毕业论文开题报告-基于单片机智能燃气灶控制系统设计.doc

毕业设计（论文）开题报告 题目 基于单片机智能燃气灶控制系统设计 专 业 名 称 自动化学 生 姓 名 指 导 教 师 填 表 日 期 2014 年 3 月 9 日说 明开题报告应结合自己课题而作，一般包括：课题依据及课题的意义、国内外研究概况及发展趋势（含文献综述）、研究内容及实验方案、目标、主要特色及工作进度、参考文献等内容。以下填写内容各专业可根据具体情况适当修改。但每个专业填写内容应保持一致。一、选题的依据及意义： 现在可以说单片机是百花齐放，百家争鸣的时期，世界上各大芯片制造公司都推出了自己的单片机，从8位、16位到32位，数不胜数，应有尽有，有与主流C51系列兼容的，也有不兼容的，但它们各具特色，互成互补，为单片机的应用提供广阔的天地。 纵观单片机的发展过程，可以预示单片机的发展趋势，大致有：1.低功耗CMOS化MCS-51系列的8031推出时的功耗达630mW，而现在的单片机普遍都在100mW左右，随着对单片机功耗要求越来越低，现在的各个单片机制造商基本都采用了CMOS(互补金属氧化物半导体工艺)。象80C51就采用了HMOS(即高密度金属氧化物半导体工艺)和CHMOS(互补高密度金属氧化物半导体工艺)。CMOS虽然功耗较低，但由于其物理特征决定其工作速度不够高，而CHMOS则具备了高速和低功耗的特点，这些特征，更适合于在要求低功耗象电池供电的应用场合。所以这种工艺将是今后一段时期单片机发展的主要途径 2.微型单片化现在常规的单片机普遍都是将中央处理器(CPU)、随机存取数据存储(RAM)、只读程序存储器(ROM)、并行和串行通信接口，中断系统、定时电路、时钟电路集成在一块单一的芯片上，增强型的单片机集成了如A/D转换器、PMW(脉宽调制电路)、WDT(看门狗)、有些单片机将LCD(液晶)驱动电路都集成在单一的芯片上，这样单片机包含的单元电路就更多，功能就越强大。甚至单片机厂商还可以根据用户的要求量身定做，制造出具有自己特色的单片机芯片。此外，现在的产品普遍要求体积小、重量轻，这就要求单片机除了功能强和功耗低外，还要求其体积要小。现在的许多单片机都具有多种封装形式，其中SMD(表面封装)越来越受欢迎，使得由单片机构成的系统正朝微型化方向发展。3.主流与多品种共存现在虽然单片机的品种繁多，各具特色，但仍以80C51为核心的单片机占主流，兼容其结构和指令系统的有PHILIPS公司的产品，ATMEL公司的产品和中国台湾的windows系列单片机。所以C8051为核心的单片机占据了半壁江山。而Microchip公司的PIC精简指令集(RISC)也有着强劲的发展势头，中国台湾的HOLTEK公司近年的单片机产量与日俱增，与其低价质优的优势，占据一定的市场分额。此外还有MOTOROLA公司的产品，日本几大公司的专用单片机。在一定的时期内，这种情形将得以延续，将不存在某个单片机一统天下的垄断局面，走的是依存互补，相辅相成、共同发展的道路。目前单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，工业自动化过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能IC卡，民用豪华轿车的安全保障系统，录象机、摄象机、全自动洗衣机的控制，以及程控玩具、电子宠物等等，这些都离不开单片机。更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械了。因此，单片机的学习、开发与应用将造就一批计算机应用与智能化控制的科学家、工程师。 二、国内外研究概况及发展趋势（含文献综述）：随着人们生活水平的日益提高和燃气灶具的逐步普及，家用燃气灶作为一种生活必须品已经进入了千家万户。同时消费者对家用燃气灶具的安全性、节能性、美观性、操作方便性、自动化等有了更高的要求。所以基于单片机控制燃气灶的自动开关的燃气灶具的开发，正是顺应了时代发展的潮流和趋势。 在历史上，最早研制燃气灶的是法国人菲利普鲁本，他在1799年9月21日获得了用煤气照明和取暖两用装置的专利权。第二年，鲁本在巴黎的一家饭店里，自己花钱装置这种设备。由于当时鲁本研制的燃气灶会发出难闻的臭味，所以在开始的时候并不受人欢迎，没能得到推广。尽管如此，他仍以极大的热情继续研究和改进这种装置。1804年，在拿破仑举行加冕礼的那天，鲁本在巴黎的一条街上被人杀害，燃气灶的研制工作中断了。而世界上第一个供厨房用炒菜的燃气灶具是由英国北安普敦瓦斯公司的副经理詹姆斯夏夫在1826年发明的。他将自己发明的燃气灶装在自己家的厨房里，用来烤肉做菜。这是一种立式炉灶，由吊在天花板上用来挂肉的钩子和下面的圆圈形火口组成。没有放锅的炉台。 最早购买燃气灶的是法国利明顿的巴士旅店。1834年，巴士旅店用燃气灶给100人做晚饭，不但饭菜味道可口，而且没有一点煤气的臭味，是十分理想的炉灶。1836年夏天，在英国北安普敦开办了一家35名工人的工厂，专门生产燃气灶。 发展趋势：当前我国家用燃气具行业方兴未艾，中国目前使用燃气具的居民约2.4 亿，即有一亿户家庭使用燃气灶具。从气源上来讲，58%使用液化石油气， 22%使用煤气，20%使用天然气。2005年全长4000多公里的西气东输工程全线贯通并于1月1日正式投产，为缓解电力紧张提供了保证，同时也为燃气具行业迎来了新的发展机遇。市场反馈数据及各大燃气具生产厂家销售数据表明。从西气东输工程竣工投入使用以来，我国燃气具产品市场份额便呈现出迅速上升的趋势。据此，业内人士指出.未来很长一段时间内燃气灶具的市场地位将更加稳固，而燃气热水器的市场也将重新被看好将重夺市场主导地位，在市场竞争中赢得主动，三个发展阶段一起步阶段(1980年以前)产品结构简单，功能单一。 燃气灶作为燃气具中主力的产品经历了一个从无到有从小到大，从简单到多样的发展历史二十世纪八十年代以前，中国的燃气事业的发展还比较落后，城市燃气的普及程度非常低，仅有百分之十几，广大农村几乎没有人使用燃气灶那时，燃气灶的起步阶段时(1980年以前)，产品结构简单，功能单高，燃气事业也随之有了飞速的发展。1 现阶段，我国最主流的燃气灶是明火式燃气灶，又叫大气式灶。随着技术革新和市场竞争的影响，大气式灶又推出了直火、旋火等概念；从炉头结构上讲，又有同心炉头、萨巴夫炉头等概念。灶具竞争的主流是火力大小、节能与否。 目前市场上出售的燃气灶的燃烧方式一般都是开式燃烧,即炉盘外露,燃烧时火焰与周围空气直接接触,无任何遮挡围护结构.这种燃烧方式最突出的缺点是热损失大,火焰在燃烧过程中放出的能量除部分被炊具吸收外,其余大部分则通过对流和辐射的形式放散到周围空气中.目前常用的炊具是由普通金属制成,无任何隔热保温结构,这样炊具在受热过程中吸收的热量除部分用来加热饭菜外,其余部分则通过炊具外壁放散到空气中。2近年来，低焰灶、红外线灶具异军突起，低焰灶火苗高度仅有15.5mm，但它的热负荷高达4.5km，一氧化碳含量低于0.02%，普通红外线燃气灶热负荷在2.8KW以下，红外线节能灶具热负荷高达3.9KW，一氧化碳的排放量仅为0.03%，因此，可以看出节能、环保、火力强劲、不熏锅等特点的是灶具发展的必然趋势，低焰灶、红外线灶具等火力猛、一氧化碳含量低的节能环保灶具必将成为市场上的新宠。因此，在燃气灶新功能的开发的基础上，节能、环保、节能，高效等必然是新功能的关键字新功能的开发定位应该是如何以不同的方式去实现产品的智能化，所以不管用什么方法去实现，我们都是朝着安全性、节能性、美观性、操作方便性、自动化等几个方面去研发的。燃气灶市场在经历了近两年的炒作喧闹之后,逐渐趋于平静。在2007中国五金厨卫家电展上,各品牌燃具产品基本上都以老面孔的形式出现。方太燃气灶仍是以五腔驱动作为主打产品;帅康依然是“人字火”、偏心炉头和定时控制作为产品主流;老板则将所有配套产品围绕其“双效内焰火”展开;华帝、樱花、万和也基本维持其原有产品线。燃气灶市场出奇的平静,似乎大家都在等待,都在思考,在经历了众多的概念炒作之后,下阶段的产品开发到底应该走向哪个方向呢?笔者认为,随着耐用消费品消费市场的回归理性,燃气灶研发也应该回到理性的轨道上来!在理清这个方向之前,必须要理好产品燃烧功能、产品外型及新功能开发这三者的关系,也就是要理顺产品的可用性、易用性和便利性的关系。消费者的核心追求燃烧使用性能仍为重中之重。中国的烹饪习惯大都为猛火爆炒,独特的烹饪习惯要求产品具备大火力。加之节能环保的大趋势,又要求产品具备较高之热效率。这样一来,高负荷、高效率、双高火势在必行。但同时我们也会发现,目前燃烧方式自然引风式燃烧有其诸多的局限,使得双高火的实现非常困难,行业内也一直停留在此技术瓶径周围徘徊。93、 研究内容及实验方案： 内容：设计并实现利用单片机控制家用燃气灶的自动开关系统，能够正成功的点燃家用燃气灶。(1)根据题目要求查阅资料，设计检测处理系统的方框图。 (2)根据设计方案作出电路原理图，并总结所需器材，列出元器件清单。 (3)硬件电路各模块的安装调试及统调。、 (4)硬件、电路分析并附上软件程序及测试。 (5)整个系统统调，控制燃气灶点火。 实验方案： 本实验方案是采用压力传感器和热电偶传感器作为敏感元件采集信息，经放大电路再送入ADC0809进行模数转换，运用单片机作为运算处理元件处理数据并输出信号控制外围电路打开电磁阀给燃气灶通燃气，延时1s控制脉冲点火器点火。当燃气灶没有感受到压力时或压力没有达到设定值时，系统则不会工作。燃气灶有没有点燃，通过温度传感器来判断。温度传感器输出经信号调节电路（放大电路、模数转换），送给单片机处理，若没点燃则继续点火，若点燃则关闭脉冲点火器。 基本工作原理框图如下： 硬件框图（1）开始初始化压力信号单片机控制继电器控制电磁阀打开单片机控制继电器控制脉冲点火器 压力值是否达到一定值 N Y N结束脉冲点火器关闭 热电偶检测是否点燃流程图（2） 流程图（2）4、 工作进度1、 第1周第3周 查阅资料、翻译英文资料并撰写开题报告2、 第4周第7周 方案论证，元件选择，硬件电路部分设计3、 第8周第12周 软件部分设计4、 第13周第15周 软硬件运行并调试5、 第16周第17周 撰写论文6、 第18周 总结，准备答辩五、参考文献1易家言.家用燃气灶的发展及展望J.现代家电第11卷第24期，2005. 2张方遒.家用燃气灶具的节能设计与改进.运行管理第30卷第1期，2000 3吴锦跃等.智能燃气灶具控制系统的设计与实现.杭州电子科技大学学报第27卷 第4期，2007. 4邹本堃.家用燃气灶.金属世界第4期第18页，2001. 5孟德奇.拨开迷雾理清思路看燃气灶未来研发.现代家电第22期，2007. 6祈文杰，习文，刘赞.家用燃气灶结构和性能分析.家用燃气具第31期，2005. 7