智能电饭煲的设计毕业设计(编辑修改稿)

智能电饭煲的设计毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

晶体振荡做为内部计数器的时钟源如 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。 A T 89 C 52OCS1OCS 2OCS 3OCS 4C1C2C310pF10pF10pF4MH z3 2 . 7 68 K H zX1X2 图 24 单片机晶振电路 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，所以电饭煲功能按键的扫描非常重要，如图 25 所示的按键图。 A T 89 C 52功能按键 图 25 功能按键扫描电路 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 26 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 26 所示的按键操作和抖动。 5VR功能键按键输入）（ a按下键 松开键前沿抖动 键盘稳定 后沿抖动按键抖动）（ b 图 26 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，必须采取去抖动措施。 这一点可从硬件、软件两方面予以考虑。 在键数较少时，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 RS 触发器 (双稳态触发器 )或单稳态触发器构成去抖动电路。 图 27 是一种由 RS 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。 amp。 amp。 5V双稳态消抖电路 ( a )TRQ7 4LS 1 21单稳态消抖电路 ( b )R1R2C消除消抖电路 ( C) 图 27 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。 按键 分类 及扫描方式 （ 1）独立式按键 单片机控制系统中，往往只需要几个功能键，此时，可采用独立式按键结构。 独立式按键是直接用 I/O 口线构成的单个按键电路，其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。 （ 2）矩阵式键盘 矩阵式按键： 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： ① 占用 I/O 端线较少； ② 软件结构复杂。 适用于按键较多的场合。 （ 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。 B、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。 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。 按键 及其接口电路 （ 1）独立式接口， 按键直接与 I/O 口连接 T 89 C 图 28 独立式按键接口 （ 2）矩阵式按键接口 T 89 C .7K0K1K2K3K5K6K4K8 K7K9 K1 1K10K12 K14K13 K15 行线列线5V 图 29 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 29 中 8 号键的识别为例来说明扫描法识别按键的过程。 按键按下时，与此键相连的行线与列线导通，行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 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，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 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列的交叉点，即 8 号键。 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 210所示。 A T 89 C 1Q1VDD 10KR1 10KR2 1 0 KR3 1 0 KR4  图 210 蜂鸣器驱动电路 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 211 所示。 市 电2 2 0 V/5 0 Hz变压器降压电路整流电路滤波电路稳压电路输出直流5V / 图 211 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 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。 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 MCS51 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： 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； 片内数据存储器内含 256 字节的 RAM； 具有 32 根可编程 I/O 口线； 具有 3 个可编程定时器； 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； 串行口是具有一个全双工的可编程串行通信口； 具有 一个数据指针 DPTR； 低功耗工作模式有空闲模式和掉电模式； 具有可编程的 3 级程序锁定位； AT89C52 工作电源电压为 5（ 1+） V，且典型值为 5V； 1 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 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： （ 1）可编程时钟输出：定时器 2 可通过编程从 输出一个占空比为 50%的时钟信号，如图 8 所示。 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%。