【文章內(nèi)容簡介】 電平使發(fā)光二極管發(fā)光。如下圖 。 顯示電路設(shè)計(jì) 動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)是將所有數(shù)碼管的 8 個(gè)顯示筆劃a,b,c,d,e,f,g,dp的同名端連在一起，另外為每個(gè)數(shù)碼管的公共極 COM 增加位選通控制電路，位選通由各自獨(dú)立的 I/O 線控制，當(dāng)單片機(jī)輸出字形碼時(shí)，所有數(shù)碼管都接收到相同的字形碼，但究竟是那個(gè)數(shù)碼管會(huì)顯示出字形，取決于單片機(jī)對(duì)位選通 COM 端電路的控制，所以我們只要將需要顯示的數(shù)碼管的選通控制打開，該位就顯示出字形，沒有選通的數(shù)碼管就不會(huì)亮。通過分時(shí)輪流控制各個(gè)數(shù)碼管的 COM 端，就使各個(gè)數(shù)碼管輪流受控顯示，這就是動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)。在輪流顯示過程中，每位數(shù)碼管的點(diǎn)亮?xí)r間為 1～2ms，由于人的視覺暫留現(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。由于數(shù)碼管是供陰極的數(shù)碼管，所圖 檔位顯示模塊九江學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文15以需要 P2 口需要輸出高電平，但是直接由單片機(jī)輸出高電平給數(shù)碼管道輸出電流很小不能使數(shù)碼管正常工作并且在編程中單片機(jī)輸出低電平比較方便，所以在單片機(jī) P2 口與數(shù)碼管之間加上一個(gè)非門，數(shù)碼管可以通過非門提供的電壓正常工作。也簡化了軟件的編程。用單片機(jī)的 P0 口和 P2 口連接 4 位數(shù)碼管的段端口和位端口。如下圖 音響發(fā)生電路設(shè)計(jì)本系統(tǒng)揚(yáng)聲器能夠給出聲音提示, 輸出 2—3 秒的雙音頻提示音。采用 555 振蕩器實(shí)現(xiàn)雙音頻輸出。電路如圖 所示。圖 LED 顯示電路基于 51 單片機(jī)的微波爐控制系統(tǒng)16TRIG2Q 3R4CVolt5 THR 6DIS 7VCC8GND1U?NE555R13k3R210KC247ufR35R410KvccGND SPEAKERGNDTRIG2Q 3R4CVolt5 THR 6DIS 7VCC8GND1U?NE555R13k3R210KC247ufR35vccGND R?10KGNDGND 圖 音響發(fā)生電路圖該電路的元件選取及參數(shù)選擇如下：（1）由于使雙音頻控制，一個(gè)高音一個(gè)低音，一個(gè)頻率約為另一個(gè)的 50%，所以選取統(tǒng)一電容值即可，我們選用 C1=,產(chǎn)生不同的頻率依據(jù)選配不同的電阻來實(shí)現(xiàn)，其中高音頻時(shí)，選取 R1=2K,R2= 則fH=1/(R1+2R2)C1Ln2 KHZ = 925HZ低音頻時(shí)，選取 R1 = ,R2 = 10K,故 fl=1/(R1+2R2)C1Ln2KHZ = 622HZ占空比 D: D = (R1+R2)/(R1+2R2) ，應(yīng)當(dāng)接近 50%雖然可以用帶有二極管的電路使 D 可以很接近 50%，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而且二極管的動(dòng)態(tài)電阻影響頻率計(jì)算，調(diào)節(jié)起來很麻煩，為此，選用 R1 較小，而 R2 較大的參數(shù)。對(duì) FH D =(2+)/(2+)=%對(duì) fL D =(+10)/(+2x10)=%D 也較接近 50%，音質(zhì)較好。（2）C2 的選?。褐灰?C2 對(duì) NE555 輸出中的基頻有足夠小的阻抗即可，選取C2=47uf,喇叭的阻抗為 8，對(duì)低音 FLZCL =1/ 2πfLC2=1/2π622x47=對(duì)高音 FH九江學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文17ZCH=1/2πfhC2=,由于喇叭是感性負(fù)載，而 ZCL ,ZCH 與感抗部分抵消，對(duì)電流起限制作用的主要阻抗是喇叭的電阻和兩個(gè) 5Ω 電阻，喇叭中的電流能夠滿足要求。（3）C3 用來穩(wěn)定 555 的比較基準(zhǔn)，按有關(guān)書籍中的要求設(shè)置。 火力輸出控制設(shè)計(jì)通過單片機(jī)的三個(gè) I/O 端口輸出信號(hào)控制火力大小，接收端用發(fā)光二極管模擬。電路圖如圖 。只有一個(gè)發(fā)光二極管亮?xí)r火力為“小火”，兩個(gè)發(fā)光二極管亮?xí)r火力為“中火”，三個(gè)發(fā)光二極管都亮?xí)r火力為“大火”。 電源電路設(shè)計(jì) 生為了更好的產(chǎn)一個(gè) 5V 左右的電壓，在此特用了一個(gè)改進(jìn)的電源，通過一個(gè)充電器而改裝成的一個(gè)電源給電路提供電源。如下圖 所示。圖 電源電路設(shè)計(jì)基于 51 單片機(jī)的微波爐控制系統(tǒng)18 本章小結(jié) 各模塊電路分析完成之后對(duì)整個(gè)電路已經(jīng)有了一個(gè)很清晰的電路設(shè)計(jì)思路，將各模塊電路整合成整體電路圖，并經(jīng)行檢查修改，檢查無誤后進(jìn)行電路板的焊接。具體電路圖見附件一：系統(tǒng)電路圖。九江學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文19第 5 章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)系統(tǒng)程序總體可以分成主程序，和其它模塊程序。主程序跟據(jù)系統(tǒng)的工作流程，系統(tǒng)共分為四個(gè)狀態(tài)，分別是：系統(tǒng)待機(jī)狀態(tài)，用戶設(shè)置狀態(tài)，微波爐加熱狀態(tài)和加熱完成響音提示狀態(tài)。其他模塊程序包括顯示程序，計(jì)時(shí)程序等。下面分別對(duì)這這些程序進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)。 顯示程序設(shè)計(jì)顯示程序通過分時(shí)輪流控制各個(gè)數(shù)碼管的 COM 端，使各個(gè)數(shù)碼管輪流受控顯示，流程圖如下圖 計(jì)時(shí)程序設(shè)計(jì)通過單片機(jī)內(nèi)部定時(shí)器 2 進(jìn)行時(shí)間控制，單片機(jī)外接 晶振，在主程序中設(shè)置定時(shí)器初值來獲得 1Hz 的中斷。流程圖如下 ：圖 顯示程序基于 51 單片機(jī)的微波爐控制系統(tǒng)20圖 計(jì)時(shí)程序流程圖九江學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文21 系統(tǒng)待機(jī)狀態(tài)設(shè)計(jì)接通電源后系統(tǒng)進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)，此時(shí)顯示器顯示待機(jī)畫面，當(dāng)打后系統(tǒng)將進(jìn)入用戶設(shè)置狀態(tài)。如圖如下 。系統(tǒng)通過判斷單片機(jī) 接口的輸入電壓來判斷微波爐爐門是否開啟，通過判斷單片機(jī) 接口的輸入電壓來判斷按鍵是否按下，具體流程圖如下圖 。 用戶設(shè)定狀態(tài)設(shè)計(jì)在用戶設(shè)定狀態(tài)用戶通過按鍵進(jìn)行檔位和時(shí)間的設(shè)定，再微波爐爐門關(guān)閉的狀態(tài)按下 K0 建則進(jìn)入加熱狀態(tài)，按 K1 鍵用戶可以在三個(gè)檔位上進(jìn)行切換，按 K2 和 K3鍵進(jìn)行時(shí)間加減設(shè)定。如下圖 系統(tǒng)待機(jī)狀態(tài)調(diào)用顯示程序用戶設(shè)置狀態(tài)開微波爐爐門或按下任何按鍵圖 系統(tǒng)待機(jī)狀態(tài)圖顯示程序 =1?=1?是是否否用戶設(shè)定狀態(tài)圖 系統(tǒng)待機(jī)狀態(tài)流程圖基于 51 單片機(jī)的微波爐控制系統(tǒng)22用戶設(shè)置狀態(tài) 工作狀態(tài)檔位選擇調(diào)整時(shí)間設(shè)置顯示初值顯示時(shí)間為 系統(tǒng)根據(jù)按鍵對(duì)應(yīng)的單片機(jī) I/O 接口的電平變化判斷用戶所進(jìn)行的設(shè)置。具體流程圖如下圖 所示。按 K1鍵按 K2鍵按 K3鍵按 K0鍵圖 用戶設(shè)定狀態(tài)圖K0 鍵按下？K1 鍵按下？K2 鍵按下？K3 鍵按下？檔位切換子程序時(shí)間加子程序時(shí)間減子程序爐門是否閉？是是是是是否否否否否微波爐加熱狀態(tài)圖 用戶設(shè)定程序流程圖九江學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文23判斷用戶設(shè)定的檔位進(jìn)入相應(yīng)的加熱狀態(tài)加熱完成進(jìn)入響音提示狀態(tài) 微波爐加熱狀態(tài)微波爐加熱狀態(tài)有三種，分別為烹調(diào)、烘烤、解凍。跟據(jù)用戶之前設(shè)置的檔位系統(tǒng)會(huì)進(jìn)入相應(yīng)的加熱狀態(tài)。系統(tǒng)進(jìn)入加熱狀態(tài)之后會(huì)根據(jù)每個(gè)檔位對(duì)大火，中火，小火的時(shí)間比的不同進(jìn)行加熱。具體狀態(tài)圖如下圖 所示。 上文已經(jīng)提到三個(gè)檔位的加熱狀態(tài)不同，具體加熱方法如下圖 所示。 功能時(shí)序 時(shí)間烹 調(diào) 烘 烤 解 凍1 50%時(shí)間 高 火 75%時(shí)間 高火25%時(shí)間小火2 25%時(shí)間 中 火 25%時(shí)間中火50%時(shí)間中火3 25%時(shí)間小火 25%時(shí)間小火圖 不同功能時(shí)的加熱時(shí)序表由上圖可以看出根據(jù)用戶設(shè)置的時(shí)間可以進(jìn)行各階段火力大小的輸出。系統(tǒng)將根據(jù)用戶設(shè)置的時(shí)間計(jì)算出要更換火力的時(shí)間點(diǎn)，然后判斷當(dāng)前時(shí)間是否為要更換火力的時(shí)間點(diǎn)，若是則進(jìn)入下一個(gè)火力階段，若否將繼續(xù)判斷下個(gè)時(shí)間，除了判斷時(shí)間還要判斷微波爐門是否開啟，K0 鍵是否被按下，計(jì)時(shí)器是否倒計(jì)時(shí)到 。這三個(gè)條件有一個(gè)滿足系統(tǒng)將進(jìn)入停止加熱并響鈴狀態(tài)。具體流程圖如下圖 。（以烹調(diào)檔位流程圖為例）將用戶設(shè)置的時(shí)間標(biāo)記為 “SJ”。時(shí)間倒計(jì)時(shí)到 按下 K0 鍵或打開微波爐爐門圖 微波爐加熱狀態(tài)圖基于 51 單片機(jī)的微波爐控制系統(tǒng)24計(jì)時(shí)為 1/2 SJ？是顯示子程序 計(jì)時(shí)程序倒計(jì)時(shí)計(jì)時(shí)為 1/2 SJ？爐門以開啟？K0 鍵以按下？“烹調(diào)”檔位圖高火顯示子程序 計(jì)時(shí)程序倒計(jì)時(shí)計(jì)時(shí)為 1/4 SJ？爐門以開啟？K0 鍵以按下？中火顯示子程序 計(jì)時(shí)程序倒計(jì)時(shí)計(jì)時(shí)為 ？爐門以開啟？K0 鍵以按下？停止加熱并響鈴?fù)Ｖ辜訜岵㈨戔復(fù)Ｖ辜訜岵㈨戔復(fù)Ｖ辜訜岵㈨戔復(fù)Ｖ辜訜岵㈨戔復(fù)Ｖ辜訜岵㈨戔徯』鹗鞘鞘鞘鞘峭Ｖ辜訜岵㈨戔徥鞘鞘欠穹穹穹穹穹穹駡D 微波爐加熱狀態(tài)流程圖九江學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文25 加熱停止并響鈴狀態(tài)設(shè)計(jì)加熱停止后系統(tǒng)將關(guān)閉火力輸出并進(jìn)行響鈴提示，響鈴提示完畢后系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)，具體狀態(tài)圖如下圖 所示。 進(jìn)入加熱停止?fàn)顟B(tài)后系統(tǒng)首先關(guān)閉火力輸出，系統(tǒng)向火力輸出系統(tǒng)發(fā)送關(guān)閉信號(hào)，并向音響發(fā)生模塊發(fā)送發(fā)音信號(hào)。發(fā)生結(jié)束后系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)入系統(tǒng)待機(jī)狀態(tài)。 本章小結(jié) 對(duì)各模塊和各狀態(tài)的軟件分析之后可以利用偉福 6000 進(jìn)行各模塊和各狀態(tài)的軟件編程并整合成整體系統(tǒng)，并進(jìn)行軟件仿真對(duì)編程過程中產(chǎn)生的錯(cuò)誤進(jìn)行修改，仿真測試無誤之后講源程序進(jìn)行編譯并通過 ISPlay 將編譯好的程序?qū)懭雴纹瑱C(jī)中。進(jìn)行整體調(diào)試。具體程序見附件二：軟件設(shè)計(jì)程序。關(guān)閉火力輸出 發(fā)出響鈴提示音 進(jìn)入系統(tǒng)待機(jī)狀態(tài)圖 加熱停止并響鈴狀態(tài)圖基于 51 單片機(jī)的微波爐控制系統(tǒng)26第 6 章 系統(tǒng)測試軟件系統(tǒng)在本設(shè)計(jì)中尤其重要，基本功能大部分是由軟件完成的，發(fā)揮功能的關(guān)鍵控制部分同樣需要軟件的密切配合才能順利實(shí)現(xiàn)。鑒于軟件設(shè)計(jì)的精確性和高效性，我們采用匯編語言編寫程序。 整個(gè)軟件系統(tǒng)采用模塊化的程序設(shè)計(jì)方法，共分為初始化，顯示程序，準(zhǔn)備程序，運(yùn)行程序，定時(shí)器程序，聲音發(fā)聲程序等。軟件系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是整個(gè)過程完全在鍵盤的控制之下，實(shí)現(xiàn)了完全的友好的人機(jī)交互功能。主程序通過判斷鍵盤的輸入情況調(diào)用不同的子程序。子程序的功能實(shí)現(xiàn)也是在鍵盤的配合之下完成的。 測試及制作所用儀器GDS820C 數(shù)字示波器VC8045II 數(shù)字萬用表YB1631 函數(shù)發(fā)生器SK1731SL2A 直流穩(wěn)壓電源偉福 6000 軟件微機(jī)溫度計(jì)、烙鐵等 測試結(jié)果（1）基本要求① 上電復(fù)位后，顯示器顯示 0 分 0 秒，檔位顯示為“烹調(diào)”；、烘烤、解凍② 按“K1”鍵，可進(jìn)行檔位的切換，用戶可以在 “烹調(diào)”、“烘烤”、“解凍”這三個(gè)檔位之間任意切換。③ 按下“K2”鍵，顯示器時(shí)間增加 1 分鐘，長按 “K2”鍵顯示器將增加 10分鐘，當(dāng)增加的時(shí)間大于 99 分 59 秒時(shí)時(shí)間變?yōu)?0 分 0 秒；按下“K3 ”鍵，顯示器時(shí)間減少 1 分鐘，長按“K2”鍵顯示器將減少 10 分鐘，當(dāng)減少的時(shí)間小于 0 分 0 秒時(shí)顯示的時(shí)間將保持在 0 分 0 秒。④ 按“K0”鍵，微波爐變?yōu)檫\(yùn)行狀態(tài)，顯示器開始倒計(jì)時(shí)，此時(shí)再按下“K0”鍵微波爐返回準(zhǔn)備狀態(tài)，顯示器清 0，若沒有按 “K0”顯示器倒計(jì)時(shí)到 0 分 0 秒或微波爐爐門被打開微波爐也會(huì)返回準(zhǔn)備狀態(tài)。（2）誤差分析 從功能分析，該系統(tǒng)的誤差主要是加熱倒計(jì)時(shí)器的計(jì)時(shí)誤差與日期/時(shí)鐘系統(tǒng)的走時(shí)誤差。而由于加熱倒計(jì)時(shí)器與日期/時(shí)鐘系統(tǒng)都是由MCU 定時(shí)器產(chǎn)生的1Hz 時(shí)鐘脈沖九江學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文27驅(qū)動(dòng)，所以該時(shí)鐘是誤差的最主要來源。如(式1,2)所示，由于選用的晶振數(shù)值為，定時(shí)器周期和1Hz的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘不成整數(shù)倍比關(guān)系，計(jì)數(shù)器預(yù)制數(shù)的近似選擇，勢必引入計(jì)算誤差。根據(jù)所選擇的參數(shù)不難算出系統(tǒng)產(chǎn)生時(shí)鐘與標(biāo)準(zhǔn)1Hz 時(shí)鐘之間存在的誤差Δ為：Δ = 12/22118400（2 8 ? 27） 8049 – 1 ≈ …… （式4）對(duì)于加熱倒計(jì)時(shí)器，以99 分59 秒計(jì)算，累計(jì)誤差為：（9960 + 59） = 秒盡管上述誤差的影響不可避免，但是通過適當(dāng)選擇計(jì)算參數(shù)，以及對(duì)日期/時(shí)間系統(tǒng)采用時(shí)鐘同步措施，是完全可以滿足設(shè)計(jì)要求的。 本章小結(jié) 通過系統(tǒng)的測試，查出每個(gè)模塊的錯(cuò)誤，并且盡量簡化硬件電路設(shè)計(jì)和軟件程序設(shè)計(jì)，使得測試結(jié)果達(dá)到論文設(shè)計(jì)的目的和要求?；?51 單片機(jī)的微波爐控制系統(tǒng)28結(jié) 論經(jīng)過一段時(shí)間以來的學(xué)習(xí)，不斷的從設(shè)計(jì)中總結(jié)和修改，并按著預(yù)期的要求反復(fù)的論證和測試。本著學(xué)習(xí)的態(tài)度，以完善設(shè)計(jì)的可靠性和穩(wěn)定性，將整個(gè)設(shè)計(jì)分模塊化的進(jìn)行，并將每個(gè)模塊加以分析和論證，成功后再聯(lián)系再一起，最終達(dá)到總體效果。主要完成了以下幾個(gè)方面的內(nèi)容：。具有三檔微波加熱功能,分別表示微波爐工作狀態(tài)為烹調(diào)、烘烤、解凍，試驗(yàn)使用 LED 模擬。：復(fù)位待機(jī)——〉檢測顯示電路——〉設(shè)置輸出功能和定時(shí)器初值——〉啟動(dòng)定時(shí)和工作開始——〉結(jié)束烹調(diào)、音響提示。，控制器輸出的微波功率控制信號(hào)為 0，微波加熱處于待機(jī)狀態(tài)，時(shí)間顯示電路顯示為 。 4 位時(shí)間預(yù)置電路，按鍵啟動(dòng)時(shí)間設(shè)置，最大預(yù)設(shè)數(shù)為 99 分 59 秒。，按開啟鍵，一方面按選擇的擋位啟動(dòng)相應(yīng)的微波加熱；另