【正文】 .............................................................................. 17 藥膳煲工作程序 ................................................................................................................. 17 總程序框圖 ......................................................................................................................... 18 C 語言控制程序部分 .......................................................................................................... 18 第 5 章 結(jié)論與展望 ............................................................................................ 19 結(jié)論 ..................................................................................................................................... 19 不足之處及未來展望 ......................................................................................................... 19 個(gè)人體會與收獲 ................................................................................................................. 19 參考文獻(xiàn) ............................................................................................................221 致 謝 ................................................................................................................. 23 附錄 A： 設(shè)計(jì)原理圖 .......................................................................................... 25 附錄 B： C 語言程序 ........................................................................................... 26 微電腦控制藥膳煲的控制部分設(shè)計(jì) 1 第 1 章 緒論 課題背景 課題來源與意義 市場上已有微電 腦控制藥膳煲的產(chǎn)品銷售及功能介紹，本課題是根據(jù)微電腦控制藥膳煲的原理，選用 STC89C52 單片機(jī)（市場上的全自動藥膳煲不使用該單片機(jī)，由于比較熟悉 MCS51 系列單片機(jī)，故選用該單片機(jī)）對藥膳煲的控制電路及軟件編程進(jìn)行設(shè)計(jì)，要求能達(dá)到產(chǎn)品規(guī)定的功 能 .微電 腦控制藥膳煲由單片機(jī)作為控制器，加上溫度檢測電路、數(shù)碼顯示電路、電源電路及功率器件控制電路，控制程序用 C 語言編寫 . 藥膳煲的簡介 藥膳 起源 于 我 國 的 中醫(yī)食療文化 與傳統(tǒng) 飲食 習(xí)俗 .它是 在烹飪學(xué)、中醫(yī) 藥 學(xué) 等理論 指導(dǎo)下，采用我國獨(dú)特的飲食烹調(diào)技術(shù)和現(xiàn)代科學(xué)方法 ，嚴(yán)謹(jǐn)依照 配方， 把 中藥與 一 些有藥用價(jià)值的食物 互相混合 制作而成的 一種 美食 .它既將 藥物作為食物，又將食物賦以藥用，藥借食力，食助藥威，藥食同源，相輔相成，相得益彰； 藥膳 既具有較高的營養(yǎng)價(jià)值，又可保健強(qiáng)身、延年 益壽 . 我國的中草藥具有藥性平和、副作用小、滋補(bǔ)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，已被國內(nèi)外廣大患者所接受 .近 年來，隨著 國家政策法規(guī)的扶持，以及人們對生活質(zhì)量的追求逐漸增高，以自然療法為特點(diǎn)的 中醫(yī)藥 文化受到越來越多人的關(guān)注，尤其是食療 養(yǎng)生 ，以其獨(dú)特的優(yōu)勢在人們的日常生活中逐漸占據(jù)了一定 地位 .然而 中草藥的煎熬 是 一件麻煩的 事 .這使得 食具藥膳煲逐漸成為家庭不可缺少的電器設(shè) 備 . 研究內(nèi)容 藥膳煲的內(nèi)部多采用微電腦控制電路，這使得改變藥膳煲火候和煎 煮時(shí)間程序十分便捷， 時(shí)間控制十分容 易 .許多硬件 功能都可由軟件取 代， 使電路及機(jī)械控制部分 大大簡化 .由單片微電腦控制的藥膳煲除了功能齊全外 ， 還有一個(gè)重要的特點(diǎn)就是各種功能及程序進(jìn)行過程中的各種狀態(tài)都由顯示器件顯示 出來 .增加了這 些顯示器件后 ， 除進(jìn)一步完善藥膳煲的功能 外， 還能美化藥膳煲的外觀造 型， 為使用者的操作提供 方 便 [1]. 擬采用的研究方法 先復(fù)習(xí)單片機(jī) MCS51 系列的硬件構(gòu)成及命令系統(tǒng)，分析研究微電腦控制藥膳煲控制電路的功能要 求 .再進(jìn) 行方案設(shè)計(jì)，包括組成電路、器件選擇 等 .然后 繪制出使用 STC89C52單片機(jī)的控制電路圖，進(jìn)行軟件框圖設(shè)計(jì)和編 寫 控制程 序 .要求 電路設(shè)計(jì)和軟件編程均能達(dá)到微電腦控制藥膳煲規(guī)定的功能 要求 . 江南大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 2 微電腦控制藥膳煲的控制部分設(shè)計(jì) 3 第 2 章 相關(guān)知識及原理介紹 藥膳煲工作原理 微 電腦 控制藥膳煲是一種自動進(jìn)行長時(shí)間煎藥或煲湯的鍋，上面是鍋體，可以分離，下面是加熱及控 制盤 .加熱 功率為 300W，保溫功率為 煮的溫度和時(shí) 間 .燒煮時(shí)間 可設(shè)定為 120 分鐘、 180 分鐘或任意選擇（在 60~240 分鐘之間，為 30 分鐘的倍數(shù)）三種 方 式 .燒 煮開始后，前一小時(shí)為達(dá)到沸騰和保持沸騰狀態(tài)，此后為文火加熱狀態(tài)，到達(dá)規(guī)定的燒煮時(shí)間后蜂鳴器會報(bào)警并自動進(jìn)入保溫 狀態(tài) .控 制面板上有 4個(gè)功能選擇按鍵（分別為：選擇鍵、 120 分鍵、 180 分鍵和清零鍵），還有 6 位數(shù)碼管進(jìn)行顯示所設(shè)定的燒煮時(shí)間和剩余燒煮時(shí)間（以分鐘為單位） . 單片機(jī)介紹 單片機(jī)是在一個(gè)硅片上 集成 了中央處理器（ CPU）、只讀存儲器（ ROM）、隨機(jī)存儲器（ RAM）和各種輸入 /輸出接口、定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器、串行通信口以及中斷系統(tǒng)等多種資源，這樣的一個(gè)集成電路就構(gòu)成了一個(gè)完整的微型計(jì)算 機(jī) .因?yàn)?它 的結(jié)構(gòu)及功能是按照工業(yè)過程設(shè)計(jì)的，所以單片機(jī)也被稱為微控制器（ Microcontroller） [2]. 單向可控硅介紹 單向可控硅是一種可控整流電子元件，能在外部控制信號作用下由關(guān)斷變?yōu)閷?dǎo)通，但一旦導(dǎo)通，外部信號就無法使其關(guān)斷，只能靠去除負(fù)載或降低其兩端電壓使其關(guān) 斷 .單 向可控硅是由三個(gè) PN結(jié) PNPN組成的四層三端半導(dǎo) 體器件 .與具 有一個(gè) PN結(jié)的二極管相比，單向可控硅正向?qū)ㄊ芸刂茦O電流控制；與具有兩個(gè) PN 結(jié)的三極管相比，差別在于可控硅對控制極電流沒有放大作 用 . 單向可控硅的工作原理 可控 硅關(guān)斷 的 條件：降低或 者 去掉加在可控硅陽極 和 陰極之間的正向電壓，使陽極電流 處于 最小維持電流以 下 .可 控硅導(dǎo)通 的 條件：一是可控硅陽極 和 陰極 之 間必須加正向電壓，二是控制極也 需 加正向電 壓 .只有 以上兩個(gè)條件同時(shí) 滿足時(shí) ，可控硅才會處于導(dǎo)通狀態(tài) .此 外 ，可控硅一旦 處于 導(dǎo)通 狀態(tài) 后，即使降低 了 控制極電壓或 者 去掉控制極電壓，可控硅仍然 導(dǎo)通 . 單向可控硅的使用注意事項(xiàng) 選用可控硅的額定電壓時(shí)，應(yīng)參考實(shí)際工作條件下的峰值電壓的大小，并留出一定的余 量 . (1) 選用可控硅的額定電流時(shí)，除了考慮通過元件的平均電流外 ，還應(yīng)注意正常工作時(shí)導(dǎo)通角的大小、散熱通風(fēng)條件等 因素 .在 工作中還應(yīng)注意管殼溫度不超過相應(yīng)電流下的允許 值 . (2) 使用可控硅之前，應(yīng)該用萬用表檢查可控硅是否 良好 .發(fā)現(xiàn)有短 路或斷路現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)立即更 換 . (3) 嚴(yán)禁用兆歐表（即搖表）檢查元件的絕緣情 況 . (4) 電流為 5A 以上的可控硅要裝散熱器，并且保證所規(guī)定的冷卻條 件 .為保證 散熱器江南大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 4 與可控硅管心接觸良好，它們之間應(yīng)涂上一薄層有機(jī)硅油或硅脂，以幫 助 良好的散 熱 . (5) 按規(guī)定對主電路中的可控硅采用過壓及過流保護(hù)裝 置 . (6) 要防 止可控硅控制極的正向過載和反向擊 穿 . 繼電器介紹 繼電器是一種自動和遠(yuǎn)距離操縱用的電器，廣泛地應(yīng)用于電力系統(tǒng)保護(hù)、生產(chǎn)過程自動化及各類自動、遠(yuǎn)動、遙控、遙測和通信等自動化裝置中，起著控制、檢測、保護(hù)和調(diào)節(jié)的作用，是現(xiàn)代電氣自動化系統(tǒng)中最基本的器件之 一 .它的功 能是當(dāng)輸入激勵(lì)量達(dá)到規(guī)定要求時(shí)，在電氣輸出電路中，被控參量發(fā)生預(yù)定階躍的編號的一種自動電 器 .當(dāng) 輸入量（如電壓、電流、溫度等）達(dá)到規(guī)定值時(shí)，繼電器被所控制的輸出電路導(dǎo)通或斷開 [3]. 輸入量可分為電氣量 與 非電氣量兩大 類 .其中 電氣量指 電壓 、電 流 、 功率 、 頻率 等 ，非電氣量指壓力、溫度、速度 等 . 由于 繼電器具有 許多 優(yōu)點(diǎn) ，例如 工作穩(wěn)定、動作 迅速 、 使用時(shí)間長 、體積小等 ，所以被 廣泛應(yīng)用于自動化、運(yùn)動、電力保護(hù)、通信、遙控和測量等裝 置中 . 繼電器的工作原理和特性 電磁繼電器一般由感應(yīng)機(jī)構(gòu)、變換機(jī)構(gòu)、比較機(jī)構(gòu)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成 .感應(yīng)機(jī)構(gòu)是線圈；變換機(jī)構(gòu)是電磁系統(tǒng)，包括鐵心、銜鐵、軛鐵和線圈；比較機(jī)構(gòu)是反力系統(tǒng)，主要包括反力彈簧和簧片；執(zhí)行機(jī)構(gòu)是導(dǎo)電接觸系統(tǒng)（主要指觸點(diǎn)），多為簧片結(jié)構(gòu) .只要在線圈兩端加上一定的電壓，線圈中就會流過一定的電 流 ，從而產(chǎn)生電磁效應(yīng)，銜鐵就會在電磁力吸引的作用下克服返回彈簧的拉力吸向鐵芯，從而帶動銜鐵的動觸點(diǎn)與靜觸點(diǎn)（常開觸點(diǎn)）吸合 .當(dāng)線圈斷電后，電磁的吸力也隨之消失，銜鐵就會在彈簧的反作用力返回原來的位置，使動觸點(diǎn)與原來的靜觸點(diǎn)（常閉觸點(diǎn)）釋放 .通過這樣吸合、釋放的過程，從而達(dá)到了控制在電路中的導(dǎo)通、切斷的目的 .對于繼電器的“常開、常閉”觸點(diǎn)，可以這樣來區(qū)分：“常開觸點(diǎn)”是繼電器在 線圈 沒有通電情況下 處于斷開狀態(tài)的靜觸點(diǎn)； “常閉觸點(diǎn) ”是 處于接通狀態(tài)的靜觸點(diǎn) [4]. 繼電器的作用 (1) 擴(kuò)大控制 范圍：例如，多觸點(diǎn)繼電器控制信號達(dá)到某一定值時(shí)，可以按觸點(diǎn)組的不同形式，同時(shí)換接、開斷、接通 幾路甚至十幾路 電 路 . (2) 放大：例如，靈敏型繼電器、中間繼電器等，用一個(gè)很微小的控制量，可以控制很大功率的電 路 . (3) 綜合信號：例如，當(dāng)多個(gè)控制信號按規(guī)定的形式輸入多繞組繼電器時(shí)，經(jīng)過比較綜合，達(dá)到預(yù)定的控制效 果 . (4) 自動、遙控、監(jiān)測：例如，自動裝置上的繼電器與其他電器一起，可以組成程序控制線路，從而實(shí)現(xiàn)自動化運(yùn) 行 . 繼電器的技術(shù)參數(shù) (1) 額定工作電壓 ： 是指 繼電器 線圈需要的 正 常工作電壓 .可 以是直流電壓，也可以是交流電壓，這取決于繼電器 的型號 . (2) 直流電阻 ： 是指繼電器中線圈的直流電 阻，可以使 用 萬能表測量 得到具體 數(shù)值 . 微電腦控制藥膳煲 的控制部分設(shè)計(jì) 5 (3) 吸合電流 ： 是指在正常使用 中 繼電器能夠產(chǎn)生吸合動作的最小電 流 .為了 讓繼電器穩(wěn)定工作， 給定的電流必須略大于吸合電流 .為了 不因大電流燒毀線圈，給線圈加的工作電壓一般不會超過 倍額定工作電 壓 . (4) 釋放電流 ： 是指繼電器釋放動作的最大 電流 .當(dāng)繼 電器吸合狀態(tài)的電流減小到一定程度時(shí) （ 電流遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于吸合電流 ） ，繼電器就會恢復(fù)到未通電的釋 放狀態(tài) . (5) 觸點(diǎn)切換電壓和電流 ： 是指繼電器允許加載的電壓和 電流 .它決 定了繼電器能控制電壓和電流的大小，使用時(shí)不能超過此值，否則很容易損壞繼電器的 觸點(diǎn) . 繼電器的參數(shù)選擇 (1) 繼電器額定工作電壓 的選擇 .繼電器最 主要的一項(xiàng)技術(shù)參數(shù) 就是額定工 作電壓 .使用繼電器時(shí)， 首先應(yīng)該 考慮電路（即繼電器線圈電路）的工作電壓，繼電器的額定工作電壓 與 所在電路的工作電壓 應(yīng)該是相等 的 .一般所 在電路的工作電壓是繼電器額定工作電壓的 倍 .電 路的工件電壓不 允許 超過繼電器額定工作電壓， 不然 繼電器線圈 會 燒 毀 .另外， 一些 集成電路如 NE555 電路可以直接驅(qū)動繼電器工作， 一 些集成電路如 COMS 電路輸出電流小， 為了能 驅(qū)動繼電器需要加一級晶體管放大電路 才能工作 ，這 時(shí)要 考慮晶體管輸出電流應(yīng)大于繼電器的額定工作 電流 . (2) 繼電器觸點(diǎn)負(fù)載 的選擇 .觸點(diǎn)負(fù)載是指觸點(diǎn)的承受能力 .繼電器的觸點(diǎn)在轉(zhuǎn)換時(shí)