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基于单片机的电磁炉设计说明.doc
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2022-07-16
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基于单片机的电磁炉设计说明.doc
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. . . .
I / 62 . . . .
摘要
微波炉已在我国民用领域中普与开来。微波炉加热的独特原理就是用微波来煮饭烧
菜,由于其独特的加热原理,可以有效地保持原有食品的颜色、气味、口感和营养成分,
也能在迅速解冻食品时保持食物的水分不丢失和新鲜度。使用微波炉的过程中也很少产
生烟气和热气,可保持厨房的清洁。微波炉之所以有这么优良的性能,其原因就在于微
波炉的广泛应用,它的广泛应用又促进了相关新技术的探索和发现,这些发现和新技术
转而又被应用于微波炉性能的改造,这些都是息息相关的。现在的微波炉技术已相当成
熟。
本次设计研究主要是微波炉的控制系统。本次设计的控制核心是 89C52 单片机,之
所以选择单片机控制,是因为它的功能强、体积小、功耗低、工作可靠、价格便宜、使
用简单方便等特点,特别适合应用于控制有关的系统。整个微波炉控制系统设计主要包
括主电路、电源电路、驱动电路、光电耦合隔离、89C52 最小系统、键盘输入、液晶显
示、PWM 波输出等。
本设计有预设模式和人工输入模式两种,对微波炉工作的时间和火力进行调节,通
过输出占空比不同的 PWM 波来模拟微波炉工作在不同火力下的状态,液晶显示屏能准确
显示当前工作状态,我们可以根据自己的意愿继续、暂停、退出当前工作方式。
经过模拟仿真以与现场调试后,设计的微波炉控制系统安全可靠,工作稳定,顺利
实现预期的各项功能。
关键词:89C52 单片机;微波炉;控制电路;
Abstract
In our country, microwave ovens have in civilian areas in popularity,
due to its unique heating principle, it can effectively keep the original
food color, smell, taste and nutrients, also can rapid thawing foods, keep
the moisture of food and fresh. And in the use of the microwave oven almost
do not produce fumes and hot air, so that the kitchen to keep clean.
. . . .
II / 62 . . . .
Microwave oven which has so good performance is relation with the
application of new technology .
This paper analyzes the control system of home microwave oven, and
compares various control methods, and determines the overall control scheme
of the system.. Because the monolithic integrated circuit has the
characteristics of strong function, small size, low power consumption,
cheap, reliable work, convenient use and the like. Therefore, it is
especially suitable for control system, the design of the final selection
of 89C52 single chip microcomputer as the control core, supplemented by the
keyboard input module, LCD display module, photoelectric coupling isolation
module and analog microwave modules to form a control circuit of the
microwave. This design by default mode or manual input mode microwave oven
working time and fire control, and through different output accounted for
duty ratio PWM waves to mimic the microwave oven under different thermal
working condition, LCD screen as man-machine interface synchronous display
the current working state.
After the simulation and the on-site debugging, the electric control
system of the microwave oven is safe and reliable, and the work is stable,
and the function of the microwave oven is smoothly realized.
Keywords: MCU; microwave oven; control circuit;
目录
摘要 I
1 引言 1
1.1 微波炉简介 1
1.2 本文主要研究工作 2
2 微波炉的工作原理和总体方案设计 3
2.1 微波炉的工作原理 3
2.2 微波炉的基本构造 4
2.2.1 控制电路 4
2.2.2 高压变压器 4
2.2.3 磁控管 5
. . . .
III / 62 . . . .
2.2.3 炉腔 7
2.2.4 炉门 7
2.3 总体方案设计 7
3 硬件电路设计 8
3.1 主电路的设计 9
3.1.1 主电路方案分析 9
3.1.2 主电路方案设计 11
3.2 驱动电路的设计 13
3.3 单片机选型与介绍 14
3.3.1 单片机的选型 14
3.3.2 单片机 STC89C52 的特点 14
3.3.3 单片机最小系统设计 15
3.4 光耦隔离控制模块的设计 18
3.5 键盘输入和液晶显示电路 19
3.5.1 键盘输入电路方案的选择 19
3.5.2 显示电路方案的选择 21
3.6 蜂鸣器电路 24
3.7 风扇冷却电路 25
4 软件设计 26
4.1 主程序流程图 26
4.2 PWM 波控制子程序 28
4.3 火力调节子程序设计 28
4.4 烹饪时间设定子程序设计 29
4.4.1 设置定时模式的方法 29
4.4.2 时间设定程序流程图 31
4.5 键盘扫描子程序设计 32
4.6 液晶显示模块程序设计 34
5 系统仿真调试和实物制作 35
5.1 系统的仿真调试 35
5.1.1 仿真结果与分析 35
5.2 实物制作 39
6 结论与展望 42
6.1 论文总结 42
6.1.1 主要工作与结论 42
6.1.2 存在的问题 42
6.2 感想与收获 42
6.3 展望 43
致 45
参考文献 46
附录 I:仿真图 47
附录 II 原理图 48
附录 III:源程序 49
. . . .
IV / 62 . . . .
. . . .
1 / 62 . . . .
1 引言
1.1 微波炉简介
微波炉(图 1-1)已成为生活中不可或缺的烹饪工具,是小家电的重要组成部分,
现代的微波炉具有多种烹饪方式,可以很简单、快速、方便地做出各种美味佳肴。相比
于其它烹饪工具,例如地锅、煤炉、燃气灶、电磁炉,微波炉拥有热效率高即是电能利
用率高进而耗电能就少、可以全自动烹饪即是无需人全程参与烹饪过程、环保即是利用
率高耗电少,另一方面就是在烹饪过程中很少产生传统烹饪方式产生的烟雾、灰尘等优
点。微波炉的这些优点符合经济、节约、环保原则,也比传统烹饪方式节约时间、降低
能耗。微波炉的智能、多功能、环保、操作简便等优点,也颇受欢迎,所以当今微波炉
已进入千万个城乡家庭之中,成为人们生活的好帮手,微波炉的发展前景是越来越好的。
微波是一种波长很短、高频率的电磁波,它是由交变的电场和磁场组成的,微波具
有比通常的无线电波大得多的能量。金属则对微波具有反射的作用;然而对于水和食物
等会吸收微波而使自身发热。微波炉(Microwave oven)就是利用微波的这种特性来加
热食物的。微波炉是现代家庭常见的烹饪工具。家用微波炉是利用食物在微波场中吸收
微波能量而使自身加热的烹饪器具。在微波炉的磁控管中产生微波,微波经过天线、波
导传输到炉腔形成微波场,微波均匀穿过食物使食物分子运动产生热量,温度升高加热
食物。也就是说微波炉加热食物是通过使食物分子本身振荡产生热量来自身加热的。
微波在传播过程中遇到物体时,依物体材料的不同,会被不同程度的反射、透射
或吸收。自然界中也存在很多微波,主要是由于它在自然界中比较分散,现在技术还不
能将它们收集起来,所以不能被加热食物。
图 1-1 微波炉实物
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