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基于单片机的电饭锅电子保姆仪的设计与实现毕业设计论文.doc
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基于单片机的电饭锅电子保姆仪的设计与实现毕业设计论文.doc
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基于单片机的电饭锅电子保姆仪的设计与实现
I
基于单片机的电饭锅电子保姆仪的设计与实现
摘 要
本文所介绍的电饭锅电子保姆仪,是继普通家庭电饭锅之后所产生的新型智能化
电饭锅。设计研制了一个智能化的电饭锅系统,在继承以往电饭锅的优点同时加入了定
时进水与定时煮饭功能,达到根据制定时间开始煮饭,并在规定时间内把饭煮熟切自动
停止工作功能。设计采用温度传感器 DS18B20 采集温度,通过单片机的低电压输出来
控制继电器的关断,从而达到控制关闭进水阀、自动电路断开效果,并且具有显示功能,
能将工作的状态随时间而显示在液晶显示器上,整个过程通过单片机来控制。
本文介绍了一种新型的电饭锅控制系统,详细介绍了设计的总体思想、硬件设计与
软件系统,系统而详细地对该系统的功能与实现做出了介绍,并对该设计提出了不足与
改进。
关键词:单片机控制;定时功能;继电器控制;传感器
基于单片机的电饭锅电子保姆仪的设计与实现
II
Abstract
This article introduces the rice cooker electronic nanny instrument, and is the ordinary
household rice cooker after the rice cooker produces a new type of intelligence. The design
and development of an intelligent system rice cooker, rice cooker in the past, the advantages
of inheriting the same time joined the regular water and regular cooking function, time to start
cooking under development, and the rice is cooked within the specified time stop
automatically cutting function. Design uses a temperature sensor DS18B20 collecting
temperature, low-voltage output by the microcontroller to control the relay off, and thus to
control the closed inlet valve, disconnect the effect of automatic circuit, and has display
function, the state can work over time shows on the LCD monitor, through the
microcontroller to control the whole process.
This paper introduces a new type of rice cooker control system detailed design of the
overall idea, hardware design and software system, the system and detailed functions and
implementation of the system made a presentation and the design of a lack of and
improvement.
Keyword: MCU; Timing; Relay control; Sensor
基于单片机的电饭锅电子保姆仪的设计与实现
III
目 录
引 言.....................................................................................................................1
1 系统的总体方案设计.......................................................................................5
1.1 方案设计................................................................................................5
1.2 控制原理................................................................................................5
1.3 控制功能................................................................................................6
2 系统硬件设计...................................................................................................7
2.1 单片机的发展趋势与介绍....................................................................7
2.1.1 单片机的分类.............................................................................7
2.1.2 单片机的硬件结构及特点.........................................................8
2.1.3 89C51 的引脚介绍 .....................................................................9
2.1.4 单片机最小系统的设计...........................................................11
2.2 显示部分的电路设计..........................................................................12
2.2.1 显示器 1602 电路设计...........................................................12
2.3 按键部分的电路设计..........................................................................14
2.3.1 键盘的分类...............................................................................14
2.3.2 键盘的工作方式.......................................................................16
2.4 温度传感器连接..................................................................................17
2.4.1 技术性能描述...........................................................................18
2.4.2 应用范围...................................................................................18
2.4.3 使用说明...................................................................................18
3 系统的软件设计.............................................................................................21
3.1 软件部分的总体设计思想..................................................................21
3.2 控制系统的主程序功能及流程图......................................................21
3.2.1 主程序流程图...........................................................................21
3.2.2 系统子函数设计.......................................................................22
4 系统的调试.....................................................................................................29
4.1 硬件部分调试步骤..............................................................................29
4.2 软件部分调试......................................................................................29
基于单片机的电饭锅电子保姆仪的设计与实现
IV
结 论.....................................................................................................................31
致 谢.....................................................................................................................32
参考文献...............................................................................................................33
附录 A 英文原文..................................................................................................34
附录 B 中文翻译..................................................................................................43
附录 C 系统设计原理图......................................................................................48
附录 D 程序清单..................................................................................................49
附录 E 系统实物图..............................................................................................65
1
引 言
自从 1955 年东芝开发出世界上第一台电饭煲,电饭煲的发展已经过了 50 年,到现
在,电饭煲已经成为了现代家庭必备的生活电器之一。随着电饭煲技术的发展,电饭煲
的控制技术也经历了几个重要的阶段,首先是机械式控制,然后是电子式控制,再是微
电脑控制,再是目前将要成为主流的电磁电饭煲和微压力电饭煲。今天,我们正经历着
一个电脑技术迅速发展的时代,电脑芯片、网络和 3C 技术已经开始成熟和普及,成本
大幅度下降,这就为我们提供了一个绝好的平台和环境,我们应该有理由也有信心将包
括电饭煲在内的所有智能家电控制技术作一次大的提升。因为随着人们生活水平的提高,
对电饭煲的要求也越来越高。日后,煮出来的米饭的可口程度、营养以及是否多功能、
是否节能这些因素将成为判断一个电饭煲好坏的新标准
[1]
。
综合各方面的需求和目前技术的发展,今后电饭煲控制技术将向以下几个方向发展:
(1) 更高端
目前市场上高档电饭煲越来越受欢迎,这是因为以前的消费者购买电饭煲是因为电
饭煲使用方便,而现在的消费者更注重使用的效果。煮饭的过程实际是通过加热将大米
由 β 淀粉转为 α 淀粉的过程,控制系统需要将这个过程处于一个可控的状态,按设定的
温度曲线变化。在这个过程中,使用模糊控制技术是目前最好的选择。同时,也要求电
饭煲设计工程师对大米以及烹饪方面有丰富的知识。有了这些条件,制造出来的电饭煲
将能煮出美味的米饭。因此,为了提升电脑电饭煲的煮饭效果,有必要制定电脑电饭煲
煮饭效果的行业标准,对电脑电饭煲煮出来的米饭的含水率、α 化程度、还原糖量、硬
度、粘度、色泽以及均匀程度等指标进行测量,以提高电饭煲行业的整体水平。
(2) 更智能
目前国内的电脑电饭煲大部分都是使用模糊控制理论来控制加热系统,模糊控制的
优点在于它可以模拟人的思维,用推理的方式进行饭量的检测和加热的控制。这种控制
技术在国内已经开始普及和成熟。但模糊控制也有它的缺点,就是没有学习能力。在电
饭煲的使用过程中存在外部环境差异、内部零件损耗及用户使用习惯的问题,这就需要
电饭煲在使用过程中通过工作的积累对这些状态进行学习。举个简单的例子,一台电饭
煲煮饭有偏软、适中、偏硬三种功能给用户选择,但一般用户的口味只有一种。假如用
户的口味是偏硬,而电饭煲的首选默认功能是适中,那么这个用户每次都需要按下功能
键将功能选到“偏硬”这一菜单上,这就增加了用户的操作难度。但如果是带学习功能
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