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1、工工 学学 院院 毕毕 业业 设设 计（计（ 论论 文文 ） 题 目： 智能电热壶的设计 专 业： 机电技术教育 班 级： 姓 名： 学 号： 指导教师： 日 期： 2011 年 11 月 15 日 目目 录录 摘要.1 关键词.1 引言.1 1 单片机的发展与应用.1 1.1 单片机简介.1 1.2 单片机的技术发展 .1 1.3 单片机的应用 .2 2 单片机 AT89C51 的基本数据.3 2.1 AT89C51 概述.3 2.2 AT89C51 功能特性概述.4 2.3 AT89C51 的最小系统.6 3 智能电热壶的基本数据.7 3.1 智能电热壶的工作原理.7 3.2 报警电路的实
2、现 .8 3.3.1 报警电路控制元件的选择 .9 3.2.2 报警电路的工作原理 .9 3.2.3 报警电路的电路设计 .10 3.3 控制电路的实现 .11 3.3.1 控制电路控制元件的选择 .11 3.3.2 控制电路的工作原理.11 3.3.3 控制电路的电路设计.12 3.4 其它电路的实现 .15 3.4.1 时钟电路的实现 .15 3.4.2 复位电路的实现 .15 4 具体设计.16 4.1 硬件连接总原理图 .16 4.2 程序设计 .17 4.2.1 程序流程图 .17 4.2.2 总程序及各函数功能简介.18 5 系统调试与结果.24 6 总结.25 7 致谢.25 参
3、考文献.26 智能电热壶的设计智能电热壶的设计 摘要摘要: 本文介绍了的是一款基于AT89C51单片机设计的智能电热壶，智能电热壶由报警电路和控制 电路两大部分组成，主要是介绍智能电热壶的报警功能和自动控制功能的设计和实现，采用AT89C51单 片机配合继电器、扬声器等的使用，给出了设计过程与编程方法，并用keil和Proteus软件进行调制仿 真，实现了智能电热壶的自动报警、智能控制。 关键词关键词：AT89C51 自动报警 智能控制 引言引言 基于单片机的智能控制技术在各领域的用途越来越广泛，常见于笔记本电脑、智能数码相机、 智能玩具、智能导航系统、智能电冰箱、智能空调、智能手机、智能家居
4、等设备，它是这些设备中 科技含量最核心的部分之一1。同时，这项技术能够综合运用单片机和信息传输和处理等方面。我 们在报纸上、网络上、电视上经常看到各种由于电热壶所引发的火灾，给广大消费者的生命安全和 财产安全带来了很大的隐患。因此一款更安全、智能、人性化的电热壶产品成了一种需求，和必然 的发展趋势。 本课题就是利用我们学到的知识和当前的发展状况，研究单片机控制继电器和报警电路以实现 自动报警和智能控制功能。最终功能是可以通过硬件和软件的配合实现智能电热壶的这一功能。 1 1 单片机的发展与应用单片机的发展与应用 1.11.1 单片机简介单片机简介 在通用微机中央处理器基础上，将输入输出(IO)
5、接口电路、时钟电路以及一定容量的存储 器等部件集成在同一芯片上，再加上必要的外围器件，如晶体振荡器，就构成了一个较为完整的计 算机硬件系统。由于这类计算机系统的基本部件均集成在同一芯片内，因此被称为单片微控制器 (Single-Chip-Micro Controller，简称单片机)或微控制单元(MicroController Unit，简称 MCU)2。 1.21.2 单片机的技术发展单片机的技术发展 1974 年 12 月，美国著名的仙童(Fairchild)公司推出了世界上第一台单片机 F8。该机由两块 集成电路芯片组成，结构新颖，并具有与众不同的指令系统，深受民用电器和仪器仪表领域的欢
6、迎 和重视。从此单片机开始迅速发展，应用范围也在不断扩大，现已成为微型计算机的重要分支。单 片机的发展大致经历了外围集成、总线完善、功能集成、全方位发展等技术发展阶段，至今已走过 了四代的历程3。 （1）第一代单片机(1974-1976) 这是单片机的初级阶段，以 Fairchild 公司的 F8 为代表。该时期生产的单片机的特点是：字 长为 4 位，内部结构简单，制造工艺落后，集成度低。 （2）第二代单片机(1976-1980) 这是单片机的技术成熟阶段。8 位单片机已经出现，以 Intel 公司的 MCS 一 48 为代表。该系 列的单片机在片内已经集成了 8 位 CPU、并行 IO 接口
7、、8 位定时器计数器、RAM 和 ROM 等功能 部件，但无串行 IO 接口，寻址范围不大于 4 KB。它性能低、品种少，应用范围也不广。 （3）第三代单片机(1980-1983) 这是单片机的推广阶段，8 位单片机技术走向成熟。其技术特点是完善了外部总线，确立了单 片机的基本控制功能，以 Intel 公司的 MCS 一 51 为代表(MCS 一 51 是 Intel 公司在 MCS 一 48 基础 上推出的更完善、更典型的单片机系列)。该阶段的单片机均带有串行 I()口，且具有多级中断 处理系统，定时器计数器为 16 位，片内的 RAM 和 ROM 容量相对较大，寻址范围可达 64 KB。这
8、 一代单片机结束了计算机单片集成的简单形式，真正开创了单片机作为微控制器的发展道路。而这 个时期的单片机由于其优良的性价比和及其广泛的领域，特别适合我国 的国情，故在我国广泛应 用。 （4）第四代单片机(1983 一) 这是 8 位高性能单片机和 16 位单片机并行发展的阶段。16 位单片机除了 CPU 为 16 位以外， 片内的 RAM 和 ROM 容量进一步增大。以 Intel 公司的 MCS 一 96 系列为代表，其片内的 RAM 增加为 232 B，ROM 为 8KB，且片内集成有高速 IO 部件、多通道 10 位模数(AD)转换器等。 目前，将测控系统中使用的电路技术、接口技术、多通
9、道模数(AD)转换部件等直接应用到 单片机中，增强了外围电路功能，强化了智能控制特征的单片机不断涌现。同时，32 位单片机也 已进入实用阶段4。 1.31.3 单片机的应用单片机的应用 目前单片机已被广泛应用于国民经济的各个领域，对企业技术改造和产品更新换代起到了重要 的作用。下面仅就一些典型应用方面进行介绍。 （1）工业自动化方面 自动化能使工业系统处于最佳状态，可以提高经济效益、改善产品质量和减轻劳动强度。自动 化技术被广泛应用于机械、电子、电力、石油、化工、纺织、食品等工业领域中，在工业自动化技 术中，无论是过程控制技术、数据采集和测控技术，还是生产线上的机器人技术，都有单片机的参 与。由于单片机体积小，可以把它做到产品的内部，取代部分老式机械零件和电子元器件，缩小了 产品体积，增强了功能，实现了不同程度的智能化，机电一体化技术将发挥愈来愈重要的作用。如 国内外有相当一部分汽车工业，其汽车生产流水线控制，以及汽车自身的点火控制、反锁制动、牵 引、转向等控制都是采用单片机实现的。又如电脑缝纫机，用单片机代替了传统机械凸轮花样控制， 不仅简化了机械结构，减少了加工工序和设备，而且使缝纫机性能大大提高，并能提供许多老式缝 纫机无法提供的缝纫花样。 （2）智能化仪器仪表 智能化仪器仪表是目前国内外应用单片机最多、最活跃的领域。现代仪器仪表(例如，测试仪 表和医疗仪器等)的自
