【正文】 ...............................................................15 繼電器電路設(shè)計 ................................................................................................16 系統(tǒng)的原理圖和 PCB 圖 ....................................................................................17 第 3 章 系統(tǒng)軟件設(shè)計 ....................................................................................................19 主程序設(shè)計 ......................................................................................................19 預(yù)約定時程序設(shè)計 ............................................................................................20 溫度采集程序設(shè)計 ............................................................................................21 顯示及輸入程序設(shè)計 ........................................................................................22 液晶操作時序 .........................................................................................22 液晶顯示和按鍵檢測流程圖設(shè)計 .............................................................22 負(fù)載電路和指示功能設(shè)計 .................................................................................24 本章小結(jié) ..........................................................................................................24 第 4 章 智能電飯煲的調(diào)試 .............................................................................................25 II 硬件調(diào)試以及遇到的問題 .................................................................................26 軟件調(diào)試以及遇到的問題 .................................................................................26 本章小結(jié) ..........................................................................................................26 結(jié)論 ................................................................................................................................27 參考文獻(xiàn) .........................................................................................................................29 學(xué)士學(xué)位論文 1 第 1 章 緒論 選題背景 隨著電飯煲技術(shù)的發(fā)展，電飯煲的控制技術(shù)也經(jīng)歷了幾個重要的階段，首先是機(jī)械式控制，然后是電子式控制，再是微電腦控制，再是目前將要成為主流的電磁電飯煲和微壓力電飯煲。早在 20 世紀(jì)早期，電子智 能控制技術(shù)就已經(jīng)發(fā)展起來了，并最先被應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中，其后隨著控制理論、微電子技術(shù)和傳感技術(shù)的發(fā)展，在操作復(fù)雜度、可控對象、穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)性等方面均得到了完善，目前電子智能控制技術(shù)在家用電器、汽車電子、智能電源保護(hù)、電力自動化和電動工具等領(lǐng)域得到很廣泛應(yīng)用，以促進(jìn)產(chǎn)品智能化和信息化程度的提高。 今天，我們正經(jīng)歷著一個電腦技術(shù)迅速發(fā)展的時代，電腦芯片、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已經(jīng)開始成熟和普及，成本大幅的下降，這就為我們提供了一個絕好的平臺和環(huán)境，我們應(yīng)該有理由也有信心將包括電飯煲在內(nèi)的所有智能家電控制技術(shù)作一次大的提升。隨著 人們生活水平的提高，對電飯煲的要求也越來越高。 日后，煮出來的米飯的可口程度、營養(yǎng)以及是否多功能、是否節(jié)能這些因素將成為判斷一個電飯煲好壞的標(biāo)準(zhǔn)。 研究現(xiàn)狀 目前，市場上的大部分采用機(jī)械式或者是采用固定功率的方式加熱，能源利用率低，功能單一，難以滿足人們?nèi)找嬖鲩L的生活需求。 電飯煲從機(jī)械式原理到現(xiàn)在的智能電飯煲，期間經(jīng)歷了許多的階段。電飯煲發(fā)揮高新技術(shù)優(yōu)勢，以美味炊煮為主導(dǎo)，使產(chǎn)品更加豐富與時尚化，現(xiàn)已形成微電腦、電腦與機(jī)械三大類型、十大不同款式。機(jī)械電飯煲雖然價格方面體現(xiàn)它的優(yōu)勢之外，其他方面 就很難滿足人們對現(xiàn)代生活高品質(zhì)的需求。 微電腦或電腦控制的智能電飯煲符合現(xiàn)代人的要求，人性化的界面設(shè)計，使得人們一眼看出當(dāng)前工作狀態(tài)，讓您更安心，各種烹調(diào)過程全部由電腦自動控制，這些特點符合現(xiàn)代人的省時、省力、耐用的觀念。 研究的目的及意義 早在 20 世紀(jì)早期，電子智能控制技術(shù)就已經(jīng)發(fā)展起來了，并最先被應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中，其后隨著控制理論、微電子技術(shù)和傳感技術(shù)的發(fā)展，在操作復(fù)雜度、可控對象、穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)性等方面均得到了完善，目前電子智能控制技術(shù)在家用電器、汽車電子、智能電源保護(hù)、電力自動化和電動工 具等 2領(lǐng)域得到很廣泛應(yīng)用，以促進(jìn)產(chǎn)品智能化和信息化程度的提高。微電腦電飯煲不僅功能多、功耗低、保溫性能好等特點，而且價格適中，是人們的理想選擇。一種產(chǎn)品是否能夠生存，不僅看它能否給廠家?guī)砝麧櫍匾氖强此袥]有市場。而今，智能電飯煲不僅在市場將占據(jù)主導(dǎo)地位，而且前景一片光明，因此我們選擇智能電飯煲的開發(fā) 電飯煲是一種把電能轉(zhuǎn)化成熱能的新型多功能烹飪器具。在科技發(fā)展日新月異的今天 ,電飯煲也同其它家用電器一樣經(jīng)歷了從簡單到復(fù)雜 ,從手動到半自動、全自動以及到現(xiàn)在的智能化產(chǎn)品的過程。但因為價格較高 ,所以它不能為普 通家庭所接受。做出一種價格低廉、體積又小的人性化的電飯煲是市場所需求。因此，開發(fā)功能齊全，安全可靠的微電腦智能電飯煲是非常用必要的。 第 2 章 硬件 電路設(shè)計 本章詳細(xì)介紹了智能電飯煲的硬件設(shè)計，每個模塊的電路都給出了詳細(xì)的解 3釋和分析，同時有的電路給出了方案的論證與選擇。在章節(jié)最后給出了整個智能電飯煲的電路圖和 PCB 圖。 系統(tǒng)原理及框圖 智能電飯煲能實現(xiàn)快煮，慢煮，預(yù)約定時，溫度采集以及人機(jī)交互的顯示多種功能。每個功能可以分為一個模塊，各個模塊 在單片機(jī)的控制下有序的工作。圖 21 為整個系統(tǒng)的框圖。 圖 21 系統(tǒng)的整體框圖 系統(tǒng)的工作原理：不同的按鍵對應(yīng)不同的功能，有按鍵按下時對應(yīng)不同的功能做出響應(yīng)?？熘?，慢煮是根據(jù)功率不同實現(xiàn)的，當(dāng)按下快煮按鍵時，單片機(jī)檢測到按鍵的按下，對應(yīng)的 IO 口控制相應(yīng)的負(fù)載，負(fù)載的電流不同，輸出的功率也就不同，從而實現(xiàn)快煮，慢煮的功能。顯示電路用液晶 1602 顯示，用來顯示電飯煲的溫度，現(xiàn)在的時間，實現(xiàn)人機(jī)之間的交互。電飯煲控制器的工作狀態(tài)煮飯、燜飯、保溫等最關(guān) 鍵的控制因素就是溫度，所以要求溫度采集是實時的。溫度采集部分用溫度傳感器 DS18B20 對電飯煲當(dāng)前溫度進(jìn)行采集。采集之后的溫度經(jīng)相應(yīng)的處理，根據(jù)得到的溫度，單片機(jī)采取什么樣的控制形式，從而實現(xiàn)不同的功能。保溫功能的實現(xiàn)就是通過溫度的采集實現(xiàn)的，當(dāng)溫度低于特定溫度，單片機(jī)做出相應(yīng)去控制負(fù)載，從而使溫度保持在特定的范圍。預(yù)約定時采用DS1302 實現(xiàn)預(yù)約定時的功能。負(fù)載控制采用繼電器組成的相應(yīng)電路進(jìn)行控制，單片機(jī) IO 口的輸出控制繼電器，繼電器對負(fù)載電路進(jìn)行控制，從而實現(xiàn)對負(fù)載的控制。功能指示電路用發(fā)光二極管分別指 示快煮、慢煮、定時時間功能。 AT89C52 功能模塊 1. 時間加 2. 時間減 3. 確認(rèn)鍵 4. 保溫 5. 快煮 6. 慢煮 溫度采集 LCD 顯示 功能指示 繼電器 電源電路 加熱盤 220V +5V 4 時鐘電路設(shè)計 計算機(jī)工作時，是在統(tǒng)一的時鐘脈沖控制下一拍一拍地進(jìn)行的。這個脈沖是由單片機(jī)控制器中的時序電路發(fā)出的。單片機(jī)的時序就是 CPU 在執(zhí)行指令時所需控制信號的時間順序，為了保證各部件間的同步工作，單片機(jī)內(nèi)部電路應(yīng)在唯一的時鐘信號下嚴(yán)格地控時序進(jìn)行工作，所以時鐘電路對于單片機(jī)必不可少。 外部時鐘方式 此方式是利用外部振蕩脈沖接入 XTAL1 或 XTAL2。 HMOS 和 CHMOS 單片機(jī)外時鐘信號接入方式不同， HMOS 型單片機(jī)（例如 8051）外時鐘信號由 XTAL2端腳注入后直接送至內(nèi)部時鐘電路，輸入端 XTAL1 應(yīng)接地。由于 XTAL2 端的邏輯電平不是 TTL 的，故建議外接一個上接電阻。對于 CHMOS 型的單片機(jī)（例如 80C51），因內(nèi)部時鐘發(fā)生器的信號取自反相器的輸入端，故采用外部時鐘源時，接線方式為外時鐘信號接到 XTAL1 而 XTAL2 懸空。如下圖 22 圖 22 外部時鐘方式 內(nèi)部時鐘方式 用單片機(jī)內(nèi)部的振蕩器，然后在引腳 XTAL1（ 18 腳）和 XTAL2（ 19 腳）兩端接晶振，就構(gòu)成了穩(wěn)定的自激振蕩器，其發(fā)出的脈沖直接送入內(nèi)部時鐘電路，外接晶振時，晶 振兩端的電容一般選擇為 30PF 左右；這兩個電容對頻率有微調(diào)的作用，晶振的頻率范圍可在 之間選擇。為了減少寄生電容，更好地保證振蕩器穩(wěn)定、可靠地工作，振蕩器和電容應(yīng)盡可能安裝得與單片機(jī)芯片靠近。 時鐘、復(fù)位電路如圖 23所示，采用的是系統(tǒng)振蕩為外部 RC 振蕩方式，單片機(jī)內(nèi)有一個用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器，引腳 XTAL1 和 TXAL2 分別是次放大器的輸入端和輸出端，把這兩個引腳與作為反饋元件的晶體諧振器連接。 5一般采用 12MHz 的石英晶體和 22PF 的電容作為系統(tǒng)時鐘，以減少寄生電容，更好保 證振蕩器的穩(wěn)定性。 由于內(nèi)部時鐘的電路簡單，不需要認(rèn)為的加入時鐘信號，所以一般采用內(nèi)部時鐘的工作方式。我也采用內(nèi)部時鐘的工作方式，實現(xiàn)單片機(jī)的時鐘電路設(shè)計。 圖 23 內(nèi)部時鐘工作方式 復(fù)位電路設(shè)計 復(fù)位是單片機(jī)的初始化操作。單片機(jī)啟運運行時，都需要先復(fù)位，其作用是使 CPU 和系統(tǒng)中其他部件處于一個確定的初始狀態(tài)，并從這個狀態(tài)開始工作。因而，復(fù)位是一個很重要的操作方式。但單片機(jī)本身是不能自動進(jìn)行復(fù)位的，必須配合相應(yīng)的外部電路才能實現(xiàn)。系統(tǒng)要能長時間可靠工作就離不開復(fù)位電路。 上電復(fù)位電路