【導讀】電子產(chǎn)品性能進一步提高。析了電飯煲的發(fā)展趨勢，以及智能電飯煲的發(fā)展優(yōu)勢。在此基礎(chǔ)上，對智能電飯煲控制。系統(tǒng)整體設(shè)計方案進行了論證，并確定了本課題智能電飯煲控制系統(tǒng)整體設(shè)計方案。按照電飯煲實現(xiàn)的功能，對硬件、軟件進行了功能劃分，并。對各部分的原理、實現(xiàn)方法進行了詳細說明。最后，在PROTEUS仿真環(huán)境中對該設(shè)計進行了仿真驗證。仿真結(jié)果表明，基于單。師的指導下進行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加。究所取得的研究成果。除了文中特別加以標注引用的內(nèi)容外，本論文。不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。全意識到本聲明的法律后果由本人承擔。本學位論文作者完全了解學校有關(guān)保留、使用學位論文的規(guī)定，

　　

【正文】 ， GaP為 0V， GaN 為 10uA。 (4)、反向擊穿區(qū) V＜ VR， VR 稱為反向擊穿電壓； VR 電壓對應(yīng) IR 為反向漏電流。當反向偏壓一直增加使 V＜ R 時，則出現(xiàn) IR 突然增加而出現(xiàn)擊穿現(xiàn)象。由于所用化合物材料種類不同，各種 LED 的反向擊穿電壓 VR 也不同。 圖 314 LED 的 IV 特性 狀態(tài)指示電路設(shè)計 根據(jù) LED 的 IV 特性可知， LED 一旦充分導通電流將會急劇增大。因此使用過程中需對 LED 增加限流電阻。狀態(tài)指示電路設(shè)計如圖 315 所示，圖中共有五只 LED 指示燈，分別標志智能電飯煲的電源開關(guān)狀態(tài)、定時狀態(tài)，以及保溫、煲湯、煮飯三種工作模式。其中 R9 至 R13 為限流電阻，其值選取為 。 圖 315 控制系統(tǒng)狀態(tài)指示電路 LCD 顯示電路 本設(shè)計中選用 LCD1602 作為顯示器件，用于向用戶傳遞更多的信息，包括定時時間顯示、工作模式顯示、故障提示等信息。 LCD1602 簡介 液晶顯示器以其微功耗、體積小、顯示內(nèi)容豐富、超薄輕巧的諸多優(yōu)點， 本設(shè)計中選用 的字符型液晶模塊是一種用 5x7 點陣圖形來顯示字符的液晶顯示器，根據(jù)顯示的容量可以分為 1 行 16 個字、 2 行 16 個字、 2 行 20 個字等等， 本設(shè)計中選用 常用的 2 行 16個字的 1602 液晶模塊 。 LCD1602 共有引腳 16 個，各引腳的功能如下： 第 1 腳： VSS 為地電源 第 2 腳： VDD 接 5V 正電源 第 3 腳： V0 為液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正電源時對比度最弱，接地電源時對比度最高 。 第 4 腳： RS 為寄存器選擇，高電平選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時選擇指令寄存器。 第 5 腳： RW 為讀寫信號線，高電平時進行讀操作，低電平時進行寫操作。當 RS和 RW 共同為低電平時可以寫入指令或者顯示地址，當 RS 為低電平 RW 為高電平時可以讀忙信號，當 RS 為高電平 RW 為低電平時可以寫入數(shù)據(jù)。 第 6 腳： E 端為使能端，當 E 端由高電平跳變成低電平 時，液晶模塊執(zhí)行命令。 第 7～ 14 腳： D0～ D7 為 8 位雙向數(shù)據(jù)線。 第 15～ 16 腳： BLA(BL1)： LED 背光正極。需要背光時， BLA 串接一個限流電阻接 VDD， BLK接地，實測該模塊的背光電流為 50mA 左右 ,一般接一個幾十歐姆的電阻。 BLK(BL2)： LED 背光地端。 LCD 顯示電路設(shè)計 本設(shè)計中 LCD 顯示電路設(shè)計如圖 316 所示。 于 LCD1602 的寄存器選擇端 (RS)連接， 與 LCD1602 的讀寫選擇端 (RW)連接， 和 LCD1602 的使能 端 (E)連接。 P2 口作為并行數(shù)據(jù)端口分別于 LCD1602的 D0D7 引腳相連。 由于 P0 口是準輸入輸出口，內(nèi)部沒有上拉電阻，故需在 引腳上添加上拉電阻。本電路中選用 10K 上拉電阻，即圖中的 R3R5。 圖 316 LCD 顯示電路設(shè)計 電飯鍋加熱電路 電飯煲采用加熱盤作為加熱部件，加熱盤需要直接與 220V 交流電壓相連接，而且功率一般在 1500 瓦以上，因此其工作電流也比較大。因此控制系統(tǒng)需要專門設(shè)計驅(qū)動加熱盤的電路，如圖 318 所示 圖 317 加熱盤 本設(shè)計中采 用繼電器驅(qū)動加熱盤與 220V 交流電源接通。 原因有二，一是繼電器具有驅(qū)動電流大，控制簡單，穩(wěn)定可靠的優(yōu)點，適合電飯煲中開關(guān)頻率不高的應(yīng)用場合。二是繼電器的線圈與輸出節(jié)點之間有天然的隔離作用，無需另外添加光耦等隔離器件。 本電路中加熱盤驅(qū)動電路如圖 317 所示。單片機引腳通過驅(qū)動 NPN 三極管間接驅(qū)動繼電器。當與之相連的單片機引腳電平為高時，三極管處于導通狀態(tài)，繼電器線圈中有電流流過，從而觸電吸合。電路中將繼電器觸點通過插接器件引出，方便將加熱盤與電源串接起來。 其中， R8 為限流電阻，阻值定為 。 D1 為二極管，在此電路中起到對繼電器線圈續(xù)流作用，避免線圈感生高電壓擊穿三極管。 圖 318 控制系統(tǒng)熱盤驅(qū)動電路 本章小結(jié) 本章主要設(shè)計電飯煲的模糊智能控制系統(tǒng)的硬件，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，其中還對 AT89C51 單片機的引腳功能進行細致分析。 第 4 章 智能電飯煲控制系統(tǒng)軟件設(shè)計 軟件整體結(jié)構(gòu)設(shè)計 電飯煲 模糊智能控制系統(tǒng)軟件整體結(jié)構(gòu)設(shè)計如圖 41 所示 開 始對 電 飯 煲 工 作 模 式 、 加 熱 控 制 、 L C D工 作 方 式 等 初 始 化控 制 溫 度 傳 感 器 進 行 溫 度 轉(zhuǎn) 換 及 數(shù) 據(jù) 讀 取對 數(shù) 據(jù) 進 行 處 理輸 出 顯 示 工 作 模 式 、 溫 度 等 信 息按 鍵 掃 描 及 處 理模 式 切 換 控 制加 熱 控 制循 環(huán)定 時 時 間 累 計 及 其 處 理 圖 41 主程序結(jié)構(gòu)圖 由主程序流程圖可以看出，單片機開始運行后首先進行控制系統(tǒng)的初始化操作。初始化 操作包括對電飯煲初始工作狀態(tài)、加熱狀態(tài)、以及 LCD1602 的工作方式進行設(shè)置。本設(shè)計中，系統(tǒng)上電運行后，智能電飯煲工作狀態(tài)被初始化為保溫模式， LCD1602 初始化為兩行十六字符無光標顯示的工作模式。 初始化工作完成后，程序進入 main()循環(huán)函數(shù)。在該函數(shù)中，程序依次調(diào)用多項子程序，分時對系統(tǒng)的各 項輸入輸出進行處理。 Main()函數(shù)中處理的內(nèi)容包括：控制傳感器進行溫度轉(zhuǎn)換及數(shù)據(jù)讀取、對讀入的溫度數(shù)據(jù)進行處理、輸出顯示工作模式溫度等信息、按鍵掃描及處理、定時時間累計及處理、模式切換控制、加熱控制等幾項內(nèi)容。 void main() { T_init()。 init()。 LCD_display_T(t)。 while(1) { keyscan()。 if(miao==0amp。amp。fen==0amp。amp。shi==0) { TR0=0。 } } } 子程序設(shè)計 系統(tǒng)工作模 式控制流程 智能電飯煲有保溫、煲湯、煮飯四種工作模式，每種模式分別對應(yīng)不同的控制方法以及控制溫度。用軟件實現(xiàn)對電飯煲工作模式的控制與自動切換。 系統(tǒng)工作后電飯煲首先進入保溫模式，之后每當 MODEL 按鍵按下一次，工作狀態(tài)就會切換一次，狀態(tài)的切換次序是“保溫模式 —— 煲湯模式 —— 煮飯模式 —— 保溫模式”。 定時功能控制流程 本設(shè)計中智能電飯煲控制系統(tǒng)支持用戶預(yù)約定時，定時時間到后電飯煲自動進入用戶預(yù)先設(shè)定的工作模式，進行煮飯、煲湯或者保溫。定時時間可設(shè)定在 0 至 12 小時之間的任意數(shù)值。 軟件實現(xiàn)該功能的流 程如圖 42 所示。 系統(tǒng)運行后，若按下“ SET”按鍵，系統(tǒng)即可進入預(yù)設(shè)定時時間狀態(tài)，此時“時”位數(shù)值開始閃爍，表示“時”位數(shù)值處于可設(shè)定狀態(tài)。此時按下“ ADD”鍵，預(yù)定時間的小時數(shù)將累加 1，若按下“ DEC”鍵，預(yù)定時間的小時數(shù)減 1。 本控制系統(tǒng)支持最大定時 12 小時，當小時數(shù)超出 12 后會溢出為 0。即置“時”位數(shù)值時，若當前示數(shù)為 12，且按下“ ADD”鍵，則小時數(shù)由 12 變?yōu)?0 時 0 分。 小時數(shù)設(shè)定完成后，按下“ OK”鍵，進入設(shè)定“分”狀態(tài)，同時“分”位數(shù)值開始閃爍。此時按下“ ADD”鍵，預(yù)定時間的分鐘數(shù)加 1，若按 下“ DEC”鍵，則預(yù)定時間的分鐘數(shù)減 1。 若當前的分鐘數(shù)為 59，且按下“ ADD”鍵，則分鐘數(shù)溢出為 0，同時小時數(shù)加 1；若當前分鐘數(shù)為 0，且按下“ DEC”鍵，則分鐘數(shù)溢出為 59，同時小時數(shù)減少 1。 分鐘數(shù)設(shè)定完成后，再次按下“ OK”鍵，系統(tǒng)則保存用戶設(shè)定的定時時間并退出 定時時間設(shè)定狀態(tài)。 隨后系統(tǒng)暫停所處的工作模式，進入倒計時程序。定時時間到，系統(tǒng)自動進入預(yù)定的工作模式，或煮飯或煲湯或保溫。 進 入 預(yù) 約 時 間 設(shè) 定 狀 態(tài) 。 可 設(shè) 定“ 時 ” ， 且 “ 時 ” 位 數(shù) 字 閃 爍 提 示按 下S E T / O K進 入 設(shè) 定 “ 分 ” 狀 態(tài) ， 且 “ 分 ” 數(shù) 字閃 爍 提 示“ 時 ” 位 數(shù) 值 增 加 1 （ 減 少 1 ）按 下 A D D 鍵（ D E C 鍵 ） 一 次按 下S E T / O K“ 分 ” 位 數(shù) 值 增 加 1 （ 減 少 1 ）按 下 A D D 鍵（ D E C 鍵 ） 一 次開 始保 存 設(shè) 定 數(shù) 值 ， 并 退 出 設(shè) 定 狀 態(tài)按 下S E T / O K定 時 時 間 到 ？進 入 預(yù) 設(shè) 工 作 模 式倒 計 時 程 序是否 圖 42 定時功能控制流程 void keyscan() { if(s1==0) { uchar num。 LCD_write_(0x80+0x07)。 for(num=0。num10。num++) { LCD_write_date(table2[num])。 delay(5)。 } delay(5)。 if(s1==0) { s1num++。 while(!s1)。 if(s1num==1) { TR0=0。 LCD_write_(0x80+0x40+6)。 LCD_write_(0x0f)。 } } if(s1num==2) { LCD_write_(0x80+0x40+3)。 } if(s1num==3) { LCD_write_(0x80+0x40+0)。 } if(s1num==4) { s1num=0。 LCD_write_(0x0c)。 TR0=1。 LCD_write_(0x80+0x07)。 for(num=0。num10。num++) { LCD_write_date(table3[num])。 delay(5)。 } } } if(s1num!=0) { if(s2==0) { delay(5)。 if(s2==0) { while(!s2)。 if(s1num==1) { miao++。 if(miao==60) miao=0。 LCD_write_sfm(6,miao)。 LCD_write_(0x80+0x40+6)。 } if(s1num==2) { fen++。 if(fen==60) fen=0。 LCD_write_sfm(3,fen)。 LCD_write_(0x80+0x40+3)。 } if(s1num==3) { shi++。 if(shi==24) shi=0。 LCD_write_sfm(0,shi)。 LCD_write_(0x80+0x40+0)。 } } } if(s3==0) { delay(5)。 if(s3==0) { while(!s3)。 if(s1num==1) { /* if(miao==0) { miao=59。 write_sfm(10,miao)。 write_(0x80+0x40+10)。 }*/ miao。 if(miao==1) miao=59。 LCD_write_sfm(6,miao)。 LCD_write_(0x80+0x40+6)。 } if(s1num==2) { fen。 if(fen==1) fen=59。 LCD_write_sfm(3,fen)。 LCD_write_