【正文】 聯(lián)系我們，絕不耽誤我們的畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)程，在此，我忠誠的向鐘立華老師說謝謝，謝謝您鐘立華老師，這段日子您辛苦了！不積跬步何以至千里，本設(shè)計(jì)能夠順利的完成，也歸功于各位任課老師的認(rèn)真負(fù)責(zé)，使我能夠很好的掌握和運(yùn)用專業(yè)知識(shí)，并在設(shè)計(jì)中得以體現(xiàn)。至此，我們的實(shí)踐告一段落了。北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2011．[17]FYD128640402B液晶顯示模塊使用手冊(cè)[Z]．．[18]翟 雷、羅權(quán)威、王光鋒．可編程微波爐控制器系統(tǒng)設(shè)計(jì)報(bào)告[R]．山東：中國海洋大學(xué)工程學(xué)院，2008．[19]P89V51RD2器件手冊(cè)[Z]．廣州：廣州周立公單片機(jī)發(fā)展有限公司．．[20]海爾家用微波爐使用說明書[Z]．青島：青島海爾微波制品有限公司．． ．[21] 10156[22]萬福君，.2010 1031[23]高鵬, 安濤, 99入門與提高. 人民郵電出版社 15115[24]（第二版）. 215225[25] 50135[26]徐富軍， 3546[27]. 3567[28] Keil Software Company. Cx51 Compiler User’s Guide. 2012[29] Intel. MCS51 Family of Single Chip Microputers User’s [30] 10113[31] AT89C51 DATA SHEEP Philips Semiconductors 致謝從剛開始的一片空白到如今的成果展現(xiàn)最離不開的就是鐘立華老師對(duì)我的細(xì)心指導(dǎo)，在這接近半個(gè)學(xué)期的學(xué)習(xí)研究中，隨著老師的思路指引我們學(xué)會(huì)了很多！不僅僅是理論上的，更多的是我的實(shí)踐能力得到了質(zhì)的飛躍。廣東科技出版社，2010．[15]林立、李琳．家用微波爐的使用與維修[14]蕭義娟．微波爐特色菜(一)[M]廣州：成都科技大學(xué)出版社，．[12]李曾鵬．微波爐食譜[M]合孜爾 主編 《C語言程序設(shè)計(jì)（第二版）》 中國鐵道出版社；[3]雷思孝，李伯成，：西安電子科技大學(xué)出版社，2010[4]謝宜仁. 《單片機(jī)接口技術(shù)實(shí)用寶典》 .北京： 機(jī)械工業(yè)出版社， 2011: 3453[5]王東峰，王會(huì)良，董冠強(qiáng).《單片機(jī)C語言應(yīng)用100 例》.北京：電子工業(yè)出版社，2009:5673[6]胡宴如、耿蘇燕 編著 《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》 高等教育出版社；[7]余孟嘗 主編 《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)簡明教程》 高等教育出版社；[8]王守中、趙朋朋、索世文 編著 《51單片機(jī)應(yīng)用開發(fā)速查手冊(cè)》 人民郵電出版社；[9]格蘭仕微波爐使用手冊(cè)[Z]．佛山市格蘭仕微波爐電器有限公司．[10]潘永雄、沙河、劉向陽．電子線路CAD實(shí)用教程[M]．西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2011．[11]周康生．微波爐的原理、使用與維修[M]在兩個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)當(dāng)中，我學(xué)會(huì)了如何面對(duì)困難和解決困難。但是只要用心去專研，持之以恒，就會(huì)有新的發(fā)現(xiàn)。當(dāng)然在調(diào)試過程中也發(fā)現(xiàn)在了很多問題，但是我不氣妥，有問題才有進(jìn)步，解決問題的過程就是學(xué)習(xí)的過程，我一直堅(jiān)信這一點(diǎn)，通過不斷的調(diào)試，發(fā)現(xiàn)問題并解決問題，我從中學(xué)到了很多。焊電路的時(shí)候特別需要耐心，沒有耐心是無法完成這個(gè)即又簡單又枯燥的任務(wù)，每一條連線和拉線錯(cuò)綜復(fù)雜，既考眼力，又考腦力，在努力了整整五天，才把整塊板焊好。在設(shè)計(jì)檔位燈的控制和時(shí)鐘脈沖的關(guān)段和開通以及檔位選擇的控制電路中，我通過復(fù)習(xí)以前的知識(shí)，看以前的實(shí)驗(yàn)課本以及一些圖書館的資料，我終于應(yīng)付了設(shè)計(jì)電路這一關(guān)。兩個(gè)多月終于過去了，心情終于放松了一點(diǎn)點(diǎn)了，通過兩個(gè)多月的設(shè)計(jì)，讓我對(duì)以前的知識(shí)溫故而知新，把以前所學(xué)的知識(shí)都很好地聯(lián)系起來，對(duì)以前所學(xué)的知識(shí)更加鞏固。在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中，我們力求硬件線路簡單，充分發(fā)揮軟件編程方便靈活的特點(diǎn)，并最大限度挖掘單片機(jī)片內(nèi)資源，來滿足系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求。語音輸入命令：“上”、“下”、“左”、“右”、“確定”、“返回”、“開門”可語音識(shí)別控制液晶顯示屏選擇對(duì)應(yīng)的模式，確定烹飪模式和火力大小，調(diào)節(jié)定時(shí)并開始微波?？傊瑢?duì)系統(tǒng)各種功能測(cè)試均正常，具備一般微波爐系統(tǒng)的功能表2 定時(shí)時(shí)間誤差測(cè)量表倒計(jì)時(shí)設(shè)定值實(shí)際測(cè)得值計(jì)時(shí)誤差10分10秒10分10秒025分25秒25分25秒034分08秒59分59秒34分08秒59分58秒01定時(shí)時(shí)間測(cè)試如表21所示，就是設(shè)置食物的烹飪時(shí)間或烹飪預(yù)約時(shí)間與實(shí)際時(shí)間的誤差，由表21可知，當(dāng)定時(shí)時(shí)間較短時(shí)，系統(tǒng)的定時(shí)誤差為0；當(dāng)系統(tǒng)的定時(shí)時(shí)間較長時(shí)，如一個(gè)小時(shí)，則出現(xiàn)了誤差，誤差為一個(gè)小時(shí)有一秒的誤差。在每個(gè)功能下，通過鍵盤和液晶顯示器選擇菜單，設(shè)置完后，按啟動(dòng)鍵，開始模擬加熱。流程圖如圖20所示。進(jìn)入語音播放子程序，當(dāng)預(yù)約時(shí)間結(jié)束，響應(yīng)播放語音提示，當(dāng)烹飪時(shí)間結(jié)束，響應(yīng)播放語音提示。程序檢測(cè)系統(tǒng)是否開始烹飪，當(dāng)系統(tǒng)已經(jīng)進(jìn)入烹飪狀態(tài)，定時(shí)服務(wù)子程序開始工作，首先通過按鍵掃描判斷預(yù)約時(shí)間標(biāo)志按鍵是否被按下，當(dāng)有按鍵按下進(jìn)入預(yù)約時(shí)間的定時(shí)服務(wù)，如果沒有按鍵按下，直接進(jìn)入烹飪時(shí)間的定時(shí)服務(wù)。液晶顯示子程序顯示各模式的工作狀態(tài)，如顯示火力模式、烹飪模式、預(yù)約時(shí)間和烹飪時(shí)間，液晶顯示器采用的是并行通訊的工作方式。烹飪模式是系統(tǒng)預(yù)先已經(jīng)設(shè)置好烹飪時(shí)間和烹飪火力，只要按確定鍵就馬上進(jìn)入開始烹飪狀態(tài)。進(jìn)入火力模式，通過加、減鍵，來設(shè)置烹飪時(shí)間，流程同預(yù)約時(shí)間的設(shè)置相同，時(shí)間設(shè)置完畢就直接開始烹飪，流程圖如圖15所示。進(jìn)入烹飪預(yù)約時(shí)間子程序，通過加、減按鍵和確定鍵來對(duì)時(shí)間進(jìn)行設(shè)置，首先是對(duì)時(shí)的設(shè)置，按確定鍵再對(duì)分進(jìn)行設(shè)置，接著對(duì)秒進(jìn)行設(shè)置，每次設(shè)置完就要按一次確定鍵，以完成對(duì)時(shí)間的設(shè)置。本系統(tǒng)的矩陣式鍵盤的工作方式采用的是程序掃描方式，為了能及時(shí)發(fā)現(xiàn)有鍵按下，CPU必須不斷調(diào)用鍵盤處理程序，對(duì)鍵盤進(jìn)行掃描以確定調(diào)用哪個(gè)功能子程序。軟件設(shè)計(jì)主程序流程圖、按鍵功能掃描子程序圖、預(yù)約時(shí)間子程序圖、火力模式子程序圖、火力自定義子程序圖、烹飪模式子程序圖、液晶顯示子程序圖、語音播放子程序圖、定時(shí)服務(wù)子程序圖和按鍵掃描子程序圖分別如下圖所示。本系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)的程序見附錄。PCA方框圖和PCA模塊的PWM模式的方框圖分別如圖8和圖9所示，表10就是輸出的火力檔位對(duì)應(yīng)的電壓。本系統(tǒng)采用了PCA的模塊0（）的使能脈寬調(diào)節(jié)模式（PWM）來控制單片機(jī)輸出脈沖的占空比，通過改變輸出占空比控制變壓器初級(jí)繞組的通斷電狀態(tài)，即對(duì)其陽極電壓的變壓器初級(jí)繞組通斷電的控制來實(shí)現(xiàn)對(duì)磁控管的開關(guān)控制。這樣就可實(shí)現(xiàn)無干擾地更新PWM 。當(dāng)PCA CL SFR 的值小于CCAPnL SFR 時(shí)，輸出為低，當(dāng)PCA CLSFR 的值等于或大于CCAPnL 時(shí)，輸出為高。由于所有模塊共用僅有的PCA 定時(shí)器，所有它們的輸出頻率相同。所有PCA 模塊都可用作PWM 輸出（）。PCA 定時(shí)器是5 個(gè)模塊的公共時(shí)間基準(zhǔn)，可通過編程工作在：1/6 振蕩頻率、1/2 振蕩頻率、定時(shí)器0 溢出或ECI 腳的輸入（ ）。模塊0 （CEX0 ），模塊1 （CEX1 ），依此類推。每個(gè)模塊可編程工作在4種模式下：上升/下降沿捕獲、軟件定時(shí)器、高速輸出或脈寬調(diào)節(jié)器。方案一：開關(guān)電源使用開關(guān)電源方式可以達(dá)到更高頻率的開停速度，而且這個(gè)開關(guān)頻率是可變的，這就實(shí)現(xiàn)的微波功率的精度控制，開關(guān)電源的使用以電子元件代替了高成本的高壓變壓器[18]，大大節(jié)省了制造成本，但是相比較方案二，開關(guān)電源還是不合適。磁控管工作原理大意是把家用220V電轉(zhuǎn)換20000伏高壓，經(jīng)過磁控管轉(zhuǎn)化成2450MHZ的電磁波。這種肉眼看不見的微波，能穿透食物達(dá)5cm深，并使食物中的水分子也隨之運(yùn)動(dòng)，劇烈的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生了大量的熱能，于是食物煮熟了。圖8 掉電存儲(chǔ)模塊微波爐的心臟是磁控管。24C01是一個(gè)4Kb的支持I2C 總線數(shù)據(jù)傳送協(xié)議的串行CMOS E2PROM 可用電擦除，可編程自定時(shí)寫周期（包括自動(dòng)擦除時(shí)間不超過10ms 典型時(shí)間為5ms）的串行E2PROM。軟件設(shè)計(jì)較適合現(xiàn)階段我們的學(xué)習(xí)和鍛煉，因此本系統(tǒng)將采用軟件方法實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)和定時(shí)。[5]方案二：軟件控制利用P89V51RB2FN內(nèi)部的T0定時(shí)/計(jì)數(shù)器進(jìn)行中斷定時(shí)，配合軟件延時(shí)實(shí)現(xiàn)時(shí)、分、秒的計(jì)時(shí)，還有烹飪預(yù)約時(shí)間和烹飪時(shí)間的設(shè)置。由于功能完善，精度高，軟件程序設(shè)計(jì)相對(duì)簡單，且計(jì)時(shí)不占用CPU時(shí)間，因此，在工業(yè)實(shí)時(shí)測(cè)控系統(tǒng)中多采用這一類專用芯片來實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)時(shí)鐘功能。計(jì)算機(jī)可通過中斷或查詢方式讀取計(jì)時(shí)數(shù)據(jù)并進(jìn)行顯示，因此計(jì)時(shí)功能的實(shí)現(xiàn)無需占用CPU的時(shí)間，程序簡單。圖7 電源電路方案一：采用實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片針對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對(duì)實(shí)時(shí)時(shí)鐘功能的普遍需求，各大芯片生產(chǎn)廠家陸續(xù)推出了一系列的實(shí)時(shí)時(shí)鐘集成電路，如DS128DS1288DS1302等。方案二：LM7805三端穩(wěn)壓電源單片機(jī)控制系統(tǒng)以及外圍芯片供電采用LM7805三端穩(wěn)壓器件，通過橋式整流，然后進(jìn)行濾波穩(wěn)壓。這些功能僅僅通過按鍵就可完成。 ISD1730 的獨(dú)立按鍵工作模式錄放電路非常簡單（見圖6），而且功能強(qiáng)大。該電路可以在單片機(jī)的控制下實(shí)現(xiàn)按地址錄、放音，并能檢測(cè)到放音是否結(jié)束。芯片內(nèi)部 包含有自動(dòng)增益控制、麥克風(fēng)前置擴(kuò)大器、揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)線路、振蕩器與內(nèi)存等的全方位整合系統(tǒng)功能。本設(shè)計(jì)采用了ISD1730芯片實(shí)現(xiàn)語音處理功能，ISD1730屬于華邦I(lǐng)SD公司2007 年新推出的單片優(yōu)質(zhì)語音錄放電路，該芯片 提供多項(xiàng)新功能，包括內(nèi)置專利的多信息管理系統(tǒng)，新信息提示（ vAlert ） , 雙運(yùn)作模式（獨(dú)立 amp。本系統(tǒng)要求每次烹飪結(jié)束或者預(yù)約時(shí)間結(jié)束都要語音提示，所以本系統(tǒng)不采用蜂鳴器。[13]矩陣式鍵盤大大節(jié)省了I/O口線，比較適合微波爐控制系統(tǒng)的要求，為其它的模塊省了很多I/O口線，減小了整個(gè)系統(tǒng)的硬件開銷。這是識(shí)別按鍵是否按下的關(guān)鍵。矩陣式鍵盤中，行、列線分別連接到按鍵開關(guān)的兩端，行線通過上拉電阻接到+5V上。矩陣式鍵盤由行線和列線組成，按鍵位于行、列線的交叉點(diǎn)上。獨(dú)立式按鍵電路配置靈活，軟件結(jié)構(gòu)簡單，但每個(gè)按鍵必須占用一根I/O口線，因此，在按鍵較多時(shí)，I/O口線浪費(fèi)較大，不宜采用。圖中按鍵輸入均采用低電平有效，些外，上拉電阻保證了按鍵斷開時(shí)，I/O口線有確定的高電平。本系統(tǒng)中，液晶顯示的工作方式是采用并行的工作方式?？梢燥@示84行1616點(diǎn)陣的漢字，也可完成圖形顯示；低電壓低功耗是其又一顯著特點(diǎn)。本系統(tǒng)采用的是FYD128640402B[17]型號(hào)的液晶顯示器。[4]隨著液晶顯示技術(shù)的發(fā)展，LCD顯示器的規(guī)格眾多，其專用驅(qū)動(dòng)芯片也相互配套，使LCD在控制和儀表系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用提供了極大的方便。所以，在一些要求顯示圖文的系統(tǒng)中，不適宜用LED顯示模塊。發(fā)光二極管可顯示兩種狀態(tài)，用于系統(tǒng)狀態(tài)顯示；數(shù)碼管用于數(shù)字顯示；LED十六段顯示器用于字符顯示?，F(xiàn)在就這兩種顯示模塊進(jìn)行分析，選擇符合微波爐控制器的模塊。這兩種顯示器可顯示數(shù)字、字符及系統(tǒng)的狀態(tài)。使用的是EPI、EPEP3對(duì)應(yīng)的管腳。（識(shí)別結(jié)果是通過寄存器返回識(shí)別出的關(guān)鍵詞語在關(guān)鍵詞語列表中的排列序號(hào)Index數(shù)值，該Index數(shù)值是在設(shè)置關(guān)鍵詞語列表時(shí)指定）。例如進(jìn)行語音識(shí)別時(shí)，設(shè)置識(shí)別的關(guān)鍵詞語列表，設(shè)定芯片的識(shí)別模式，諛別完成后獲得識(shí)別結(jié)果都是通過讀／寫寄存器來完成。此時(shí)只使用4個(gè)管腳：片選（SCS冰）、SPI時(shí)鐘(SDCK)、SPI輸入(SDI)和SPI輸出(SDO)。（4）并行接口本芯片可通過并行方式和外部主CPU連接，此時(shí)使用8根數(shù)據(jù)線（POP7），4個(gè)控制信號(hào)（WRB，RDB，CS冰，AO），以及一個(gè)中斷返回信號(hào)（INTB）。如果沒有后續(xù)的指令（對(duì)寄存器的設(shè)置），復(fù)位后芯片將進(jìn)入休眠狀態(tài)。（3）復(fù)位對(duì)芯片的復(fù)位信號(hào)（RSTB：1：）必須在VDD/VDDA/VDDIO都穩(wěn)定后進(jìn)行。VDDIO 低電壓（邏輯“0”）：039。（7）工作供電為3. 3V，如果用于便攜式系統(tǒng)，使用3節(jié)AA電池就可以滿足供電需要。產(chǎn)品設(shè)計(jì)可以選擇從立體聲的耳機(jī)或者單聲道喇叭來獲得聲音輸出。（5）支持并行和串行接口，串行方式可以簡化與其他模塊的連接。（4）芯片內(nèi)部已經(jīng)準(zhǔn)備了16位A/D轉(zhuǎn)換器、16位D/A轉(zhuǎn)換器和功放電路，麥克風(fēng)、立體聲耳機(jī)和單聲道喇叭可以很方便地和芯片管腳連接。（3）每次識(shí)別最多可以設(shè)置50項(xiàng)候選識(shí)別句，每個(gè)識(shí)別句可以是單字，詞組或短句，長度為不超過10個(gè)漢字或者79個(gè)字節(jié)的拼音串。（2）不需要外接任何輔助的Flash芯片，RAM芯片和AD芯片，就可以完成語音識(shí)別功能。 圖2 語音識(shí)別模塊圖3 語音識(shí)別芯片 功能介紹（1）通過ICRoute公司特有的快速而穩(wěn)定的優(yōu)化算法，完成非特定人語音識(shí)別。本芯片在設(shè)計(jì)上注重節(jié)能與高效，不需要外接任何的輔助芯片如Flash、RAM等，直接集成在現(xiàn)有的產(chǎn)品中即可以實(shí)現(xiàn)語音識(shí)別／聲控／人機(jī)對(duì)話功能。LD3320芯片（圖3）是一款“語音識(shí)別”專用芯片，由ICRoute公司設(shè)計(jì)生產(chǎn)。我們采用了方案二，本方案的基本原理如圖1所示，控制系統(tǒng)的原理圖見附錄。具體方案如下：首先，利用單片機(jī)檢測(cè)各種模擬信號(hào)，通過接收鍵盤送來的命令，確認(rèn)功能設(shè)置，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)裝入和實(shí)時(shí)監(jiān)控，其次，根據(jù)CPU發(fā)出的信號(hào)控制語音播報(bào)、顯示等功能，用軟件實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)定時(shí)功能，節(jié)省了硬件成本的開銷。因此，本設(shè)計(jì)并未采用這種方案。由于鍵盤控制信號(hào)繁多，系統(tǒng)的邏輯狀態(tài)以及相互轉(zhuǎn)移更是復(fù)雜，用純粹的數(shù)字電路或小規(guī)模的可編程邏輯電路實(shí)現(xiàn)該系統(tǒng)有一定的困難，需要用中大規(guī)模的可編程邏輯電路。三、總體方案論證與比較方案一：采用數(shù)字邏輯芯片本系統(tǒng)有功能設(shè)置、數(shù)據(jù)裝入、定時(shí)、顯示、音響控制多個(gè)功能模塊。（5） 定時(shí)服務(wù)功能：程序檢測(cè)系統(tǒng)是否開始烹飪，當(dāng)系統(tǒng)已經(jīng)進(jìn)入烹飪狀態(tài)，定時(shí)服務(wù)子程序開始工作，首先通過按鍵掃描判斷預(yù)約時(shí)間標(biāo)志按鍵是否被按下，當(dāng)有按鍵按下進(jìn)入預(yù)約時(shí)間的定時(shí)服務(wù)，如