前溴冷机的应用范围已从化纤厂扩展到其它纺织厂、橡胶厂酿酒厂、化工厂、冶金厂和核电站。
中国溴化锂制冷机的发展过程
我国研制溴冷机起步于60年代初期，至今已有四十多年，其发展过程大体分为四个阶段：
研制阶段 60年代初船舶总公司704所（原六机部704所）、一机部通用机械研究所与高等院校以及设备制造厂通力合作，试制了两台样机。1966年上海第一冷冻机厂试制出了制冷量1160KW（100×104kcal/h）全钢结构的单效溴冷机，安装于上海国棉十二厂。60年代末期，许多单位都着手研制单效溴冷机，这一研制工作持续到了70年代初期。
单效机生产应用阶段 70年代初先后有上海、青岛、天津、北京和长沙等地的棉纺厂为了适应生产的需要，各自设计与制造了单效溴冷机。继而更多地区也都自行设计制造单效溴冷机，尤以上海、天津两地更为突出。以天津为例，70年代初至80年代初，制造出3480KW（300×104kcal/h）大型溴冷机七台，总制冷能力达到24360KW（2100×104kcal/h）。单效溴冷机在这一时期虽然有了较大发展，但仍有许多问题尚待解决，如严重的腐蚀、冷量的衰减和机器的寿命等，限制了溴冷机的进一步发展。
双效机生产应用阶段 80年代初期开始研制双效溴冷机，并于1982年由开封通用机械厂生产出1744KW（150×10
4kcal/h）双效溴冷机组。双效机组的热力系数可提高到1.1以上，而单效机组一般为0.6～0.7，双效机组的蒸汽单耗比单效机减少约1/2，冷却水量减少约1/3，是值得提倡的节能型制冷机组。86年我厂研制出省内首台双效溴冷机1160KW（100×10
4kcal/h）并首家通过省级鉴定。
