【文章內(nèi)容簡介】 ............................................ 8 圖 34 控制系統(tǒng)單片機最小系統(tǒng)電路 ................................................................ 9 圖 35 7805 的典型應(yīng)用電路 ................................................ 錯誤 !未定義書簽。 圖 36 控制系統(tǒng)電源電路 .................................................... 錯誤 !未定義書簽。 圖 37 觸點式開關(guān)按鍵 ........................................................ 錯誤 !未定義書簽。 圖 38 控制系統(tǒng)鍵盤輸入電路 ............................................ 錯誤 !未定義書簽。 圖 39 DS18B20 實體描述 .................................................... 錯誤 !未定義書簽。 圖 310 DS18B20 復位時序 .................................................. 錯誤 !未定義書簽。 圖 311 DS18B20 的讀時序 .................................................. 錯誤 !未定義書簽。 圖 312 DS18B20 的寫時序 .................................................. 錯誤 !未定義書簽。 圖 313 溫度傳感器電路 ...................................................... 錯誤 !未定義書簽。 圖 314 LED 的 IV 特性 ..................................................................................... 14 圖 315 控制系統(tǒng)狀態(tài)指示電路 ........................................................................ 15 圖 316 LCD 顯示電路設(shè)計 ................................................................................ 16 圖 317 加熱盤 .................................................................................................... 16 圖 318 控制系統(tǒng)熱盤驅(qū)動電路 ........................................................................ 17 圖 41 主程序結(jié)構(gòu)圖 .......................................................................................... 18 圖 42 定時功能控制流程 .................................................... 錯誤 !未定義書簽。 引言 電飯煲是人們?nèi)粘Ｉ钪凶钇毡榈募矣秒娖?，隨著人們生活水平的提到，電飯煲也日趨智能化。 電飯煲因其安全、簡便、實 用而普及到千家萬戶。隨著科技的不斷發(fā)展，這類小家電也在不斷的完善和提升自己，并向著智能化、節(jié)能化、網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展。本課題研究的是智能電飯煲的硬件和軟件的設(shè)計以及煮飯功能的實現(xiàn)過程。智能家用電器不僅僅實現(xiàn)了產(chǎn)品的原始屬性，更融入了我們?nèi)祟惖闹腔劢Y(jié)晶。 也隨著節(jié)約型社會的形成，單片機技術(shù)在社會的各個領(lǐng)域中越來越來顯示出它的優(yōu)越性。用單片機設(shè)計的產(chǎn)品有體積小、價格低、功能全、應(yīng)用靈活等特點，所以單片機技術(shù)得到了不斷的向前發(fā)展。 用單片機技術(shù)設(shè)計一種電飯煲的定時預約工作系統(tǒng)，要求用鍵盤輸入定時工作時間和實時時間對 比達到長時間精確的定時功能。單片機采用AT89C51 單片機 ，要求定時時間和實時時間相同時通過 51 單片機控制繼電器電路來控制電飯煲的工作。 以單片機為核心控制器件，結(jié)合按鍵、溫度傳感器等輸入電路，以及加熱、狀態(tài)指示等輸出電路，實現(xiàn)對電飯煲的智能控制。 本課題主要基于家電智能化的背景下，根據(jù)智能電飯煲的發(fā)展和現(xiàn)狀，探討智能電飯煲如何實現(xiàn)智能化的煮飯、預約、再加熱等功能。 該系統(tǒng)可使電飯煲工作在“保溫”、“煲湯”、“煮飯”三種工作模式，每種工作模式下，控制系統(tǒng)結(jié)合蓋頂溫度傳感器，并將電飯煲限制在設(shè)定的最高溫度之內(nèi)， 煮飯結(jié)束后自動轉(zhuǎn)入保溫狀態(tài)。并在 LCD 的基礎(chǔ)上，智能實現(xiàn)了顯示智能電飯煲的工作狀態(tài)。 第 1 章 緒論 背景及發(fā)展 在科學技術(shù)進步、日新月異的今天，節(jié)能、高效、環(huán)保的觀念逐漸深入人心，人們對家電智能化的要求也越來越高。在今天， 電飯煲已經(jīng)成了家庭必備的電器之一。 電飯煲最初 是機械式控制 ，這種控制方式具有結(jié)構(gòu)簡單、技術(shù)門檻低、價格便宜等優(yōu)點，但同時也有功能單一、控制方式不靈活等不足之處 。 電飯煲因其安全、簡便、實用而普及到千家萬戶。隨著科技的不斷發(fā)展，這類小家電也在不斷的完善和提升自己 ，并向著智能化、節(jié)能化、網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展。本課題研究的是智能電飯煲的硬件和軟件的設(shè)計以及煮飯功能的實現(xiàn)過程。智能家用電器不僅僅實現(xiàn)了產(chǎn)品的原始屬性，更融入了我們?nèi)祟惖闹腔劢Y(jié)晶。 隨著以計算機技術(shù)為核心的信息技術(shù)，特別是數(shù)字化技術(shù)、多媒體技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，智能家電產(chǎn)業(yè)也在迅速崛起。世界著名的電腦和家電企業(yè)如 IBM、夏普、微軟、英特爾、松下、 NEC、東芝等都大力開發(fā)研制自己的智能家電產(chǎn)品，我國的許多公司如聯(lián)想、長虹、海信、 TCL、海爾等也都投入到智能家電的開發(fā)工作。作為傳統(tǒng)家電代表，電飯煲也已融入到系統(tǒng) 化的信息家電系統(tǒng)中，它的功能已不再只是單純的煮飯，功能齊全、操作簡便、人性化的界面，烹調(diào)過程自動化，甚至是網(wǎng)絡(luò)控制的信息化電飯煲已成為現(xiàn)代人的新需求。伴隨著生活水平的提高，電飯煲的智能化和網(wǎng)絡(luò)化將成為一種趨勢，機械式飯煲必將退出市場舞臺。智能化家電，指運用現(xiàn)代最新科技研制開發(fā)的新一代具有智能功能的家用電器。它所涉及的高新技術(shù)領(lǐng)域十分廣泛，其中包括：多媒體技術(shù)、數(shù)字技術(shù)、模糊控制技術(shù)、太陽能技術(shù)、專家系統(tǒng)、人工智能、生物技術(shù)等。而人工智能的載體通過傳統(tǒng)的邏輯電路實現(xiàn)顯然是不現(xiàn)實的，而通過嵌入式系統(tǒng)就能輕松實現(xiàn) 。嵌入式系統(tǒng)是將計算機硬件和軟件結(jié)合起來，構(gòu)成一個專門的計算裝置，完成特定的功能和任務(wù)。在嵌入式系統(tǒng)中，單片機是最重要也是應(yīng)用最多的智能核心器件。 課題任務(wù)及意義 本課題是以 AT89C51 單片機為核心控制器件，對智能電飯煲控制系統(tǒng)進行了設(shè)計，并在 PROTEUS 環(huán)境中對設(shè)計進行了仿真驗證。 本設(shè)計將電飯煲的煮食這一過程細分為煮飯、煲湯、保溫等多種工作模式?？刂葡到y(tǒng)可對電飯煲的溫度進行實時監(jiān)測，并以此靈活調(diào)節(jié)火力大小，自動完成煮食過程。控制系統(tǒng)支持對煮飯時間進行提前預約，定時時間到后自動進行煮飯，煮飯結(jié) 束后自動轉(zhuǎn)入保溫模式。此系統(tǒng)提高了電飯煲煮食自動化水平，提升了產(chǎn)品的人性化設(shè)計，使電飯煲具有“煮飯好吃、預約定時、多種功能”三大特點，滿足了人們不斷增長的物質(zhì)文化需求。 第 2 章 智能電飯煲控制系統(tǒng)整體設(shè)計方案 智能電飯煲控制系統(tǒng)簡介 該控制系統(tǒng)是以單片機為核心控制器件，結(jié)合按鍵、溫度傳感器等輸入電路，以及加熱、狀態(tài)指示等輸出電路，實現(xiàn)對電飯煲的智能控制。 該系統(tǒng)可使電飯煲工作在“保溫”、“煲湯”、“煮飯”三種工作模式，每種工作模式下，控制系統(tǒng)結(jié)合蓋頂溫度傳感器 ， 并將電飯煲限制在設(shè)定的 最高溫度之內(nèi)，煮飯結(jié)束后自動轉(zhuǎn)入保溫狀態(tài)。 控制系統(tǒng)結(jié)合單片機的定時功能，可對煮食時間進行預約設(shè)定，設(shè)定時間到后自動轉(zhuǎn)入預定的工作模式進行煮飯。 控制系統(tǒng)可結(jié)合 LED 實時指示電飯煲工作狀態(tài)，結(jié)合 LCD 液晶顯示器可顯示更多信息。包括定時時間、工作狀態(tài)、故障報警等信息。 智能電飯煲控制系統(tǒng)控制面板設(shè)計如圖 21 所示，主要包括顯示屏、狀態(tài)指示、輸入按鍵等幾部分。該控制系統(tǒng)使電飯煲提高了自動化、智能化、人性化設(shè)計水平，具有操作方便，安全可靠的特點。 智能電飯煲控制系統(tǒng)電路組成 該控制系統(tǒng)主要由電源電路、單片 機輸入電路、單片機輸出電路三類電路組成，如圖 21 所示。 電源電路將 220V 交流電轉(zhuǎn)為直流 5V，作為控制系統(tǒng)的電源。 單片機輸入電路有按鍵輸入電路、頂蓋溫度傳感器輸入電路、復位電路以及時鐘電路。 單片機輸出電路包括 LCD 顯示電路、 LED 工作狀態(tài)指示電路以及用于電飯煲加熱的加熱電路。 A T 8 9 C 5 1單 片 機按 鍵 操 作 輸 入 電 路頂 蓋 溫 度 傳 感 器復 位 電 路時 鐘 電 路2 2 0 V A C D C 5 V 電 源L C D 顯 示 電 路L E D 工 作 狀 態(tài) 指 示 電 路加 熱 電 路 圖 21 智能電飯煲控制系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)圖 本章小結(jié) 本章從整體出發(fā)，首先確定電飯煲的模糊智能控制系統(tǒng)由單片機為核心控制器件，結(jié)合按鍵，溫度傳感控制器等硬件設(shè)計電 飯煲實現(xiàn) “保溫”、“煲湯”、“煮飯”等功能。 第 3 章 智能電飯煲控制系統(tǒng)硬件設(shè)計 智能電飯煲控制系統(tǒng)硬件電路按照功能可劃分為七個組成部分，即控制系統(tǒng)單片機最小系統(tǒng)工作電路、控制系統(tǒng)電源電路、按鍵輸入電路、溫度傳感器電路、 LED 狀態(tài)指示電路、 LCD 顯示電路以及電飯鍋加熱電路。 控制系統(tǒng)單片機最小系統(tǒng)工作電路 本設(shè)計選用 AT89C51 單片機作為核心控制芯片。 AT89C51 是一種帶 4K 字節(jié)閃存可編程可擦除只讀存儲器 (FPEROM)的低電壓、高性能 CMOS 8 位微處理器，俗稱單片機。單片機的可擦除只讀存儲器可以反復擦除 1000 次。該器件采用 ATMEL 高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標準的 MCS51 指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能 8 位 CPU 和閃爍存儲器組合在單個芯片中， 因此 AT89C51 是一種高效微控制器。 AT89C51 單片機為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。本設(shè)計選擇 AT89C51 單片機作為智能電飯煲控制系統(tǒng)核心控制芯片，兼顧了經(jīng)濟性和實用性的需求。 AT89C51 單片機的引腳及其排 列 AT89C51 具有 40 只引腳，其中 32 個是可編程輸入輸出口。 AT89C51 有三種封裝形式，即 PLCC、 TQFP 和 PDIP 三種。其中最為常見的封裝是 PDIP，其外形及引腳配置如圖 31 所示。 VCC：供電電壓。 GND：接地。 P0 口 ： P0 口為一個 8 位漏級開路雙向 I/O 口，每 引 腳可吸收 8TTL 門電流。當 P0 口的管腳第一次寫 1 時，被定義為 高阻 輸入。 P0 能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存 儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù) /地址的第八位。在 FIASH 編程時， P0 口作為原碼輸入口，當 FIASH 進行校驗時， P0 輸出原碼，此時 P0 外部必須被拉高。 P1 口 ： P1 口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 口緩沖器能接收輸出 4TTL 門電流。 P1 口管腳寫入 1 后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入， P1 口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在 FLASH 編程和校驗時， P1 口作為第八位地址接收。 P2 口 ： P2 口為一個內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 口緩沖器可接收， 圖 31 AT89C51PDIP 封裝外形及其引腳 輸出 4 個 TTL 門電流，當 P2 口被寫 “1”時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時， P2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。當 P2 口用于外部程序存儲器或 16 位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進行存取時， P2 口輸出地址的高八位。在給出地址 “1”時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進行讀寫時， P2 口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。 P2 口在 FLASH 編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。 P3 口 ： P3 口管腳是 8 個 有 內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4 個 TTL 門電流。 當 P3 口寫入 “1”后，它們被內(nèi)部上