基于单片机电磁炉控制系统设计.doc

邯郸学院本科毕业论文 设计 邯郸学院本科毕业论文 设计 题题 目目 基于单片机微波炉控制系统设计 学学 生生 韩浩学 指导教师指导教师 李培英 副教授 年年 级级 2011 级专接本级专接本 专专 业业 电气工程及其自动化 二级学院二级学院 物理与电气工程系 系 部 系 部 邯郸学院物理与电气工程系 2013 年 6 月 郑重声明郑重声明 本人的毕业论文 设计 是在指导教师 李培英 的指导下独立撰写完成 的 如有剽窃 抄袭 造假等违反学术道德 学术规范和侵权的行为 本人 愿意承担由此产生的各种后果 直至法律责任 并愿意通过网络接受公众的 监督 特此郑重声明 毕业论文 设计 作者 签名 年 月 日 i 基于单片机电磁炉控制系统设计 摘 要 随着时代的发展 微型计算机在社会生活各个方面 领域的不断发展以及大规模集 成电路的技术的不断成熟 单片机技术的应用正在不断地走向深入 由于单片机具有功 耗低 体积小 价格便宜 功能强 工作可靠 使用方便等特点 因此特别适合于与控 制有关的系统 越来越广泛地应用于自动控制系统 智能化仪器设备 仪表 数据采集 以及家用电器等各个领域 单片机往往是作为一个核心部件来使用 再根据具体硬件结 构 以及针对具体应用对象特点的软件结合 以作完善 微波炉控制系统设计采以微控制器 mcu 为核心 基于 mcu 编制软件系统 结合 lm016l 显示以及必要的外围电路 完成微波炉温度系统的可编程智能控制 系统由计时 控制 用户界面 音响发生几大模块组成 能够根据按键输入完成相应的功能 同时使 用 lcd 显示当前系统温度的高低 并进行灯光 响铃提示 关键词 关键词 单片机 微波炉 控制系统 ii the design of electromagnetic oven control system based on the microcomputer han haoxue directed by lipeiying associate professor abstract with the computer penetration in the social sphere in recent years and the development of large scale integrated circuits microcontroller applications are continually developing deeply because of its powerful function small size low power consumption cheap price reliable performance easily using etc it is particularly suitable for systems with control it is used more and more widely in automatic control intelligent instruments meters data acquisition military products and home appliances etc scm is often used as a core component in according to the specific hardware architecture and it is often combined with application specific features of the software objects to make perfect microwave oven control system design used the microcontroller as the core based on mcu preparation software system combined with eight digital tube led display and necessary peripheral circuits to complete the microwave oven programmable intelligent control system consisted of several modules such as the time controlling fire setting the user interface sound design it could complete the function under the keyboard meanwhile used the led to display the status of system and prompted us through a ringer key words microcontroller control system microwave oven 1 目目 录录 前前 言言 1 1 绪绪 论论 2 1 1 引言 2 1 2 课题背景 2 1 2 1 课题研究来源 3 1 2 2 本文主要研究工作 3 1 3 本文结构 4 1 3 1 系统框图 4 1 3 2 系统功能实现 4 1 4 本章小结 5 2 各模块设计方案各模块设计方案 6 2 1 档位输出方案 6 2 2 计时控制方案 6 2 3 显示设计方案 6 2 4 响铃提示方案 7 2 5 本章小结 7 3 硬件设计硬件设计 8 3 1 系统核心介绍 8 3 1 1 80c52 主要功能特性 11 8 3 1 2 80c52 的引脚及功能 8 3 1 3 80c52 单片机的内置功能 9 图 3 3 rc 复位电路 10 3 2 时钟电路设计 10 3 3 温度显示电路设计 10 3 4 时间显示电路设计 10 3 4 1 数码管 11 图 3 5 显示电路 11 3 5 响铃 提示电路设计 11 3 5 1 蜂鸣器发声原理 11 3 6 电源电路设计 12 2 4 软件设计软件设计 13 4 1 显示程序设计 13 4 2 按键模块程序设计 15 4 3 计时模块程序设计 17 4 4 用户设定程序设计 18 4 5 响铃 提示程序设计 18 4 6 本章小结 18 5 仿真验证仿真验证 19 5 1 仿真结果 19 5 2 仿真中出现的问题 19 5 3 本章小结 19 6 结论结论 20 6 1 论文总结 20 6 1 1 主要工作及结论 20 6 1 2 存在的问题 20 6 2 感想或者收获 20 参考文献参考文献 22 致致 谢谢 23 1 前前 言言 单片微型计算机简称单片机 是典型的嵌入式微控制器 常用英文字母缩写 mcu 表 示单片机 单片机又称单片微控制器 单片机是一种集成电路芯片 是采用超大规模集 成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器 cpu 随机存储器 ram 只读存储器 rom 多种 i o 口和中断系统 定时器 计时器等功能集成到一块硅片上构成的一个小 而完善的微型计算机系统 它的优点是体积小 能在控制系统中广泛应用 1 经济实惠 开发单片机所用成本较低 这就为学习应用和开发提供了便利条件 同时 学习使用单 片机能够让我们更清楚的认识计算机原理和结构 现代人类生活中所用的几乎每件有电 子器件的产品中都会集成有单片机 手机 电话 计算器 家用电器 电子玩具 掌上 电脑以及鼠标等电子产品中都含有单片机 以软件取代硬件并提高系统性能的控制系统 软化 技术 称之为微控制技术 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 20 世纪 90 年代 美国人乔治 福斯特对工业用电磁炉进行了革命性的改造 设计了 一款适合家庭厨房用的电磁炉 在 1967 年 乔治在芝加哥展销会上凭借电磁炉大获成功 从此电磁炉被广大消费者所接受 自此电磁炉成为了家用电器中不可或缺的一部分 传统的电磁炉容易产生设定误差 温度控制不够准确 会造成过快或者过慢 这样 会影响食物的美味 基于单片机的电磁炉控制系统设计 正是利用单片机的多功能控制 的特点 进行微波炉的系统控制设计 改变了传统微波炉温度控制不顾准确的缺陷 控 制零件繁多的局面 所以利用微处理器进行定温 准点控制 具有很大的应用市场潜力 2 3 1 绪 论 1 1 引言 单片微型计算机简称单片机 是典型的嵌入式微控制器 常用英文字母缩写 mcu 表 示单片机 单片机又称单片微控制器 单片机是一种集成电路芯片 是采用超大规模集 成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器 cpu 随机存储器 ram 只读存储器 rom 多种 i o 口和中断系统 定时器 计时器等功能集成到一块硅片上构成的一个小而完善 的微型计算机系统 它的优点是体积小 能在控制系统中广泛应用 1 经济实惠 开发 单片机所用成本较低 这就为学习应用和开发提供了便利条件 同时 学习使用单片机 能够让我们更清楚的认识计算机原理和结构 现代人类生活中所用的几乎每件有电子器 件的产品中都会集成有单片机 手机 电话 计算器 家用电器 电子玩具 掌上电脑 以及鼠标等电子产品中都含有单片机 以软件取代硬件并提高系统性能的控制系统 软 化 技术 称之为微控制技术 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 20 世纪 90 年代 美国人乔治 福斯特对工业用电磁炉进行了革命性的改造 设计了 一款适合家庭厨房用的电磁炉 在 1967 年 乔治在芝加哥展销会上凭借电磁炉大获成功 从此电磁炉被广大消费者所接受 自此电磁炉成为了家用电器中不可或缺的一部分 传统的电磁炉容易产生设定误差 温度控制不够准确 会造成过快或者过慢 这样 会影响食物的美味 基于单片机的电磁炉控制系统设计 正是利用单片机的多功能控制 的特点 进行微波炉的系统控制设计 改变了传统微波炉温度控制不顾准确的缺陷 控 制零件繁多的局面 所以利用微处理器进行定温 准点控制 具有很大的应用市场潜力 1 2 课题背景 1976 年 intel 公司生产出了世界上第一款单片机 命名为 mcs 48 到目前为止已经 30 多年过去了 单片机凭借高度的集成化 功能强大 便于应用到大规模设备中的等等 特点 2 到目前为止单片机已经逐步深入到我们生活中的各个方面 可以说是单片机随 处可见 单片机作为微型计算机的一个重要分支 应用面很广 发展很快 尽管目前单 片机种类繁多 但其中最为典型 销量最多的仍属 intel 公司的单片机 它的功能强大 兼容性强 软硬件资料丰富 国内也因此系列单片机应用最为广泛 本文以 80c52 单片 4 机为例 为用户介绍单片机在电磁炉控制系统中的应用 单片机应用系统是以单片机为控制核心 外围搭建合适的电路和软件 例如滤波器 功放等设备 能实现一种或多种功能的实用系统 由硬件和软件组成 硬件是单片机整 个应用系统的基本保障 软件则是在硬件的基础上 i o 口进行合理的搭配和使用 从而 完成应用系统所要求的任务 其软硬结合才能实现所要求的功能 两者缺一不可 1 2 1 课题研究来源 在日常生活和工作中 我们常常用到定时控制 如扩印过程中的曝光定时 洗衣机 定时警报等 早期常用的一些时间控制单元都使用模拟电路硬件设计制作的 其定时准 确性和重复精度都不是很理想 精确度低 不能实现准点控制 单片机的出现使很多问 题迎刃而解 随着电子技术的飞速发展 家用电器和办公电子设备逐渐增多 不同的设备都有自己的 控制器 种类繁多 这样使用起来很不方便 根据这种实际情况 设计了一个单片机多 功能定时系统 它可以避免多种控制器的混淆 利用一个控制器对多路电器进行控制 既减少了繁多的多控制器 同时又可以进行时钟校准和定点打铃 它可以执行不同的时 间表的打铃 可以任意设置时间 这种具有人们所需要的智能化特性的产品减轻了人的 劳动 提高了生产率 扩大了数字化的范围 为家庭数字化提供了可能 1 2 2 本文主要研究工作 本课题主要是对家用微波炉控制系统的研究 确定系统的整体方案 编写程序来实 现微波炉控制的基本功能 主要工作是掌握单片机应用技术 显示技术 电子技术等相 关知识 设计制作一个微波炉控制器电路 具有三种温度微波加热功能 分别为小于 45 度 45 度到 90 度之间 大于 90 度 在仿真中用液晶显示其不同温度 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 启动定时和工作 开始 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 具有两位时间预置电路 按键启动时间设置 最大预设数为 99 分钟 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 当计时时间到 可以通过软件 修改任意响铃提示时间 则给出声音提示 即扬声器输出提示音 设计中具体的问题有 1 如何进行时间设置和时钟倒计时功能 2 如何设计显示模块显示温度 3 如何设计按键设置 4 如何设计音响提示声音 5 1 3 本文结构 本文以微波炉的控制系统设计为研究对象 以单片机的应用为背景 对微波炉系统 基本功能进行设计与研究 全文主要分七章 各章的主要内容如下 第一章 主要介绍了单片机的特点 概念 发展背景以及微波炉的发展背景 第二章 主要研究了微波炉控制系统的总体概述 工作原理 电路设计及软件设计总 体要求 第三章 主要根据微波炉的工作原理确定控制系统的各个控制模块 第四章 根据前一章的分析比较论证进行系统硬件电路设计 第五章 主要进行系统的软件设计 根据流程图设计相应的合理的程序 并进行调试 第七章 总结了全文的研究工作 给出了存在的问题和进一步的研究方向 1 3 1 系统框图 一般的家用微波炉操作流程都包括定时 档位选择 启动等 所以微波炉工作大致 可以四个步骤 系统待机 用户时间 档位 火力设置 系统工作 完成 提示 具体系统框图如图 1 1 系统待机用户设定开始加热完成 提示 图 1 1 系统框图 1 3 2 系统功能实现 系统启动时 lcd 液晶显示屏显示当前温度 控制电路设计 微波炉控制系统以 at89c51 单片机为核心 通过外接设备进行微波炉的显示 火力 输出 定时设计 来完成系统设计的要求 具体框图如图 2 2 6 内部定时器电源电路 单 片 机 音响发生电路 lcd 液晶显示 图 2 2 系统的总体框图 控制电路设计部分以 80c52 单片机控制电路为核心 由定时器电路 显示电路 按 键电路 电源电路 音响发声电路 温度显示电路共同组成微波炉控制系统电路 在本设 计中 我们对火力输出电路原理只作解释 不作硬件电路的设计 1 4 本章小结 通过对微波炉控制系统的整体概述 我们已经基本熟悉了微波炉硬件电路设计 软 件设计等各个方面 硬件电路大体包括定时电路 按键电路 显示电路 响铃电路 软 件设计也将从这几个模块入手 因此 我们对微波炉控制系统有了初步的了解 并且确 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 为进一步 研究 细化各模块功能奠定了坚实的基础 7 2 各模块设计方案 微波炉控制系统设计是以 80c52 单片机为核心的 52 单片机功能很强大 相同的功 能可以根据硬件或软件不同搭配来实现 所以这也出现了一个问题 就是如何在众多的 设计方案中找到最佳的设计方案 下面我们给出电磁炉控制系统的各模块设计方案 2 1 档位输出方案 直接利用单片机的三个 i o 口进行档位控制 i o 单片 机 图 2 1 方案 结论 鉴于单片机含有丰富的 i o 口资源 无须扩展 2 2 计时控制方案 方案 80c52 单片机内部就含有定时器 我们可以使用一个定时器和计数器结合 加上 12m 晶振的驱动 实现定时 计数控制 结论 我们采用方案 单片机灵活性高 方案节省器件 使电路简化 有很高的性价 比 对于计时的精度我们可以通过软件设计来弥补调整 2 3 显示设计方案 方案 采用数码管显示 数码经济适用 只需简单的驱动芯片 即可驱动显示 但 是信息量少 液晶显示模块采用 hd44780 控制器具有简单而功能较强的指令集 可以实 现字符滚动 闪烁等功能 结论 根据设计要求 我们只需数码管实现定时显示 只要能显示时间即可 信息 量少 只需显示 分钟 而液晶显示模块只需显示电磁炉当前温度 所以我们采用两位数 8 码管进行显示 lm016l 显示当前温度 完全能够达到设计要求 2 4 响铃提示方案 我们可以使用单片机的一个 i o 端口 然后接上扬声器 通过软件方式 修改延时 周期 来达到响铃提示的效果 2 5 本章小结 经过比较和分析 得出了较理想的方案 1 计时单元由软件编程来实现 定时采用单片机内部定时器来实现 即通过单片机 内部定时器产生中断 再通过软件编程实现进行计数 从而实现分钟倒计时 2 时间显示采用两位 led 数码管显示分钟 温度设计了三个不同的温度范围 在小 于 45 度时 音响和 led 没有反应 当温度达到 45 且小于 90 度时 led 闪光 但报警电路 不工作 当温度超过 90 度时 led 常亮且报警电路工作 3 按键采用三个独立式按键 key1 是 mode 键 key2 和 key3 是对分钟的加减 4 响铃提示直接由单片机控制输出 连接在扬声器在电阻上叠加推动扬声器发声 通过各种方案的比较和论证之后 明确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 9 3 硬件设计 3 1 系统核心介绍 3 1 1 80c52 主要功能特性 11 8 位中央处理单元 256 字节内部数据存储器 ram 8kb 片内程序存储器 rom 和 256 字节内部 ram 标准 mcs 51 内核和指令系统 32 条双向 i o 线 3 个 16 位定时器 计数器 6 个中断源 1 个全双工串行通信口 片内时钟振荡器 5 0 工作电压 布尔处理器 空闲和掉电节省模式 此外 80c52 还可工作于低功耗模式 可通过两种软件选择空闲和掉电模式 在空闲 模式下冻结 cpu 而 ram 定时器 串行口和中断系统维持其功能 掉电模式下 保存 ram 数据 时钟振荡停止 同时停止芯片内其它功能 80c52 有 pdip 40pin 和 plcc 44pin 两种封装形式 8051 片内有 rom 无须外接外存储器和 373 更能体现 单片 的简练 3 1 2 80c52 的引脚及功能 80c52 单片机的管脚说明如图 3 1 所示 10 图 3 1 80c52 的管脚 c52 单片机的 40 个引脚按其功能类别分为以下四类 电源引脚 时钟引脚 i o 接 口引脚 编程控制引脚 3 1 3 80c52 单片机的内置功能 定时 计数器 80c52 单片机内含有 3 个 16 位的定时器 计数器 ram 高于 7fh 内部数据存储器的地址是 8 位的 也就是说其地址空间只有 256 字节 中断系统 80c52 单片机有 6 个中断源 中断系统主要由中断允许寄存器 ie 中断 优先级寄存器 ip 优先级结构和一些逻辑门组成 时钟电路 80c52 系列单片机的内部振荡器 xtal1 反相器的输入 xtal2 为反相器 的输出 我们一般采用 12m 的晶振 时钟电路电路图如图 3 2 图 4 1 4 时钟电路内部结构图 图 3 2 复位电路设计 复位电路 复位电路的基本功能是 系统上电时提供复位信号 直至系统电源稳定 后 撤销复位信号 为可靠起见 电源稳定后还要经一定的延时才撤销复位信号 以防 电源开关或电源插头分 合过程中引起的抖动而影响复位 如图 3 3 所示的 rc 复位电路 可以实现上述基本功能 左边的电路为高电平复位有效 右边为低电平 reset 为手动 复位开关 11 图3 3 rc复位电路 3 2 时钟电路设计 时钟电路用于产生单片机工作时必须的时钟控制信号 常用的时钟电路设计有两种 方式 一种是内部时钟方式 另一种方式为外部时钟方式 计时控制单元式微波炉控制 系统的重点 用来完成基本的时间显示功能 为了实现上述功能 在设计中 我们采用 80c52 的内部定时器与软件计数器相结合的方式获得 1hz 的时钟 3 3 温度显示电路设计 温度显示模块 直接将 lm016l 接至单片机 i o 接口通过单片机发送低电平使 lcd 显 示当前温度 用来模拟三个温度输出 具体电路设计如图 3 4 图 3 4 档位显示电路设计 3 4 时间显示电路设计 根据前面章节的分析与方案选择 我们只需实现定时显示 只要能显示时间即可 信息量少 只需显示时 分 秒 所以我们采用两位数码管进行显示 完全能够达到设 12 计要求 我们选择 7seg mpx2 cc 两位数码管 来进行定时 倒计时显示 3 4 1 数码管 我们采用两位一体的数码管 通常来说多个数码管一般采用动态驱动 数码管上的 引脚分为段选和位选 4 段选端 a b c d e f g dp 位选端 com1 com2 当单片机输出 字形时 所有的数码管都会接受到信息 但是究竟是哪一位亮 取决于哪个位选端会接 通 显示过程中 数码管的每一位点亮的时间很短 只有 1 2ms 由于人的视觉暂留效应 再加上数码管的与会效应 就使得在人眼中留下一组稳定的数据 并不是闪烁状态的数 据 动态显示还有另一个好处就是能节省大量的 i o 口 80c52 单片机的 p1 6 p1 7 分 别接数码管的位选端 显示电路如图 3 5 图 4 5 2 显示电路 图 3 5 显示电路 3 5 响铃 提示电路设计 在微处理器的发声装置成为蜂鸣器 buzzer 一般来说 蜂鸣器就是小型喇叭 speaker 也是一种电感性负载 单片机驱动蜂鸣器的信号为各频率的脉冲 3 5 1 蜂鸣器发声原理 蜂鸣器的声音是由蜂鸣器的振动产生的 蜂鸣器就像一个电磁铁 电流经过它即可 产生磁性 这样蜂鸣器里发生的膜片将被吸住 电流消失时 膜片将被放开 若要产生 频率为 f 的脉冲 则需要在 t 时间内进行吸放各一次 换言之 产生磁性 消除此磁性 的时间各位 t 2 称为半周期 单片机驱动他激蜂鸣器的方式有两种 一种是 pwm 输出 口直接驱动 另一种是利用 i o 定时翻转电平产生驱动波形对蜂鸣器进行驱动 由于蜂 鸣器的工作电流一般比较大 以致于单片机的 i o 口是无法直接驱动的 但 avr 可以驱 动小功率蜂鸣器 所以要利用放大电路来驱动 一般使用三极管来放大电流就可以了 蜂鸣器驱动电路一般都包含以下几个部分 一个三极管 一个蜂鸣器 一个续流二极管 和一个电源滤波电容 蜂鸣器电路如图 3 6 所示 13 图 3 6 响铃 提示电路 3 6 电源电路设计 单片机系统电源设计是单片机应用系统设计中的一项重要工作 电源的精度和可靠 性等各项指标 直接影响系统的整体性能 本设计采用 7805 集成稳压器构成输出为 5v 的电源电路 使用 79xx 稳压器的优点就是使用方便 不需作任何调整 外围电路简单 工作可靠简单 安全 适合作通用型 标称输出的稳压电源 缺点就是输出电压不能调 整 不能直接输出非标值电压 与一些精密稳压电源相比 其电压稳定度还不够高 所 以本文研究设计采用 7805 稳压器来设计单片机系统的电源 提供 5v 电源 5 电源电路 如图 3 7 4 8 1 电源电路图 图 3 7 电源电路 14 4 软件设计 软件设计的任务是从软件需求规格说明书出发 根据需求分析阶段确定的功能设计 软件系统的整体结构 划分功能模块 确定每个模块的实现算法以及编写具体的代码 形成软件的具体设计方案 系统软件设计主要是对微波炉系统程序进行设计 系统程序 总体可以分成主程序 按键 显示模块程序 计时模块程序等 主程序跟据系统的工作 流程 系统可分为四个状态 分别是 系统待机状态 用户设置状态 微波炉加热状态 和响铃 提示状态 我们将使用 c 语言对系统程序进行编写 下面我们分别对这这些程 序进行详细设计和研究 首先先来了解一下 c 环境下软件设计的基本步骤 8 9 1 分析需求 了解清楚程 序应有的功能 2 设计算法 根据所需的功能 理清思路 排出完成功能的具体步 骤 其中每一步都应当是简单的 确定的 3 编写程序 根据前一步设计的算法 编 写符合 c 语言规则的程序文本 4 输入与编辑程序 将程序文本输入到计算机内 并 保存为文件 文件名后缀为 cpp 5 编译 compile 把 c 程序编译成机器语言 程序 6 生成执行程序 从目标文件进一步链接生成 windows 环境下的可执行文件 即文件名后缀为 exe 的文件 7 运行 在 windows 环境中使用可执行文件 这是程 序设计的最终目的 4 1 显示程序设计 显示程序包括两部分 其一是液晶显示模块 另一个是数码管显示程序 液晶显示模块程序 void tmpdelay int num 延时函数 while num void init ds18b20 初始化 ds1820 unsigned char x 0 dq 1 dq 复位 15 tmpdelay 8 稍做延时 dq 0 单片机将 dq 拉低 tmpdelay 80 精确延时 大于 480us dq 1 拉高总线 tmpdelay 14 x dq 稍做延时后 如果 x 0 则初始化成功 x 1 则初始化失败 tmpdelay 20 unsigned char readonechar 读一个字节 unsigned char i 0 unsigned char dat 0 for i 8 i 0 i dq 0 给脉冲信号 dat 1 dq 1 给脉冲信号 if dq dat 0 x80 tmpdelay 4 return dat void writeonechar unsigned char dat 写一个字节 unsigned char i 0 for i 8 i 0 i dq 0 dq dat tmpdelay 5 dq 1 16 dat 1 unsigned int readtemp 读取温度 unsigned char a 0 unsigned char b 0 unsigned int t 0 float tt 0 init ds18b20 writeonechar 0 xcc 跳过读序号列号的操作 writeonechar 0 x44 启动温度转换 init ds18b20 writeonechar 0 xcc 跳过读序号列号的操作 writeonechar 0 xbe 读取温度寄存器 a readonechar 连续读两个字节数据 读低 8 位 b readonechar 读高 8 位 t b t 8 t t a 两字节合成一个整型变量 tt t 0 0625 得到真实十进制温度值 因为 ds18b20 可以精确到 0 0625 度 所以读回数据的最低位代表的是 0 0625 度 t tt 10 0 5 放大十倍 这样做的目的将小数点后第一位也转换为可显示数 字 同时进行一个四舍五入操作 return t 4 2 按键模块程序设计 本次设计主要采用的是独立式键盘 独立式键盘就是各键相互独立 每个键各接一 根输入线 通过检测输入线的电平状态可以很容易判断哪个按键被按下 在按键数目较 多时 独立式键盘电路需要较多的输入口线且电路结构繁杂 故此中键盘适用于按键较 少或操作速度较高的场合 下面就是按键扫描程序 void show uint numm 17 uint shi ge shi numm 10 ge numm 10 smg1 0 p3 a shi delay 1 smg1 1 smg2 0 p3 a ge delay 1 smg2 1 void scan if set 0 while set 0 flg flg if flg 0 flgg 1 if add 0 while add 0 if flg 1 num1 5 if num1 100 num1 0 if sub 0 while sub 0 if flg 1 num1 18 if num1 0 num1 99 4 3 计时模块程序设计 通过单片机内部定时器 0 进行时间控制 单片机外接 11 0592m 晶振 在主程序中设 置定时器初值来获得 1hz 的中断 流程图如图 5 3 1 void tim init 定时器初始化 tmod 0 x11 tr0 0 ie 0 x8a th0 65536 50000 256 tl0 65536 50000 256 tr0 1 void timer0 interrupt 1 num num1 th0 65536 50000 256 tl0 65536 50000 256 if i 20 num i 0 if flgg 1 num1 num if num1 0 flgg 0 19 4 4 用户设定程序设计 系统启动时 两位数码管显示零分 即 00 温度输出档位通过三个不同温度即一种 小于 45 度 第二种是 45 度到 90 度 第三种大于 90 度 用户可以通过时间的设定 首 先按下 k1 键启动微波炉倒计时程序 k2 k3 键为档位来进行时间的加减 再按下 k1 倒 计时开始 当倒计时时间小于 20 秒钟的时候启动音响报警电路和灯光报警电路 rest 为复位键 系统根据按键对应的单片机 i o 接口的电平变化判断用户所进行的设置 4 5 响铃 提示程序设计 void buzzer beer 0 delay 100 beer 1 delay 100 4 6 本章小结 对各模块和各状态的软件分析之后 我们可以利用 keil 4 进行各模块和各状态的软 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 20 5 仿真验证 微波炉软件系统在本设计中尤其重要 基本功能大部分是由软件完成的 系统功能 的关键控制部分同样需要软件的密切配合才能顺利实现 鉴于软件设计的精确性和高效 性 灵活性 我们采用 c 语言编写程序 整个软件系统采用模块化的程序设计方法 共 分为初始化 显示程序 准备程序 运行程序 定时器程序 声音发声程序等 软件系 统的主要特点是整个过程完全在键盘的控制之下 实现了完全的友好的人机交互功能 主程序通过判断键盘的输入情况调用不同的子程序 子程序的功能实现也是在键盘的配 合之下完成的 5 1 仿真结果 1 按 k0 系统上电复位后 8 位数码管显示为 00 液晶显示屏显示当前温度 2 按 k1 k2 k3 键 可选择电磁炉的模式即可进行定时的加减 3 按下 k1 键 显示分选择 按一下现实选择分钟的个位 再按一下选择分钟的十位 再按一下倒计时开始 4 按 k2 k3 键 微波炉设定时间 时间 时间加 1 按 k3 键 时间减 1 按 k2 加 1 5 时间设定好后 选择档位开始倒计时 当时间小于 20s 的时候开始响铃 提示 5 2 仿真中出现的问题 仿真中主要出现的问题是按键发音的音调与当初设计的要求有点差别 通过软件程 序的修改可以减小此种误差 此外 由于系统误差 数码管倒计时与理论上的时钟倒计 时有点偏差 也可以通过软件进行修正 5 3 本章小结 通过本章对系统的调试与仿真 查出错误并进行了修改 简化了相关的硬件电路和 软件程序 得到了仿真结果 达到了基本的设计要求 本章主要是介绍了 proteus 软件 的参数设置 硬件原理图的设计 编译 软件仿真调试 通过本设计的仿真调试让我们 21 对仿真软件 proteus 有了进一步的了解 并且达到了设计的预期结果 6 结论 6 1 论文总结 微波炉控制系统设计以单片机为核心 目前 很多学校有单片机开发的课程 很多 企业都致力于高性能单片机的开发 提高单片机的性能和利用 单片机正向智能化 低 功耗 高精度方向发展 10 小到家用电器 大到工业控制系统如自动化生产线 单片 机在这些领域都有所建树 本论文以微波炉控制系统为研究对象 旨在阐述并实现单片 机的基本功能 为后来研究者提供一个研究方向