毕业设计（论文）-基于DSP的多通道数据采集系统设计.doc

宁夏理工学院毕业论文毕业设计(论文) 题 目 名 称： 基于DSP的多通道数据 采集系统设计 学 院： 电气信息工程学院 专 业/班 级： 电子信息工程11101班 学 生： 学 号： 指 导 教 师 ： 摘 要微波炉是一种利用2450兆赫的电磁波来烹饪食品的厨房器具。其工作的核心是其控制部分，本设计就是对微波炉的电脑控制系统的一个尝试，设计给出了系统软、硬件的组成和实现方法。结合实际要求，叙述了控制器电路的工作真理和微波炉的工作过程。设计具有操作简便，运行稳定，定时时间和功率控制比较精确的特点。它以STC公司生产的8位单片机STC90C516RD+为控制核心；以DS18B20作为温度传感器，用于实时测量微波炉内食物的温度；独立式键盘调整输入，用来设定温度、定时时间等工作参数；用1602LCD液晶屏来显示时间和温度。通过本设计能实现对微波炉的智能化控制，是微波炉的应用功能更强大，使用方便。 单片机最小系统以STC90C516RD+为核心,外加时钟和复位电路,电路结构简单,抗干扰能力强,成本相对较低,非常符合本设计的所有要求。STC90C516RD+单片机系列是在STC系列的基础上发展起来的,是当前8位单片机的典型代表,采用CHMOS工艺,即互补金属氧化物的HMOS工艺, CHMOS是CMOS和HMOS的结合,具有HMOS高速度和高密度的特点,还具有CMOS低功耗的特点。 关键词：微波炉，单片机，LCD液晶显示 AbstractMicrowave is a kind of use 2450 MHZ electromagnetic wave to cooking food kitchen appliance.The work is the core of the conteol part,This design is a computer control system of microwave attempt to design hardware and software composition and implementation of the system were given .Controller circuit work in combination with actual requirements,the truth and the working process of the microwave oven.Design is easy operation,stable running,time and the characteristics of the power control more precise timing. It is hold by STC company produces the 8-bit microcontroller STC90C516RD + as the core; DS18B20 as temperature sensor, used for real-time measurement of the temperature of the food in the microwave oven; Independent type keyboard adjust input, which is used to set the work parameters such as temperature, time time; Use 1602 LCD screen to display the time and temperature. Through this design can realize the intelligent control of the microwave oven, microwave oven is the application of function more powerful, easy to use.Single chip microcomputer minimum system STC90C516RD + as the core, and the clock and reset circuit, the circuit structure is simple, strong anti-interference ability, relatively low cost, very accord with all requirements of this design. STC90C516RD + MCU series is developed on the basis of hold in STC series, is the typical representative of 8-bit MCU, using CHMOS process, namely the complementary metal oxide HMOS craft, CHMOS is a combination of CMOS and HMOS, has the characteristics of HMOS high speed and high density, also has the characteristics of the CMOS low power consumption.Key works: Microwave oven, Single-Chip Microcomputer，LCD liquid crystal display目录摘要IAbstractII1绪论- 1 -1.1引言- 1 -1.2课题背景- 1 -1.3 本文研究内容及重点- 3 -2 微波炉控制系统基本原理- 4 -2.1系统总体概述- 4 -2.1.1工作原理- 4 -2.1.2 系统功能实现- 4 -2.2设计要求- 4 -2.2.1电路设计及要求- 5 -2.2.2基本要求- 5 -2.3各模块方案比较与论证- 5 -2.3.1计时控制部分方案- 5 -2.3.2键盘和显示部分方案- 6 -2.3.3档位输出方案- 6 -2.3.4微波炉火力输出方案- 6 -2.3.5响铃提示方案- 7 -2.4本章小结- 7 -3微波炉控制系统设计及仿真- 8 -3.1系统硬件设计- 8 -3.1.1显示部分- 8 -3.1.2键盘模块电路设计- 8 -3.1.3温度传感器- 9 -3.1.4档位显示电路设计- 9 -3.1.5时钟电路设计- 10 -3.2系统软件设计- 10 -3.2.1计时程序设计- 10 -3.2.2温度传感器程序设计- 11 -3.2.3微波炉温度设定- 12 -3.2.4键盘模块程序设计- 13 -3.2.5系统待机程序设计- 13 -3.2.6用户设定程序设计- 14 -2.3.7微波炉显示- 15 -2.3.8微波炉响铃设计- 17 -3.3结果及仿真分析- 18 -3.3.1仿真结果- 18 -3.3.2仿真分析- 19 -3.4本章小结- 21 -4总结与展望- 22 -4.1总结- 22 -4.2未来方向- 22 -参考文献- 23 -致 谢- 24 -附录- 25 -IV宁夏理工学院毕业设计（论文）1绪论1.1引言在生活和生产的各个领域中，凡是自动控制要求的地方都会有单片机的身影出现；从简单到复杂，从空中、地面到地下，凡是能想象到的地方几乎都有使用单片机的需求。 现在尽管单片机的应用已经很普遍了，但仍有很多可以使用单片机控制而尚未实现的项目，因此，单片机的应用大有想象和扩展空间。单片机的应用有利于产品的小型化、多功能化和智能化，有助于提高劳动效率，减轻劳动强度，提高产品质量，改善劳动环境，减少能源和材料消耗，保证安全等。由于数字集成电路技术的发展和采用了先进的石英技术，是自动化控制具有计算准确、性能稳定、携带方便等优点。单片机应用的意义局不仅限于它的广阔范围以及所带来的经济效益，更重要的意义还在于：单片机的应用正从根本上改变着传统的控制系统设计思想和设计方法。从前必须由模拟电路或数字电路实现的大部分功能，现在已能使用单片机通过软件（编程序）方法实现了。这种以软件取代硬件并提高系统性能的控制系统“软化”技术，称之为为控制技术。微控制技术是一种全新的概念，是对传统控制技术的一次革命。随着单片机应用的推广普及，微控制技术必将不断发展、日益完善和更加充实。传统的微波炉由于由于技术原因产生设定误差，由于定时的不准确造成加热的过快或过慢，严重的影响了食物的口感。而基于单片机的微波炉控制系统设计，则利用单片机的多功能控制特点，对微波炉进行控制设计，改变微波炉对时间的控制，准确的定时控制，对微波炉来说有很大的市场潜力本文设计一个基于单片机的微波炉系统设计，它具有三个模块：时钟显示、定时、设定温度、温度传感器和计时功能。设定温度值、测量的温度和时间用1602LCD显示，直观明了。1.2课题背景随着科学技术的进步，电子技术、传感器技术以及材料技术近年来得到了很大的发展。国内外微波炉研发机构和生产工厂，为了满足微波炉消费者的使用要求，将各种先进的现代技术应用于微波炉。 单片机诞生于20世纪70年代，象Fairchild公司研制的F8单片微型计算机。20世纪70年代微电子技术正处于发展阶段，集成电路属于中规模发展时期，各种新材料新工艺尚未成熟，单片机仍处在初级的发展阶段，元件集成规模还比较小，功能比较简单。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Winbond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。1.3 本文研究内容及重点本文主要研究的是微波炉的控制系统，确定微波炉系统的整体方案，编写程序来实现微波炉控制系统的基本功能。主要工作是掌握单片机应用技术，显示技术，以及电子技术等的相关知识，制作设计一个微波炉的控制器电路，使其具有三档微波加热功能，分别表示微波加热为大火、中火、小火，模拟仿真中用不同颜色LED模拟。实现工作步骤：复位待机检测显示电路设置输出功能和定时器初值启动定时和开始工作结束加热、音响提示。在上电或手动按复位键时，控制器输出的微波功率控制信号为0，微波加热处于待机状态，时间显示电路显示为00-00-00。具有8位时间预置电路，按键启动时间设置，最大预设数为23小时59分59秒。设定时间初值后，按档位选择键，启动相应的微波加热；另一方面使计时电路以秒为单位作倒计时。当计时到时间小于20s时，则断开微波加热器，并给出声音提示，即扬声器输出提示音。设计中具体的问题有：（1）如何进行时间设置（时、分、秒）和时钟倒计时功能；（2）如何设计智能火力控制（3）如何设计显示模块显示时间；（4）如何设计按键设置；（5）如何设计音响提示声音；（6）如何设计微波炉工作或者停止1.4本文结构本文主要是以微波炉的控制系统设计为研究对象，以单片机的应用为主要前提，对微波炉系统的基本功能进行主要的设计及研究。全文主要分为四个章节，各个章节主要内容如下：第一章：主要介绍微波炉的发展背景以及单片机的概念、发展背景、特点；第二章：主要介绍微波炉控制系统的基本原理，主要研究了微波炉控制系统的工作原理、系统的功能实现、电路的设计及要求以及对各个模块的设计方案进行比较，作出最为合适的选择；第三章：主要根据第二章的内容对系统进行硬件电路的设计，以及进行系统软件的设计，根据流程图进行合理的程序设计，并进行调试，测试。最后得出仿真结果和对仿真图各个模块的分析；第四章：总结全文的研究工作，从中了解到存在的问题，和对未来微波炉发展方向的一个展望。- 5 -宁夏理工学院毕业设计（论文）2 微波炉控制系统基本原理2.1系统总体概述2.1.1工作原理微波炉工作大致分为四个步骤分别为：系统待机-用户设定-微波炉加热-加热完成蜂鸣器提示。具体流程如下图2.1所示。系统待机状态系统工作任务完成经行报警用户进行设计 图2.1 系统流程图2.1.2 系统功能实现系统上电自检后，LCD液晶屏上显示零分零秒，设定温度为零。键盘分按键K0, K1, K2, K3, K4五个按键。K4键为微波炉的启动可关闭。K0，K1, K2为微波炉的三个低、中、高档位，K3为微波炉的设定时间按键。每次按下按键后系统都会启动音箱发声模块发出“嘀”的声音。当微波炉达到设定温度时启动键数码管开始计时，当倒计时到零分，零秒微波炉会自动关闭，此时会发出提示声音。各功能实现如下图2.2所示。设置温度系统待机状态设置状态调整时间打开开关K4工作状态按K0，K1,K2键计时时间为20时蜂鸣器报警按K3键图2.2 系统功能图2.2设计要求2.2.1电路设计及要求 系统以STC90C516RD+单片机为核心，连接各外部电路完成人机交互等各功能的控制。系统的总体框图如下图2.3电 源温度传感器 STC90C516RD+ 温度、时间显示部分震 荡部 分矩 阵 键 盘图2.3 系统总的电路图电路设计部分以单片机控制电路为核心有定时器电路，显示电路，键盘电路，门电路，电源电路，音箱发声电路共同组成微波炉控制系统电路。2.2.2基本要求（1）运用所学的知识设计一个微波炉控制系统。（2）上电时可设置三种最高温度值，可设置最长10分钟定时，用DS18B20感知温度，当温度达到设置温度值，并持续设定时间长度时，蜂鸣器报警提示，同时时间归零。 2.3各模块方案比较与论证微波炉控制系统设计是以STC90C516RD+单片机为核心。系统具体包含计时控制电路, 键盘电路，显示电路，火力输出电路，响铃提示电路等多个部分电路，根据我们的了解，每个部分电路都可以用不同的方案来实现，但不同的实现方案有不同的难易程度，不同的设计要求所采取的方案也不相同，有的需要保证高精度，有的需要考虑低功耗等等，所以通过研究分析，最终做出最合理的选择方案，使之更加科学和合理，达到设计要求。下面对各模块设计方案做分析和选择。2.3.1计时控制部分方案方案一：使用专用芯片。使用微控制器控制专用时钟芯片实现计时控制，这种方案有着计时精度高、控制简单的优点，而且更易于实现日期/时间显示、定是烹饪等及时扩展功能。方案二：采用单片机内部定时器。51单片机内不含有3个定时器，可以利用一个定时器与程序计数器相结合的方式，在系统晶振的驱动下，产生标准时钟频率。由于方案二具有较好的灵活性、较少的电路器件和较高的性价比，而且通过精确的软件补偿使精度完全可以满足控制需求，所以我们应该选择该方案完成设计。2.3.2键盘和显示部分方案方案一：采用阵列式键盘和LCD1602液晶屏 此类键盘是采用列阵扫描方式，优点是当按键较多时可以降低占用单片机的I/O口数目，缺点是电路复杂且会加大编程的难度。采用液晶屏美观，能显示多种数据；缺点是变成复杂，占用大量的端口资源。方案二;采用独立式键盘电路和数码管 每个键单独占有一根I/O接口线，每个I/O口的工作状态互不影响，此类键盘采用端口直接扫描方式。缺点是当按键较多时占用单片机的I/O数目较多，优点是电路设计简单，且编程极其容易。采用数码管显示，编程简单适合显示少量数据。 于该系统没采用了常规钟表式的校对方式，用键和显示的数据较多，系统资源不够，故采用了第一种方案。2.3.3档位输出方案方案一：直接利用单片机的三个I/O口进行档位控制。方案二如图2.4所示方案二：通过扩展芯片对单片机的I/O口进行扩展，将单片机的一个I/O端口扩展成三个输出端口以便节省单片机的I/O口资源。方案一如图2.5所示。 单片机拓展芯 片 单片机 I/O I/O I/O 图2.4 方案一 图2.5 方案二2.3.4微波炉火力输出方案根据设计要求，我们只需设计高、中、低三档功能，不需要多档位控制。只需要输出大火、中火、小火三档火力。所以，我们只需模拟出三档火力就行。我们用三种不同颜色的发光二极管即可达到设计要求。2.3.5响铃提示方案我们可以使用单片机上的一个I/O端口，接上扬声器，在通过软件的方式，修改延时、周期，从而达到响铃提示的效果。2.4本章小节通过对微波炉控制系统的整体概述，我们基本上已经熟悉了微波炉的工作原理、硬件电路设计等各个方面。硬件电路大体包括定时电路、门电路、键盘电路、显示电路、响铃电路、火力输出电路几个主要模块。而且经过各种方案的比较和论证之后，明确了解了各个模块的实现方案。然后，对整个系统总体进行设计，形成一个清晰的设计方向，并构思出系统总体设计的工作原理和系统的框图，使整个设计方案具有总体性。所以我们得出了较理想的方案，因此，我们对微波炉控制系统设计有了初步的了解，而且确定了微波炉控制系统的大致研究方向，了解了微波炉控制的各个模块的功能。3微波炉控制系统设计及仿真3.1系统硬件设计3.1.1显示部分 因为系统要求把设定的温度、时间和实时温度、时间显示出来，所以就用了LCD1602液晶显示出来。如图3.1所示。脚1：VSS ，LCD地 脚2：VDD ，LCD电源 脚3：VL ，LCD负的偏压信号端 脚4：RS ，数据/命令选择端（H/L）脚5：R/W ，读/写选择端端(H/L) 脚6：E ，使能信号端 脚714：数据端口D0D7 脚15：BLA，背光源正极 脚16：BLK，背光源负极图3.1 LCD液晶1602电路原理图3.1.2键盘模块电路设计在按键设计中运用了软件、硬件结合的形式进行键盘扫描，K0，K1， K2， K3， K4分别连入单片机I/O接口。通过单片机内部判断这5个I/O借口来确定按键是否被按下。键盘电路设计如图3.2所示图3.2 键盘矩阵原理图3.1.3温度传感器DS18B20可设定9-12位分辨率（默认12位）；测温范围(-55- +125)摄氏度；支持（3-5.5V）电压范围；用户可设定高温及低温报警，掉电不丢失；采用单总线接口方式,即允许在一条总线（信号线）挂接数十甚至上百个数字式传感器,抗干扰强、易构成传感器网络。 温度传感器电路图入下图3.3所示。引脚1：接地 引脚2：输出端，接P23 引脚3：接电源图3.3 传感器电路图3.1.4档位显示电路设计档位显示模块是由三个发光二极管显示，分别代表“大火”、“中火”、“小火”三个火力档位，直接将发光二极管通过三极管接至单片机I/O接口通过单片机发送低电平使发光二极管发光，用来模拟三个档位输出。具体电路设计如图3.4所示。 图3.4 档位显示电路设计3.1.5时钟电路设计计时控制模块是微波炉控制系统设计的核心，用来完成基本功能中的加热倒计时，以及时间显示和定时两项扩展的功能。时间显示功能被用来在待机状态显示当前的时间和用户预先设定的时间。允许手动调，并且会自动与计算机进行时间同步。定时启动则会根据用户设定的火力属性，在预定的时间内启动任务。且实现定时功能，定时时间最大为23-59-59，当确认定时时间后，开始倒计时，当时间倒计时为20s时，定时结束。3.2系统软件设计系统程序总体看可分为主程序，和其他模块程序。主程序根据系统的工作流程，系统共分为四个状态，分别是：系统待机状态，用户设置状态，微波炉加热状态和加热完成响音提示状态。其他模块程序包括程序显示程序，计时程序，温度传感器程序，键盘扫描程序。3.2.1计时程序设计定时方法我们采用软硬件结合的方法，定时器工作时必须给计数器送初值，将这个值送到TH和TL中。他是以加法记数的，并能从全1到全0时自动产生溢出中断请求。因此工作于方式1,定时器为16位计数器其定时时间由下式计算：初值是否为0程序初始化设置时间初值初值自减显示程序返回开始开始图3.5 计时程序流程图定时时间=（216X）振荡周期12（或）X=216定时时间振荡周期12式中x为T0的初始值，该值和计数器工作方式有关。如单片机的主脉冲频率为，经过分频方式0定时时间213 1微秒8.192毫秒方式1定时时间216 1微秒65.536毫秒秒钟已经超过了计数器的最大定时间，所以我们只有采用定时器和软件相结合的办法才能解决这个问题，定时器需定时50毫秒，故0工作于方式1，定时20次，就可定时一秒。 流程如图3.5所示。3.2.2温度传感器程序设计DS18B20的转换后的数字温度数据是通过串行方式传输，所有总线器件应严格遵守通信协议。 该协议定义：复位脉冲、应答脉冲序列；写0、写1、读0、读1。 除应答脉冲外，命令都有主机发起。注意：DS18B20的数据，低字节在前，高字节在后。流程图如3.6所示。初始化跳过ROM命令温度转换命令时间到初始化匹配ROM指令返回显示实时温度读取温度值读温度指令 Y图3.6 温度传感器流程图3.2.3微波炉温度设定微波炉加热状态有三种，分别为低温、中温、高温。根据用户之前的档位系统会进入相应的加热状态。系统进入加热状态之后会根据每个档位对时间比的不同进行加热。具体状态图如下图3.7所示判断用户设定的温度对微波炉进行加热判断是否达到设定温度加热完成进去报警模块时间倒计时为20s图3.7 加热状态3.2.4键盘模块程序设计本次设计主要采用的是44矩阵式键盘，其中包含4行、4列，构成一个44的数组。键盘的扫描方式有高电平扫描和低电平扫描两种方式。当我们进行扫描时，将扫描信号送入行，再由列信号读取键盘状态。流程图如图3.8所示。开始输出 延时下一个扫描码声明变量N扫描初始值4次扫描Y读取数组数据返回图3.8 键盘模块程序流程图3.2.5系统待机程序设计我们接通电源后系统进入待机状态，当打开系统后将进入用户设置状态，如图3.9所示。系统待机状态调用显示程序用户状态设置按键3.9 系统待机框图YN显示程序P3.2=1?开始键盘扫描程序返回系统通过判断单片机P3.2接口的输入电压来判断按键是否按下，具体流程图如下3.10所示。图3.10 系统待机流程图3.2.6用户设定程序设计工作状态系统系统时,8为数码管显示零时-零分-零秒,及00-00-00.火力档位的输出通过3个不同颜色的发光二极管显示,分别显示为大火、中火、小火三个火力输出。用户可以通过按键进行档位的选择和时间的设定，接入电源，首先按下A键进行时间的设置，数字0到9是设置时间键，设置好时间后在按C小火、D中火、E大火进行档位的选择，F为停止，G为复位。如图3.11所示。按K0启动 初始时间为00-00-00档位设置C、D、E分别代表小、中、大系统待机用户设置G复位系统上电0-9系统复位时间设定图3.11用户设定框图2.3.7微波炉显示NP07是否为0？开始对1602进行初始化，写入显示设置指令延迟5ms获得现实地址 延时5ms写入相应数据返回主程序YY是否显示完毕？ 图3.12 LCD1602显示2.3.8微波炉响铃设计 我们通过软件的设计，在微波炉加热的一定的时间后，经行响铃提示。本次设计的提示时间设定为20s，当微波炉在某个火力输出档位加热到一定的时间后，当加热的时间倒计时小于设计的20s的时候，响铃进行提示。流程图如图3.13所示。N启动微波炉设置时、分、秒时间设定档位选择倒计时20s倒计时响铃系统待机Y开始返回图3.13 提示程序设计进入加热停止状态后系统首先关闭火力输出，系统向火力输出系统发送关闭信号，并向音响发生模块发送发音信号。发生结束后系统自动进入系统待机状态。如图3.14所示。关闭电源发出响铃提示音进入系统待机状态 图3.14 加热停止并响铃状态图3.3结果及仿真分析3.3.1仿真结果经过硬件和软件的设计，我们这次仿真用Proteus进行仿真。从Proteus里选取电路元件，进行连线。从而得出仿真图，在把程序放进单片机中，进行仿真，最后得出完整的仿真结果。如图3.15所示。图3.15 仿真结果图3.3.2仿真分析1最小系统：单片机的最小系统的意思是就是要让单片机里面的程序运行，是指用最少的元件组成的单片机可以工作的系统，对51系列的单片机来说，最小系统一般应该包括:单片机、晶振电路、复位电路。如图3.16所示（1）晶振电路：这是最小系统的晶振电路，为单片机提供时钟，没有这个电路，单片机就不能工作。（2）复位电路：复位电路是一种用来使电路恢复到起始状态的电路设备，它的操作原理与计算机有着异曲同工之妙，只是启动原理和手段有所不同。图3.16 最小控制系统2温度传感器：DS18B20是DALLAS公司生产的一线式数字温度传感器，具有3引脚TO-92小体积封装形式，温度测量范围为-55+125，可编程为9位12位A/D转换精度，被测温度用符号扩展的16位数字量方式串行输出。如图3.17所示图3.17 温度传感器3加热电路：起加热作用，用于微波炉加热，继电器起保护作用，继电器控制一个LED灯，表示加热中。如图3.18所示图3.18 加热电路4按键电路：先读取键盘的状态，得到按键的特征编码。先从P1口的高四位输出低电平，低四位输出高电平，从P1口的低四位读取键盘状态。再从P1口的低四位输出低电平，高四位输出高电平，从P1口的高四位读取键盘状态。将两次读取结果组合起来就可以得到当前按键的特征编码。使用上述方法我们得到16个键的特征编码。A代表设置键，09为设置时间键，C、D、E为火力档位键分别为小火、中火、大火。F为停止键。如图3.19所示图3.19 按键电路5档位电路：每一个LED灯对应一个档位。D2为小火档，D3为中火档，D4为大火档，当按键选择一个档位键时，对应档位的LED灯则亮起。如图3.20所示。图3.20 档位电路3.4本章小节本章主要对硬件电路的各个模块进行进一步分析研究，根据设计的要求进行各个模块硬件的电路设计，对各个模块使用何种芯片，如何连接都作了详细的阐述，为接下来的软件设计奠定了基础。我们将各个模块整合成完整的硬件电路图，完成了硬件电路板的设计。再对各模块和各状态的软件分析之后，我们可以用Keil 4进行各个模块和各个状态的软件编程并整合成整体系统，并进行软件仿真对编程过程中产生的错误进行修改，仿真测试无误之后讲源程序进行编译并通过生成的HEX文件，将编译好的程序写入单片机中，进行整体调试。4总结与展望4.1总结本文的微波炉控制系统设计主要是以单片机的应用为核心。就目前而言，现在的各个大学都有单片机的开发课程，随着时间的流逝，单片机的种类很多，而且各个公司、企业都在努力的研制单片机的开发，提高单片机的利用范围和它本身的性能，单片机正在向智能化发展，当然高精确度和低功率也是发现的方向。目前单片机的应用范围也是非常的广泛。从小的方面来说就是各种各样的家用电器，如空调、冰箱、电视等等。大的方面就属于各大公司，各个企业的系统控制，如自动化生产线等等。本文就是以单片机来实现微波炉的控制系统，阐述单片机的基本功能，从而使微波炉控制系统得以实现。4.2展望 微波炉行业已经处于产品生命周期中的发展期后期。其最鲜明的一个市场特征就是集中度极高，格兰仕、LG、美的这三家的市场占有率就达到了80%以上。我国的微波炉产业近些年发展很成熟也很稳定。在稳定中稳步前进，一些企业也在努力通过创新改变微波炉功能单一的特点，同时也希望改变价格取胜的方式。近年来，厨卫家电行业的市场竞争一直很激烈，主要围绕产品高端化、技术创新、渠道模式等方面发展。在高端化的背景下，厨卫家电已经呈现出稳中有变的市场格局，随着整体经济形势的低迷，厨卫家电行业品牌集中度将进一步提高。国内微波炉行业过去十多年的竞争基本只局限在 “价格战”，这种做法使得外资巨头被挤出了中国市场。但是微波炉毕竟是人们生活中的一个便捷的工具，随着科技的发展，微波炉在未来将会语音化、智能化。当人们需要定时加热的时候直接说出指示就行，微波炉内的单片机可以根据指示自行翻译成程序从而打到定时加热的状态。再说智能化就是，在未来的发展的，微波炉可以根据放在微波炉中的食物，自行的去加温、加热，而且可以和用户的手机联系在一起，用户可以在回家的路中对微波炉进行控制，让微波炉加热，等到回家的时候食物就已经加热完成，这样可以节省很多的时间。相信随着科技的不断进步，这种智能化将不再是我们对未来的一个憧憬，在以后智能化会越来越普遍化，而微波炉在各个方面也会有许多的改善。人们常说经济实惠，随着智能化的研制，微波炉的成本也将会降低，而微波炉的功能又有所增多，相信很对人会对这种微波炉感兴趣，从而使微波炉的前景将会有很大的提升。所以我认为这些将是未来微波炉控制系统的发展方向。 参考文献【1】 楼然苗，李光飞。单片机课程设计指导。北京：电子工业出版社，2007【2】 吴经国。单片机应用技术，北京：中国电力出版社，2000.【3】 阎石。数字电子技术基础。北京：高等教育出版社，1998【4】 马斌，韩忠华，王长涛，夏兴华等.单片机原理及应用-C语言程序设计及实现.人民邮电出版社 2009【5】 张琦，杜群贵。单片机应用系统设计技术-基于C语言编程。北京：电子工业出版社，2001【6】 广弟, 月秀, 秀山, 等. 单片机基础M. 北京航空航天大学出版社, 2001.【7】 杨将新,单片机程序设计及应用从基础到实践M. 电子工业出版社, 2006.【8】 邵群涛. 电气制图与电子线路 CADM. 机械工业出版社, 2005.【9】 万福君, 潘松峰, 张洪信, 等. 单片微机原理M. 中国科学技术大学出版社, 2001.07【10】 徐伟. C51 单片机高效入门J. 2010. 致 谢本研究及课程设计是在赵艳丽老师的认真指导下完成的，在课程设计完成之际，我们小组要特别感谢我的赵艳丽老师，由于我个人理论水平还有待提高，难免有许多考虑不周全的地方，但因为有了赵艳丽老师的督促知道使得我们的课程设计得以顺利的接近尾声。饮其流时思其源，成吾学时念吾师。在赵艳丽老师的言传身教、严格要求和悉心指导下，是我们不仅接受了全新的思想观念，树立了宏伟的学术目标，掌握了学科的研究方法，而且还明白了许多待人待物和为人处世的道理。赵艳丽老师平易近人的人格魅力，严谨进取的治学精神和乐观向上的生活态度，将是我们今后生活和工作中的指路航标。桃李不言，下自成蹊；师恩深厚，不敢言报。未有今后以百倍热情工作、生活，力争有所建树，以回报师恩于万一。感谢所有关心、支持、帮助过我的良师益友。附录：软件设计程序#include #include #include #define u8 unsigned char#define u16 unsigned int#define uchar unsigned char#define uint unsigned int#define delay4us() _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();sbit RS = P20; /1602数据/命令选择引脚sbit RW = P21; /1602读写引脚sbit EN = P22; /1602使能引脚#define DataPort P0 /1602数据口#define KEYPORT P1 /键盘数据端口sbit LED1 = P23; /LED1sbit LED2 = P24; /LED2sbit LED3 = P25; /LED3sbit BUZ = P26; /蜂鸣器引脚sbit JDQ = P27; /继电器引脚long int set_time=0; /设定时间uchar set_time_str6; /设定时间时用到的数组bit set_OK=0; /时间设定好标志位uchar int_num=0; /记录中断次数，中断20次为1s#define ALARM_TIME 20 /响铃提示时间/延时（单位：ms）void Delayms(int d) int i,j; for(i=0;id;i+) for(j=0;j0) set_time-; else TR1=0; /关定时器1 TH1 = (65536-50000)/256; /计数初值高8位 TL1 = (65536-50000)%256; /计数初值低8位/忙