基于单片机液晶显示电饭煲控制系统毕业设计论文(编辑修改稿)

基于单片机液晶显示电饭煲控制系统毕业设计论文(编辑修改稿)内容摘要：

............................................ 8 图 34 控制系统单片机最小系统电路 ................................................................ 9 图 35 7805 的典型应用电路 ................................................ 错误 !未定义书签。 图 36 控制系统电源电路 .................................................... 错误 !未定义书签。 图 37 触点式开关按键 ........................................................ 错误 !未定义书签。 图 38 控制系统键盘输入电路 ............................................ 错误 !未定义书签。 图 39 DS18B20 实体描述 .................................................... 错误 !未定义书签。 图 310 DS18B20 复位时序 .................................................. 错误 !未定义书签。 图 311 DS18B20 的读时序 .................................................. 错误 !未定义书签。 图 312 DS18B20 的写时序 .................................................. 错误 !未定义书签。 图 313 温度传感器电路 ...................................................... 错误 !未定义书签。 图 314 LED 的 IV 特性 ..................................................................................... 14 图 315 控制系统状态指示电路 ........................................................................ 15 图 316 LCD 显示电路设计 ................................................................................ 16 图 317 加热盘 .................................................................................................... 16 图 318 控制系统热盘驱动电路 ........................................................................ 17 图 41 主程序结构图 .......................................................................................... 18 图 42 定时功能控制流程 .................................................... 错误 !未定义书签。 引言 电饭煲是人们日常生活中最普遍的家用电器，随着人们生活水平的提到，电饭煲也日趋智能化。 电饭煲因其安全、简便、实 用而普及到千家万户。 随着科技的不断发展，这类小家电也在不断的完善和提升自己，并向着智能化、节能化、网络化的方向发展。 本课题研究的是智能电饭煲的硬件和软件的设计以及煮饭功能的实现过程。 智能家用电器不仅仅实现了产品的原始属性，更融入了我们人类的智慧结晶。 也随着节约型社会的形成，单片机技术在社会的各个领域中越来越来显示出它的优越性。 用单片机设计的产品有体积小、价格低、功能全、应用灵活等特点，所以单片机技术得到了不断的向前发展。 用单片机技术设计一种电饭煲的定时预约工作系统，要求用键盘输入定时工作时间和实时时间对 比达到长时间精确的定时功能。 单片机采用AT89C51 单片机 ，要求定时时间和实时时间相同时通过 51 单片机控制继电器电路来控制电饭煲的工作。 以单片机为核心控制器件，结合按键、温度传感器等输入电路，以及加热、状态指示等输出电路，实现对电饭煲的智能控制。 本课题主要基于家电智能化的背景下，根据智能电饭煲的发展和现状，探讨智能电饭煲如何实现智能化的煮饭、预约、再加热等功能。 该系统可使电饭煲工作在“保温”、“煲汤”、“煮饭”三种工作模式，每种工作模式下，控制系统结合盖顶温度传感器，并将电饭煲限制在设定的最高温度之内， 煮饭结束后自动转入保温状态。 并在 LCD 的基础上，智能实现了显示智能电饭煲的工作状态。 第 1 章 绪论 背景及发展 在科学技术进步、日新月异的今天，节能、高效、环保的观念逐渐深入人心，人们对家电智能化的要求也越来越高。 在今天， 电饭煲已经成了家庭必备的电器之一。 电饭煲最初 是机械式控制 ，这种控制方式具有结构简单、技术门槛低、价格便宜等优点，但同时也有功能单一、控制方式不灵活等不足之处。 电饭煲因其安全、简便、实用而普及到千家万户。 随着科技的不断发展，这类小家电也在不断的完善和提升自己 ，并向着智能化、节能化、网络化的方向发展。 本课题研究的是智能电饭煲的硬件和软件的设计以及煮饭功能的实现过程。 智能家用电器不仅仅实现了产品的原始属性，更融入了我们人类的智慧结晶。 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飞速发展，智能家电产业也在迅速崛起。 世界著名的电脑和家电企业如 IBM、夏普、微软、英特尔、松下、 NEC、东芝等都大力开发研制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，机械式饭煲必将退出市场舞台。 智能化家电，指运用现代最新科技研制开发的新一代具有智能功能的家用电器。 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。 课题任务及意义 本课题是以 AT89C51 单片机为核心控制器件，对智能电饭煲控制系统进行了设计，并在 PROTEUS 环境中对设计进行了仿真验证。 本设计将电饭煲的煮食这一过程细分为煮饭、煲汤、保温等多种工作模式。 控制系统可对电饭煲的温度进行实时监测，并以此灵活调节火力大小，自动完成煮食过程。 控制系统支持对煮饭时间进行提前预约，定时时间到后自动进行煮饭，煮饭结 束后自动转入保温模式。 此系统提高了电饭煲煮食自动化水平，提升了产品的人性化设计，使电饭煲具有“煮饭好吃、预约定时、多种功能”三大特点，满足了人们不断增长的物质文化需求。 第 2 章 智能电饭煲控制系统整体设计方案 智能电饭煲控制系统简介 该控制系统是以单片机为核心控制器件，结合按键、温度传感器等输入电路，以及加热、状态指示等输出电路，实现对电饭煲的智能控制。 该系统可使电饭煲工作在“保温”、“煲汤”、“煮饭”三种工作模式，每种工作模式下，控制系统结合盖顶温度传感器 ， 并将电饭煲限制在设定的 最高温度之内，煮饭结束后自动转入保温状态。 控制系统结合单片机的定时功能，可对煮食时间进行预约设定，设定时间到后自动转入预定的工作模式进行煮饭。 控制系统可结合 LED 实时指示电饭煲工作状态，结合 LCD 液晶显示器可显示更多信息。 包括定时时间、工作状态、故障报警等信息。 智能电饭煲控制系统控制面板设计如图 21 所示，主要包括显示屏、状态指示、输入按键等几部分。 该控制系统使电饭煲提高了自动化、智能化、人性化设计水平，具有操作方便，安全可靠的特点。 智能电饭煲控制系统电路组成 该控制系统主要由电源电路、单片 机输入电路、单片机输出电路三类电路组成，如图 21 所示。 电源电路将 220V 交流电转为直流 5V，作为控制系统的电源。 单片机输入电路有按键输入电路、顶盖温度传感器输入电路、复位电路以及时钟电路。 单片机输出电路包括 LCD 显示电路、 LED 工作状态指示电路以及用于电饭煲加热的加热电路。 A T 8 9 C 5 1单 片 机按 键 操 作 输 入 电 路顶 盖 温 度 传 感 器复 位 电 路时 钟 电 路2 2 0 V A C D C 5 V 电 源L C D 显 示 电 路L E D 工 作 状 态 指 示 电 路加 热 电 路 图 21 智能电饭煲控制系统组成结构图 本章小结 本章从整体出发，首先确定电饭煲的模糊智能控制系统由单片机为核心控制器件，结合按键，温度传感控制器等硬件设计电 饭煲实现 “保温”、“煲汤”、“煮饭”等功能。 第 3 章 智能电饭煲控制系统硬件设计 智能电饭煲控制系统硬件电路按照功能可划分为七个组成部分，即控制系统单片机最小系统工作电路、控制系统电源电路、按键输入电路、温度传感器电路、 LED 状态指示电路、 LCD 显示电路以及电饭锅加热电路。 控制系统单片机最小系统工作电路 本设计选用 AT89C51 单片机作为核心控制芯片。 AT89C51 是一种带 4K 字节闪存可编程可擦除只读存储器 (FPEROM)的低电压、高性能 CMOS 8 位微处理器，俗称单片机。 单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除 1000 次。 该器件采用 ATMEL 高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的 MCS51 指令集和输出管脚相兼容。 由于将多功能 8 位 CPU 和闪烁存储器组合在单个芯片中， 因此 AT89C51 是一种高效微控制器。 AT89C51 单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。 本设计选择 AT89C51 单片机作为智能电饭煲控制系统核心控制芯片，兼顾了经济性和实用性的需求。 AT89C51 单片机的引脚及其排 列 AT89C51 具有 40 只引脚，其中 32 个是可编程输入输出口。 AT89C51 有三种封装形式，即 PLCC、 TQFP 和 PDIP 三种。 其中最为常见的封装是 PDIP，其外形及引脚配置如图 31 所示。 VCC：供电电压。 GND：接地。 P0 口 ： P0 口为一个 8 位漏级开路双向 I/O 口，每 引 脚可吸收 8TTL 门电流。 当 P0 口的管脚第一次写 1 时，被定义为 高阻 输入。 P0 能够用于外部程序数据存 储器，它可以被定义为数据 /地址的第八位。 在 FIASH 编程时， P0 口作为原码输入口，当 FIASH 进行校验时， P0 输出原码，此时 P0 外部必须被拉高。 P1 口 ： P1 口是一个内部提供上拉电阻的 8 位双向 I/O 口， P1 口缓冲器能接收输出 4TTL 门电流。 P1 口管脚写入 1 后，被内部上拉为高，可用作输入， P1 口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。 在 FLASH 编程和校验时， P1 口作为第八位地址接收。 P2 口 ： P2 口为一个内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口， P2 口缓冲器可接收， 图 31 AT89C51PDIP 封装外形及其引脚 输出 4 个 TTL 门电流，当 P2 口被写 “1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。 并因此作为输入时， P2 口的管脚被外部拉低，将输出电流。 这是由于内部上拉的缘故。 当 P2 口用于外部程序存储器或 16 位地址外部数据存储器进行存取时， P2 口输出地址的高八位。 在给出地址 “1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时， P2 口输出其特殊功能寄存器的内容。 P2 口在 FLASH 编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。 P3 口 ： P3 口管脚是 8 个 有 内部上拉电阻的双向 I/O 口，可接收输出 4 个 TTL 门电流。 当 P3 口写入 “1”后，它们被内部上。