一种冰箱控制装置

1、一种冰箱控制装置，包括有：用于检测冰箱内部外部温度以及冰箱门 开关信号的检测单元，用于降低和提高冰箱内部温度的执行单元和接收检测 单元的信号并发出指令到负载驱动单元的主控单元(46)，其特征在于：还包 括设置并显示冰箱运行状况且与主控单元相连接的触摸屏控制单元(31)，所 述主控单元包括有主控芯片(4)，主控芯片输出端连接有控制电路(3)，主 控单元还包括给主控芯片提供电源的电源及相位检测电路(1)、与主控芯片 的复位端相连接的复位电路(2)、与主控芯片输入端连接的传感器电路(6)、 用于处理主控芯片与触摸屏单元通信信号的通信电路(5)以及为系统提供时 钟的时钟电路(7)。
2、根据权利要求1所述的冰箱控制装置，其特征在于：所述的执行单元 包括有输出电磁阀以及压缩机组件(39)，压缩机组件包括通过保护器(40) 与主控单元(46)相连接的压缩机(38)。
3、根据权利要求1所述的冰箱控制装置，其特征在于：所述的检测单元 包括有与主控单元联接的冷藏室温度传感器(28)、冷冻室温度传感器(29)、 冷藏室蒸发器温度传感器(30)，软冷冻室温度传感器(41)，环境温度传感 器(32)、以及冰箱门开关(34)。
4、根据权利要求1所述的冰箱控制装置，其特征在于：所述的触摸屏控 制单元设置于触摸屏背部的电路板上，触摸屏控制单元包括有主芯片(U202) 组成的触摸屏主控电路(12)、与主控电路中主芯片(U202)的引脚相连接的 触摸屏电路(8)、背光电路(92)、报警电路(91)、液晶显示控制电路以及 通信及辅助电路(13)。
5、根据权利要求4所述的冰箱控制装置，其特征在于：所述的报警电路 包括有三极管一(TR201)，三极管一(TR201)的基极与主芯片(U202)的针 脚一(PIN1)串接，三极管一(TR201)的集电极输出端连接蜂鸣器(BUZ201)； 背光电路包括三极管二(TR202)，三极管二(TR202)的基极与主芯片(U202) 的针脚十(PIN10)串接，三极管二(TR202)的集电极输出端连接显示器 (LED201)。
6、根据权利要求5所述的冰箱控制装置，其特征在于：所述的液晶显 示控制电路由液晶驱动芯片(U201)电路(10)和与其连接的液晶显示器 (LCD201)电路(11)组成。
7、根据权利要求6所述的冰箱控制装置，其特征在于：所述的通信及辅 助电路包括有复位电路和整形电路，复位电路中的三极管四(TR204)的集电 极输出端串连有电阻二十四(R224)、电容十三(C213)、电容十四(C214) 组成的π式滤波电路，π式滤波电路与主控电路的主芯片(U202)的针脚十 一(PIN11)联接，整形电路芯片(U203)的串行输出脚(PIN11)与主控电 路的主芯片(U202)的针脚十八(PIN18)串接。
8、根据权利要求5所述的冰箱控制装置，其特征在于：所述触摸屏为钢 化玻璃质触摸屏，触摸屏包括显示区和按键区。
9、根据权利要求8所述的冰箱控制装置，其特征在于：所述触摸屏中上 部设置有冷藏室温度显示区域(15)、触摸屏左上部有时间显示区域(16)， 冷冻室温度显示区域(17)、软冷冻室温度显示区域(18)，触摸屏中下部设 置有设置键(23)，触摸屏两边按键区还设置有相应的功能键。

技术领域\n本发明涉及冰箱控制技术领域，具体涉及一种具有触摸屏控制装置的冰 箱。\n背景技术\n随着科学技术的发展、数字化时代的到来，国内外市场竞争的日趋激烈， 人们对各种家电产品的要求也越来越高，不但要求产品性能好、质量可靠， 而且对产品的操作的人性化以及产品外观的视觉效果等方面的要求也越来越 高。\n近年来市面上出现了各种各样操作方便、美观的具有触摸屏结构的家用 电器，如中国CN200420047169号专利《一种用于电磁炉的触控感应电路》所 公开的触控式电磁炉，还有其他如具有触摸屏式微波炉等。\n但是，目前冰箱的控制大多还是采用机械式按键控制，其主要由机械连 接结构实现，多次使用容易产生老化，磨损，接触不良等情况，而且容易受 到结构件的限制，由于机械式的按键多配合结构件的连接来操作，当结构件 不合理，不牢靠时，操作容易失效，一般使用次数不超过20万次。而公告号 为CN1521476的《触摸式开关及具有触摸式开关的冰箱》所公开的可用于冰 箱的触摸开关，所述开关沿着安装于门表面板的圆形盘状的基体内面的圆弧 部通过按压安装大致呈半圆形的触摸板并能前后移动，而且由与安装在盘部 底面的信号开关邻接，以轴支承靠弹簧的弹力而转动使信号开关的作动件离 开接触的可动板，并在可动板的两侧离开设置的卡钩；压入转动后通过弹簧 力返回前方并与卡钩卡合以阻止触摸板转动的卡合轴构成，通过按压触摸板 或拉动操作使信号开关动作。其公开的触摸开关前部安装有触摸板，但是该 触摸开关还是避免不了依靠机械结构件的连接来实现开关信号的通断，而且 该开关结构复杂，实用性不强。\n发明内容\n本发明所要解决的问题是提供一种操作方便、使用可靠的冰箱触摸屏控 制装置。\n为解决上述技术问题，本发明通过以下技术方案来实现：\n设计一种冰箱控制装置，包括有用于检测冰箱内部外部温度以及冰箱门 开关信号的检测单元，用于降低和提高冰箱内部温度的执行单元和接收检测 单元的信号并发出指令到负载驱动单元的主控单元，还包括设置并显示冰箱 运行状况且与主控单元相连接的触摸屏控制单元，所述主控单元包括有主控 芯片，主控芯片输出端连接有控制电路，主控单元还包括给主控芯片提供电 源的电源及相位检测电路、与主控芯片的复位端相连接的复位电路、与主控 芯片输入端连接的传感器电路、用于处理主控芯片与触摸屏单元通信信号的 通信电路以及为系统提供时钟的时钟电路。\n执行单元包括有输出电磁阀以及压缩机组件，压缩机组件包括通过保护器 与主控单元相连接的压缩机。检测单元包括分别与主控单元连接的冷藏室温度 传感器、冷冻室温度传感器、冷藏室蒸发器温度传感器、冷冻室温度传感器、 环境温度传感器、以及冰箱门开关。\n所述的触摸屏控制单元设置于冰箱触摸屏背部的电路板上，触摸屏控制 单元包括有主芯片U202组成的触摸屏主控电路以及与主控电路芯片接口相连 接的触摸屏电路，背光电路，报警电路、液晶显示控制电路和通信及辅助电 路。\n报警电路包括有三极管一TR201，三极管一TR201的基极与主芯片U202的 针脚一PIN1串接，三极管一TR201的集电极输出端连接蜂鸣器BUZ201；背光 电路包括三极管二TR202，三极管二TR202的基极与主芯片U202的针脚十 PIN10串接，三极管二TR202的集电极输出端连接显示器LED201。\n液晶显示控制电路由液晶驱动芯片U201电路及其驱动的液晶显示器 LCD201电路组成。\n通信及辅助电路包括有复位电路和整形电路，复位电路中的三极管TR204 的集电极输出端串连有电阻二十四R224、电容十三C213、电容十四C214组 成的π式滤波电路，π式滤波电路与主控电路主芯片U202的针脚十一PIN11 脚联接，整形电路芯片U203的串行输出脚PIN11与主控电路主芯片U202的针 脚十八PIN18串接。\n钢化玻璃加工制作的冰箱触摸屏包括显示区和按键区。触摸屏左上部有 时间显示区域，触摸屏中上部设置有冷藏室温度显示区域、冷冻室温度显示 区域、软冷冻室温度显示区域，触摸屏中下部设置有设置键，触摸屏两边按 键区还设置有相应的功能键。\n本发明与现有技术相比有以下优点：\n本发明所提供的冰箱触摸屏控制装置，采用触摸屏式按键控制，用户对 冰箱的操作使用可直接通过触摸按压触摸屏上的按键实现，所产生的操作控 制信号通过设置于触摸屏背部的触摸屏控制单元电路接收处理后发送到主控 单元，主控单元在把分析判断后发出指令到执行单元及相关执行元件，实现 对冰箱的控制。该发明提供的触摸屏式控制装置取消了机械式的连接方式， 不受结构件的老化和不牢固的影响，使得该控制方式的可靠性大大提高，降 低了开发制造的成本；采用感应性好的钢化玻璃等材料制作触摸屏加以液晶、 背光技术形成漂亮、大屏幕动画显示，外观美观大方。\n附图说明\n图1是本发明的总电路原理图；图2是图1中主控单元46的电路图；\n图3是图1中触摸屏单元31的电路图；图4是触摸屏的外观结构示意图。\n具体实施方案\n下面通过具体实施例对本发明作进一步详述：\n一种冰箱控制装置，包括有信号检测单元，主控单元、执行单元以及触 摸屏控制单元。\n信号检测单元用于检测冰箱内部外部温度以及冰箱门开关信号，检测单 元包括有与主控单元46连接的冷藏室温度传感器28、冷冻室温度传感器29、 冷藏室蒸发器温度传感器30、软冷冻室温度传感器41、环境温度传感器32、 以及冰箱门开关34。各温度传感器把检测到的温度信号，冰箱门开关的开关 信号传到主控单元，再由主控单元分析判断处理。\n主控单元46接收检测单元的信号分析判断处理后发出指令到执行单元来 控制冰箱运行。主控单元包括与主控芯片4控制端连接的控制电路3、给主控 芯片提供电源的电源及相位检测电路1、与主控芯片的复位端相连接的复位电 路2、与主控芯片输入端连接的传感器电路6、用于处理主控芯片与触摸屏单 元通信的通信电路5、以及为主控芯片提供时钟的时钟电路7。\n参见图2：电源及相位检测电路1为系统提供电源，并且提供交流电的相 位情况，为系统控制提供基础；市电由端子CN1引入，经保险FUS101以及压 敏电阻ZNR101后再经变压器T101变压后，T101的次级得到AC15V的低电压。 AC15V的电压经二极管D105整流，形成半波正弦电压，此电压经电阻R107和 R108分压后驱动三极管TR101，在市电电压的0度相位开始，三极管TR101逐 渐由截止到导通，电阻R152的电压从+5V变为0.7V，主控芯片4的相位检 测脚PIN13会出现一个下降沿。另外，变压器T101次级电压经二极管D101～ D104组成的桥式电路进行全桥整流，在由电容C112和C104滤波，三端稳压 器U101(LM7812CV)降压后得到+12V电压，用以作为继电器，背光的驱动 电压，+12V再经三端稳压器U107(LM7805CV)降压后得到+5V电压，作为 主控芯片4、传感器电路6、通信电路5以及复位电路2的电源。\n复位电路2为系统正常启动提供保证；三极管TR106的集电极输出端经 电容C101、C102、电阻R111组成的π式滤波电路连接到主控芯片4的RESET 脚PIN22，系统上电，TR106逐渐导通，同时C105充电，RESET脚逐渐变为 高电平，从而芯片完成复位操作。R111、C101、C102组成了π式滤波，保证 RESET脚PIN22没有电压波动。\n控制电路3主要是把系统的要求输出去控制电磁换向阀、照明灯和压缩 机。A)门灯控制电路：系统发出打开照明灯指令后，PIN28由低电压变为高电 压，输出经过电阻R129限流，驱动三极管TR104导通后，RY101触点的继电 器线圈形成回路，RY101触点闭合，端子CN6连接灯点亮。RY101触点的继电 器导通的瞬间，两端会出现高的反电动势，二极管D107的作用是形成反电动 势的回路，保护电路中的器件。B)压缩机控制电路：系统发出启动压缩机指 令后，PIN27由低电压变为高电压，输出经过电阻R128限流，驱动三极管TR103 导通后，RY102触点的继电器线圈形成回路，RY102触点闭合，压机启动。RY102 触点的继电器导通瞬间，两端会出现高的反电动势，二极管D106的作用是形 成反电动势的回路，保护电路中的器件。而压缩机是电感负载，上电瞬间绕 组线圈上会出现较大的反电动势，电阻R153和电容C132与压缩机绕组线圈组 成阻容放电回路，从而保护了电路中的器件。C)电磁阀控制电路：当某一 路电磁阀需要正脉冲时，相位检测电路检测到市电的过零上升沿后，给此路 一个脉冲，以PIN20脚联接的电磁阀为例：系统给PIN20一个负脉冲，光电 耦合器U104得电导通，控制电压通过电阻R139，R121加在可控硅SCR102的 控制端上，可控硅SCR102导通，端子CN2上连接的电磁阀得到正脉冲启动。 电磁阀是电感元件，上电时存在反电动势，通过电阻R135和电容C119组成 了阻容吸收电路，吸收电磁阀产生的反电动势。\n主控芯片4的PIN23、PIN24脚联接振荡器TX101。主控芯片U106的型号 为：UPD789188CT，主控芯片4是系统运行的大脑，通过对传感器信号分析， 依据触摸屏电路的设定值，控制电磁阀和继电器动作，最终符合要求；振荡 器XT101给芯片提供时序脉冲，保证芯片正常工作。控制芯片根据通信得到 的信息，传感器传出的信息，门开关等外围器件提供的信息，决定压缩机、 灯和各电磁阀的动作。\n通信电路5的作用是在主控单元和触摸屏单元通信时对信号进行滤波， 保证信号正确被识别；根据事先规定的协议，控制芯片通过PIN4在不同时刻 输出不同的高低电平，电容C134可对干扰进行抑制，反向器U109(74HC04) 组成的整形电路对PIN4发出的高低电平进行了整形，使输出的波形更接近理 想状态，通知触摸显示屏应进行的动作。根据规定的协议，主控芯片在不同 时刻对PIN15的高低电平进行读操作，得到触摸显示屏传回的信息。\n传感器电路6把冰箱冷冻室、冷藏室、软冷冻室的温度及冰箱门开关的 信号传到主控芯片；传感器本身是个热电阻，传感器的电阻值在不同温度下 不同。传感器通过和分压电阻R116、R117、R118、R119串联分压，不同的温 度，传感器电阻不同，R116、R117、R118、R119分得的电压也不同，从而加 在主制芯片PIN8、PIN7、PIN6、PIN5的电压也不同，从而主控芯片得到不同 的温度值。\n时钟电路7能保证准确的时钟运行，为系统提供对时间有控制的条件。 时钟电路7的芯片U102和U108都是具有I2C接口功能的芯片，主控芯片通 过不同地址，可以对芯片U102和U108进行读写操作，主控芯片把设定状态 写入芯片U102，断电后，U102存储的数据不会丢失，每次上电后，都读取U102 的存储状态。芯片U108可以准确计时，他存储的时间可以修改，每秒他会在 存储是时间上加，并且耗电很低，电容C36存储的电能，足以保证他工作10 个小时，从而使我们的冰箱掉电几个小时，上电后时钟不用重新调整。\n触摸屏控制单元31设置于冰箱触摸屏背部的电路板上，触摸屏控制单元 包括有主芯片U202组成的触摸屏主控电路12、以及与主控电路12主芯片U202 接口相连接的触摸屏电路8，背光电路92，报警电路91，液晶显示控制电路 以及通信及辅助电路13。其中主芯片U202采用HT46R47型单片机。\n触摸屏在未按下状态下，其电阻值为几十兆欧姆，触摸屏的公共端输出 低电平时，分压电阻和触摸屏分压后，主控电路主芯片U202的输入电压为高 电平。而当触摸屏按下后，其电阻值为几十K欧姆，触摸屏的公共端输出低 电平时，分压电阻和触摸屏分压后，主控电路主芯片U202的输入电压为低电 平。\n触摸屏为钢化玻璃质压力式数字触摸屏，根据冰箱的需要，整个触摸屏 分为显示区和按键区，按键区设置有不同的按键。智能按键14设定冰箱进入 /退出智能模式；触摸屏中上部的冷藏室温度显示区域15显示冷藏室温度； 触摸屏左上部时间显示区域16显示当前时间；冷冻室温度显示区域17显示 冷冻室温度；软冷冻室温度显示区域18显示软冷冻室温度；解锁键19解除 锁存状态，使冰箱进入可设定状态；速冷藏键20设定冰箱进入/退出速冷藏 模式；冷藏开关键21控制冷藏室的开/关状态；减键22当设定温度或时间时， 相应的设定闪烁时，此键可使该值减少1个单位，长按该键相应数值会快速 下减；设置键23切换设定状态，正常状态下连续按此键几下，设定将按如下 顺序变化：冷藏室设定的温度＞冷冻室设定的温度＞软冻室设定的温度＞“AM” 或“FM”闪烁＞当前冰箱显示的时间小时位＞当前冰箱显示的时间分钟位＞冷藏 室设定的温度，5秒后没有任何按键按下时，重新按此键时，又会按以上循环 操作；加键24当设定温度或时间时，相应的设定闪烁时，此键可使该值增加 1个单位，长按该键相应数值会快速上加；冷冻开关键25控制冷冻(软冷冻室) 的开/关，冷冻室和软冷冻室同时开/关；速冷冻键26设定冰箱进入/退出速 冻模式。\n操作使用时通过轻轻触摸按压触摸屏上的各个按键进行各种设定，发出 信号及通过各输入元件冷藏室传温度感器28、冷冻室温度传感器29、冷藏室 蒸发器温度传感器30，环境温度传感器32、门开关34、软冷冻室温度传感器 41产生的信号传到主控单元46上进行分析判断，发出指令到执行单元的设备 或元件；冷冻室电磁阀42、软冷冻室电磁阀43、冷藏室电磁阀44、压缩机 38、触摸屏单元31上的蜂鸣器BUZ201、冷藏室照明灯35执行相应的动作。\n参见图3，触摸屏主控电路12采集触摸屏电路和主控单元46的信号，对 采集的信号进行分析，对背光和报警电路及液晶控制电路发出动作指令，向 上位控制器汇报当前工作状态。当触摸屏主控电路12接收到主控单元46的 指令后发出信号，则主控电路主芯片U202的针脚一PIN1输出的高电平，三 极管一TR201导通，蜂鸣器BUZ201发出声音，提示操作者。同样，根据系统 要求主控电路主芯片U202的针脚十PIN10输出的高电平，三极管二TR202 导通，LED201接通，背光点亮。同时触摸屏主控电路12发出指令给HT1621 型液晶驱动芯片U201组成的液晶显示控制电路，并由其驱动的液晶显示器 LCD201显示冰箱的运行状态和运行情况。\n通信及辅助电路13用于支持主控电路12工作及保持与主控单元46可靠 联系，通信及辅助电路13包括联接于主控电路主芯片U202的针脚十一PIN11 的三极管四TR204组成的复位电路，以及整形电路芯片U203(74HC04)组成 的整形电路。系统上电，三极管四TR204逐渐导通，同时电容C212充电，主 芯片U202的针脚十一PIN11RESET脚逐渐变为高电平，从而芯片完成复位操 作，电阻二十四R224、电容十三C213、电容十四C214组成了π式滤波电路 保证RESET脚没有电压波动。根据事先规定的协议，主控电路主芯片U202通 过针脚十八P工N18在不同时刻输出不同的高低电平，电容C215可对干扰进行 抑制，整形电路芯片U203对主芯片针脚十八PIN18发出的高低电平进行了整 形，使输出的波形更接近理想状态，通知触摸显示屏应进行的动作。根据规 定的协议，主控电路主芯片U202在不同时刻对针脚十八PIN18的高低电平进 行读操作，得到触摸屏控制单元传回的信息。\n本发明所提供的触摸屏控制装置的大屏幕触摸屏还具有动画显示的功 能：冷藏室打开状态：冷藏开关21的冷藏室符号动态显示，给人的感觉是冷 气在冷藏室循环。冷冻室打开状态：冷冻开关25的冷冻室符号动态显示，给 人的感觉是冷气在冷冻室循环。冷藏室温度显示区域15、冷冻室温度显示区 域17、软冷冻室温度显示区域18或处于制冷状态：该室上面的弧形符号动态 显示，给人的感觉是里面的冷气动起来。当冰箱处于智能、速冷藏或速冷冻 状态：智能键14、速冷藏键21、速冷冻键25周围的框动态交替显示，提醒 人们当前的状态。通过上述措施，提高冰箱的高附加值，促进冰箱更新换代、 满足人们对高档冰箱的需求。