直冷式电冰箱(3)

（2）74LS273引脚图如图3-17所示：

D1D2D3D4D5D6D7D8CLRNCLKQ1Q2Q374LS273Q4Q5Q6Q7Q8

图3-17 74LS273引脚图

（3）74LS273功能表

表3-7 74LS273 功能表

74LS273八D触发器 输 入 /Cr L H H H 3.3.2 驱动控制电路的设计

（1）制冷压缩机和除霜电热丝的启动和停止控制驱动电路如图3-18所示：

CP × ↑ ↑ L D × H L × 输出 Qn+1 L H L Qn

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220VP1.7CLK1215MC1413161Q2Q1020R28P1.3P1.4Z电热丝31SSR14274LS273ZR272KΩCLRN31SSR242压缩机C195VR265KΩ1μFC20图3-18 制冷压缩机和除霜电热丝的启动和停止控制驱动电路

（2）工作原理：

AT89C51单片机控制信号经P1.3和P1.4端口输出，并在P1.7的控制下，锁存在74LS273中，74LS273的输出在经达林顿驱动器MC1413后,驱动固态继电器SSR1和SSR2。当MC1413的16端有高电平输出时，SSR1的3、4引脚端接通，使加热丝接通电源而除霜。当MC1413的15端输出高电平时，SSR2的3、4端接通，使压缩机绕组接通电源而启动，开始制冷。74LS273琐存控制信号，一方面，增加输出功率，另一方面，也防止单片机复位时引起控制的误动作。采用固态继电器作为压缩机和除霜电热丝 的开关，属于无触电开关，内部是大功率的晶闸管电路，不产生火花，无电磁干扰，并使高压与单片机系统隔离。 4 3.3.4 键盘与显示电路

从图3.7中可以看出，键盘电路和LED显示电路由串行口扩展5片74LS164实现。系统采用了6个功能键控制冷冻室、冷藏室及速冻时间设定，4个LED数码管用于显示冷冻室、冷藏室温度及压缩机启、停和故障等状态。

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图3.7 键盘与显示电路

3.4 时钟电路

时钟电路用于产生单片机工作所需的时钟信号，时序是指令执行中各信号之间的相互关系。单片机本身就如同一个复杂的同步时序电路，为了保证同步工作方式的实现，电路应在唯一的时钟信号控制下严格地按时序进行工作。

在AT89C51单片机内部带有时钟电路，因此，只需要在片外通过XTAL1和XTAL2引脚接入定时控制元件（晶体振荡器和电容），即可构成一个稳定的自激振荡器。在AT89C51芯片内部有一个高增益反相放大器，而在芯片的外部，XTAL1和XTAL2之间跨接晶体振荡器和微调电容。

AT89C51的时钟电路如图3-2所示：

C130pFC230pFXTAL2/EAVss12MHZXTAL1

图3-2 AT89C51的时钟电路

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用晶振和电容构成谐振电路。电容C1、C2容量在15～40pF之间，大小与晶振频率和工作电压有关。但电容的大小影响振荡器的稳定性和起振的快速性，为了提高精度，本实验板采用30pF的电容作为微调电容。在设计电路板时，晶振、电容等均应尽可能靠近芯片，以减小分布电容，保证振荡器振荡的稳定性。

3.5 复位电路

复位是单片机的初始化操作，其主要功能是使单片机从0000H单元开始执行程序。除了进入系统的正常初始化以外，当由于程序运行出错或操作错误使系统处于死锁状态时，为摆脱困境也需按复位键以重新启动。AT89C51芯片内部有复位电路，RST引脚是复位信号的输入端高电平有效，复位方式有自动复位和手动复位两种。本单片机系统采用自动复位方式复位。 AT89C51的复位电路如图3-3所示：

VccSP1.6+C3 22μFP1.5AT89C51P1.1≥1R2 10KΩR310KΩ0.1μFRESTP3.0/CSSO/WPVssVccRESTSCKSIR11KΩX25045C4

图3-3 X25045复位电路图

在实际环境中,微机测控系统常常受到干扰,其中大型设备的启停、强继电器的通断、电源波形畸变等因素会造成电源电压的波动,瞬间的压降往往造成系统死机、数据丢失和误操作,使系统无法正常运行,甚至出现事故,所以对系统电源电压的监测、控制和重要数据的有效保存十分重要。

X25045是美国Xicor公司的生产的标准化8脚集成电路，它将EEPROM、看门狗定时器、电压监控三种功能组合在单个芯片之内，大大简化了硬件设计，提高了系统的可靠性，减少了对印制电路板的空间要求，降低了成本和系统功耗，是一种理想的单片机外围芯片。X25045引脚如图3-4所示：

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图3-4 X25045引脚图

其引脚功能如下： CS：片选择输入；

SO：串行输出，数据由此引脚逐位输出；

SI：串行输入，数据或命令此引脚逐位写入X25045；

SCK：串行时钟输入，其上升沿将数据或命令写入，下降沿将数据输出； WP：写保护输入。当它低电平时，写操作被禁止； Vss：地； Vcc：电源电压； RESET：复位输出。

X25045在读写操作之前，需要先向它发出指令，指令名及指令格式如表3-2所示。

表3-2 X2504 指令名及指令格式

X25045硬件连接图如图3-3所示。X25045芯片内包含有一个看门狗定时器，可通过软件预置系统的监控时间。在看门狗定时器预置的时间内若没有总线活动，则X25045将从RESET输出一个高电平信号，经过微分电路C4、R3输出一个正脉冲，使CPU复位。图3-3电路中，CPU的复位信号共有3个：上电复位(C3、R2)，人工复位(S、R1、R2)和Watchdog复位(C4、R3)，通过或门综合后加到RESET端。C4、R3的时间常数不必太大，有数百微秒即可，因为这时CPU的振荡器已经在工作。

看门狗定时器的预置时间是通过X25045的状态寄存器的相应位来设定的。如表3-3所示，X25045状态寄存器共有6位有含义，其中WD1、WD0和看门狗电路有关，其余位和EEPROM的工作设置有关。

表3-3 X25045状态寄存器

WD1＝0，WD0=0，预置时间为1.4s；

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