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1、学院课程设计说明书智能电饭煲控制系统设计院（系）机械工程学院专 业机械工程及自动化班 级学生指导老师2012 年1月1日课程设计任务书兹发给2009级机械工程及自动化班学生课程设计任务书，容如下：1 设计题目：智能电饭煲控制系统设计2. 应完成的项目：(1) 智能电饭煲控制系统整体方案设计(2) 智能电饭煲控制系统硬件电路设计(3) 智能电饭煲控制系统软件程序设计(4) 完成电路原理图1、软件程序清单1份3 参考资料以及说明：1 余永权单片机与家用电器智能化技术M.北京：电子工业，1995.2 士勇.模糊控制神经控制和智能控制论M.：工业大学，19983 周鲜成模糊电饭煲的控制原理J.株洲工学
2、院学报，2000, 14 (6) : 35-37.4 宇成，卢俊峰.电饭煲的模糊控制器J.北方工业大学学报，1998, 10 (3):85-90.4. 本设计任务书于2012年12月24日发出，应于2013年1月4日前完成，然后进行答辩。指导教师 签发2012年12月24日课程设计评语：课程设计总评成绩：指导教师签字：年月日目录摘要 2第一章 绪论 11.1背景及发展 11.2设计任务 错误!未定义书签。第二章 智能电饭煲控制系统整体设计方案错误!未定义书签。第三章 智能电饭煲控制系统硬件设计 33.1单片机的选择 33.2传感器DS18B20的简介错误!未定义书签。3. 3显示模块的设计 5
3、3. 4键盘模块的设计 63. 5火力控制模块 73. 6电源模块设计 83. 7功率调节8.第四章 智能电饭煲控制系统软件设计104.1主程序设计104.2子程序设计114.2.1定时功能控制流程114.2.2 加热功能控制流程 13结束语14参考文献15附 录16附录1：智能电饭煲控制系统电路原理图16附录2：智能电饭煲控制系统软件源程序清单17摘要本次课程设计是以 AT89C52 单片机为核心器件，设计了智能电饭煲控制系统。在当今科技发达的时代，智能科技成为了我们生活中必不可少的生活帮手，在家 用电器中运用智能科技可以使我们的生活更加方便。智能电饭煲的设计原则就是“方 便人们的生活”。本
4、次的课程设计是先对电饭煲的发展状况进行了阐述，分析了电饭 煲的发展趋势，以及智能电饭煲的发展优势。在此基础上，确定了本课题智能电饭煲 控制系统整体设计方案。其次，从实用性、智能化、节约成本、环保节能等角度出发， 对智能电饭煲控制系统的硬件、软件进行了详细设计。按照实现功能对硬件、软件进 行了功能划分，并对各部分的原理、实现方法进行了详细说明。关键词 ： 智能控制，电饭煲，单片机，传感器第一章 绪论1.1 背景及发展电饭煲，又称作电锅、电饭锅。是利用电能转变为能的炊具，常见的电饭锅分为 保温自动式、定时保温式以及新型的微电脑控制式三类。现在已经成为日常家用电器， 电饭煲的发明缩减了很多家庭花费在
5、煮饭上，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。近年来，随着电子 技术的发展，元器件的制造成本不断下降，电饭煲也迎来了智能化的春天。智能电饭 煲修改过去功能简单的煮饭模式，将煮食这一事件细分为煮饭、煲汤、煮粥等多种任 务模式，此外还具有预约定时，自动保温及功率选择等功能，提升了产品的人性化设 计，使得煮食过程更加方便、快捷，满足了人们的需求。1.2设计任务试设计电饭煲控制器，要求可以有预约煮饭、定时做饭功能、煮饭、煮粥等功率选择具体要求如下。1.2.1 控制策略控制
6、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。1.2.2 定时用户可以是电饭煲在预约时间（倒计时方式）开始工作。1.2.3 功率选择煮饭、煮粥时可选择不同的功率，相对于煮饭，煮粥的功率可选择较小。1.2.4 显示器本设计中选用LCD-1602作为显示器件，用于向用户传递更多的信息，包括定时时间显示、工作模式显示、故障提示等信息。第二章 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
7、电路。按键操作输入电路1LCD显示电路AT89C51单片机LED工作状态指示电路顶盖温度传感器 1加热电路220VAC-DC5 V 电源图一 智能电饭煲控制系统组成图第三章系统硬件设计3.心1单片机的选择中央处理模块单片机芯片通过比较，选用了 AT89C521 单片机来作为本系统的核 ，图二所示的是单片机的最小系统电路。K22K344567DQRST9HOT10LED1 11LED2 12LED3 13LED4 14LED5 15161718M19203SibR.VVR3R510L10KPIOVccPl 1PCOP12PC.lPl.3P14P15P16Pl 7PC.2GND40357 6 5
8、4 3 2 L O E2甕彳久盘比2PC4PC5PCSRST_PC.7P3.0(ECD) EA/Vpp P3 lDp)ALE/PROG 門却 NTO)PSEKP?讽INTI) P3.4(IU) P35(T1) 門 P37(RD) XVAL2YTAL1弭30292SDO27D126D22524D423D522D621D731 VCCVCC图二智能电饭煲控制系统单片机最小系统电路NCNCccDQBOTTOM VIEWDS 18B20 To-92PackageNCNCNCGND3.2传感器DS18B20简介DS18B20数字温度计是DALLAS公司生产的1Wire,即单总线器件，具有线路简单， 体积
9、小的特点。因此用它来组成一个测温系统，具有线路简单，在一根通信线，可以 挂很多这样的数字温度计，十分方便。DS18B20是一款功能独特的产品，其特点如下：(1) 、只要求一个端口即可实现通信。(2) 、在DS18B20中的每个器件上都有独一无二的序列号。(3) 、实际应用中不需要外部任何元器件即可实现测温。(4) 、测量温度围在一55。C到+ 125。C之间。(5) 、数字温度计的分辨率用户可以从9位到1 2位选择。(6) 、部有温度上、下限告警设置。DS18B20有两种封装形式，即T0 92封装和8-pinSOIC封装。每种封装的样式及 引脚排列见图三，其引脚功能描述见表3-2。8765DS
10、18B20Z8-PinSOIC (150 mil)图三 DS18B20的引脚排列表3-2 DS18B20详细引脚功能描述序号名称引脚功能描述1GND地信号2DQ数据输入/输出引脚。开漏单 总线接口引脚。当被用着在寄 生电源下，也可以向器件提供 电源。3VDD可选择的VDD引脚。当工作于寄生电源时，此引脚必须接 地。3.3显示模块设计液晶显示器以其微功耗、体积小、显示容丰富、超薄轻巧的诸多优点，本设计中选 用的字符型液晶模块是一种用5x7点阵图形来显示字符的液晶显示器，根据显示的容 量可以分为1行16个字、2行16个字、2行20个字等等，本设计中选用常用的2 行16个字的1602液晶模块。LCD
11、-1602共有引脚16个，各引脚的功能如下：第1脚：VSS为地电源第2脚：VDD接5V正电源第3 脚: V0为液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地电源时 对比度最高。第4脚：RS为寄存器选择，高电平选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存器。第5脚：RW为读写信号线，高电平时进行读操作，低电平时进行写操作。当RS 和RW共同为低电平时可以写入指令或者显示地址，当RS为低电平RW为高电平时可 以读忙信号，当RS为高电平RW为低电平时可以写入数据。第6脚：E端为使能端，当E端由高电平跳变成低电平时，液晶模块执行命令。第714脚：DOD7为8位双向数据线。第1516脚：BLA(BL1)：
12、LED背光正极。需要背光时，BLA串接一个限流电阻接VDD，BLK接地，实 测该模块的背光电流为50mA左右，一般接一个几十欧姆的电阻。BLK(BL2)： LED 背光地端。如图四所示。2弓467胃g1011121 3141 51617丨&丨920Pl.-OVccpj.iPO.OPl.2m. i卩L3P0.2Pl.4POJPJ.5P0.4卩MP0 5Pl.7P0.6RSIP0.7P3fl(RXD)E.WppP5. ITXAI.K.PROGP3.2(INTO)PSENP3.3(INT1)P2.7P34CTO)P2.6P35QDP2.5門用世Ft)P2.4P37(RD)fLI aXTA1.2,P2
13、.25CTA1.1P2 1fflNDP2.0AFS9C5 InRjr101：101.图四为显示模块电路3.4 键盘模块设计该系统的键盘由 5 个独立键盘构成，包括一个中断键盘单元。来完成智能电饭煲 的手动控制。键盘的一脚接在单片机的 p1.0 至 p1.5 脚上，另外一脚接在电源地上， 当有键盘按下时对应的键盘就会有一低电平送进单片机部。为消除触点式按键开关的 机械抖动，单片机部有程序进行消抖处理，然后确定那一个键盘被按下后来执行程序 完成该系统的指定工作。该控制系统键盘接入电路如图五所示。ONOFFMODELSET OK&lK2K3&4K5K6图五 控制系统键盘输入电路3.5火力控制模块设计电饭煲采用加热盘作为加热部件，加热盘需要直接与 220V 交流电压相连接，而且 功率一般在 1500 瓦以上，因此其工作电流也比较大。因此控制系统需要专门设计驱 动加热盘的电路，如图五所示本设计中采用继电器驱动加热盘与 220V 交流电源接通。原因有二，一是继电器具有驱动电流大，控制简单，稳定可靠的优点，适合电饭煲 中开关频率不高的应用场合。二是继电器的线圈与输出节点之间有天然的隔离作用， 无需另外添加光耦等隔离器件。本电
