电饭煲设计说明书

摘要电饭锅又称为电饭煲、电饭煲，是众所周知的家用电器，使用方便、清洁卫生，具有蒸食品、煮、煮等多种操作功能。 常见的电饭锅可分为保温自动式、定时保温式和新型微机控制式三种。 一般的电饭锅主要由发热盘、限热器、保温开关、杠杆开关、限流电阻、灯、插座等构成。本次程序的设计是通过微机设计控制电饭煲的系统智能电饭煲，主要由电源部和控制电路构成，电源部220V的交流电流通过变压器和整流桥变成一定宽度的直流电流，再通过稳定化芯片LM7805输出5V的直流电流，单片机控制部的控制方法是，用户按下开始键后，系统设定一定的加热时间，本系统的加热时间为10分钟，加热时间达到10分钟，或者电热盘的温度达到规定的警报限制后，由蜂鸣器和二极管构成的警报系统开始警报，一定时间后，人不切断电流系统自动接通继电器开关，切断电热盘电源，关键词：单片机电饭煲的定时器报警目录第一章概要21.1设计任务31.2设计构想3第二章硬件部分的介绍42.1单片机的介绍52.2电源电路62.3液晶显示电路82.4温度检测部102.5光电分离电路132.6继电器控制电路142.7其他硬件部分的介绍16第三章编程183.1 LCD显示时序程序概要183.2 DS18B20程序213.3其他程序24总结。参考文献第一章的概要1.1设计任务微机控制电饭锅系统的设计任务如下：1 .开始手动操作，键盘要设定加热、停止、时间、时间-选择等加热2.10分钟后，可以在液晶显示器上显示加热时间。3 .加热结束后报警，用温度传感器和计时器判断加热是否结束，加热结束后从单片机输出信号，控制蜂鸣器声音。4 .自动或手动切断电流，加热完成后，除了报警外，一定时间后切断加热电流，确保电饭锅设备等的安全，应该避免电流引起的火灾。1.2设计构想智能电饭锅主要由电源部和控制电路构成，电源部220V的交流电力通过变压器，通过整流桥变成直流电力，作为稳定化芯片7805的输入，7805的输出为5V的直流电力，向单片机系统供给电源，控制部的控制方法是，用户通过启动键系统自动设定加热时间，本系统的加热时间为10分钟，加热时间达到10分钟，或者在电热盘温度达到规定的警报限制要求后，接通继电器开关，关闭电热盘电源，同时，单片机系统的蜂鸣器响，达到警报功能，在一定的温度范围内确保电热盘始终保持在适当的温度范围内。 此外，任务簿经过了改进，用户可以根据需要自己调整时间，或按下更改时间的按钮，每次增减一分钟的时间。 系统的整体框图如下图所示。图1-1系统框图第二章硬件部分的介绍2.1单片机介绍MCS-51单片机都采用40条引线的双列直插式封装(DIP )，引线的配置如图2-1所示。图2-1 MCS-51单片机管脚图在单片机的端子信号中，信号名称带下划线表示该信号在低电平时有效。 40个端子大致分为电源、时钟、控制、I/O端子4种。电源：电源端子是单片机的工作电源：在Vcc上连接5V电源的Vss接地。时钟：单片机的时钟是端子XTAL1和XTAL2连接外部时钟配置电路而完成的。控件部分：控制线一共4条ALE/PROG:地址锁存许可/芯片上EPROM程序脉冲ALE功能：锁定从P0端口发送的低位8位地址PROG功能：芯片内有EPROM的芯片，在EPROM编程期间，此管脚输入编程脉冲。PSEN :外ROM读取所选的通信号码。RST/VPD :复位/待机电源RST :复位信号输入端子VPD :如果VCC停电，请连接备用电源，以防止内部RAM中的数据丢失。EA/Vpp :内外ROM选择/芯片内EPROM编程电源EA :内外ROM选择端。Vpp :芯片内有EPROM芯片，在EPROM编程期间施加编程电源。I/O线MCS-51单片机有4个8位输入输出端口、P0端口、P1端口、P2端口、P3端口，共计32针。 P3端口还具有特殊信号的输入输出和控制信号的第二个功能。2.2电源电路小费的介绍电子产品中常见的三端双向可控硅有正电压输出的78系列和负电压输出的79系列。 78XX、XX表示它输出的电压值，可以降低电压4-5V。 所谓三端子IC，该稳定化用的集成电路只有三个端子输出，分别是输入端子、接地端子、输出端子。用78/79系列三端双向可控硅构成稳定电源所需的周边元件极少，电路内部有过电流、过热、调整管的保护电路。 那个样子就像普通的晶体管一样。在编号78或79之后有m或l (例如，78M12或79L24 )，其可以用于区分输出电流和封装形式等。 其中78L调制系列的最大输出电流为100mA，78M系列的最大输出电流为1A，78系列的最大输出电流为1.5A。 在实际应用中，应该在三端双向可控硅开关元件上安装足够大的散热器(当然，在小功率的条件下不使用)。 如果稳压管的温度过高，稳定性能会变差，会损坏。(2)电路图电源电路在78系列的芯片上产生5V。 电路图如图2-2所示图2-2电源电路LM7805系列集成稳压器的典型应用电路中，是输出正5V直流电压的稳定电源电路。 IC采用集成稳压器7805，C1、C2分别是输入端子和输出端子的平滑电容器，RL是负载电阻。 输出功率大时，7805必须安装散热板。2.3液晶显示电路液晶显示器是常用的人界面，液晶显示的原理是利用液晶的物理特性，用电压控制其显示区域，如果有电的话进行显示，就能显示图表。 液晶显示屏具有厚度薄，适合大规模集成电路的直接驱动，容易实现全色显示的特点，广泛应用于小型仪表和低功耗应用系统。 现在，广泛应用于便携式个人电脑、数码摄像机、PDA移动通信设备等多种领域。工业字符型液晶1602可以同时显示16x02，即32个字符。1602文字型LCD通常有14条导线或16条导线的LCD，经常出现的2条线是背光电源线，系统有下图所示的：寄存器选择控制表PSRW操作说明00写入到指令寄存器(清除屏幕等)01读取busy flag(DB7 )和地址计数器(DB0DB6 )的值10写入数据寄存器(显示各字体等)11从数据寄存器中读取数据图2-3示出1602的操作定时图2-3 1602读写动作顺序2.4温度检测部温度检测部中选择的传感器为DALLAS公司制造的DS18B20芯片，DS18B20体积小，经济灵活。 确保用户充分发挥“一线巴士”的优点。DS18B20的特性(1)适应电压范围宽，电压范围为3.05.5V，在寄生电源方式下可以从数据线供电。(2)在独特的单线接口方式中，DS18B20与微处理器连接时，仅通过一条端口线就能够实现微处理器和DS18B20的双向通信。(3)DS18B20支持多点网络功能，多个DS18B20并联连接在唯一的三条线上，能够实现网络多点测温。(4)DS18B20在使用中不需要任何外围元件，并且所有传感器元件和转换电路都被集成在诸如晶体管的集成电路中。(5)温度范围为-55 125，精度为-10 85，为0.5。(6)可编程分辨率为912位，对应的分辨率温度分别为0.5、0.25、0.125和0.0625，可以进行高精度测温。(7)以9位分辨率最大93.75ms将温度转换为数字。(8)测量结果可以直接输出数字温度信号，在通过“单线总线”串行传输到CPU的同时，传输CRC校验码，具有非常强的抗噪声纠错能力。(9)负压特性：电源极性相反时，芯片不会因发热而烧损，但不能正常工作。DS18B20的引脚排列DS18B20管脚定义：图2-4-1 DS18B20针定义(1)DQ是数字信号的输入输出端。(2)GND是电源地。(3)VDD是外部供电电源输入端(寄生电源布线方式时接地)。DS18B20是图2-4-2所示的电路在图2-4 DS18B20电路图中2.5光电分离电路光耦合器(optical coupler，英语简称OC )又称为光隔离器，又称为光耦合。 光耦合器通过光传输电信号。 它因其对输入、输出电信号具有良好的隔离作用而广泛应用于各种电路中。 现在已成为种类最多、用途最广泛的光电元件之一。 光电耦合器通常由光的发送、光的接收、信号放大三部分构成。 所输入的电信号驱动发光二极管(LED )，使一定波长的光发光，由受光器接收，产生光电流，进一步放大后输出。 这样就完成了电光转换，起到了输入、输出和隔离的作用。光电分离电路的作用是在电分离的情况下，可以将光传输到介质上，分离输入输出电路，因此，可以有效地抑制系统噪声，去除接地电路的噪声，具有响应速度快、寿命长、体积小的耐冲击性等优点，是强-弱功率接口，特别是微机系统光耦合器的输入输出之间相互隔离，具有电信号传输是单向的等特征，具有良好的电绝缘能力和抗噪能力。LED在通电时发光。 光电分离利用LED和光电检测器件来实现隔离障壁，通过光传输信号。 光电检测装置接受来自LED的光信号，并转换为原始电信号。图3 .光电分离光电分离是最常用的分离方法。 使用光电分离的优点是避免电和磁场干扰。 缺点是传输速度被限制在LED的转换速度、高功率散射和LED磨损。2.6继电器的介绍继电器是电子控制装置，有控制系统(也称为输入电路)和被控制系统(也称为输出电路)，通常适用于自动控制电路，实际上是用小电流控制大电流的“自动开关”。 电磁式继电器一般由铁心、线圈、电枢、接点引线等构成。 线圈两端施加一定的电压时，线圈中流过一定的电流，产生电磁效应，电枢被电磁力吸引，抵抗复位弹簧的拉力被铁心吸引，吸附电枢的可动接点和固定接点(常开接点)。 线圈断开时，电磁的吸引力也消失，衔铁在弹簧的反作用力下返回原来的位置，可动触点被原来的静触点(常闭触点)吸附。 通过这样吸附开放，实现电路中的导通切断。 符号请参照下图。2-5继电器符号图继电器主要产品技术参数1 .额定工作电压是指继电器正常动作时线圈所需的电压。2 .直流电阻(线圈电阻)是指继电器中线圈的直流电阻，可以用万能计测量。3 .吸引电流指继电器引起吸收动作的最小电流。 正常使用时，为了继电器稳定工作，规定的电流必须比吸入电流大一点。 施加到线圈上的工作电压通常不要超过额定工作电压的1.5倍。 否则，会有大电流流过，线圈就会烧毁。4 .开路电流继电器引起释放动作的最大电流。 继电器吸入状态的电流减少到一定程度后，继电器回到未通电的开放状态。 此时的电流比吸入电流小得多。5 .接点切换电压和电流(接点容量)指继电器可以施加的电压和电流。 决定继电器可以控制电压和电流的大小，如果不超过该值使用，继电器的接点容易破损。继电器断开后，在线圈的两端产生自感电压来阻止电流的减少，通常，电压超过35倍的线圈工作电压。 为了保护控制开关不受该高压的影响，经常在线圈的两端反并联连接二极管，在自感电压中流过电流，二极管起到回流的作用。 小型继电器以常用1N4004制作飞轮二极管。2.7其他硬件部分的介绍2.7.1警报电路警报电路如图2-7-1所示。图2-7-1警报电路在这里以晶体管为开关驱动蜂鸣器声音。 蜂鸣器和家电设备的扬声器的使用方法也相似，但是通常工作电流大，电路的TTL水平几乎不能驱动蜂鸣器，所以必须追加电流放大电路。 也就是说，因为用一个管脚驱动蜂鸣器很难，所以追加晶体管来增加通过蜂鸣器的电流。蜂鸣器的正极性的一端与5V电源连接，另一端与晶体管的集电极连接，晶体管的基极由单片机的引脚与门控制，引脚低时晶体管导通，蜂鸣器的电流形成电路并发出声音别针高的时候。 晶体管关闭，蜂鸣器不响。 同时，报警电路具备发光二极管，通过控制与其连接的I/O端口的输出电平的高低来控制闪烁，提示报警。2.7.2按钮部分在单片机的应用系统中，由于本系统所需的按钮很少，所以采用了独立的非编码键盘。独立按钮的各按钮有信号线和单片机电路的项链，所有按钮都有共同地或共同正端，各按钮不会相互独立地影响。 独立的钥匙电路