智能电饭煲的设计毕业设计

1、智能电饭煲的设计摘要： 本文主要介绍单片机在智能电饭煲中的应用的实现。 智能电饭煲是一种把电能转化成热能的新型多功能烹饪器具。 在科技发展日新月异的今天， 电饭煲也同其它家用电器一样经历了从简单到复杂， 从手动到半自动、 全自动以及到现在的智能化产品的过程。 但因为价格较高， 所以它不能为普通家庭所接受。 微电脑或电脑控制的智能电饭煲符合现代人的要求， 人性化的界面设计， 使得人们一眼看出当前工作状态， 让您更安心， 各种烹调过程全部由电脑自动控制， 并且大多的智能电饭煲采用太空“黑晶”内胆，超硬耐磨，恒久美观，所有的这些特点符合现代人的省时、 省力、 耐用的观念做出一种价格低廉、 体积又小的

2、人性化的电饭煲是市场所需求的。本设计以美国 Atmel 公司生产的 8 位单片机 AT89C52 为核心。 该电饭煲控制器模拟煮饭专家加热曲线对煮饭过程进行控制,具有多种煮饭模式,并实现了智能控制功能。该设计的电路结构简单,所用器件较少，达到了减小体积，节约成本的目的，实现了电饭煲的低成本、高性能。 AT89C52 良好的性能和合理的资源非常适合于智能电饭煲。喷忠润属钞瘗琳5尻赖。关键词：智能电饭煲；Atmel公司；AT89C52;控制系统；单片机Design of intelligent electric rice cookerAbstract: This paper mainly intr

3、oduces the application of microcomputer in the realization of intelligent electric cooker. electric cooker is a kind of energy into heat of new-type multi-functional cooking utensils. In technology development fast-changing today, electric cooker are with other household electrical appliances as exp

4、erienced from simple to complex, from manual to automatic and semi-automatic, until now the process of the intelligent product. But because the price is higher, so it cannot be accepted for ordinary families. Microcomputer or computer control conforms to modern peoples requirement of intelligent ele

5、ctric cooker, human interface design, make people see the current work of the state, make you more secure, various cooking process by all the computer automatic control, and most intelligent electric cooker using space black crystal bladder, superhard wear-resisting, enduring beautiful, all of these

6、 features conforms to modern peoples save time, energy, and durable idea made a low price, volume and small humanized electric cooker is market demand. 沟熠金富爱建谴净The design of sunplus technology company in the 8-bit microcontroller AT89C52 as the core. The electric cooker controller simulation curve o

7、f cook cooks experts heating process control, has a variety of cooking mode, and realized the intelligent control function. The design of the circuit structure is simple, USES the device less, reached &reduce volume and cost objective, realized the low-cost, high-performance electric. AT89C52 good p

8、erformance and reasonableresourcesis very suitable for intelligent electric cooker.残鹫楼静 WB 淑塑uKey words: Intelligent electric cooker ； Atmel company ； AT89C52; control system； MCU r钢极镇桧猪锥。绪论1.1 智能电饭煲的研究背景科技的革新、时代的进步和经济的飞速发展使得人们的生活水平不断提高，人们对日常生活中所使用的各种类型产品的要求也逐渐升高， 特别是对那些与日常生活密切相关的蒸煮类电子产品因为人们每天的起居饮食都

9、离不开这类产品。电饭煲以其方便快捷逐渐成为了人们日常生活必不可少的产品 , 这类电子产品须同时具 有特定的使用功能及相应的审美形式 , 即具有物质功能和文化功能双重属,性。弹贸摄尔霁毙撰砖卤尻。而在当代激烈竞争的市场上， 产品日新月异。 为了提高企业的经济效益， 就必须依据市场的变化情况, 大力改善产品设计工作，迅速提高产品设计水平。为此， 则需要根据用户的需要， 在产品设计过程中进行技术经济分析， 确定最适宜的产品功能, 合理的技术参数， 选择适当的结构和材料， 降低产品的成本, 使产品达到物美价廉。 进行产品设计技术经济分析， 实际上就是要对产品设计中如何达到技术上先进、经济上又合理的设计

10、分析方法进行分析与讨论. 总之，产品设计技术经济分析是集市场、顾客、技术、经济、创新等重要因素为一体的综合集成的系统方法1 。只有在产品设计中多角度全方位地考虑各种因素，才有助于产品的设计开发更加科学、 合理， 从而提高新产品设计开发的成功率, 降低风险 , 进而增强企业的市场竞争力。II养技箧1W志类蒋番随着以计算机技术为核心的信息技术，特别是数字化技术、多媒体技术和网络技术的高速发展， 智能家电产业正在迅速崛起。 世界著名的电脑和家电企业如 IBM 、夏普、微软、英特尔、松卜、 NEC 、东芝等都大力研发自己的智能家电产品，我国的许多公司如联想、长虹、海信、 TCL 、海尔等也都投入到智能

11、家电的开发工作。 作为传统家电代表， 电饭煲也已融入到系统化的信息家电系统中，它的功能已不再只是单纯的煮饭，功能齐全、操作简便、人性化的界面，烹调过程自动化， 甚至是网络控制的信息化电饭煲已成为现代人的新需求。 伴随着生活水平的提高， 电饭煲的智能化和网络化将成为一种趋势， 机械电饭煲必将退出市场历史舞台。厦礴恳蹒骈日寺翥继0T骚。以人为本， 是设计中的永恒主题。 人与产品的多重关系决定产品必将服务于人，而人必将为产品的设计明确方向和意图。简洁、实用、安全、绿色、科技感强的清洁工具近几年不断涌现， 人们对清洁工具的使用过程、 使用效果更为看重。美美产品不需太多烦乱的操作简约而不简单5。茕桢广鲫

12、献选块网糊目。1.2 智能家电概述所谓智能化家电，是指运用现代最新科技研制研发的新一代具有智能功能的家用电器 6 。它所涉及的高新技术领域十分广泛，其中包括：多媒体技术、数字技术、模糊控制技术、太阳能技术、专家系统、人工智能、生物技术等。而人工智能的载体通过传统的逻辑电路实现显然是不现实的， 而通过嵌入式系统就能轻松实现。 嵌入式系统是将计算机硬件和软件结合起来， 构成一个专门的计算装置，完成特定的功能和任务。 在嵌入式系统中， 单片机是最重要也是应用最多的智能核心器件。从结构的角度讲，由于单片机是嵌入家用电器内部并作为核心部件，故智能家用电器的结构体系很明显就是一个嵌入式系统。鹅娅尽指鹤惨屣

13、茏题!。嵌入式系统应用到家用电器中， 并作为核心控制部件， 早已成为了一种历史趋势。 早在一九九九年三月， 美国微软公司懂事长兼首席执行官比尔 盖茨在深圳发布和演示了该公司为中困市场兀发的产品“维纳斯计划”。“维纳斯计划”向中国的老百姓展示了未来 “网络化生活” 的美好前景， 掀起了中国信息家电产业化的序幕。 这也预示着电脑、 电信、 电器三电一体化所引发的信息电器化革命将为未来几年内世界信息电子和消费电子两大行业最主要的发展方向。 近年来， 在中国市场上销售的家用电器， 应用了嵌入式微控系统的智能产品层出不穷。 正是基于这一美好盼前景， 本课题将嵌入式微控制系统应用到很常见的小家电电饭煲之中

14、0 麓丛妈趣为赡债蛭练浮。嵌入式系统在小家电上的应用远晚于其在黑色家电及其他大型家电上的应用。 日本、 台湾等地区对嵌入式小家电的研究及生产要早于其他地区。 比较出色的公司主要集中在日本。如日本的三洋、松下、东芝、象印、虎牌、三菱等大型跨国公司， 他们的产品遍布世界各地。 虽然各个公司的产品各有特色， 但是从产品的电器性能来说，都是应用了嵌入式系统，使产品的功能智能化、人性化、小型化、节能化等。51m圣的龈讶骅汆。当今社会科技发展迅速，人们生活水平迅速提高，家用电器越来越受到人们的重视， 许多家用电器制造商都投入大量的人力、 资金进行家电的升级和智能化。渗呛俨匀谓鳖调砚金帛。目前，在智能家电研

15、究方面已取得很大的进展，出现了一些功能各异、形式多样的智能家电。 例如具有智能功能的洗衣机， 这种洗衣机运用模糊控制技术，使洗衣机能够自动完成从注水、加洗涤剂、洗涤、烘干、关机等过程，即将要洗的衣服放入洗衣机内后不用管理便可自动操作运行。 多媒体技术给智能家电提供越来越齐全的功能， 现在的很多家电都有了声音、 视频功能， 能非常好的完成与用户的交互。 智能家电的智能功能还表现在家电具有自动识别和调节功能。 例如智能空调， 它通过众多的传感器及控制系统， 根据室内温度自动调节使之始终保持在最佳温度左右。 现代人工智能和专家系统在家用电器中的应用也越来越广泛。如在厨房家电中出现了智能微波炉、 智能

16、面包机等。 运用语音识别技术的声控家电近年来发展也很快， 出现了声控电话机和声控电视等。 还有智能冰箱， 可实现多个温区的精确控温，通过LCD 提示工作状态和温度数据，智能提示食品的最佳存储温度和保存期， 并可自由设定存储同期， 如食品到期未食用， 将进行提示。智能微波炉不但具有语音功能， 还可以根据食品上的条形码信息来决定加热食品的时间和烹饪的温度。钱卧泻嵯圣骋贝儿!廉。现在， 欧洲、 美国、 日本和国内的一些家电公司都已提出了智能家电的解决方案，并已实现成品化，尽管各方提出的方案不同，但都本着标准化、开放性、面向未来的宗旨，体现以人为本的设计思路，让消费者全方位的感受数字生活。凤袜备音叫轮

17、烂蔷。1. 3 智能电饭煲的发展现状电饭煲的基本功能就是煮饭、 煮粥和煲汤， 如何将米煮成香喷喷的米饭是电饭煲需要解决的主要问题。 随着计算机技术不断地向非计算机领域的渗透， 嵌入式系统已经渗透到我们生活的方方面面，并已应用到工业、交通、通讯、医疗以及家电等领域当中。 嵌入式家用电器不仅仪实现了产品的原始属性， 更融入了我们人类的智慧结晶，使产品更智能化、系统化、人性化。嵌入式系统在电饭煲中的应用智能电饭煲具有煮饭、蒸煮、煲粥、煲汤以及烤蛋糕等功能，并在此基础上衍生出相应更细化、人性化的功能。嬲熟俣阉阳阊邺钱鼠现在， 欧洲、 美国、 同本和国内的一些家电公司都已提出了智能家电的解决方案，并已实

18、现成品化，尽管各方提出的方案不同，但都本着标准化、开放性、面向未来的宗旨，体现以人为本的设计思路，让消费者全方位的感受数字生活。目前，我国电饭煲行业也已进入了由“机械电饭煲”向“智能电饭煲”升级的关键时期。坛搏乡it忏篓锲铃io短而这种趋势的原因是：普通的机械电饭煲的缺点：1 、机械电饭煲的功能太少，不能实现消费者除了煮饭外的其他生活必须的功能。例如做寿司、蛋糕、煮婴儿杂粮饭等等蜡燮夥寤W长铉锚金市赘。2 、 机械电饭煲在煮饭的过程中， 米在蒸煮过程中不能充分吸水， 内部干涩，热量无法渗透，米饭煮出来就容易出现夹生的现象，影响了 口感和营养。 而辅 昙JW送闫撷凄。3 、普通的机械电饭煲也缺乏

19、预约定时功能，已经越来越无法满足现代快节奏生活的需要。4 、普通的机械电饭煲使用底盘加热在煮熟饭后易产生冷凝水，保温过程会出现冷凝水滴落泡白米饭现象。而智能电饭煲在这方面解决了传统电饭煲的大部分遗留问题， 所以说未来是智能电饭煲的时代。目前， 在智能家电研究方面已取得很大的进展， 出现了一些功能各异、 形式多样的智能家电。例如具有智能功能的洗衣机，这种洗衣机运用模糊控制技术，使洗衣机能够自动完成从注水、加洗涤剂、沈涤、烘干、关机等过程，即将要洗的衣服放入洗衣机内后不用管理便可自动操作运行。 多媒体技术给智能家咆提供越来越齐全的功能， 现在的很多家电都有了声音、 视频功能， 能非常好的完成与用户

20、的交互。 智能家电的智能功能还表现在家电具有自动识别和调节功能。 例如智能空调， 它通过众多的传感器及控制系统， 根据室内温度自动调节使之始终保持在最佳温度左右。 现代人工智能和专家系统在家用电器中的应用也越来越广泛。如在厨房家电中出现了智能微波炉、 智能面包机等。 运用语音识别技术的声控家电近年来发展也很快， 出现了声控电话机和声控电视等。 还有智能冰箱， 可实现多个温区的精确控温，通过LCD 提示工作状态和温度数据，智能提示食品的最佳存储温度和保存期， 并可自由设定存储同期， 如食品到期未食用， 将进行提示。智能微波炉不但具有语音功能， 还可以根据食品上的条形码信息来决定加热食品的时间和烹

21、饪的温度。 铺蜩鹏踪韦麟余翟。在智能家电的研究方面， 日本走在世界的前面。资料统计表明， 目前日本家用电器的单片机使用率在85%-94%之间，其中使用模糊控制的家电产品约占50%。日本甚至在几乎所有的模糊控制应用领域都在世界上领先。日本在九十年代初期就有模糊家电问世，而那时我国的模糊家电尚未起步。现在， 在家电控制器中应用模糊控制在我国受到普遍重视。 由于我国家电行业的飞速发展， 模糊家电在我国大有可为。H顾震彦决绥饴夏锦。目前看来，模糊家电的发展有三大发展动向 :1 、进一步扩大传感器的组合利用多个传感器的功能组合可以不断改进家电的控制技术，而对多个量采样后再进行综合判断正是模糊家电之所长。

22、猫蚕蝇会燎诛髅既尻。2 、与 AI （ 人工智能 ） 和神经网络技术相结合如前所述，与AI （ 人工智能 ） 和神经网络技术相结合将进一步提高模糊家电的智能化水平。锹籁饕迳琐1领鸥娅番3 、模糊家电网络化随着网络经济的逐步发展，未来的家用电器必将改变目前这种单机运作的模式，而具有与Internet 网通信的能力。家用电器走网络化的道路，这也是当今家电产业发展的趋势之一。情氽彘饨芹龈话鹫。电饭煲的功能现在已经开发到了一个比较成熟的阶段， 已经出现了各种各样的智能电饭煲，电饭煲也进如了自动化，智能化，美观化，营养化及环保化的发展趋势。而随之功能的逐渐完善，智能电饭煲的价格要比普通电饭煲高出几倍，在

23、中国， 大多数人喜欢在新的一年各厂家的各种促销之际更换电器， 价格过高的智能电饭煲大多数家庭没有适用，所以如何开发出一款物美价廉的智能电饭煲，便是占据市场的一个新的契机。辄峰隔槿猫病I僦荥。1. 4 本文研究的具体内容本文以智能电饭煲为研究对象, 研究了智能电饭煲的控制策略 , 同时利用PROTUES进行了一系列的仿真研究及探讨。尧侧闺藕绛绚J1蝙督。我的工作主要体现在以下几个方面：【 1】借鉴他人研究的智能电饭煲的工作原理以及设计要求，对控制流程进行了初步的分析和研究，确定了智能电饭煲控制系统的设计方案。识蟠B星缢雕!嗜俨凄。【 2】对控制系统的硬件和软件进行了深入的分析和研究，设计了智能电

24、饭煲控制系统的主电路和控制电路。【 3】根据智能电饭煲控制原理建立了基于 PROTUES软件的智能电饭煲控制的仿真模型图， 得到仿真结果， 并分析仿真结果， 通过仿真结果来分析控制理论，总结和分析控制中的一些问题。潮娘劳嘛皆痫嫦胫汆。2硬件电路设计2.1 复位电路设计2.1.1 复位电路的作用在上电或复位过程中，控制CPU的复位状态：这段时间内让CPU保持复位 状态，而不是一上电或刚复位完毕就工作，防止 CPU发出错误的指令、执行错 误操作，也可以提高电磁兼容性能。 底翱T灭萦欢壕爵询。无论用户使用哪种类型的单片机，总要涉及到单片机复位电路的设计。 而单 片机复位电路设计的好坏，直接影响到整个

25、系统工作的可靠性。 许多用户在设计 完单片机系统，并在实验室调试成功后，在现场却出现了死机”、程序走飞”等现 象，这主要是单片机的复位电路设计不可靠引起的。 鲨胃输出梆料为腾罅。2.1.2 基本的复位方式单片机在启动时都需要复位，以使CPU及系统各部件处于确定的初始状态， 并从初态开始工作。89系列单片机的复位信号是从 RST引脚输入到芯片内的施 密特触发器中的。当系统处于正常工作状态时，且振荡器稳定后，如果 RST引 脚上有一个高电平并维持2个机器周期（24个振荡周期）以上，则CPU就可以响 应并将系统复位。单片机系统的复位方式有：手动按钮复位和上电复位硕鹰!濒谄（1）手动按钮复位手动按钮复

26、位需要人为在复位输入端 RST上加入高电平（图2-1）。一般采 用的办法是在RST端和正电源Vcc之间接一个按钮。当人为按下按钮时，则Vcc 的+5V电平就会直接加到RST端。手动按钮复位的电路如所示。由于人的动作 再快也会使按钮保持接通达数十毫秒，所以，完全能够满足复位的时间要求。阕复位按钮8.2K Q10uFVccAT89C52RSTGND图2-1手动复位按钮(2)上电复位AT89C52的上电复位电路如图2-2所示，只要在RST复位输入引脚上接一 电容至Vcc端，下接一个电阻到地即可。对于 CMOS型单片机，由于在RST端 内部有一个下拉电阻，故可将外部电阻去掉，而将外接电容减至1好。上电

27、复位的工作过程是在加电时，复位电路通过电 容加给RST端一个短暂的高电平信号， 此高电平信号随着Vcc对电容的充电过程而逐渐回落，即 RST端的高电平持续 时间取决于电容的充电时间。为了保证系统能够可靠地复位，RST端的高电平信 号必须维持足够长的时间。上电时， Vcc的上升时间约为10ms,而振荡器的起 振时间取决于振荡频率，如晶振频率为 10MHz,起振时间为1ms；晶振频率为 1MHz,起振时间则为10ms。在图2的复位电路中，当Vcc掉电时，必然会使 RST端电压迅速下降到0V以下，但是，由于内部电路的限制作用，这个负电压 将不会对器件产生损害。另外，在复位期间，端口引脚处于随机状态，

28、复位后， 系统将端口置为全“1”态。如果系统在上电时得不到有效的复位，则程序计数 器PC将得不到一个合适的初值，因此，CPU可能会从一个未被定义的位置开始 执行程序。量噜除鼠贸恳弹滤颔杲。VccAT89C52RSTGND图3积分型上电复位电路5Vc?10uF8.2KQ I图2-2上电复位电路(3)积分型上电复位常用的上电或开关复位电路如图2-3所示。上电后，由于电容 C3的充电和反相 门的作用，使RST持续一段时间的高电平。当单片机已在运行当中时，按下复 位键K后松开，也能使RST为一段时间的高电平，从而实现上电或开关复位的 操作。tt鹤瓷羸第爵赘。2.2晶振电路单片机晶振是单片机内部电路产生

29、单片机所需的时钟频率的部件， 单片机品 振提供的时钟频率越高，那么单片机运行速度就越快，单片接的一切指令的执行 都是建立在单片机晶振提供的时钟频率。通常一个系统共用一个晶振，便于各部 分保持同步。有些通讯系统的基频和射频使用不同的晶振，而通过电子调整频率的方法保持同步。晶振通常与锁相环电路配合使用，以提供系统所需的时钟频率。 如果不同子系统需要不同频率的时钟信号，可以用与同一个晶振相连的不同锁相 环来提供。在通常工作条件下，普通的晶振频率绝对精度可达百万分之五十。高级的精度更高。有些晶振还可以由外加电压在一定范围内调整频率，称为压控振荡器（VCO）。晶振有一种能把电能和机械能相互转化的晶体在共

30、振的状态下 工作，以提供稳定，精确的单频振荡。怂阐I懿迳叫凉。系统振荡可以采用外部RC振荡方式，在OSC与VSS之间需要接一个外部 电阻，这是一种低成本的方案，但是，振荡频率会随着 VDD、温度和芯片自身 参数的漂移而产生误差。而在实际编程过程中，两个定时计数器都会使用，其中 TMRO必须选择系统时钟作为振荡源，同时编程过程中采用一定的循环指令作 为短时问的准确定时也是十分方便的， 所以要求系统的振荡频率要非常准确， 如 图2-4为晶振电路。谚辞担谄动律泻类之HALT模式会停止系统振荡器，但是 32768Hz的晶体振荡在HALT模式下 仍会继续作用，可以选择32768Hz的晶体振荡做为内部计数

31、器的时钟源如 RTC、 时基、WDT等，这样当单片机进入HALT省电模式时，使一个内部计数器产生 周期性中断而刷新LCD显示，从而实现HALT状态的时钟显示。所以，振荡电 路采用4MHz的石英振荡器作为系统振荡，采用 32768晶体振荡器作为RTC振 荡，如图2, 4所示。啜觐言圭缘铜嗫偏祚合铸。OCS1OCS2AT89C52OCS3OCS410pF C1X1 叩 4MHz IH C2l0pF 10pF II X2lp C3 32.768KHz 图2-4单片机晶振电路2.3按键扫描电路设计电饭煲里面的单片机需要时时刻刻扫描是否有相应的功能按键按下，当检测 到某个功能按键按下时就必须执行这个功能

32、， 所以电饭煲功能按键的扫描非常重要，如图2-5所示的按键图受绐辎檄库功能按键I1AT89C52图2-5功能按键扫描电路2.3.1 按键抖动问题机械式按键再按下或释放时，由于机械弹性作用的影响，通常伴随有一定时 间的触点机械抖动，然后其触点才稳定下来。其抖动过程如图 2-6所示，抖动时 间的长短与开关的机械特性有关，一般为 5-10 ms,如图2-6所示的按键操作和 抖动0初渍蟆俾阅剜鲫胃暹藏。功能键I I十 5V R1-1|-(a)按键输入按下键松开键A Y A八/4*前沿抖动键盘稳定后沿抖动(b)按键抖动图2-6按键操作和抖动在触点抖动期间检测按键的通与断状态，可能导致判断出错，即按键一次

33、按下或释放被错误地认为是多次操作，这种情况是不允许出现的。为了克服按键触点机械抖动所致的检测误判， 面予以考虑。在键数较少时，必须米取去抖动措施。这一点可从硬件、软件两方 可采用硬件去抖，而当键数较多时，采用软件去抖。在硬件上可采用在键输出端加R-S触发器(双稳态触发器)或单稳态触发器构成去 抖动电路。图2-7是一种由R-S触发器构成的去抖动电路，当触发器一旦翻转， 触点抖动不会对其产生任何影响。封忧蒋氯僦B躁悯鹫。&)& R1(C)消除消抖电路图2-7硬件消抖电路软件上采取的措施是：在检测到有按键按下时，执行一个10 ms左右(具体时间应视所使用的按键进行调整) 的延时程序后，再确认该键电平

34、是否仍保持闭 合状态电平，若仍保持闭合状态电平，则确认该键处于闭合状态。同理，在检测 到该键释放后，也应采用相同的步骤进行确认，从而可消除抖动的影响。颖刍H蟆悖亿顿裳赔洸。2.3.2 按键分类及扫描方式(1)独立式按键单片机控制系统中，独立式按键是直接用往往只需要几个功能键，止匕时，可采用独立式按键结构。I/O 口线构成的单个按键电路，具特点是每个按键单独占用一根I/O 口线，每个按键的工作不会影响其它I/O 口线的状态。独立式按键 电路配置灵活，软件结构简单，但每个按键必须占用一根 I/O 口线，因此，在按 键较多时，I/O 口线浪费较大，不宜采用。滥嬲g骤抑It腑聪。(2)矩阵式键盘矩阵式

35、按键：I/O端线分为行线和列线，按键跨接在行线和列线上，按键按 下时，行线与列线发生短路。特点： 占用I/O端线较少； 软件结构复杂。 适用于按键较多的场合。跳第曼底鳗鸿钱蹲京。(3)键盘扫描控制方式A、程序控制扫描方式。键处理程序固定在主程序的某个程序段。特点：对CPU工作影响小，但应考虑键盘处理程序的运行间隔周期不能太长，否则会 影响对键输入响应的及时性。 挤电爰结口哓类OB、定时控制扫描方式。利用定时/计数器每隔一段时间产生定时中断，CPU 响应中断后对键盘进行扫描。特点：与程序控制扫描方式的区别是，在扫描间隔 时间内，前者用CPU工作程序填充，后者用定时/计数器定时控制。定时控制扫 描

36、方式也应考虑定时时间不能太长，否则会影响对键输入响应的及时性。赔旗申谄命骤辽辈袜金卷。C、中断控制方式中断控制方式是利用外部中断源，响应键输入信号。特点：克服了前两种控 制方式可能产生的空扫描和不能及时响应键输入的缺点，既能及时处理键输入， 又能提高CPU运行效率，但要占用一个宝贵的中断资源。埴髓瞄决穗与卜册工2.3.3 按键及其接口电路(1)独立式接口，按键直接与I/O 口连接P1.2AT89C52P1.0P1.1图2-8独立式按键接口AT89C52P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7K0K4K8K12K1K2K3K7K1115+5V0行线列线(2)矩阵式按键接口

37、图2-9矩阵式按键电路矩阵式键盘中，行、列线分别连接到按键开关的两端，行线通过上拉电阻接 到+5V上。当无键按下时，行线处于高电平状态；当有键按下时，行、列线将 导通，此时，行线电平将由与此行线相连的列线电平决定。 这是识别按键是否按 下的关键。然而，矩阵键盘中的行线、列线和多个键相连，各按键按下与否均影 响该键所在行线和列线的电平，各按键间将相互影响，因此，必须将行线、列线 信号配合起来作适当处理，才能确定闭合键的位置。识别按键的方法很多，其中， 最常见的方法是扫描法。下面以图2-9中8号键的识别为例来说明扫描法识别按 键的过程。 裳棣祕颤谚剑芈蔺。按键按下时，与此键相连的行线与列线导通，行

38、线在无键按下时处在高电平。 显然，如果让所有的列线也处在高电平， 那么，按键按下与否不会引起行线电平 的变化，因此，必须使所有列线处在低电平。只有这样，当有键按下时，该键所 在的行电平才会由高电平变为低电平。CPU根据行电平的变化，便能判定相应 的行有键按下。8号键按下时，第2行一定为低电平。然而，第2行为低电平时， 因为9、10、11号键按下，同样会使第2行为低电平。为进一步确定具体键，不 能使所有列线在同一时刻都处在低电平，可在某一时刻只让一条列线处于低电平， 其余列线均处于高电平，另一时刻，让下一列处在低电平，依此循环，这种依次 轮流每次选通一列的工作方式称为键盘扫描。 采用键盘扫描后，

39、再来观察8号键按下时的工作过程，当第0列处于低电平时，第2行处于低电平，而第1、2、3 列处于低电平时，第2行却处在高电平，由此可判定按下的键应是第 2行与第0 歹1的交叉点，即8号键。仓嫄黯世嘱珑言摘m慧2.4 蜂鸣器设计除了要求蜂鸣器发出各种按键的提示声音之外，还要在炊煮结束时“奏出” 出悦耳的爵乐提示使用者。由于单片机I/O资源有限，一般选用一个I/O口驱动蜂 鸣器发生声音，驱动电路如图2-10所示。绽暮螂的蛭蠲络遍VDD图2-10蜂鸣器驱动电路2.5 单片机稳压电源设计电饭煲由农村用电220V/50Hz单相交流电供电，智能电饭煲是一种以单片 机为核心处理器件的电饭煲，为了使智能控制系统

40、能够正常工作， 需要为单片机 提供稳定的直流电压5V,因此在市电供电的情况下如何设计一个 5V的直流稳 压电源至关重要。接下来，本文将具体设计 5V直流稳压电源的电路。根据设计 指标要求，该稳压电源由变压器、整流电路、滤波电路、稳压电路等组成，其原 理方框如下图2-11所示。骁顾烽翳瓶前舱1加机图2-11稳压电源设计方案降压变压器：变压器的功能是将220V的交流电变换成整流电路所需要的低 压交流电。整流电路：整流电路是利用二极管的单向导电特性， 将变压器的次级电压变 换成单向直流。滤波电路：滤波电路的作用是平波，将波动直流变换成比较平滑的直流。稳压电路：滤波电路的输出电压还是有一定的波动，对要

41、求较高的电子设备, 还要稳压电路，通过稳压电路的输出电压几乎就是恒定电压三 软件设计3.1 AT89C52 介绍针对电饭煲等小家电，目前集成了 A/D 转换、 LCD 驱动、外部中断、多定时计数器、多 I/O 口并且驱动能力强的单片机已经很普遍，同时不同 ROM 容量且彼此兼容的同一品牌的系列单片机更是极大方便了开发调试，本毕业设计采用的是AT89C52 单片机作为电饭煲的中央控制系统处理器。金留诗浬艳损楼余世饕食掰。3.1.1 单片机的特性AT89C52 是美国 Atmel 公司生产的低电压、高性能 CMOS 8 位单片机，片内含 8KB 的可反复檫写的程序存储器和 12KB 的随机存取数据

42、存储器（ RAM ） ，器件采用 Atmel 公司的高密度、 非易失性存储技术生产， 兼容标准 MCS-51 指令系统,片内配置通用 8位中央处理器（CPU）和Flash存储单元，功能强大的AT89C52 单片机可灵活应用于各种控制领域。 AT89C52 单片机属于 AT89C51 单 片机的增强型，与Intel公司的80C52在引脚排列、硬件组成、工作特点和指令 系统等方面兼容。其主要工作特性是：栉缎欧锄熟a种瑶镂。1、片内程序存储器内含8KB的Flash程序存储器，可擦写寿命为1000次;2、片内数据存储器内含256 字节的 RAM ；3、具有32 根可编程I/O 口线；4、具有3 个可编

43、程定时器；5、中断系统是具有8 个中断源、 6 个中断矢量、 2 个级优先权的中断结构；6、串行口是具有一个全双工的可编程串行通信口；7、具有一个数据指针DPTR；8、低功耗工作模式有空闲模式和掉电模式；9、具有可编程的3 级程序锁定位；10、AT89C52工作电源电压为5 （1+0.2） V,且典型值为5V;11、 AT89C52 最高工作频率为 24MHz 。单片机正常工作时， 都需要有一个时钟电路和一个复位电路。 本设计中选择了内部时钟方式和按键电平复位电路，来构成单片机的最小电路。 AT89C52 是 一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器。使用

44、Atmel 公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业 80C51 产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在 单芯片上，拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash,使得AT89C52为众多 嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。其主要功能为：辔触W殓撰瑶丽阉应。（1） 可编程时钟输出：定时器 2 可通过编程从P1.0 输出一个占空比为 50%的时钟信号，如图 8 所示。 P1.0 引脚除了是一个标准的 I/O 口外，还可以通过 编程使其作为定时/计数器2 的外部时钟输入和输出占空比50%的时钟脉冲。当时钟振荡频率为16MHz 时，输出时钟

45、频率范围为61Hz 4MHz 。当设置定时计数器 2 为时钟发生器时， C/T2 （T2CON .1） =0， T2OE （T2MOD.1 ） =1，必 须由 TR2（ T2CON.2） 启动或停止定时器。 时钟输出频率取决于振荡频率和定时器2捕获寄存器（RCAP2H, RCAP2L）的重新装载值，公式如下：输出时钟频率 =振荡器频率/4*65536-（RCP2H,RCP2L） 在时钟输出方式下，定时器2 的翻转不会产生中断，这个特性与作为波特率发生器使用时相仿。定时器2 作为波特率发生器使用时， 还可作为时钟发生器使用， 但需要注意的是波特率和时钟输出频率不能分开确定，这是因为它们同使用RC

46、AP2L和RCAP2L。UART :AT89C52的UART工作方式与 AT89C51工作方式相同。崛扬斓潮解S浸兴涣氤（2）中断：AT89C52共有6个中断向量：两个外中断（INTO和INT1 ） , 3 个定时器中断（定时器0、 1、 2）和串行口中断。所有这些中断源如图9 所示这些中断源可通过分别设置专用寄存器IE 的置位或清0来控制每一个中断的允许或禁止。 IE 也有一个总禁止位EA ， 它能控制所有中断的允许或禁止。 注意表 5 中的 IE.6 为保留位，在AT89C51 中 IE.5 也是保留位。程序员不应将“ 1写入这些”位，它们是将来AT89 系列产品作为扩展用的。定时器2 的

47、中断是由 T2CON 中的TF2和EXF2逻辑或产生的，当转向中断服务程序时，这些标志位不能被硬件 清除，事实上，服务程序需确定是TF2或EXF2产生中断，而由软件清除中断标 志位。定时器0 和定时器 1 的标志位 TF0 和 TF1 在定时器溢出那个机器周期的S5P2状态置位，而会在下一个机器周期才查询到该中断标志。 然而，定时器2的 标志位TF2在定时器溢出的那个机器周期的 S2P2状态置位，并在同一个机器周 期内查询到该标志。时钟振荡器： AT89C52 中有一个用于构成内部振荡器的高增益反相放大器，引脚 XTAL1 和 XTAL2 分别是该放大器的输入端和输出端。这个放大器与作为反馈元

48、件的片外石英晶体或陶瓷谐振器一起构成自激振荡器。外接石英晶体 （或陶瓷谐振器） 及电容 C1、 C2 接在放大器的反馈回路中构成并联振荡电路。对外接电容C1、 C2 虽然没有十分严格的要求，但电容容量的大小会轻微影响振荡频率的高低、 振荡器工作的稳定性、 起振的难易程序及温度稳定性，如果使用石英晶体，我们推荐电容使用30pFt0pF,而如使用陶瓷谐振器建议选择40pFI0FO用户也可以采用外部时钟。采用外部时钟的电路如图10右图所示。这种情况下，外部时钟脉冲接到 XTAL1 端，即内部时钟发生器的输入 端， XTAL2 则悬空。由于外部时钟信号是通过一个2 分频触发器后作为内部时钟信号的， 所

49、以对外部时钟信号的占空比没有特殊要求， 但最小高电平持续时间 和最大的低电平持续时间应符合产品技术条件的要求。爵叁耀内烬忧毁厉饿警。（ 3） 空闲节电模式： 在空闲工作模式状态,CPU 自身处于睡眠状态而所有片内的外设仍保持激活状态，这种方式由软件产生。此时，同时将片内 RAM 和所有特殊功能寄存器的内容冻结。 空闲模式可由任何允许的中断请求或硬件复位终止。 由硬件复位终止空闲状态只需两个机器周期有效复位信号， 在此状态下， 片 内硬件禁止访问内部RAM ，但可以访问端口引脚，当用复位终止空闲方式时，为避免可能对端口产生意外写入， 激活空闲模式的那条指令后一条指令不应是一条对端口或外部存储器的

50、写入指令。则端隔缪澧晖园栋游（ 4）掉电模式：在掉电模式下，振荡器停止工作，进入掉电模式的指令是最后一条被执行的指令， 片内 RAM 和特殊功能寄存器的内容在终止掉电模式前被冻结。 退出掉电模式的唯一方法是硬件复位， 复位后将重新定义全部特殊功能寄存器， 但不改变 RAM 中的内容， 在 Vcc 恢复到正常工作电平前， 复位应无效， 且必须保持一定时间以使振荡器重启动并稳定工作。胀鳗弹奥秘舔户挛钮聪。（ 5）程序存储器的加密：AT89C52 有 3 个程序加密位，可对芯片上的 3 个加密位LB1、LB2、LB3进行编程（P）或不编程（U）来得到。当加密位 LB1 被编程时，在复位期间， EA

51、端的逻辑电平被采样并锁存，如果单片机上电后一 直没有复位， 则锁存起的初始值是一个随机数， 且这个随机数会一直保存到真正复位为止。 为使单片机能正常工作， 被锁存的 EA 电平值必须与该引脚当前的逻辑电平一致。止匕外，加密位只能通过整片擦除的方法清除。解网祷和诵帮废捕混（6） Flash存储器的编程：AT89C52单片机内部有8k字节的Flash PEROM, 这个 Flash 存储阵列出厂时已处于擦除状态 （即所有存储单元的内容均为FFH） ，用户随时可对其进行编程。编程接口可接收高电压（+12V ）或低电压（Vcc ）的允许编程信号。 低电压编程模式适合于用户在线编程系统， 而高电压编程模

52、式可与通用 EPROM 编程器兼容。 AT89C52 单片机中， 有些属于低电压编程方式， 而有些则是高电压编程方式， 用户可从芯片上的型号和读取芯片内的签名字节获得该信息。AT89C52 的程序存储器阵列是采用字节写入方式编程的，每次写入一个字节，要对整个芯片内的 PEROM 程序存储器写入一个非空字节， 必须使用片擦除的方式将整个存储器的内容清除。薪戢I赈维卿c扩寂（ 7）编程方法。编程前，须按表9 和图 11 所示设置好地址、数据及控制信号，AT89C52编程方法如下：1 在地址线上加上要编程单元的地址信号。2 在数据线上加上要写入的数据字节。3 激活相应的控制信号。4 在高电压编程方式

53、时，将EA/Vpp 端加上 +12V 编程电压。5 每对Flash存储阵列写入一个字节或每写入一个程序加密位，加上一个 ALE/PROG 编程脉冲。 每个字节写入周期是自身定时的， 通常约为1.5ms。 重复15步骤，改变编程单元的地址和写入的数据，直到全部文件编程结束。隔塞境鞋罪规呜旧指（ 8）数据查询AT89C52 单片机用 Data Palling 表示一个写周期结束为特征，在一个写周期中，如需读取最后写入的一个字节，则读出的数据的最高位（P0.7）是原来写入字节最高位的反码。 写周期完成后， 所输出的数据是有效的数据， 即可进入下一个字节的写周期，写周期开始后， Data Pallin

54、g 可能随时有效。Ready/Busy：字节编程的进度可通过“ RDY/BSY 输出信号监测，编程期间，ALE 变为高电平“H后,P3.4 （RDY/BSY）端电平被拉低，表示正在编程状态（忙状态） 。编程完成后，P3.4变为高电平表示准备就绪状态。程序校验：如果加密位LB1、LB2 没有进行编程，则代码数据可通过地址和数据线读回原编写的数据，采用如图12 的电路。加密位不可直接校验，加密位的校验可通过对存储器的校验和写入状态来验证。芯片擦除：利用控制信号的正确组合（表6）并保持ALE/PROG引 脚10ms的低电平脉冲宽度即可将 PEROM阵列（4k字节）和三个加密位整片擦 除，代码阵列在片

55、擦除操作中将任何非空单元写入 “1”，这步骤需再编程之前进行。读片内签名字节：AT89C52单片机内有3个签名字节，地址为030H、031H 和032H。用于声明该器件的厂商、型号和编程电压。渤氯粥楮阍氤3.2 米饭最佳温度曲线电饭煲的基本功能就是煮饭， 如何将米煮成香喷喷的米饭是电饭煲需要解决的主要问题。为了得到最佳的煮饭效果，首先要了解煮饭对象大米的特性，然后通过传统的和科学的煮饭方法确定最佳的煮饭工艺流程即煮饭的过程控制，最后根据确定的煮饭流程编写参数调试程序， 从而得到最终的最佳煮饭流程和温度控制曲线。钢IO怒耨T荣产涛困蔺。生米煮成熟饭的过程是相当复杂的生化转化过程。 在这一过程中，

56、 大米中的淀粉、 葡萄糖等成份进行一系列的转化。 影响转化的最主要因素是温度及温度的变化。铁锅柴灶煮饭时，有经验的“巧妇” ，在小知不觉中，运用灶膛中火力大小， 使饭锅的温度发生变化，满足了大米的最佳转化条件，从而蒸煮出香喷喷的米饭。这种温度发生变化大致分为5个阶段【21】。 慵侠剜葩触乐鹏烬律靡。（ 1）湍吸水：让大米在30 40的温水中浸泡足够时间，使米粒充分吸水膨胀，米粒内外随水温慢慢升高至 6070C。言曼饱兖争音微船癞别激（ 2）快速升温：当米粒内外温度达到70c时，米粒将兀始糊化，糊化首先发生在米粒表面。 为了避免米粒表面糊化后不向内部传热， 这时应快速升温， 使米粒内外1刍：极短时问内，同时达到高温，有利于米粒内外同时糊化、熟化。吊铉俯欤谦鹃饺竞荡赚。（ 3）高温沸腾：促使米粒内外同时熟透，并蒸发掉锅