风冷式酒柜电子温控器的设计与开发【字数：9818】
摘 要在传统的意义上来说，酒柜是用于葡萄酒展示和存储的柜子，但随着社会的不断发展，人们对于酒柜提出了更高的要求，不仅需要精确的温度，不会使葡萄酒变质，也同时需要安全可靠的控制，无论在任何情况下都能保证储酒的安全。传统的机器的控制和简单的电子控制太过于简单，很难满足市场的需求。所以以单片机控制的方式，来实现多功能，安全性高，智能化的控制，从而来满足市场的需求。本文就是介绍如何设计一个控制酒柜的电子温控器，是将单片机技术应用于酒柜的开发之中，并同时采用NTC传感器来检测温度，来设计出实现精确的温度控制的温控器。
目 录
第一章 绪论 1
1.1 风冷式酒柜的概述 1
1.2风冷式酒柜的国内外的发展状况及其背景 1
1.3课题实现的功能 2
1.4论文的安排 2
第二章 系统硬件电路设计 3
2.1 系统硬件电路总体设计方案 3
2.2 系统的工作原理 3
2.3 单片机的概述和选择 4
2.3.1 IAP15W413AS的引脚图和内部系列结构框图 4
2.4 单片机的时钟电路 5
2.5 按键设置电路设计 6
2.6 数码管显示电路设计 7
2.6.1数码管介绍 7
2.6.2数码管显示电路介绍 8
2.7温度采集电路设计 9
2.7.1 5K3470负温度系数（NTC)传感器简介 9
2.7.2 温度采集电路 10
2.8继电器执行电路 10
2.9电源模块设计电路 11
第三章 系统软件设计 13
3.1 主程序设计 13
3.2 中断服务程序 13
3.2 温度采样程序设计 14
3.3 子程序的设计 15
3.3.1子程序功能的介绍 15
3.3.2温度采集子程序 15
3.3.3数码管显示子程序 16
3.3.4按键处理子程序 17
3.3.5系统处理子程序 19
第四章 系统测试 21
4.1测试方法 2 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
1
4.2测量结果 21
第五章 总结与展望 22
参考文献 23
致 谢 24
第一章 绪论
1.1 风冷式酒柜的概述
酒柜顾名思义，就是用来放置酒的地方。发展到现在，酒柜的制冷方式有很多种，比如说电子半导体，压缩机来制冷等。而我设计的酒柜，是用压缩机来制冷的，压缩机分为直冷式和风冷式。
酒柜可分为直冷式和风冷式，它们两种是不同的，风冷式相对于直冷式来说，是有很大的优势，因为风冷式特殊的性质，它能使酒柜内的温度均匀并且能保持一至。但是也相对于直冷式来说也是有缺点的，直冷式的因为没有风机的原因，所以会相对静音些[1]。
我设计的风冷式酒柜是通过单片机的方式来控制的，控制器上三个数码管，用户可以通过数码管来控制酒柜的温度，并同时能了解到酒柜的运行状态，来实时地监控酒柜的情况做出适应的调整。
1.2风冷式酒柜的国内外的发展状况及其背景
可以从历史的发展来说，从原始的社会早期到19世纪之前，最早的储存酒的方式是用橡木桶的。但随着历史的发展，经过了一次次的工业革命和社会的发展，出现了冰箱和冷冻柜的产品，但对像葡萄酒和红酒需要特殊的冷藏温度的酒，显然是不满足市场的需求的，当时的储酒商对此也是头痛不已，很难保存葡萄酒的品质，导致的亏损也比较大，所以酒柜便应用而生[2]。但是第一代生产的酒柜不尽人意，采用的是模拟、集成机械的方式来控制酒柜的温度，一开始生产应用的时候感觉还行，但随着时间的推移，慢慢地人们就发现了第一代酒柜的缺点：控制灵敏度不高，长时间后，会发现酒柜内的温差相对比较大，这也导致了很难保存葡萄酒的品质，大家可能对葡萄酒之类的还不太了解，葡萄酒对温度的差异的要求算是比较严格的，因为葡萄酒容易产生单柠檬酸，这种物质极其容易损害葡萄酒的口感，所以对于酒柜内的温度控制要求也是挺高的。经过研究发现，葡萄酒的瓶内的温度上下变化不能超过5摄氏度，不然就会产生上面的那种情况，由此可见这第一代的酒柜根本无法满足市场的需求。1971年单片机诞生，随着单片机技术的不断发展，第二代的酒柜不应运而生，凭借着单片机得天独厚的优势，用单片机控制的酒柜一下子占领了市场，单片机良好的性能结合NTC传感器，可以对酒柜内的温度的进行精确的控制，也可以说完美的解决了温度不好控制的问题。发展到现在为准，国内外的大多数知名的品牌都采用了这种温度控制的方式，他们也相继推出了许多高端的智能酒柜，控制的软件也在持续不断地发展中[3]。
其实酒柜的发展，和葡萄酒的产业有着密不可分的关系，在1981到1997年之间，属于葡萄酒的初级阶段，干红热，干白热和进口葡萄酒的小高潮，此时酒柜的产业几乎空白。到了1998之后，国内外的葡萄酒迅速占领了市场，葡萄酒成了当时最受欢迎的酒之一，这时对酒柜的需求量也变的多了起来，可见葡萄酒产业的崛起，带动了酒柜专业厂家的崛起。从此以后，酒柜便在不断的发展中[4]。
1.3课题实现的功能
本课题通过采集冷藏室的温度来控制制冷系统工作或停止来实现对所存储的红酒进行冷藏的功能。整个系统大致由输出控制模块，温度显示模块，温度采集模块，AD采样按键电路以及储存功能等几部分组成，主要实现的功能：
1、控制系统的打开与关闭功能
2、控温范围的设定：系统可以在4摄氏度到18摄氏度范围内任意设定所需要的冷藏温度值，并在设定好温度值后自动存储。
3、压缩机延时保护功能：5分钟
4、定时化霜功能：机器每运行3小时，停压缩机压缩10分钟进行定时化霜；
5、传感器故障检测功能：传感器短路或者开路，故障显示LL或者HH，系统进入故障运行模式：循环开压缩机30分钟，关压缩机10分钟。
1.4论文的安排
本论文共分4章。
第一章绪论部分主要介绍课风冷式酒柜的概述、酒柜的发展以及论文的安排。
第二章为系统硬件设计，在该课题的实现中，将对单片机控制模块、温度采集模块、温度显示模块等进行系统介绍。
目 录
第一章 绪论 1
1.1 风冷式酒柜的概述 1
1.2风冷式酒柜的国内外的发展状况及其背景 1
1.3课题实现的功能 2
1.4论文的安排 2
第二章 系统硬件电路设计 3
2.1 系统硬件电路总体设计方案 3
2.2 系统的工作原理 3
2.3 单片机的概述和选择 4
2.3.1 IAP15W413AS的引脚图和内部系列结构框图 4
2.4 单片机的时钟电路 5
2.5 按键设置电路设计 6
2.6 数码管显示电路设计 7
2.6.1数码管介绍 7
2.6.2数码管显示电路介绍 8
2.7温度采集电路设计 9
2.7.1 5K3470负温度系数（NTC)传感器简介 9
2.7.2 温度采集电路 10
2.8继电器执行电路 10
2.9电源模块设计电路 11
第三章 系统软件设计 13
3.1 主程序设计 13
3.2 中断服务程序 13
3.2 温度采样程序设计 14
3.3 子程序的设计 15
3.3.1子程序功能的介绍 15
3.3.2温度采集子程序 15
3.3.3数码管显示子程序 16
3.3.4按键处理子程序 17
3.3.5系统处理子程序 19
第四章 系统测试 21
4.1测试方法 2 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
1
4.2测量结果 21
第五章 总结与展望 22
参考文献 23
致 谢 24
第一章 绪论
1.1 风冷式酒柜的概述
酒柜顾名思义，就是用来放置酒的地方。发展到现在，酒柜的制冷方式有很多种，比如说电子半导体，压缩机来制冷等。而我设计的酒柜，是用压缩机来制冷的，压缩机分为直冷式和风冷式。
酒柜可分为直冷式和风冷式，它们两种是不同的，风冷式相对于直冷式来说，是有很大的优势，因为风冷式特殊的性质，它能使酒柜内的温度均匀并且能保持一至。但是也相对于直冷式来说也是有缺点的，直冷式的因为没有风机的原因，所以会相对静音些[1]。
我设计的风冷式酒柜是通过单片机的方式来控制的，控制器上三个数码管，用户可以通过数码管来控制酒柜的温度，并同时能了解到酒柜的运行状态，来实时地监控酒柜的情况做出适应的调整。
1.2风冷式酒柜的国内外的发展状况及其背景
可以从历史的发展来说，从原始的社会早期到19世纪之前，最早的储存酒的方式是用橡木桶的。但随着历史的发展，经过了一次次的工业革命和社会的发展，出现了冰箱和冷冻柜的产品，但对像葡萄酒和红酒需要特殊的冷藏温度的酒，显然是不满足市场的需求的，当时的储酒商对此也是头痛不已，很难保存葡萄酒的品质，导致的亏损也比较大，所以酒柜便应用而生[2]。但是第一代生产的酒柜不尽人意，采用的是模拟、集成机械的方式来控制酒柜的温度，一开始生产应用的时候感觉还行，但随着时间的推移，慢慢地人们就发现了第一代酒柜的缺点：控制灵敏度不高，长时间后，会发现酒柜内的温差相对比较大，这也导致了很难保存葡萄酒的品质，大家可能对葡萄酒之类的还不太了解，葡萄酒对温度的差异的要求算是比较严格的，因为葡萄酒容易产生单柠檬酸，这种物质极其容易损害葡萄酒的口感，所以对于酒柜内的温度控制要求也是挺高的。经过研究发现，葡萄酒的瓶内的温度上下变化不能超过5摄氏度，不然就会产生上面的那种情况，由此可见这第一代的酒柜根本无法满足市场的需求。1971年单片机诞生，随着单片机技术的不断发展，第二代的酒柜不应运而生，凭借着单片机得天独厚的优势，用单片机控制的酒柜一下子占领了市场，单片机良好的性能结合NTC传感器，可以对酒柜内的温度的进行精确的控制，也可以说完美的解决了温度不好控制的问题。发展到现在为准，国内外的大多数知名的品牌都采用了这种温度控制的方式，他们也相继推出了许多高端的智能酒柜，控制的软件也在持续不断地发展中[3]。
其实酒柜的发展，和葡萄酒的产业有着密不可分的关系，在1981到1997年之间，属于葡萄酒的初级阶段，干红热，干白热和进口葡萄酒的小高潮，此时酒柜的产业几乎空白。到了1998之后，国内外的葡萄酒迅速占领了市场，葡萄酒成了当时最受欢迎的酒之一，这时对酒柜的需求量也变的多了起来，可见葡萄酒产业的崛起，带动了酒柜专业厂家的崛起。从此以后，酒柜便在不断的发展中[4]。
1.3课题实现的功能
本课题通过采集冷藏室的温度来控制制冷系统工作或停止来实现对所存储的红酒进行冷藏的功能。整个系统大致由输出控制模块，温度显示模块，温度采集模块，AD采样按键电路以及储存功能等几部分组成，主要实现的功能：
1、控制系统的打开与关闭功能
2、控温范围的设定：系统可以在4摄氏度到18摄氏度范围内任意设定所需要的冷藏温度值，并在设定好温度值后自动存储。
3、压缩机延时保护功能：5分钟
4、定时化霜功能：机器每运行3小时，停压缩机压缩10分钟进行定时化霜；
5、传感器故障检测功能：传感器短路或者开路，故障显示LL或者HH，系统进入故障运行模式：循环开压缩机30分钟，关压缩机10分钟。
1.4论文的安排
本论文共分4章。
第一章绪论部分主要介绍课风冷式酒柜的概述、酒柜的发展以及论文的安排。
第二章为系统硬件设计，在该课题的实现中，将对单片机控制模块、温度采集模块、温度显示模块等进行系统介绍。
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