1、智能電飯煲的設計摘要： 本文主要介紹單片機在智能電飯煲中的應用的實現。 智能電飯煲是一種把電能轉化成熱能的新型多功能烹飪器具。 在科技發展日新月異的今天， 電飯煲也同其它家用電器一樣經歷了從簡單到復雜， 從手動到半自動、 全自動以及到現在的智能化產品的過程。 但因為價格較高， 所以它不能為普通家庭所接受。 微電腦或電腦控制的智能電飯煲符合現代人的要求， 人性化的界面設計， 使得人們一眼看出當前工作狀態， 讓您更安心， 各種烹調過程全部由電腦自動控制， 并且大多的智能電飯煲采用太空“黑晶”內膽，超硬耐磨，恒久美觀，所有的這些特點符合現代人的省時、 省力、 耐用的觀念做出一種價格低廉、 體積又小的

2、人性化的電飯煲是市場所需求的。本設計以美國 Atmel 公司生產的 8 位單片機 AT89C52 為核心。 該電飯煲控制器模擬煮飯專家加熱曲線對煮飯過程進行控制,具有多種煮飯模式,并實現了智能控制功能。該設計的電路結構簡單,所用器件較少，達到了減小體積，節約成本的目的，實現了電飯煲的低成本、高性能。 AT89C52 良好的性能和合理的資源非常適合于智能電飯煲。噴忠潤屬鈔瘞琳5尻賴。關鍵詞：智能電飯煲；Atmel公司；AT89C52;控制系統；單片機Design of intelligent electric rice cookerAbstract: This paper mainly intr

3、oduces the application of microcomputer in the realization of intelligent electric cooker. electric cooker is a kind of energy into heat of new-type multi-functional cooking utensils. In technology development fast-changing today, electric cooker are with other household electrical appliances as exp

4、erienced from simple to complex, from manual to automatic and semi-automatic, until now the process of the intelligent product. But because the price is higher, so it cannot be accepted for ordinary families. Microcomputer or computer control conforms to modern peoples requirement of intelligent ele

5、ctric cooker, human interface design, make people see the current work of the state, make you more secure, various cooking process by all the computer automatic control, and most intelligent electric cooker using space black crystal bladder, superhard wear-resisting, enduring beautiful, all of these

6、 features conforms to modern peoples save time, energy, and durable idea made a low price, volume and small humanized electric cooker is market demand. 溝熠金富愛建譴凈The design of sunplus technology company in the 8-bit microcontroller AT89C52 as the core. The electric cooker controller simulation curve o

7、f cook cooks experts heating process control, has a variety of cooking mode, and realized the intelligent control function. The design of the circuit structure is simple, USES the device less, reached &reduce volume and cost objective, realized the low-cost, high-performance electric. AT89C52 good p

8、erformance and reasonableresourcesis very suitable for intelligent electric cooker.殘鷲樓靜 WB 淑塑uKey words: Intelligent electric cooker ； Atmel company ； AT89C52; control system； MCU r鋼極鎮檜豬錐。緒論1.1 智能電飯煲的研究背景科技的革新、時代的進步和經濟的飛速發展使得人們的生活水平不斷提高，人們對日常生活中所使用的各種類型產品的要求也逐漸升高， 特別是對那些與日常生活密切相關的蒸煮類電子產品因為人們每天的起居飲食都

9、離不開這類產品。電飯煲以其方便快捷逐漸成為了人們日常生活必不可少的產品 , 這類電子產品須同時具 有特定的使用功能及相應的審美形式 , 即具有物質功能和文化功能雙重屬,性。彈貿攝爾霽斃撰磚鹵尻。而在當代激烈競爭的市場上， 產品日新月異。 為了提高企業的經濟效益， 就必須依據市場的變化情況, 大力改善產品設計工作，迅速提高產品設計水平。為此， 則需要根據用戶的需要， 在產品設計過程中進行技術經濟分析， 確定最適宜的產品功能, 合理的技術參數， 選擇適當的結構和材料， 降低產品的成本, 使產品達到物美價廉。 進行產品設計技術經濟分析， 實際上就是要對產品設計中如何達到技術上先進、經濟上又合理的設計

10、分析方法進行分析與討論. 總之，產品設計技術經濟分析是集市場、顧客、技術、經濟、創新等重要因素為一體的綜合集成的系統方法1 。只有在產品設計中多角度全方位地考慮各種因素，才有助于產品的設計開發更加科學、 合理， 從而提高新產品設計開發的成功率, 降低風險 , 進而增強企業的市場競爭力。II養技篋1W志類蔣番隨著以計算機技術為核心的信息技術，特別是數字化技術、多媒體技術和網絡技術的高速發展， 智能家電產業正在迅速崛起。 世界著名的電腦和家電企業如 IBM 、夏普、微軟、英特爾、松卜、 NEC 、東芝等都大力研發自己的智能家電產品，我國的許多公司如聯想、長虹、海信、 TCL 、海爾等也都投入到智能

11、家電的開發工作。 作為傳統家電代表， 電飯煲也已融入到系統化的信息家電系統中，它的功能已不再只是單純的煮飯，功能齊全、操作簡便、人性化的界面，烹調過程自動化， 甚至是網絡控制的信息化電飯煲已成為現代人的新需求。 伴隨著生活水平的提高， 電飯煲的智能化和網絡化將成為一種趨勢， 機械電飯煲必將退出市場歷史舞臺。廈礴懇蹣駢日寺翥繼0T騷。以人為本， 是設計中的永恒主題。 人與產品的多重關系決定產品必將服務于人，而人必將為產品的設計明確方向和意圖。簡潔、實用、安全、綠色、科技感強的清潔工具近幾年不斷涌現， 人們對清潔工具的使用過程、 使用效果更為看重。美美產品不需太多煩亂的操作簡約而不簡單5。煢楨廣鯽

12、獻選塊網糊目。1.2 智能家電概述所謂智能化家電，是指運用現代最新科技研制研發的新一代具有智能功能的家用電器 6 。它所涉及的高新技術領域十分廣泛，其中包括：多媒體技術、數字技術、模糊控制技術、太陽能技術、專家系統、人工智能、生物技術等。而人工智能的載體通過傳統的邏輯電路實現顯然是不現實的， 而通過嵌入式系統就能輕松實現。 嵌入式系統是將計算機硬件和軟件結合起來， 構成一個專門的計算裝置，完成特定的功能和任務。 在嵌入式系統中， 單片機是最重要也是應用最多的智能核心器件。從結構的角度講，由于單片機是嵌入家用電器內部并作為核心部件，故智能家用電器的結構體系很明顯就是一個嵌入式系統。鵝婭盡指鶴慘屣

13、蘢題!。嵌入式系統應用到家用電器中， 并作為核心控制部件， 早已成為了一種歷史趨勢。 早在一九九九年三月， 美國微軟公司懂事長兼首席執行官比爾 蓋茨在深圳發布和演示了該公司為中困市場兀發的產品“維納斯計劃”。“維納斯計劃”向中國的老百姓展示了未來 “網絡化生活” 的美好前景， 掀起了中國信息家電產業化的序幕。 這也預示著電腦、 電信、 電器三電一體化所引發的信息電器化革命將為未來幾年內世界信息電子和消費電子兩大行業最主要的發展方向。 近年來， 在中國市場上銷售的家用電器， 應用了嵌入式微控系統的智能產品層出不窮。 正是基于這一美好盼前景， 本課題將嵌入式微控制系統應用到很常見的小家電電飯煲之中

14、0 麓叢媽趣為贍債蛭練浮。嵌入式系統在小家電上的應用遠晚于其在黑色家電及其他大型家電上的應用。 日本、 臺灣等地區對嵌入式小家電的研究及生產要早于其他地區。 比較出色的公司主要集中在日本。如日本的三洋、松下、東芝、象印、虎牌、三菱等大型跨國公司， 他們的產品遍布世界各地。 雖然各個公司的產品各有特色， 但是從產品的電器性能來說，都是應用了嵌入式系統，使產品的功能智能化、人性化、小型化、節能化等。51m圣的齦訝驊汆。當今社會科技發展迅速，人們生活水平迅速提高，家用電器越來越受到人們的重視， 許多家用電器制造商都投入大量的人力、 資金進行家電的升級和智能化。滲嗆儼勻謂鱉調硯金帛。目前，在智能家電研

15、究方面已取得很大的進展，出現了一些功能各異、形式多樣的智能家電。 例如具有智能功能的洗衣機， 這種洗衣機運用模糊控制技術，使洗衣機能夠自動完成從注水、加洗滌劑、洗滌、烘干、關機等過程，即將要洗的衣服放入洗衣機內后不用管理便可自動操作運行。 多媒體技術給智能家電提供越來越齊全的功能， 現在的很多家電都有了聲音、 視頻功能， 能非常好的完成與用戶的交互。 智能家電的智能功能還表現在家電具有自動識別和調節功能。 例如智能空調， 它通過眾多的傳感器及控制系統， 根據室內溫度自動調節使之始終保持在最佳溫度左右。 現代人工智能和專家系統在家用電器中的應用也越來越廣泛。如在廚房家電中出現了智能微波爐、 智能

16、面包機等。 運用語音識別技術的聲控家電近年來發展也很快， 出現了聲控電話機和聲控電視等。 還有智能冰箱， 可實現多個溫區的精確控溫，通過LCD 提示工作狀態和溫度數據，智能提示食品的最佳存儲溫度和保存期， 并可自由設定存儲同期， 如食品到期未食用， 將進行提示。智能微波爐不但具有語音功能， 還可以根據食品上的條形碼信息來決定加熱食品的時間和烹飪的溫度。錢臥瀉嵯圣騁貝兒!廉。現在， 歐洲、 美國、 日本和國內的一些家電公司都已提出了智能家電的解決方案，并已實現成品化，盡管各方提出的方案不同，但都本著標準化、開放性、面向未來的宗旨，體現以人為本的設計思路，讓消費者全方位的感受數字生活。鳳襪備音叫輪

17、爛薔。1. 3 智能電飯煲的發展現狀電飯煲的基本功能就是煮飯、 煮粥和煲湯， 如何將米煮成香噴噴的米飯是電飯煲需要解決的主要問題。 隨著計算機技術不斷地向非計算機領域的滲透， 嵌入式系統已經滲透到我們生活的方方面面，并已應用到工業、交通、通訊、醫療以及家電等領域當中。 嵌入式家用電器不僅儀實現了產品的原始屬性， 更融入了我們人類的智慧結晶，使產品更智能化、系統化、人性化。嵌入式系統在電飯煲中的應用智能電飯煲具有煮飯、蒸煮、煲粥、煲湯以及烤蛋糕等功能，并在此基礎上衍生出相應更細化、人性化的功能。嬲熟俁閹陽閶鄴錢鼠現在， 歐洲、 美國、 同本和國內的一些家電公司都已提出了智能家電的解決方案，并已實

18、現成品化，盡管各方提出的方案不同，但都本著標準化、開放性、面向未來的宗旨，體現以人為本的設計思路，讓消費者全方位的感受數字生活。目前，我國電飯煲行業也已進入了由“機械電飯煲”向“智能電飯煲”升級的關鍵時期。壇搏鄉it懺簍鍥鈴io短而這種趨勢的原因是：普通的機械電飯煲的缺點：1 、機械電飯煲的功能太少，不能實現消費者除了煮飯外的其他生活必須的功能。例如做壽司、蛋糕、煮嬰兒雜糧飯等等蠟燮夥寤W長鉉錨金市贅。2 、 機械電飯煲在煮飯的過程中， 米在蒸煮過程中不能充分吸水， 內部干澀，熱量無法滲透，米飯煮出來就容易出現夾生的現象，影響了 口感和營養。 而輔 曇JW送閆擷凄。3 、普通的機械電飯煲也缺乏

19、預約定時功能，已經越來越無法滿足現代快節奏生活的需要。4 、普通的機械電飯煲使用底盤加熱在煮熟飯后易產生冷凝水，保溫過程會出現冷凝水滴落泡白米飯現象。而智能電飯煲在這方面解決了傳統電飯煲的大部分遺留問題， 所以說未來是智能電飯煲的時代。目前， 在智能家電研究方面已取得很大的進展， 出現了一些功能各異、 形式多樣的智能家電。例如具有智能功能的洗衣機，這種洗衣機運用模糊控制技術，使洗衣機能夠自動完成從注水、加洗滌劑、沈滌、烘干、關機等過程，即將要洗的衣服放入洗衣機內后不用管理便可自動操作運行。 多媒體技術給智能家咆提供越來越齊全的功能， 現在的很多家電都有了聲音、 視頻功能， 能非常好的完成與用戶

20、的交互。 智能家電的智能功能還表現在家電具有自動識別和調節功能。 例如智能空調， 它通過眾多的傳感器及控制系統， 根據室內溫度自動調節使之始終保持在最佳溫度左右。 現代人工智能和專家系統在家用電器中的應用也越來越廣泛。如在廚房家電中出現了智能微波爐、 智能面包機等。 運用語音識別技術的聲控家電近年來發展也很快， 出現了聲控電話機和聲控電視等。 還有智能冰箱， 可實現多個溫區的精確控溫，通過LCD 提示工作狀態和溫度數據，智能提示食品的最佳存儲溫度和保存期， 并可自由設定存儲同期， 如食品到期未食用， 將進行提示。智能微波爐不但具有語音功能， 還可以根據食品上的條形碼信息來決定加熱食品的時間和烹

21、飪的溫度。 鋪蜩鵬蹤韋麟余翟。在智能家電的研究方面， 日本走在世界的前面。資料統計表明， 目前日本家用電器的單片機使用率在85%-94%之間，其中使用模糊控制的家電產品約占50%。日本甚至在幾乎所有的模糊控制應用領域都在世界上領先。日本在九十年代初期就有模糊家電問世，而那時我國的模糊家電尚未起步。現在， 在家電控制器中應用模糊控制在我國受到普遍重視。 由于我國家電行業的飛速發展， 模糊家電在我國大有可為。H顧震彥決綏飴夏錦。目前看來，模糊家電的發展有三大發展動向 :1 、進一步擴大傳感器的組合利用多個傳感器的功能組合可以不斷改進家電的控制技術，而對多個量采樣后再進行綜合判斷正是模糊家電之所長。

22、貓蠶蠅會燎誅髏既尻。2 、與 AI （ 人工智能 ） 和神經網絡技術相結合如前所述，與AI （ 人工智能 ） 和神經網絡技術相結合將進一步提高模糊家電的智能化水平。鍬籟饕逕瑣1領鷗婭番3 、模糊家電網絡化隨著網絡經濟的逐步發展，未來的家用電器必將改變目前這種單機運作的模式，而具有與Internet 網通信的能力。家用電器走網絡化的道路，這也是當今家電產業發展的趨勢之一。情氽彘飩芹齦話鷲。電飯煲的功能現在已經開發到了一個比較成熟的階段， 已經出現了各種各樣的智能電飯煲，電飯煲也進如了自動化，智能化，美觀化，營養化及環保化的發展趨勢。而隨之功能的逐漸完善，智能電飯煲的價格要比普通電飯煲高出幾倍，在

23、中國， 大多數人喜歡在新的一年各廠家的各種促銷之際更換電器， 價格過高的智能電飯煲大多數家庭沒有適用，所以如何開發出一款物美價廉的智能電飯煲，便是占據市場的一個新的契機。輒峰隔槿貓病I僦滎。1. 4 本文研究的具體內容本文以智能電飯煲為研究對象, 研究了智能電飯煲的控制策略 , 同時利用PROTUES進行了一系列的仿真研究及探討。堯側閨藕絳絢J1蝙督。我的工作主要體現在以下幾個方面：【 1】借鑒他人研究的智能電飯煲的工作原理以及設計要求，對控制流程進行了初步的分析和研究，確定了智能電飯煲控制系統的設計方案。識蟠B星縊雕!嗜儼凄。【 2】對控制系統的硬件和軟件進行了深入的分析和研究，設計了智能電

24、飯煲控制系統的主電路和控制電路。【 3】根據智能電飯煲控制原理建立了基于 PROTUES軟件的智能電飯煲控制的仿真模型圖， 得到仿真結果， 并分析仿真結果， 通過仿真結果來分析控制理論，總結和分析控制中的一些問題。潮娘勞嘛皆癇嫦脛汆。2硬件電路設計2.1 復位電路設計2.1.1 復位電路的作用在上電或復位過程中，控制CPU的復位狀態：這段時間內讓CPU保持復位 狀態，而不是一上電或剛復位完畢就工作，防止 CPU發出錯誤的指令、執行錯 誤操作，也可以提高電磁兼容性能。 底翱T滅縈歡壕爵詢。無論用戶使用哪種類型的單片機，總要涉及到單片機復位電路的設計。 而單 片機復位電路設計的好壞，直接影響到整個

25、系統工作的可靠性。 許多用戶在設計 完單片機系統，并在實驗室調試成功后，在現場卻出現了死機”、程序走飛”等現 象，這主要是單片機的復位電路設計不可靠引起的。 鯊胃輸出梆料為騰罅。2.1.2 基本的復位方式單片機在啟動時都需要復位，以使CPU及系統各部件處于確定的初始狀態， 并從初態開始工作。89系列單片機的復位信號是從 RST引腳輸入到芯片內的施 密特觸發器中的。當系統處于正常工作狀態時，且振蕩器穩定后，如果 RST引 腳上有一個高電平并維持2個機器周期（24個振蕩周期）以上，則CPU就可以響 應并將系統復位。單片機系統的復位方式有：手動按鈕復位和上電復位碩鷹!瀕諂（1）手動按鈕復位手動按鈕復

26、位需要人為在復位輸入端 RST上加入高電平（圖2-1）。一般采 用的辦法是在RST端和正電源Vcc之間接一個按鈕。當人為按下按鈕時，則Vcc 的+5V電平就會直接加到RST端。手動按鈕復位的電路如所示。由于人的動作 再快也會使按鈕保持接通達數十毫秒，所以，完全能夠滿足復位的時間要求。闋復位按鈕8.2K Q10uFVccAT89C52RSTGND圖2-1手動復位按鈕(2)上電復位AT89C52的上電復位電路如圖2-2所示，只要在RST復位輸入引腳上接一 電容至Vcc端，下接一個電阻到地即可。對于 CMOS型單片機，由于在RST端 內部有一個下拉電阻，故可將外部電阻去掉，而將外接電容減至1好。上電

27、復位的工作過程是在加電時，復位電路通過電 容加給RST端一個短暫的高電平信號， 此高電平信號隨著Vcc對電容的充電過程而逐漸回落，即 RST端的高電平持續 時間取決于電容的充電時間。為了保證系統能夠可靠地復位，RST端的高電平信 號必須維持足夠長的時間。上電時， Vcc的上升時間約為10ms,而振蕩器的起 振時間取決于振蕩頻率，如晶振頻率為 10MHz,起振時間為1ms；晶振頻率為 1MHz,起振時間則為10ms。在圖2的復位電路中，當Vcc掉電時，必然會使 RST端電壓迅速下降到0V以下，但是，由于內部電路的限制作用，這個負電壓 將不會對器件產生損害。另外，在復位期間，端口引腳處于隨機狀態，

28、復位后， 系統將端口置為全“1”態。如果系統在上電時得不到有效的復位，則程序計數 器PC將得不到一個合適的初值，因此，CPU可能會從一個未被定義的位置開始 執行程序。量嚕除鼠貿懇彈濾頷杲。VccAT89C52RSTGND圖3積分型上電復位電路5Vc?10uF8.2KQ I圖2-2上電復位電路(3)積分型上電復位常用的上電或開關復位電路如圖2-3所示。上電后，由于電容 C3的充電和反相 門的作用，使RST持續一段時間的高電平。當單片機已在運行當中時，按下復 位鍵K后松開，也能使RST為一段時間的高電平，從而實現上電或開關復位的 操作。tt鶴瓷羸第爵贅。2.2晶振電路單片機晶振是單片機內部電路產生

29、單片機所需的時鐘頻率的部件， 單片機品 振提供的時鐘頻率越高，那么單片機運行速度就越快，單片接的一切指令的執行 都是建立在單片機晶振提供的時鐘頻率。通常一個系統共用一個晶振，便于各部 分保持同步。有些通訊系統的基頻和射頻使用不同的晶振，而通過電子調整頻率的方法保持同步。晶振通常與鎖相環電路配合使用，以提供系統所需的時鐘頻率。 如果不同子系統需要不同頻率的時鐘信號，可以用與同一個晶振相連的不同鎖相 環來提供。在通常工作條件下，普通的晶振頻率絕對精度可達百萬分之五十。高級的精度更高。有些晶振還可以由外加電壓在一定范圍內調整頻率，稱為壓控振蕩器（VCO）。晶振有一種能把電能和機械能相互轉化的晶體在共

30、振的狀態下 工作，以提供穩定，精確的單頻振蕩。慫闡I懿逕叫涼。系統振蕩可以采用外部RC振蕩方式，在OSC與VSS之間需要接一個外部 電阻，這是一種低成本的方案，但是，振蕩頻率會隨著 VDD、溫度和芯片自身 參數的漂移而產生誤差。而在實際編程過程中，兩個定時計數器都會使用，其中 TMRO必須選擇系統時鐘作為振蕩源，同時編程過程中采用一定的循環指令作 為短時問的準確定時也是十分方便的， 所以要求系統的振蕩頻率要非常準確， 如 圖2-4為晶振電路。諺辭擔諂動律瀉類之HALT模式會停止系統振蕩器，但是 32768Hz的晶體振蕩在HALT模式下 仍會繼續作用，可以選擇32768Hz的晶體振蕩做為內部計數

31、器的時鐘源如 RTC、 時基、WDT等，這樣當單片機進入HALT省電模式時，使一個內部計數器產生 周期性中斷而刷新LCD顯示，從而實現HALT狀態的時鐘顯示。所以，振蕩電 路采用4MHz的石英振蕩器作為系統振蕩，采用 32768晶體振蕩器作為RTC振 蕩，如圖2, 4所示。啜覲言圭緣銅囁偏祚合鑄。OCS1OCS2AT89C52OCS3OCS410pF C1X1 叩 4MHz IH C2l0pF 10pF II X2lp C3 32.768KHz 圖2-4單片機晶振電路2.3按鍵掃描電路設計電飯煲里面的單片機需要時時刻刻掃描是否有相應的功能按鍵按下，當檢測 到某個功能按鍵按下時就必須執行這個功能

32、， 所以電飯煲功能按鍵的掃描非常重要，如圖2-5所示的按鍵圖受紿輜檄庫功能按鍵I1AT89C52圖2-5功能按鍵掃描電路2.3.1 按鍵抖動問題機械式按鍵再按下或釋放時，由于機械彈性作用的影響，通常伴隨有一定時 間的觸點機械抖動，然后其觸點才穩定下來。其抖動過程如圖 2-6所示，抖動時 間的長短與開關的機械特性有關，一般為 5-10 ms,如圖2-6所示的按鍵操作和 抖動0初漬蟆俾閱剜鯽胃暹藏。功能鍵I I十 5V R1-1|-(a)按鍵輸入按下鍵松開鍵A Y A八/4*前沿抖動鍵盤穩定后沿抖動(b)按鍵抖動圖2-6按鍵操作和抖動在觸點抖動期間檢測按鍵的通與斷狀態，可能導致判斷出錯，即按鍵一次

33、按下或釋放被錯誤地認為是多次操作，這種情況是不允許出現的。為了克服按鍵觸點機械抖動所致的檢測誤判， 面予以考慮。在鍵數較少時，必須米取去抖動措施。這一點可從硬件、軟件兩方 可采用硬件去抖，而當鍵數較多時，采用軟件去抖。在硬件上可采用在鍵輸出端加R-S觸發器(雙穩態觸發器)或單穩態觸發器構成去 抖動電路。圖2-7是一種由R-S觸發器構成的去抖動電路，當觸發器一旦翻轉， 觸點抖動不會對其產生任何影響。封憂蔣氯僦B躁憫鷲。&)& R1(C)消除消抖電路圖2-7硬件消抖電路軟件上采取的措施是：在檢測到有按鍵按下時，執行一個10 ms左右(具體時間應視所使用的按鍵進行調整) 的延時程序后，再確認該鍵電平

34、是否仍保持閉 合狀態電平，若仍保持閉合狀態電平，則確認該鍵處于閉合狀態。同理，在檢測 到該鍵釋放后，也應采用相同的步驟進行確認，從而可消除抖動的影響。穎芻H蟆悖億頓裳賠洸。2.3.2 按鍵分類及掃描方式(1)獨立式按鍵單片機控制系統中，獨立式按鍵是直接用往往只需要幾個功能鍵，止匕時，可采用獨立式按鍵結構。I/O 口線構成的單個按鍵電路，具特點是每個按鍵單獨占用一根I/O 口線，每個按鍵的工作不會影響其它I/O 口線的狀態。獨立式按鍵 電路配置靈活，軟件結構簡單，但每個按鍵必須占用一根 I/O 口線，因此，在按 鍵較多時，I/O 口線浪費較大，不宜采用。濫嬲g驟抑It腑聰。(2)矩陣式鍵盤矩陣式

35、按鍵：I/O端線分為行線和列線，按鍵跨接在行線和列線上，按鍵按 下時，行線與列線發生短路。特點： 占用I/O端線較少； 軟件結構復雜。 適用于按鍵較多的場合。跳第曼底鰻鴻錢蹲京。(3)鍵盤掃描控制方式A、程序控制掃描方式。鍵處理程序固定在主程序的某個程序段。特點：對CPU工作影響小，但應考慮鍵盤處理程序的運行間隔周期不能太長，否則會 影響對鍵輸入響應的及時性。 擠電爰結口嘵類OB、定時控制掃描方式。利用定時/計數器每隔一段時間產生定時中斷，CPU 響應中斷后對鍵盤進行掃描。特點：與程序控制掃描方式的區別是，在掃描間隔 時間內，前者用CPU工作程序填充，后者用定時/計數器定時控制。定時控制掃 描

36、方式也應考慮定時時間不能太長，否則會影響對鍵輸入響應的及時性。賠旗申諂命驟遼輩襪金卷。C、中斷控制方式中斷控制方式是利用外部中斷源，響應鍵輸入信號。特點：克服了前兩種控 制方式可能產生的空掃描和不能及時響應鍵輸入的缺點，既能及時處理鍵輸入， 又能提高CPU運行效率，但要占用一個寶貴的中斷資源。埴髓瞄決穗與卜冊工2.3.3 按鍵及其接口電路(1)獨立式接口，按鍵直接與I/O 口連接P1.2AT89C52P1.0P1.1圖2-8獨立式按鍵接口AT89C52P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7K0K4K8K12K1K2K3K7K1115+5V0行線列線(2)矩陣式按鍵接口

37、圖2-9矩陣式按鍵電路矩陣式鍵盤中，行、列線分別連接到按鍵開關的兩端，行線通過上拉電阻接 到+5V上。當無鍵按下時，行線處于高電平狀態；當有鍵按下時，行、列線將 導通，此時，行線電平將由與此行線相連的列線電平決定。 這是識別按鍵是否按 下的關鍵。然而，矩陣鍵盤中的行線、列線和多個鍵相連，各按鍵按下與否均影 響該鍵所在行線和列線的電平，各按鍵間將相互影響，因此，必須將行線、列線 信號配合起來作適當處理，才能確定閉合鍵的位置。識別按鍵的方法很多，其中， 最常見的方法是掃描法。下面以圖2-9中8號鍵的識別為例來說明掃描法識別按 鍵的過程。 裳棣祕顫諺劍羋藺。按鍵按下時，與此鍵相連的行線與列線導通，行

38、線在無鍵按下時處在高電平。 顯然，如果讓所有的列線也處在高電平， 那么，按鍵按下與否不會引起行線電平 的變化，因此，必須使所有列線處在低電平。只有這樣，當有鍵按下時，該鍵所 在的行電平才會由高電平變為低電平。CPU根據行電平的變化，便能判定相應 的行有鍵按下。8號鍵按下時，第2行一定為低電平。然而，第2行為低電平時， 因為9、10、11號鍵按下，同樣會使第2行為低電平。為進一步確定具體鍵，不 能使所有列線在同一時刻都處在低電平，可在某一時刻只讓一條列線處于低電平， 其余列線均處于高電平，另一時刻，讓下一列處在低電平，依此循環，這種依次 輪流每次選通一列的工作方式稱為鍵盤掃描。 采用鍵盤掃描后，

39、再來觀察8號鍵按下時的工作過程，當第0列處于低電平時，第2行處于低電平，而第1、2、3 列處于低電平時，第2行卻處在高電平，由此可判定按下的鍵應是第 2行與第0 歹1的交叉點，即8號鍵。倉嫄黯世囑瓏言摘m慧2.4 蜂鳴器設計除了要求蜂鳴器發出各種按鍵的提示聲音之外，還要在炊煮結束時“奏出” 出悅耳的爵樂提示使用者。由于單片機I/O資源有限，一般選用一個I/O口驅動蜂 鳴器發生聲音，驅動電路如圖2-10所示。綻暮螂的蛭蠲絡遍VDD圖2-10蜂鳴器驅動電路2.5 單片機穩壓電源設計電飯煲由農村用電220V/50Hz單相交流電供電，智能電飯煲是一種以單片 機為核心處理器件的電飯煲，為了使智能控制系統

40、能夠正常工作， 需要為單片機 提供穩定的直流電壓5V,因此在市電供電的情況下如何設計一個 5V的直流穩 壓電源至關重要。接下來，本文將具體設計 5V直流穩壓電源的電路。根據設計 指標要求，該穩壓電源由變壓器、整流電路、濾波電路、穩壓電路等組成，其原 理方框如下圖2-11所示。驍顧烽翳瓶前艙1加機圖2-11穩壓電源設計方案降壓變壓器：變壓器的功能是將220V的交流電變換成整流電路所需要的低 壓交流電。整流電路：整流電路是利用二極管的單向導電特性， 將變壓器的次級電壓變 換成單向直流。濾波電路：濾波電路的作用是平波，將波動直流變換成比較平滑的直流。穩壓電路：濾波電路的輸出電壓還是有一定的波動，對要

41、求較高的電子設備, 還要穩壓電路，通過穩壓電路的輸出電壓幾乎就是恒定電壓三 軟件設計3.1 AT89C52 介紹針對電飯煲等小家電，目前集成了 A/D 轉換、 LCD 驅動、外部中斷、多定時計數器、多 I/O 口并且驅動能力強的單片機已經很普遍，同時不同 ROM 容量且彼此兼容的同一品牌的系列單片機更是極大方便了開發調試，本畢業設計采用的是AT89C52 單片機作為電飯煲的中央控制系統處理器。金留詩浬艷損樓余世饕食掰。3.1.1 單片機的特性AT89C52 是美國 Atmel 公司生產的低電壓、高性能 CMOS 8 位單片機，片內含 8KB 的可反復檫寫的程序存儲器和 12KB 的隨機存取數據

42、存儲器（ RAM ） ，器件采用 Atmel 公司的高密度、 非易失性存儲技術生產， 兼容標準 MCS-51 指令系統,片內配置通用 8位中央處理器（CPU）和Flash存儲單元，功能強大的AT89C52 單片機可靈活應用于各種控制領域。 AT89C52 單片機屬于 AT89C51 單 片機的增強型，與Intel公司的80C52在引腳排列、硬件組成、工作特點和指令 系統等方面兼容。其主要工作特性是：櫛緞歐鋤熟a種瑤鏤。1、片內程序存儲器內含8KB的Flash程序存儲器，可擦寫壽命為1000次;2、片內數據存儲器內含256 字節的 RAM ；3、具有32 根可編程I/O 口線；4、具有3 個可編

43、程定時器；5、中斷系統是具有8 個中斷源、 6 個中斷矢量、 2 個級優先權的中斷結構；6、串行口是具有一個全雙工的可編程串行通信口；7、具有一個數據指針DPTR；8、低功耗工作模式有空閑模式和掉電模式；9、具有可編程的3 級程序鎖定位；10、AT89C52工作電源電壓為5 （1+0.2） V,且典型值為5V;11、 AT89C52 最高工作頻率為 24MHz 。單片機正常工作時， 都需要有一個時鐘電路和一個復位電路。 本設計中選擇了內部時鐘方式和按鍵電平復位電路，來構成單片機的最小電路。 AT89C52 是 一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系統可編程Flash存儲器。使用

44、Atmel 公司高密度非易失性存儲器技術制造，與工業 80C51 產品指令和引腳完全兼容。片上Flash允許程序存儲器在系統可編程，亦適于常規編程器。在 單芯片上，擁有靈巧的8位CPU和在系統可編程Flash,使得AT89C52為眾多 嵌入式控制應用系統提供高靈活、超有效的解決方案。其主要功能為：轡觸W殮撰瑤麗閹應。（1） 可編程時鐘輸出：定時器 2 可通過編程從P1.0 輸出一個占空比為 50%的時鐘信號，如圖 8 所示。 P1.0 引腳除了是一個標準的 I/O 口外，還可以通過 編程使其作為定時/計數器2 的外部時鐘輸入和輸出占空比50%的時鐘脈沖。當時鐘振蕩頻率為16MHz 時，輸出時鐘

45、頻率范圍為61Hz 4MHz 。當設置定時計數器 2 為時鐘發生器時， C/T2 （T2CON .1） =0， T2OE （T2MOD.1 ） =1，必 須由 TR2（ T2CON.2） 啟動或停止定時器。 時鐘輸出頻率取決于振蕩頻率和定時器2捕獲寄存器（RCAP2H, RCAP2L）的重新裝載值，公式如下：輸出時鐘頻率 =振蕩器頻率/4*65536-（RCP2H,RCP2L） 在時鐘輸出方式下，定時器2 的翻轉不會產生中斷，這個特性與作為波特率發生器使用時相仿。定時器2 作為波特率發生器使用時， 還可作為時鐘發生器使用， 但需要注意的是波特率和時鐘輸出頻率不能分開確定，這是因為它們同使用RC

46、AP2L和RCAP2L。UART :AT89C52的UART工作方式與 AT89C51工作方式相同。崛揚斕潮解S浸興渙氤（2）中斷：AT89C52共有6個中斷向量：兩個外中斷（INTO和INT1 ） , 3 個定時器中斷（定時器0、 1、 2）和串行口中斷。所有這些中斷源如圖9 所示這些中斷源可通過分別設置專用寄存器IE 的置位或清0來控制每一個中斷的允許或禁止。 IE 也有一個總禁止位EA ， 它能控制所有中斷的允許或禁止。 注意表 5 中的 IE.6 為保留位，在AT89C51 中 IE.5 也是保留位。程序員不應將“ 1寫入這些”位，它們是將來AT89 系列產品作為擴展用的。定時器2 的

47、中斷是由 T2CON 中的TF2和EXF2邏輯或產生的，當轉向中斷服務程序時，這些標志位不能被硬件 清除，事實上，服務程序需確定是TF2或EXF2產生中斷，而由軟件清除中斷標 志位。定時器0 和定時器 1 的標志位 TF0 和 TF1 在定時器溢出那個機器周期的S5P2狀態置位，而會在下一個機器周期才查詢到該中斷標志。 然而，定時器2的 標志位TF2在定時器溢出的那個機器周期的 S2P2狀態置位，并在同一個機器周 期內查詢到該標志。時鐘振蕩器： AT89C52 中有一個用于構成內部振蕩器的高增益反相放大器，引腳 XTAL1 和 XTAL2 分別是該放大器的輸入端和輸出端。這個放大器與作為反饋元

48、件的片外石英晶體或陶瓷諧振器一起構成自激振蕩器。外接石英晶體 （或陶瓷諧振器） 及電容 C1、 C2 接在放大器的反饋回路中構成并聯振蕩電路。對外接電容C1、 C2 雖然沒有十分嚴格的要求，但電容容量的大小會輕微影響振蕩頻率的高低、 振蕩器工作的穩定性、 起振的難易程序及溫度穩定性，如果使用石英晶體，我們推薦電容使用30pFt0pF,而如使用陶瓷諧振器建議選擇40pFI0FO用戶也可以采用外部時鐘。采用外部時鐘的電路如圖10右圖所示。這種情況下，外部時鐘脈沖接到 XTAL1 端，即內部時鐘發生器的輸入 端， XTAL2 則懸空。由于外部時鐘信號是通過一個2 分頻觸發器后作為內部時鐘信號的， 所

49、以對外部時鐘信號的占空比沒有特殊要求， 但最小高電平持續時間 和最大的低電平持續時間應符合產品技術條件的要求。爵叁耀內燼憂毀厲餓警。（ 3） 空閑節電模式： 在空閑工作模式狀態,CPU 自身處于睡眠狀態而所有片內的外設仍保持激活狀態，這種方式由軟件產生。此時，同時將片內 RAM 和所有特殊功能寄存器的內容凍結。 空閑模式可由任何允許的中斷請求或硬件復位終止。 由硬件復位終止空閑狀態只需兩個機器周期有效復位信號， 在此狀態下， 片 內硬件禁止訪問內部RAM ，但可以訪問端口引腳，當用復位終止空閑方式時，為避免可能對端口產生意外寫入， 激活空閑模式的那條指令后一條指令不應是一條對端口或外部存儲器的

50、寫入指令。則端隔繆澧暉園棟游（ 4）掉電模式：在掉電模式下，振蕩器停止工作，進入掉電模式的指令是最后一條被執行的指令， 片內 RAM 和特殊功能寄存器的內容在終止掉電模式前被凍結。 退出掉電模式的唯一方法是硬件復位， 復位后將重新定義全部特殊功能寄存器， 但不改變 RAM 中的內容， 在 Vcc 恢復到正常工作電平前， 復位應無效， 且必須保持一定時間以使振蕩器重啟動并穩定工作。脹鰻彈奧秘舔戶攣鈕聰。（ 5）程序存儲器的加密：AT89C52 有 3 個程序加密位，可對芯片上的 3 個加密位LB1、LB2、LB3進行編程（P）或不編程（U）來得到。當加密位 LB1 被編程時，在復位期間， EA

51、端的邏輯電平被采樣并鎖存，如果單片機上電后一 直沒有復位， 則鎖存起的初始值是一個隨機數， 且這個隨機數會一直保存到真正復位為止。 為使單片機能正常工作， 被鎖存的 EA 電平值必須與該引腳當前的邏輯電平一致。止匕外，加密位只能通過整片擦除的方法清除。解網禱和誦幫廢捕混（6） Flash存儲器的編程：AT89C52單片機內部有8k字節的Flash PEROM, 這個 Flash 存儲陣列出廠時已處于擦除狀態 （即所有存儲單元的內容均為FFH） ，用戶隨時可對其進行編程。編程接口可接收高電壓（+12V ）或低電壓（Vcc ）的允許編程信號。 低電壓編程模式適合于用戶在線編程系統， 而高電壓編程模

52、式可與通用 EPROM 編程器兼容。 AT89C52 單片機中， 有些屬于低電壓編程方式， 而有些則是高電壓編程方式， 用戶可從芯片上的型號和讀取芯片內的簽名字節獲得該信息。AT89C52 的程序存儲器陣列是采用字節寫入方式編程的，每次寫入一個字節，要對整個芯片內的 PEROM 程序存儲器寫入一個非空字節， 必須使用片擦除的方式將整個存儲器的內容清除。薪戢I賑維卿c擴寂（ 7）編程方法。編程前，須按表9 和圖 11 所示設置好地址、數據及控制信號，AT89C52編程方法如下：1 在地址線上加上要編程單元的地址信號。2 在數據線上加上要寫入的數據字節。3 激活相應的控制信號。4 在高電壓編程方式

53、時，將EA/Vpp 端加上 +12V 編程電壓。5 每對Flash存儲陣列寫入一個字節或每寫入一個程序加密位，加上一個 ALE/PROG 編程脈沖。 每個字節寫入周期是自身定時的， 通常約為1.5ms。 重復15步驟，改變編程單元的地址和寫入的數據，直到全部文件編程結束。隔塞境鞋罪規嗚舊指（ 8）數據查詢AT89C52 單片機用 Data Palling 表示一個寫周期結束為特征，在一個寫周期中，如需讀取最后寫入的一個字節，則讀出的數據的最高位（P0.7）是原來寫入字節最高位的反碼。 寫周期完成后， 所輸出的數據是有效的數據， 即可進入下一個字節的寫周期，寫周期開始后， Data Pallin

54、g 可能隨時有效。Ready/Busy：字節編程的進度可通過“ RDY/BSY 輸出信號監測，編程期間，ALE 變為高電平“H后,P3.4 （RDY/BSY）端電平被拉低，表示正在編程狀態（忙狀態） 。編程完成后，P3.4變為高電平表示準備就緒狀態。程序校驗：如果加密位LB1、LB2 沒有進行編程，則代碼數據可通過地址和數據線讀回原編寫的數據，采用如圖12 的電路。加密位不可直接校驗，加密位的校驗可通過對存儲器的校驗和寫入狀態來驗證。芯片擦除：利用控制信號的正確組合（表6）并保持ALE/PROG引 腳10ms的低電平脈沖寬度即可將 PEROM陣列（4k字節）和三個加密位整片擦 除，代碼陣列在片

55、擦除操作中將任何非空單元寫入 “1”，這步驟需再編程之前進行。讀片內簽名字節：AT89C52單片機內有3個簽名字節，地址為030H、031H 和032H。用于聲明該器件的廠商、型號和編程電壓。渤氯粥楮閽氤3.2 米飯最佳溫度曲線電飯煲的基本功能就是煮飯， 如何將米煮成香噴噴的米飯是電飯煲需要解決的主要問題。為了得到最佳的煮飯效果，首先要了解煮飯對象大米的特性，然后通過傳統的和科學的煮飯方法確定最佳的煮飯工藝流程即煮飯的過程控制，最后根據確定的煮飯流程編寫參數調試程序， 從而得到最終的最佳煮飯流程和溫度控制曲線。鋼IO怒耨T榮產濤困藺。生米煮成熟飯的過程是相當復雜的生化轉化過程。 在這一過程中，

56、 大米中的淀粉、 葡萄糖等成份進行一系列的轉化。 影響轉化的最主要因素是溫度及溫度的變化。鐵鍋柴灶煮飯時，有經驗的“巧婦” ，在小知不覺中，運用灶膛中火力大小， 使飯鍋的溫度發生變化，滿足了大米的最佳轉化條件，從而蒸煮出香噴噴的米飯。這種溫度發生變化大致分為5個階段【21】。 慵俠剜葩觸樂鵬燼律靡。（ 1）湍吸水：讓大米在30 40的溫水中浸泡足夠時間，使米粒充分吸水膨脹，米粒內外隨水溫慢慢升高至 6070C。言曼飽兗爭音微船癩別激（ 2）快速升溫：當米粒內外溫度達到70c時，米粒將兀始糊化，糊化首先發生在米粒表面。 為了避免米粒表面糊化后不向內部傳熱， 這時應快速升溫， 使米粒內外1芻：極短時問內，同時達到高溫，有利于米粒內外同時糊化、熟化。吊鉉俯歟謙鵑餃競蕩賺。（ 3）高溫沸騰：促使米粒內外同時熟透，并蒸發掉鍋