电饭煲设计报告

机电信息工程学院机电信息工程学院机电信息工程学院机电信息工程学院单片机系统课程设计报告完成日期：2011201120112011年3333月16161616日系：自动化系专业：自动化班级：081班设计题目：电饭煲控制器学生姓名：王发均杜仁欢指导教师：刘岩川张艳目录一、设计任务........................................................................................................................................................................................................................................................................22221.控制策略....................................................................................................................22.定时...........................................................................................................................23.控制面板....................................................................................................................2二、设计方案........................................................................................................................................................................................................................................................................2222三、系统硬件设计........................................................................................................................................................................................................................................33333.1中央处理模块单片机芯片.........................................................................................33.2显示模块设计.......................................................................................................43.4报警及温度采集模块设计......................................................................................53.5火力控制模块设计................................................................................................53.6电源模块设计......................................................................................................6四、系统软件设计........................................................................................................................................................................................................................................77774.1主程序设计..............................................................................................................74.2温度采集程序设计................................................................................................84.3显示及输入程序设计...............................................................................................84.4火力控制程序设计..................................................................................................8五、心得体会........................................................................................................................................................................................................................................................................8888参考文献............................................................................................................................................................................................................................................................................9999附录1111系统电路原理图........................................................................................................................................................................9999附录2222程序清单................................................................................................................................................................................................................99992一、设计任务试设计电饭煲控制器，要求有预约功能，可以烹饪大米饭、粥、保温、冷饭加热等功能，具体要求如下。1.控制策略大米饭：当达到105°时，停止加热，并在15分钟后通过蜂鸣器提示用户。粥：开始加热后，通过测温元件监视锅底温度，使锅底温度保持在99°~100.5°之间（100°时停止加热、99°时开始加热），此种状态持续20分钟，之后通过蜂鸣器提示用户过程结束。保温：使锅底温度维持在50°~60°之间。冷饭加热：锅底加热至100°，使锅底温度保持在99°~100.5°之间（100°时停止加热、99°时开始加热），此种状态持续5分钟，之后通过蜂鸣器提示用户过程结束。2.定时用户可以是电饭煲在预约时间（倒计时方式）开始工作，最长预约时长为12小时。3.控制面板四个发光管分别与大米饭、粥、保温、冷饭加热相对应，另一发光管用于区分工作与预约，两位数码管用于预约时间及倒计时。按键有：开始键、功能键、加键、减键。二、设计方案由设计要求可知，系统除单片机外，应包含温度检测、键盘、显示以及蜂鸣器。温度检测可选择应用较为方便的串行式温度传感器，键盘个数较少，所以可以用简单式键盘。由于预约时长为12小时，并且精度要求不是很高，所以用两位数码管显示器即可（本设计选用了四个数码管以便随时查看温度值）。电饭锅预约的精度要求不是很高，所以没有必要另加时间（日历）芯片，用单片机定时中断通过软件扩展实现预约定时即可。单片机对功率元件的控制可用固态继电器3来完成（本设计选用的是电磁式继电器），最好用光电隔离式以减少主回路对控制回路的干扰。本控制器系统由中央处理部分、温度采集、显示、报警及键盘输入等6大部分组成。系统总体框图如图一所示。图一、系统框图中央处理模块对温度采集模块、键盘输入模块的数据进行分析和逻辑判断，并按照预定的程序进行处理和保存。然后把结果通过显示模块或者火力控制进行相应的处理。定时模块采用的是单片机内部的定时器进行定时在显示模块进行相应的显示计数，用户可以通过键盘模块来进行预约定时及调整所需的功能。系统在上电后有一个默认的定时参数，用户也可以可以通过按键修改相应的定时参数。温度采集模块实时的采集电饭煲的当前温度，并将数据传给中央处理模块进行相应的控制。显现模块实时显示当前的温度、定时、及当前系统的状态。火力控制模块主要起到了弱电控制强电的功能，由中央处理模块进行处理后做出相应的判断并直接控制火力控制模块。三、系统硬件设计3.1中央处理模块单片机芯片通过比较，选用了AT89C52单片机来作为本系统的核心，图二所示的是中央处理模块的电路部分，即单片机的电路连接。火力控制温度采集报警显示系统键盘中央处理系统4图二、中央处理模块3.2显示模块设计本设计采用的是供阳数码管作为显示部分，如图三所示。图三、显示模块电路VCC接5V电源，电流通过三极管通向数码管实现供阳接法，三极管的基极通过接上4.7k的电阻再接到中央处理单元实现位选的控制。2.3键盘模块设计由于键盘个数较少，所以采用简单式键盘，其如图四所示。5图四、键盘模块电路键盘模块共有5个按键，开始键、功能键、加键、减键及温度显示键，分别对应接到中央处理器P3口的0、1、2、4、5引脚上。3.4报警及温度采集模块设计本设计报警模块采用的是蜂鸣器，其管脚通过与PNP三极管连接，然后在三极管的基极串上4.7k的电阻再接到单片机的P1.5引脚上，从而实现报警模块设计。温度检测模块采用是较为方便的串行式温度传感器DS18B20，DS18B20本身就是“一线总线”接口的数字温度传感器所以在电路连接上是相当的简单，也是其他芯片所无法比拟的，仅仅需要VCC连接+5V电源