【正文】 編譯器、宏匯編、連接器、庫(kù)管理和一個(gè)功能強(qiáng)大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開(kāi)發(fā)方案，通過(guò)一個(gè)集成開(kāi)發(fā)環(huán)境（ uVision）將這些部分組合在一起。所以本次程序設(shè)計(jì)采用 C 語(yǔ)言編寫(xiě)，既能保證設(shè)計(jì)的精度，又能使程序通俗易懂。 C 語(yǔ)言是一種結(jié)構(gòu)化的語(yǔ)言，它層次清晰便于按模塊化方式組織程序。 圖 系統(tǒng)功能圖 控制電路設(shè)計(jì) 微波爐控制系統(tǒng)以 AT89C51 單片機(jī)為核心，通過(guò)外接設(shè)備進(jìn)行微波爐的顯示、火力輸出、定時(shí)設(shè)計(jì)，來(lái)完成系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求。 RESET 為復(fù)位鍵。 K0 鍵為微波爐的啟動(dòng)與關(guān)閉。不僅能滿(mǎn)足而且還有很多功能可供開(kāi)發(fā)，有著廣泛的應(yīng)用。 MCS51 系列及 80C51 單片機(jī)有多種品種。 20 世紀(jì) 80 年代中期以后， Intel 公司以專(zhuān) 利轉(zhuǎn)讓的形式把 8051 內(nèi)核技術(shù)轉(zhuǎn)讓給許多半導(dǎo)體芯片生產(chǎn)廠(chǎng)家，如 ATMEL、 PHILIPS、 ANALOG、 DEVICES、 DALLAS 等。由于單片機(jī)集成度高、功能強(qiáng)、可靠性高、體積小、功耗地、使用方便、價(jià)格低廉等一系列優(yōu)點(diǎn)，目前已經(jīng)滲入到人們 工作和生活的方方面面，幾乎“無(wú)處不在，無(wú)所不為”。能夠根據(jù)鍵盤(pán)輸入完成相應(yīng)的功能，同時(shí)使用 LED 顯示系統(tǒng)狀態(tài) ,并進(jìn)行響鈴提示。精品 基于單片機(jī)的微波爐控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 南京工程學(xué)院 自動(dòng)化學(xué)院 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 題目： 基于高性能單片機(jī)的 微波爐控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 專(zhuān) 業(yè)： 自動(dòng)化（數(shù)控技術(shù)） 班 級(jí) 學(xué) 號(hào)： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 起迄日期： ～ 設(shè)計(jì)地點(diǎn)： 實(shí)驗(yàn)樓 _ Graduation Design Thesis Design of Microwave Oven Control System Based on Highperformance MCU By Supervised by School of Automation Nanjing Institute of Technology June,2021 摘 要 近年來(lái)隨著計(jì)算機(jī)在社會(huì)領(lǐng)域的滲透和大規(guī)模集成電路的發(fā)展，單片機(jī)的應(yīng)用 正在不斷地走向深入，由于它具有功能強(qiáng)，體積小，功耗低，價(jià)格便宜，工作可靠，使用方便等特點(diǎn)，因此特別適合于與控制有關(guān)的系統(tǒng)，越來(lái)越廣泛地應(yīng)用于自動(dòng)控制，智能化儀器，儀表，數(shù)據(jù)采集，軍工產(chǎn)品以及家用電器等各個(gè)領(lǐng)域，單片機(jī)往往是作為一個(gè)核心部件來(lái)使用，再根據(jù)具體硬件結(jié)構(gòu)，以及針對(duì)具體應(yīng)用對(duì)象特點(diǎn)的軟件結(jié)合，以作完善。 關(guān)鍵詞：微控制器；微波爐；控制器 ABSTRACT With the puter peration in the social sphere in recent years, and the development of large scale integrated circuits, microcontroller applications are continually developing deeply, because of its powerful function, small size, low power consumption, cheap price, reliable performance, easily using, etc, it is particularly suitable for systems with control. It is used more and more widely in automatic control, intelligent instruments, meters, data acquisition, military products and home appliances etc, SCM is often used as a core ponent in according to the specific hardware architecture, and it is often bined with applicationspecific features of the software objects to make perfect. Microwave oven control system design used the microcontroller as the core, based on MCU preparation software system, bined with eight digital tube LED display and necessary peripheral circuits to plete the microwave oven programmable intelligent control. System consisted of several modules such as the time controlling , fire setting, the user interface, sound design. It could plete the function under the keyboard , meanwhile used the LED to display the status of system, and prompted us through a ringer. Key words： microcontroller。單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域已從面向工業(yè)控制、通訊、交通、智能儀表等迅速發(fā)展到家用消費(fèi)產(chǎn)品、辦公自動(dòng)化、汽車(chē)電子、 PC 機(jī)外圍以及網(wǎng)絡(luò)通訊等廣大領(lǐng)域。這些廠(chǎng)家生產(chǎn)的芯片是 MCS51 系列的兼容產(chǎn)品，準(zhǔn)確地說(shuō)是與 MCS51 指令系統(tǒng)兼容的單片機(jī)。它們的引腳及指令系統(tǒng)相互兼容，主要在內(nèi)部結(jié)構(gòu)上有些區(qū)別。（ 1）功能（ 2）（） （）（）（） 0000。 K K K3 鍵為檔位選擇鍵，分別代表大火、中火、小火，選擇后相應(yīng)的發(fā)光二極管會(huì)發(fā)亮。每次按下按鍵后系統(tǒng)都會(huì)啟動(dòng)音響發(fā)生模塊發(fā)出“嘀”的聲音。具體框圖如圖 。它可以用于系統(tǒng)軟件的開(kāi)發(fā)，同樣也適用于應(yīng)用軟件的開(kāi)發(fā)。本次設(shè)計(jì)采用 Keil 4 作為編寫(xiě)軟件，并通過(guò) Keil 4 進(jìn)行編譯調(diào)試。運(yùn)行 Keil 軟件需要 WIN9 NT、 WIN202WINXP 等操作系統(tǒng)。在開(kāi)發(fā)大型軟件時(shí)更能體現(xiàn)高級(jí)語(yǔ)言的優(yōu)勢(shì)。用過(guò)匯編語(yǔ)言后再使用 C 來(lái)開(kāi)發(fā)，體會(huì)更加深刻。新版本支持更多最新的 ARM芯片，還添加了一些其他新功能。硬件電路大體包括定時(shí)電路、門(mén)電路、鍵盤(pán)電路、顯示電路、響鈴電路、火力輸出電路幾個(gè)主要模塊。系統(tǒng)具體包含顯示電路，鍵盤(pán)電路，計(jì)時(shí)控制電路，火力輸出電路，響鈴提示電路等多個(gè)部分，根據(jù)我們所了解的，每個(gè)部分都可以采用不同的方案來(lái)實(shí)現(xiàn)， 但不同的方案有實(shí)現(xiàn)的難易的不同，不同的設(shè)計(jì)要求所采取的方案也各不相同，有的需要考慮高精度，有的需要保證低功耗等等，所以通過(guò)思考分析，最終做出最合理的選擇，使之更加科學(xué)和合理，達(dá)到設(shè)計(jì)要求。 方案二：直接利用單片機(jī)的三個(gè) I/O 口進(jìn)行檔位控制。 方案二： AT89C51 單片機(jī)內(nèi)部就含有定時(shí)器，我們可以使用一個(gè)定時(shí)器和計(jì)數(shù)器結(jié)合，加上 12M 晶振的驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)定時(shí)、計(jì)數(shù)控制。在按鍵不多的情況下我們可以采用獨(dú)立式鍵盤(pán)。矩陣式鍵盤(pán)如圖 。 結(jié)論：根據(jù)設(shè)計(jì)要求，我們只需實(shí)現(xiàn)定時(shí)顯示，只要能顯示時(shí)間即可，信息量少，只需顯示時(shí)、分、秒。 實(shí)際工作時(shí)，當(dāng)設(shè)定好功率值后，功率調(diào)節(jié)器便控制磁控管工作一段時(shí)間再休止一段時(shí)間，并按一定周期不斷循環(huán)這個(gè)過(guò)程，直至微波爐工作結(jié)束。當(dāng) T 30s 時(shí)，若設(shè)磁控管工作時(shí)間 t1 分別為 1 1 2 30s，那么對(duì)應(yīng) 6s 的微波輸出功率為保溫功率，這是爐子額定微波輸出功率 Po 的 20％的功率，又稱(chēng)溫火擋。 微波爐火力輸出方案 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，只需設(shè)計(jì)高、中、低三檔功能，無(wú)需多檔位控制。 響鈴提示方案 我們可以使用單片機(jī)的一個(gè) I/O 端口，然后接上揚(yáng)聲器，通過(guò)軟件方式，修改延時(shí)、周期，來(lái)達(dá)到響鈴提示的效果。檔位顯示采用 3 個(gè)不同顏色的發(fā)光二極管顯示，分別表示大火、中火、小火三檔火力。然后，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)總體進(jìn)行設(shè)計(jì)，形成一個(gè)清晰的設(shè)計(jì)方向，并構(gòu)思出系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)的工作原理和系統(tǒng)的框圖，使整個(gè)設(shè)計(jì)方案具有總體性。當(dāng)采用外部振蕩器時(shí)，該引腳接收振蕩器的信號(hào)，既把此信號(hào)直接接到內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端。 3 控制或與其它電源復(fù)用引腳 RST、 ALE//PROG、 /PSEN 和 /EA/VPP RST 復(fù)位輸入端。因此，它可用作對(duì)外輸出的時(shí)鐘，或用于定時(shí)目的。當(dāng)AT89C51/LV52 由外部程序存儲(chǔ)器取指令（或常數(shù)）時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期兩次 /PSEN有效（既輸出 2 個(gè)脈沖）。當(dāng) /EA 端保持高電平（接 VSS 端）時(shí)， CPU 則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲(chǔ)器中的程序。P1 的輸出緩沖器可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流方式） 4 個(gè) TTL 輸入。P2 的輸出緩沖器可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流方式） 4 個(gè) TTL 輸入。當(dāng) P3 口寫(xiě)入“ 1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。當(dāng)用于定時(shí)器方式時(shí)，定時(shí)器的輸入來(lái)自?xún)?nèi)部時(shí)鐘發(fā)生電路，每過(guò)一個(gè)機(jī)器周期，定時(shí)器加 1，而一個(gè)機(jī)器周期包含有 12 個(gè)振蕩周期，所以，定時(shí)器的技術(shù)頻率為晶振頻率的 1/12，而計(jì)數(shù)頻率最高為晶振頻率的 1/24。的直接地址訪(fǎng)問(wèn)同一個(gè)存儲(chǔ)空間，高于 7FH 的間接地址訪(fǎng)問(wèn)另一個(gè)存儲(chǔ)空間。 XTAL1 反相器的輸入， XTAL2 為反相器的輸出。 C1 和C2 的作用有兩個(gè)：其一是使振蕩器起振，其二是對(duì)振蕩器的頻率 f 期微調(diào)作 用。 NMOS型單片機(jī)也可以不適用內(nèi)部時(shí)鐘電路，直接總外部輸入時(shí)鐘脈沖。左邊的電路為高電平復(fù)位有效右邊為低電平為手動(dòng)復(fù)位開(kāi)關(guān) C 可避免高頻諧波對(duì)電路的干擾 圖 RC 復(fù)位電路 AT89C51 的內(nèi)部定時(shí)器與軟件計(jì)數(shù)器相結(jié)合的方式獲得 1Hz 的時(shí)鐘。從式（ 1）中不難看出，這時(shí)要獲取 1Hz 的時(shí)鐘， 計(jì)數(shù)器的預(yù)置數(shù) N 應(yīng)對(duì) T/1 取整，即： N [22118400/12 （ 25627 ） ] 8049 ????????????????（ 2） 則系統(tǒng)獲取的時(shí)鐘頻率即為： f 12/22118400（ 2827） 8049 ≈ 完全可以滿(mǎn)足系統(tǒng)的計(jì)時(shí)要求。 Key0 Key0 Key0 Key08通過(guò)一個(gè)與門(mén)接到 接口，這樣可以通過(guò) 口來(lái)判斷有沒(méi)有按鍵被按下。 鍵盤(pán)設(shè)計(jì)電路如圖 （ 復(fù)位電路中的獨(dú)立式按鍵）和圖 所示。 顯示電路設(shè)計(jì) 根據(jù)前面章節(jié)的分析與方案選擇，我們只需實(shí)現(xiàn)定時(shí)顯示，只要能顯示時(shí)間即可，信息量少，只需顯示時(shí)、分、秒。經(jīng)實(shí)際使用發(fā)現(xiàn)，該芯片具有占用單片機(jī) I/O 口少（僅三線(xiàn)）、顯示多樣、可靠性高、簡(jiǎn)單實(shí)用、編程靈活方便的特點(diǎn)。 CS 腳，片選輸入端，當(dāng) CS 0 時(shí)，串行數(shù)據(jù)存入移位寄存器，當(dāng) CS 為上升沿時(shí)鎖存最后 16 位數(shù)據(jù)。 Vdd 腳， 5V 正電壓輸入端。數(shù)據(jù)經(jīng) 個(gè)周期后，在時(shí)鐘的下降沿由 Dout 引腳輸出。 /非譯碼模式 譯碼模式寄存器可以設(shè)置對(duì)每一位數(shù)字的 BCD 譯碼模式或非譯碼模式，寄存器的每一位對(duì)應(yīng)一個(gè)數(shù)字，高電平代表譯碼，低電平代表旁路譯碼器。 掃描位數(shù)控制寄存器可以設(shè)置顯示 1~8 位，多路掃描器在顯示 8 位時(shí)典型的掃描頻率為 ，掃描頻率上升為 8f/N（ f 為掃描頻率， N 為顯示位數(shù)）?？詹僮髂Ｊ接糜谛酒瑪U(kuò)展，后面的芯片要顯示的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)前面的芯片時(shí)，前面的芯片應(yīng)處于空操作模式。在輪流顯示過(guò)程中，每位數(shù)碼管的點(diǎn)亮?xí)r間為 1～ 2ms，由于人的視覺(jué)暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極管的余輝效應(yīng)，盡管實(shí)際上各位數(shù)碼管并非同時(shí)點(diǎn)亮，但只要掃描的速度足夠快，給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示數(shù)據(jù)，不會(huì)有閃爍感，動(dòng)態(tài)顯示的效果和靜態(tài)顯示是一樣的，能節(jié)省大量的 I/O 端口，而且功耗更低。一般來(lái)說(shuō)，蜂鳴器就是小型喇叭（ speaker），也是一種電感性負(fù)載。若要產(chǎn)生頻率為 f 的脈沖，則需要在 T 時(shí)間內(nèi)進(jìn)行吸放各一次，換言之，產(chǎn)生磁性、消除此磁性的時(shí)間各位 T/2，稱(chēng)為半周期。 實(shí)際工作時(shí)，當(dāng)設(shè)定好功率值后，功率調(diào)節(jié)器便控制磁控管工作一段時(shí)間再休止一段時(shí)間，并按一定周期不斷循環(huán)這個(gè)過(guò)程，直至微波爐工作結(jié)束。 電源電路設(shè)計(jì) 單片機(jī)系統(tǒng)電源設(shè)計(jì)是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)重要工作，電源的精度和 1 可靠性等各項(xiàng)指標(biāo)，直接影響系統(tǒng)的整體性能。 圖 電源電路 注：上圖是一個(gè)輸出正 5V 直流電壓的穩(wěn)壓電源電路。 VD2 是輸出保護(hù)二極管，一旦輸出電壓低于 VD1 穩(wěn)壓值時(shí)，VD2 導(dǎo)通，將輸出電流旁路，保護(hù) 7805 穩(wěn)壓器輸出級(jí)不被損壞。 Protel DXP 支持多種格式的元件庫(kù)文件，如 *.SchLib 原理圖元件庫(kù) ， *.PcbLib 封裝庫(kù) ， *.IntLib 集成元件庫(kù) 。新建一個(gè) PCB 工程項(xiàng)目， PCB 設(shè)計(jì)中的文件都包含在該項(xiàng)目下。根據(jù)實(shí)際電路的復(fù)雜程度來(lái)設(shè)置圖紙的大小。 （ 5）原理