电磁炉单片机控制系统设计VIP

毕业设计题目名称 电磁炉单片机控制系统的设计 题目类型 毕业设计 学生姓名 院（系） 电子信息学院 专业班级 指导教师 时 间 2012 年 3 日 10 日至 2012 年 5 月 25 日目录摘 要 .2ABSTRACT .3前 言 .1第 1 章 系统总体方案 .21.1 方案设计 .2第 2 章 硬件设计 .52.1 芯片介绍 .52.1.1 AT89C51 .52.1.2 数模转换器 DAC0832 .72.1.3 译码器 74LS138.92.3 电磁炉无锅检测模块 .13第 3 章 程序设计 .263.1 主程序流程 .263.2 无锅检测程序流程 .273.3 D/A 转换程序流程 .283.4 外部中断 .283.5 定时模块流程 .293.6 基本显示模块流程 .303.6.1 显示时间程序流程 .313.6.2 显示功率程序流程图 .31第 4 章 系统仿真与调试 .334.1 系统仿真 .334.1.1 原理图绘制 .334.1.2 程序的设计与编译 .334.2 系统调试 .354.2.1 定时模块 .354.2.2 功率控制模块 .354.2.3 无锅检测和保护模块 .354.2.4 报警模块调试 .36结束语 .37致 谢 .39附录 程序清单 .40附录 II 系统电路图 .49电磁炉单片机控制系统设计I摘 要本文介绍了电磁炉的功能控制系统，它利用单片机的多功能控制优势对电磁炉进行智能控制，使之具有高效节能、健康环保、安全可靠等一系列优点。电磁炉成为目前发展最快的，市场增长幅度最高的家电产品之一。本设计以 AT89C51 为核心，实现电磁炉的数码管显示控制、多种安全保护功能、功率自动控制、温度自动控制、定时控制以及各种自动检测报警功能的控制；对单片机 AT89C51 在系统控制上的应用，从软硬件两方面对控制系统的设计方案做了简单的介绍。在软件设计上，采用模块化程序设计的思想，对电磁炉控制系统的各个功能模块进行划分和设计。研究智能锅具检测技术，提高了锅具检测的快速性和准确性，减少电磁污染并节约了电能。最后，对整个系统进行仿真、调试和性能测试。测试结果表明，该控制系统设计合理，稳定，安全、可靠性高。关键词：电磁炉；单片机；多功能；控制IIAbstract This paper introduces the functions Control System of the Induction cooker, which uses the multi-functional control advantages of single-chip microcomputer to realize an intelligent control of induction cooker so that they have a series of advantages such as high efficiency, energy-saving, healthy environmental protection,high security and reliability. It become one of household electrical appliances whose development is quickest and the market growth rate is highest at the present.This design uses AT89C51 as the core processor which realizes many functions as nixietube display,varies of safety protection,output power ato-controllation,time setting ato-controllation and detection alarming; and simply introduces the application of single-chip AT89C51 in control system , elaborates the design from both handware and software. In the software design，it uses the ideas of modularized program design to carve up and design each function module in the induction cooker. Intelligent cooker testing technology enhances the rapid detection and accuracy for the pan and reduces electromagnetic pollution and saving electricity.Finally, the equipment is entire simulated and debugged. After many times testing and running, it has proven that this system features with reasonable， output power steady, safety and reliable. Keywords: Induction cooker；Single-chip microcomputer；Mult-function；Control前言第 1 页 (共 49 页)前 言当今，随着电子技术的高速发展,单片机的应用已经渗透到生产和生活中的各个方面，有力的推动了社会的发展。单片机以其体积小，集成度高，价格便宜,在数据处理、实时控制等方面无与伦比的强大功能而受到广大科研工作者及生产厂家的亲睐。目前，市场热销的电磁炉就是单片机控制系统的一个典型应用，其品牌繁多、功能强大且多样。作为一个毕业设计的课题，对单片机控制系统的应用做了一些初步的尝试和探讨。以往家用电器采用模拟电路和数字电路设计的整体电路的规模较大，用到的器件多，造成故障率高，难调试，而且电路复杂，维修和生产测试不太方便；而今，采用单片机系统完成设计使电路设计简单可靠，工作可靠性很好，功能强大，实现控制智能化。为此我们采用了单片机进行设计，相对来说功能强大，用较少的硬件和适当的软件相互配合可以很容易的实现设计要求，且灵活性强，可以通过软件编程来完成更多的附加功能。针对各种功能的控制，通过软件编程就可以轻易而举的实现。本设计以 AT89C51 为核心，实现电磁炉的定时控制、温度自动控制、功率自动控制、保护功能、数码管显示控制以及无锅检测报警功能的控制；对单片机 AT89C51 在系统控制上的应用，从软硬件两方面阐述了控制系统的设计方案做了简单的介绍。在软件设计上，采用模块化程序设计的思想，对电磁炉控制系统的各个功能模块进行划分和设计，提高了控制系统的快速性和准确性。最后，对整个系统进行组装、调试和性能测试。实验结果表明，该控制系统设计合理，稳定，安全，可靠性高。电磁炉单片机控制系统设计第 2 页 （共 49 页）第 1 章 系统总体方案1.1 方案设计方案一：控制部分的核心采用传统的数字逻辑芯片来实现。系统的逻辑状态以及相互转移更是复杂，用纯粹的数字电路或小规模的可编程逻辑电路来实现该系统有一定的困难，需要用中大规模的可编辑逻辑电路。这样，系统的成本就会急剧上升。方案结构图如图 1.1：电源 AC/DC按键控制 电磁炉控制板 驱动电路 主谐振电路 锅具显示 保护检测电路图 1.1 方案一结构图方案二：以 AT89C51 系统为核心，利用单片机丰富的 I/O 端口，及其控制的灵活性，使其实现电磁炉数码管显示控制、多种安全保护功能、功率自动控制、温度自动控制、定时控制以及各种自动检测报警功能的控制。此系统的硬件和软件都比较容易实现，且满足本题的精度要求，性价比较高的 AT89C51 具有以下特点：其 8K 的 EPROM可在固化程序上是方便地多次擦写，独有的低功耗性能保证器件的长时间工作；采用最小应用系统设计，电路可靠、稳定。方案结构图如图 1.2：系统总体方案第 3 页 (共 49 页)单 片 机定时控制温度自动控制功率自动控制检测报警控制安全保护控制数码管显示控制电源电路图 1.2 方案二结构图1.2 方案论证方案一采用模拟电路和数字电路设计的整体电路的规模较大，用独立振荡单元，多个功率管并联、驱动放大电路采用分立元件，如：定时采用 555 构成的单稳态触发器控制，但是该单稳态电路对输入的脉冲宽度有一定的要求，即触发脉冲宽度要小于暂稳时间，而实际应用中则大于暂稳时间，于是还要先经微分电路后再加到电路的低电平触发端。仅一个定时控制电路就已经如此复杂，若加上其它的温度、功率、显示等电路，系统电路更为繁杂，由此一来，用到的器件多，造成故障率高，难调试，而且电路复杂，维修和生产测试不太方便；虽然容易实现，但控制和性能方面都很差，硬件设计任务比较麻烦，而且设计的产品实际操作也不方便。方案二是采用以 AT89C51 为核心的单片机系统，可以实现数码显示、定时控制、温度功率自动控制等功能，大大提高了智能化自动控制的速度。显示采用 8 位一体数码管，既显示定时又显示温度，其中，数码管的前四位显示定时的时和分，后三位显示温度；定时