控制系统综合实训报告
学院计算机与控制工程学院
专业班级自动化115
学生姓名马洪星
指导教师朱玲
成绩
单片机在智能电饭煲控制系统中的应
用
摘要
随着新科技时代的到来，越来越多的新型智能化家电融入了我们的生活。而电饭煲作为与人们生活息息相关的家电，其功能也向着智能化的方向发展。本文基于单片微处理器PICl6F872研制成功了YZ系列微电脑电饭煲智能控制器，阐述了工作原理，并给出了硬件电路。精度高、稳定性高、易操作是本系统的重要特性，中断嵌套是设计软件的难点，温度控制是本系统的重点。
关键词 PIC单片机智能电饭煲硬件分析
YZ系列微机电脑电饭煲系统，是应用美国著名芯片Microchip公司合作开发的新一代模糊、逻辑控制智能电饭煲。采用日本National模糊控制技术原理，能自动根据米饭量的多少。利用“煮饭专家”的工艺技术，对吸水、加热、沸腾、焖饭、膨胀、保温等六个阶段的工艺自动进行火力调节，从而煮出比一般电脑电饭煲更加松软可口的米饭同时拥有快速煮饭、精确煮饭、一小时粥汤、二小时粥汤、三小时粥汤保温以及预约定时煮饭等功能。本系统硬件结构简单，运行稳定可靠，软硬兼备，具有完善的控制功能和抗干扰能力。
一、工作电气图
图1工作电气图
二、工作原理
YZ系列微机电脑电饭煲控制器电路包括如下几个部分：单片机，电源及稳压电路，键盘输入电路，蜂鸣报警电路，LED显示电路，温度检测电路及加热控制电路。其中单片机控制采用PICl6F872封装，它能满足电饭煲的控制需要。电源及稳压电路由高压器、整流电路和稳压电路组成；键盘输入电路由K1、R13、K2、R14组成；即在A／D输入端键入键盘信号，蜂鸣报警电路由晶体管Q2、SP1及电阻R12组成；LED显示电路由两部分组成。一部分是7段数码管用于显示预置定时时问，另一部分是6个LED指示灯，用于显示煮饭、快煮、l小时粥汤、2小时粥汤、3小时粥汤及保温。温度检测电路十分简单，由偏置电阻R10、R1l 和热敏电阻RT1、KT2组成。控制器电路如图2所示
图2控制器电路框图
三、硬件电路
根据系统的控制功能，并结合电饭煲机械电气构件的工作原理，在软件设计过程中，力求硬件结构简单，控制可靠，软硬协调，相得益彰。以下将对控制系统的CPU选择及检测、控制(温度检测、预约时间控制、保温控制、故障检测)等部分设计进行介绍。
1、CPU选择
根据人们生活水平不断提高，对“煮饭”松软可口的要求越来越高，因此对煮饭吸水、加热、沸腾、保温等环节控制精度比较高。要求检测具有很高的精度，这就要求系统的A／D转换精度比较高，CPU需要对所有动作与功能均由指令来完成，美国Microchip公司的PIcl6F872单片机能满足系统的这些要求。PIcl6F872内含10位的A／D转换器，价格便宜，外围接口电路简单，转换精度高，对本系统而言控制精度(温度)达0．5℃。它带有256字节可擦写EEPROM存储器，每次工作设置按键设置其提示功能，以便设置值可以从EEPROM中读出以前写入的设定值，或重新按键设定并写入EEPROM以备下次使用。另外PIcl6F872有8×14hie的FLAXH存储器，368×8hie数据SRAM及同步串行模块充足资源可供以后开发改进。看门狗可以对软件运行出错提供保护功能。RISC(精简指令集计算机)指令易学易用。
2．测温与加热控制电路
在电饭煲顶部和底部分别安装有热敏电阻RT1和RT2，分别检测室温及煲内水温，测温电路由R10、R19、RT1及R11、R20、RT2组成。其测温原理是热敏电阻的阻值随温度的变化而变化，在RA0、RA1上得到各温度值时的电压，通过内部A／D转换将输入端AN0、AN1模拟电压值转换为数字值，即可求出热敏电阻阻值，进而通过查表求得所测的对应温度值，其电路如图3所示。
图3测温与加热控制电路
本系统完成的控制有加热控制、保温控制、均通过Rc7口输出控制，在煮饭时，Rc7口输出电平通过三极管Q3驱动继电器J吸合，发热盘加热，通过软件的控制，对不同的煮饭程序实现不同的温度控制。
3、显示与状态指示电路
显示电路由CPU的I／0的RB0—RB7双位数码管Es1、R1一R8、R15、R16、Q1等组成，通过CPU的RB0一RB7输出数据，分别完成故障显示、加热显示、预约时间显示、保温显示。状态指示则由CPU的I／O口中Rc0—Rc5、LED1一LED6及R17组成，分别对煮饭、快速煮饭、l小时粥汤、2小时粥汤、3小时粥汤、保温等功能状态进行指示，其电路如图4所示。
图4显示与状态指示电路
4、键盘输人电路
家用电器的操作按键越少，操作越方便，就越受顾客的青睐。为此，本系统只设置了下述二个按键，由K1、K2组成(见图5)。
(1)功能键
循环选择煮饭、快煮、1小时粥汤、2小时粥汤、3小时粥汤及保温，选中的方式由发光二极管LED1一LED6显示。
(2)预约时间键
循环选择预约时间，时间从00一12小时，每按一下，数字以l为单位递增，最长预约时间为12小时。当完成选择后，如果在5秒之内不再进行任何操作，系统则默认用户选定了该工作方式，并自动运行程序完成相应的功能。
课程设计任务书 专业年级班 一、设计题目 电饭煲控制器 二、主要内容 电饭煲控制器有预约功能，有烹饪大米饭、粥、保温、冷饭加热等功能 三、具体要求 1.具体功能 大米饭：当达到105°时，停止加热，并在15分钟后通过蜂鸣器提示用户。 粥：开始加热后，通过测温元件监视锅底温度，使锅底温度保持在99°~100.5°之间（100°时停止加热、99°时开始加热），此种状态持续20分钟，之后通过蜂鸣器提示用户过程结束。
保温：使锅底温度维持在50°~60°之间。 冷饭加热：锅底加热至100°，使锅底温度保持在99°~100.5°之间（100°时停止加热、99°时开始加热），此种状态持续5分钟，之后通过蜂鸣器提示用户过程结束。 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，最长预约时长为12小时。 3.控制面板 四个发光管分别与大米饭、粥、保温、冷饭加热相对应，另一发光管用于区分工作与预约，两位数码管用于预约时间及倒计时。按键有：开始键、功能键、加键、减键。 四、进度安排 1、了解任务要求，确定具体方案 2、lcd12864液晶屏子程序设计 3、DS18B20温度传子程序感器设计 4、设计单片机按键功能程序 5、根据任务要求编写程序，设计按键电路
6、检验设计效果，完善功能 五、完成后应上交的材料 电饭煲控制器论文 六、总评成绩 指导教师签名日期年月日 系主任审核日期年月日
摘要 电饭煲控制器有预约功能，有烹饪大米饭、粥、保温、冷饭加热等功能.。基于stc89c52单片机控制的电饭煲控制器，有lcd液晶屏显示和ds18b20温度检测功能，还有定时工作选择功能。 关键字：电饭煲温度控制 DS18B20 LCD12864 键盘按键
华北水利水电学院 North China Institute of Water Conservancy and Hydroelectric Power 毕业设计 题目：基于单片机的电饭煲智能控制系统的设计
华北水利水电学院 毕业设计任务书 题目：基于单片机的电饭煲智能控制系统的设计 专业：电子信息工程 班级学号：200915512 姓名: 李玉平 指导教师：郑辉 设计期限：2011 年2 月21日开始 2011年5 月27日结束 院、系：信息工程学院 2011年2月21 日
一、毕业设计的目的 通过本次设计掌握产品设计的流程，能熟练的使用AT89C51单片机，并根据设计要求选择合适的元器件，充分理解相关软件，对整个产品设计时的调试等必要的环节有更深刻的体会。 本设计通过选认元件、连线焊接、调试检测等过程，培养了搜集资料和调查研究的能力，方案论证选择的能力，理论分析与设计运算的能力，巩固了计算机软硬件和应用系统设计方面的能力。 二、主要设计内容及基本要求 1．本设计包含以下部分：按键电路、上电复位电路、晶振电路、电源电路、显示电路、MCU系统部分、机械控制电路等部分。 2．基本要求： （1）要求定时工作时间和实时时间对比达到长时间精确地定时功能。 （2）要求定时时间和实时时间相同时通过51单片机控制光耦驱动电路来控制电饭煲的工作。 三、重点研究问题 1．单片机的内部结构，显示电路的调试。 2．部分功能电路的软件设计：键盘显示电路、报警电路、工作指示电路。 四、主要技术指标或主要设计参数 根据模块电路，设计出完整的电路原理图，焊接出实物，并对产品进行调试。电源部分为单片机系统提供的电压为5V，为光耦提供的电压为12V。 五、设计成果 拟做出一个基于AT89C51单片机对电饭煲的智能控制系统的设计，设计出整体原理图，并做出实物，同时做出一份符合要求的毕业论文。
一、电饭锅的工作原理： 电饭锅的结构组成（详见下图）： 图一 电饭锅的组成的基本元素包括（从外到内）外壳、保险、电热盘、温控器、磁缸、加热保温切换开关。下面，我们来了解一下组成电饭锅的各个元器件的详细内容吧！ ①保险：其内部为保险丝，上面标熔断电流值，当通 过的电流超过这个值时，会自动熔断，以保护电路。 ②温控器：为双金属片，金属片实质上就是两片金属 弹片，其一直属于闭合状态，一般温控器的起控温 度为80℃。在饭锅温度达到80℃时，双金属片（受 热弯曲），切断电源，不到80℃时，始终处于闭合 状态。 ③电热盘：内部为发热管，发热管内部又为电阻丝，
电阻丝在电流通过时会产生大量的热，电阻丝与发 热管之间有导热绝缘砂隔离，以防触电。 ④磁缸：平时我们做饭时，我们拿下饭锅，可见锅内 电热盘中央有一个圆形铝盖，这个铝盖就是磁缸圆 柱形铝盒的盖。磁缸内有两片磁铁，一块磁铁与锅 盖紧贴，铝盖又与饭锅贴紧，这块磁铁感受到饭锅 的的温度高于103℃±2℃时，磁性急剧减弱，它的 下面一块磁铁由于重力大于吸引力就会脱落，下面 的磁铁带动加热、保温切换开关连杆，支起触点， 使触点分离，以断开电源。 ⑤加热、保温切换开关：由按钮，连杆和触点组成。按钮就是我们平时煮饭按下去的那个，它连接连杆，连杆的上下运动带动触片也上下运动，进而使加热保温切换开关闭合或断开。 我们了解了电饭锅的的各个元器件，要知道电饭锅的整体的工作原理，我们还要知道其电路，下面，我们一起来查阅说明书，看看电饭锅电路的连接。 2、电路图：
下面是我在查阅了电饭锅的说明书后，去掉了一些如指示灯、弹簧等一些部件后，画出来的一幅“电饭锅的电路简图”，请见下图： 3、总体的工作原理：
广州学院 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 学生姓名 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，内容如下： 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张、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：电子工业出版社，1995. [2]李士勇.模糊控制·神经控制和智能控制论[M].黑龙江：哈尔滨工业大学出版社，1998 [3]周鲜成.模糊电饭煲的控制原理[J].株洲工学院学报，2000, 14 (6) : 35-37. [4]李宇成，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2
课程设计评语： 课程设计总评成绩： 指导教师签字： 年月日1
目录 摘要 (2) 第一章绪论 (1) 1.1背景及发展 (1) 1.2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.. (3) 3.1单片机的选择 (3) 3.2传感器DS18B20的简介 ............................ 错误！未定义书签。 3.3显示模块的设计 (5) 3.4键盘模块的设计 (6) 3.5火力控制模块 (7) 3.6电源模块设计 (8) 3.7功率调节 (8) 第四章智能电饭煲控制系统软件设计 (10) 4.1主程序设计 (10) 4.2子程序设计 (11) 4.2.1定时功能控制流程 (11) 4.2.2 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)
控制系统综合实训报告 学院计算机与控制工程学院 专业班级自动化115 学生姓名马洪星 指导教师朱玲 成绩
单片机在智能电饭煲控制系统中的应 用 摘要 随着新科技时代的到来，越来越多的新型智能化家电融入了我们的生活。而电饭煲作为与人们生活息息相关的家电，其功能也向着智能化的方向发展。本文基于单片微处理器PICl6F872研制成功了YZ系列微电脑电饭煲智能控制器，阐述了工作原理，并给出了硬件电路。精度高、稳定性高、易操作是本系统的重要特性，中断嵌套是设计软件的难点，温度控制是本系统的重点。 关键词 PIC单片机智能电饭煲硬件分析 YZ系列微机电脑电饭煲系统，是应用美国著名芯片Microchip公司合作开发的新一代模糊、逻辑控制智能电饭煲。采用日本National模糊控制技术原理，能自动根据米饭量的多少。利用“煮饭专家”的工艺技术，对吸水、加热、沸腾、焖饭、膨胀、保温等六个阶段的工艺自动进行火力调节，从而煮出比一般电脑电饭煲更加松软可口的米饭同时拥有快速煮饭、精确煮饭、一小时粥汤、二小时粥汤、三小时粥汤保温以及预约定时煮饭等功能。本系统硬件结构简单，运行稳定可靠，软硬兼备，具有完善的控制功能和抗干扰能力。 一、工作电气图
图1工作电气图 二、工作原理 YZ系列微机电脑电饭煲控制器电路包括如下几个部分：单片机，电源及稳压电路，键盘输入电路，蜂鸣报警电路，LED显示电路，温度检测电路及加热控制电路。其中单片机控制采用PICl6F872封装，它能满足电饭煲的控制需要。电源及稳压电路由高压器、整流电路和稳压电路组成；键盘输入电路由K1、R13、K2、R14组成；即在A／D输入端键入键盘信号，蜂鸣报警电路由晶体管Q2、SP1及电阻R12组成；LED显示电路由两部分组成。一部分是7段数码管用于显示预置定时时问，另一部分是6个LED指示灯，用于显示煮饭、快煮、l小时粥汤、2小时粥汤、3小时粥汤及保温。温度检测电路十分简单，由偏置电阻R10、R1l 和热敏电阻RT1、KT2组成。控制器电路如图2所示 图2控制器电路框图
//程序说明：使用内部时//PWM0=P3^7PWM1=P3^5 PWM2=P2^0 PWM3=P2^4 #include
图所示，是电饭煲电路简图。其中，K1为磁钢式限温开关，K2 为双金属片保温开关，R为电 热盘中管状电热元件，T为热 熔式超温保护器，R1、R2为 限流电阻，L1为煮饭指示红 色氖灯，L2为保温指示黄色 氖灯。试述电饭煲的工作过 程。 原理如下：电饭煲的奇异功能，就在于K1、K2两个开关的妙用。 插头插入电路，闭合K1之前，你会看到红、黄两指示灯交替发光。内锅温度开始较低，双金属片开关K2自动接通，L2支路被短路，黄灯L2不亮，红灯亮，且 R发热。当内锅温度达到70摄氏度—80摄氏度时，K2自动断开，由于R< 开，如同K2自动跳开一样的道理，进行上一段分析中的循环，米饭温度保持在70摄氏度—80摄氏度范围。一旦磁钢式限温开关 K1失灵，内锅温度过高时，热熔式超温保护器T将发挥作用，使电路断开 普通电饭煲的结构：普通电饭煲主要由发热盘、限温器、保温开关、杠杆开关、限流电阻、指示灯、插座等组成。 1、发热盘：这是电饭煲的主要发热元件。这是一个内嵌电发热管的铝合金圆盘，内锅就放在它上面，取下内锅就可以看见。 2、限温器：又叫磁钢。它的内部装有一个永久磁环和一个弹簧，可以按动，位置在发热盘的中央。煮饭时，按下煮饭开关时，靠磁钢的吸力带动杠杆开关使电源触点保持接通，当煮米饭时，锅底的温度不断升高，永久磁环的吸力随温度的升高而减弱，当内锅里的水被蒸发掉，锅底的温度达到103±2C时，磁环的吸力小于其上的弹簧的弹力，限温器被弹簧顶下，带动杠杆开关，切断电源。 3、保温开关：又称恒温器。它是由一个弹簧片、一对常闭触点、一对常开触点、一个双金属片组成。煮饭时，锅内温度升高，由于构成双金属片的两片金属片的热伸缩率不同，结果使双金属片向上弯曲。当温度达到80C以上时，在向上弯曲的双金属片推动下，弹簧片带动常开与常闭触点进行转换，从而切断发热管的电源，停止加热。当锅内温度下降到80C以下时，双金属片逐渐冷却复原，常开与常闭触点再次转换，接通发热管电源，进 电饭煲火力控制器设计 电饭煲一般用来煮干饭，如用来煲汤、煮稀饭、蒸食物却不能自动跳闸，而一些需要文火熬煮的食物也因无法调节其火力大小，容易产生汤液外溢，既不安全，又浪费电能。如果将普通的电饭煲配用这里介绍的火力控制器，就可使其功能增加，为使用者带来诸多方便。工作原理该装置的电路原理图见图1（点此下载原理图）。它由机械定时器和无级调压电路两部分构成。CZ1是电饭煲用的插座。S是功能转换开关，当S拨至1时，火力控制电路失去作用，电饭煲恢复普通煮饭功能；当S拨至2时，接通了火力控制电路，电饭煲可用于熬汤、煮稀饭、蒸煮食物等。无级调压电路由双向可控硅VS 无触点控制开关，2CS双向触发二极管，RP、R2、C移相网络构成。调节RP 的阻值，可以获得不同的充电时间常数，从而得到VS不同的导通角。定时器起自动断电的作用。R1、ZD、HTD构成定时声光报讯电路。用于熬汤时，可根据食物的烹调经验，先将机械定时器旋一定角度（如需要30分钟），此时声光报讯电路被定时器开关答短接不工作，然后按下电饭煲上的开关，调节RP，可使电饭煲两端的电压在60V－220V范围内无级变化。加在电煲上的电压不同，要获得不同的火力，其汤液既不会因火力过大外溢，同时又能节省电能，熬出的汤味道出较香美。当定时器预定时间到，定时器开关触点断开，此时有微弱的电流流过报讯电路，引起声光报讯，通知主人，汤已熬好。在实际使用中，主人可将诸如：锅内食物量、火力大小、定时长短做记录，形成经验值，一段时间以后，便可得心应手，这样既不用长时间注意电饭煲，又能吃上熬煮的食物。元器件选择与制作元器件清单见下表。编号名称型号数量R1电阻10K1R2电阻4.7K1R3电阻470Ω1RP可调电阻 470K1C涤纶电容0.15u/160V12SC双向触发二极管DB－31VS双向可控硅 基于MCS-51单片机控制直流无刷电动机 学号：3100501044 班级：电气1002 ：王辉军 摘要 直流无刷电机是同步电机的一种，由电动机本体、位置传感器和电子开关线路三部分组成。其定子绕组一般制成多相（三相、四相、五相不等），转子由永久磁钢按一定极对数（2p=2,4,…）组成。电机转子的转速受电机定子旋转磁场的速度及转子极数(P)影响： N=120．f / P。在转子极数固定情况下，改变定子旋转磁场的频率就可以改变转子的转速。直流无刷电机即是将同步电机加上电子式控制(驱动器)，控制定子旋转磁场的频率并将电机转子的转速回授至控制中心反复校正，以期达到接近直流电机特性的方式。也就是说直流无刷电机能够在额定负载围当负载变化时仍可以控制电机转子维持一定的转速。 MCS-51单片机是美国英特尔公司生产的一系列单片机的总称，是一种集成电路芯片，采用超大规模技术把具有数据处理能力的微处理器（CPU）、随机存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、输入输出接口电路、定时计算器、串行通信口、脉宽调制电路、A/D转换器等电路集成到一块半导体硅片上，这些电路能在软件的控制下准确、迅速、高效地完成程序设计者事先规定的任务。 本论文将介绍基于MCS-51单片机控制直流无刷电动机的设计，它可以实现控制直流无刷电动机的启动、停止、急停、正反转、加减速等功能。 关键词：单片机，直流无刷电动机，控制系统 直流无刷电动机是在直流电动机的基础之上发展而来的，它是步进电动机的一种，继承了直流电动机的启动转矩大、调速性能好等特点克服了需要换向器的缺点在交通工具、家用电器及中小功率工业市场占有重要的地位。直流无刷电动机不仅在电动自行车、电动摩托车、电动汽车上有着广泛的应用，而且在新一代的空调机、洗衣机、电冰箱、吸尘器，空气净化器等家用电器中也有逐步采用的趋势，尤其是随着微电子技术的发展，直流无刷电动机逐渐占有原来异步电动机变频调速的领域，这就使得直流无刷电动机的应用围越来越广。 本设计就是基于MCS-51系列单片机控制直流无刷电动机，利用所学的知识实现单片机控制直流无刷电动机的启动、停止、急停、正反转，加减速等控制，并对直流无刷电动机运行状态进行监视和报警。详细介绍单片机的种类、结构、功能、适用领域和发展历史、未来前景及其直流无刷电动机的工作原理、控制结构等容，既着重单片机的基本知识、功能原理的深入阐述，又理论联系实际详细剖析单片机控制直流无刷电动机的过程。 1．直流无刷电动机的基本组成 直流无刷电动机是在直流电动机的基础上发展而来的，直流无刷电动机继承了直流电动机启动转矩大、调速性能好的优点，克服了直流电动机需要换向器的缺点，在交通工具、家用电器等生活的方方方面面占有重要的地位。 由于直流无刷电动机既具有交流电动机的结构简单、运行可靠、维护方便等一系列优点，又具备直流电动机的运行效率高、无励磁损耗以及调速性能好等诸多优点，故在当今国民经济各领域应用日益普及。 直流无刷电动机主要由电动机本体、位置传感器和电子开关线路三部分组成。其定子绕组一般制成多相（三相、四相、五相不等），转子由永久磁钢按一定极对数（2p=2,4,…）组成。图3-1所示为三相两极直流无刷电机结构。 三相定子绕组分别与电子开关线路中相应的功率开关器件联结，A、B、 电饭煲的工作原理及原理图 普通电饭煲的结构：普通电饭煲主要由发热盘、限温器、保温开关、杠杆开关、限流电阻、指示灯、插座等组成。 1、发热盘：这是电饭煲的主要发热元件。这是一个内嵌电发热管的铝合金圆盘，内锅就放在它上面，取下内锅就可以看见。 2、限温器：又叫磁钢。它的内部装有一个永久磁环和一个弹簧，可以按动，位置在发热盘的中央。煮饭时，按下煮饭开关时，靠磁钢的吸力带动杠杆开关使电源触点保持接通，当煮米饭时，锅底的温度不断升高，永久磁环的吸力随温度的升高而减弱，当内锅里的水被蒸发掉，锅底的温度达到103±2C时，磁环的吸力小于其上的弹簧的弹力，限温器被弹簧顶下，带动杠杆开关，切断电源。 3、保温开关：又称恒温器。它是由一个弹簧片、一对常闭触点、一对常开触点、一个双金属片组成。煮饭时，锅内温度升高，由于构成双金属片的两片金属片的热伸缩率不同，结果使双金属片向上弯曲。当温度达到80C以上时，在向上弯曲的双金属片推动下，弹簧片带动常开与常闭触点进行转换，从而切断发热管的电源，停止加热。当锅内温度下降到80C以下时，双金属片逐渐冷却复原，常开与常闭触点再次转换，接通发热管电源，进行加热。如此反复，即达到保温效果。 4、杠杆开关：该开关完全是机械结构，有一个常开触点。煮饭时，按下此开关，给发热管接通电源，同时给加热指示灯供电使之点亮。饭好时，限温器弹下，带动杠杆开关，使触点断开。此后发热管仅受保温开关控制。 5、限流电阻：外观金黄色或白色为多，大小象3W电阻，按在发热管与电源之间，起着保护发热管的作用。常用的限流电阻为185C 5A或10A （根据电饭煲功率而定）。限流电阻是保护发热管的关键元件，有能用导线代替。 图不好在网上画出自己想一下很简单的 参考资料：网上 豪华自动电饭煲（锅） ·煮饭-插上电源线，按下煮饭按钮，磁钢限温器吸合，带动磁钢杠杆，使微动开关从断开状态转到闭合状态，从而接通电热盘的电源，电热盘上电发热，由于热盘与内锅充分接触，热量很快传导到内锅，内锅也把相应的热量传导到米和水，使米和水受热升温至沸腾；由于水的沸腾温度是100℃，维持沸腾，这时磁钢限温器温度达到平衡，维持沸腾一段时间后，内锅里的水已基本被米吸干，而且锅底部的米粒有可能连同糊精粘到锅底形成一个热隔离层，因此，内锅底部会以较快的速度，由100℃上升到103℃±2℃，相应磁钢限温器温度从110℃上升到145℃左右，热敏磁块感应到相应温度，失去磁性不吸合，从而推动磁钢连杆机构带动杠杆支架，把微动开头从闭合转为断开状态，断开电热盘的电源，从而实现电饭煲（锅）的自动限温；进入保温状态，焖饭10分钟后，方可食用。 ·保温（双金属片）—电饭煲（锅）煮好米饭后，进入保温过程，随着时间推移，米饭的温度下降，双金属片温控器的温度随着下降，当双 家用电器电饭锅远程控制系统的设计 摘要 随着物联网和软件技术的快速发展，轻松便捷的煮饭方式越来越受人们青睐，智能、环保、节能型高端电饭锅将会成为未来备受瞩目的商品，特别是可远程控制的全自动智能电饭锅将会成为未来发展的方向。 目前国内外对智能家居的技术研究较多，多数是用无线数据传输技术实现，但系统设计成本高。而对电饭锅的全自动化技术研究则少之有少，没有引起人们的重视。本文改造了传统的电饭锅，设计了可全自动化控制的电饭锅，并采用GPRS模块，普通手机等简单、廉价的设备开发出了一款可靠性较好的远程电饭锅控制系统，能使电饭锅及时、适量、准确的为人们做饭。 关键词：电饭煲，远程控制，系统 Abstract With the rapid development of Internet and software technology, easy and convenient way of cooking more and more popular, intelligence, environmental protection and energy saving high-end rice cooker will become the next high-profile commodity, especially the remote control automatic intelligent electric cooker will become the future development direction. At present, there are many domestic and international research on smart home technology, most of them are realized by wireless data transmission technology, but the system design cost is high. However, the research on the automatic technology of electric rice cooker is rare, which has not attracted people's attention. In this paper, the transformation of the traditional electric cooker, electric cooker can be fully automated control of the design, and uses the GPRS module, the ordinary mobile phone and other simple, inexpensive equipment developed a reliable remote control system of electric cooker, electric cooker can make timely, appropriate and accurate for people to cook. Keywords：rice cooker, remote control, system 单片机模糊控制在电饭煲中的应用 摘要：介绍用新型HT46R47型单片机和模糊控制技术实现的电饭煲。他具有电路简单、成本低廉、节省能源、安全可靠等特点。<--摘 关键词：单片机；模糊逻辑；电路设计；抗干扰；温度采样；电饭煲 目前，市场上的电饭煲大部分采用固定功率的方式加热，能源利用率低、功能单一，难以满足人们的日益增长的生活需求。开发功能齐全、成本低廉、节省能源、安全可靠的微电脑电饭煲，是非常有必要的。 1 电饭煲的工作原理及硬件组成 系统选用以低成本、功耗小、性能良好的8位A／D型HT46R47单片机为控制核心的控制电路。引脚如图1所示。 他的主要特性如下： ·工作电压：f SYS＝4 MHz：2．2～5．5 V； ·13位双向输入／输出口； ·8位带溢出中断的可编程定时／计数器，具有7级预分频器； ·石英晶体或RC振荡器； ·看门狗定时器； ·2 048×14位的程序存储器PROM； ·64×8位的数据存储器RAM； ·在V DD＝5 V且系统时钟为8 MHz时，指令时钟为0．5μs； ·四通道9位的A／D转换器； ·指令执行时间皆为1或2个指令周期低电压复位功能。 1．1 工作原理 电饭煲的工作原理如图2所示。通电后，系统进入待机状态，此时系统可接收用户的功能选择，用户所选功能通过显示电路显示出来，当用户按下确定键时，MCU开始对温度进行监测，对 各种功能进行相应的加热控制，直至功能结束时，发出声音报警提示。 1．2 硬件电路设计 （1）MCU MCU是电饭煲的核心部分，完成数据采集、输入、处理、输出、显示等功能。 （2）测温元件数的热敏电阻。由于热敏电阻值的变化与温度的变化是非线性关系，为了提高温度的测量分辨率和系统的抗干扰性能，设计电路如图3所示。 图3中，R t是负温度系数的热敏电阻；与R1并联后的阻值与温度的变化接近线性关系，提高分辨率；R2起分压作用；O点为测量点：当温度变化时，R t阻值发生变化，O点的电压也跟随变化，测量O点则可测量出温度的变化；C1是防止干扰引起O点的电压突变。 （3）加热执行电路 MCU通过PB1输出方波控制信号，通过电容偶合、整流后送到三极管的B极，放大后驱动继电器工作。这样有方波输出时，继电器接通发热盘电源，没有方波输出时，则断开发热盘电源。 第一章:前言 Pwm 电机调速原理对于电机的转速调整，我们是采用脉宽调制（PWM）办法，控制电机的时候，电源并非连续地向电机供电，而是在一个特定的频率下以方波脉冲的形式提供电能。不同占空比的方波信号能对电机起到调速作用，这是因为电机实际上是一个大电感，它有阻碍输入电流和电压突变的能力，因此脉冲输入信号被平均分配到作用时间上，这样，改变在始能端EN1 和EN2 上输入方波的占空比就能改变加在电机两端的电压大小，从而改变了转速。此电路中用微处理机来实现脉宽调制，通常的方法有两种：（1）用软件方式来实现，即通过执行软件延时循环程序交替改变端口某个二进制位输出逻辑状态来产生脉宽调制信号，设置不同的延时时间得到不同的占空比。 （2）硬件实验自动产生PWM 信号，不占用CPU 处理的时间。这就要用到STC89C52的在PWM模式下的计数器1，具体内容可参考 相关书籍。 51 单片机PWM 程序 产生两个PWM，要求两个PWM 波形占空都为80/256,两个波形之间要错开，不能同时为高电平！高电平之间相差48/256， PWM 这个功能在PIC 单片机上就有，但是如果你就要用51 单片机的 话，也是可以的，但是比较的麻烦.可以用定时器T0来控制频率，定时器T1 来控制占空比：大致的的编程思路是这样的：T0 定时器中断是让一个I0口输出高电平，在这个定时器T0的中断当中起动定时器T1，而这个T1 是让IO 口输出低电平，这样改变定时器T0 的初值就可以改变频率，改变定时器T1 的初值就可以改变占空比。 前言： 直流电机的定义：将直流电能转换成机械能(直流电动机)或将机械能转换成直流电能(直流发电机)的旋转电机。 近年来，随着科技的进步，直流电机得到了越来越广泛的应用，直流具有优良的调速特性，调速平滑，方便，调速范围广，过载能力强，能承受频繁的冲击负载，可实现频繁的无极快速起动、制动和反转，需要满足生产过程自动化系统各种不同的特殊要求，从而对直流电机提出了较高的要求，改变电枢回路电阻调速、改变电压调速等技术已远远不能满足现代科技的要求，这是通过 PWM 方式控制直流电机调速的方法就应运而生。 采取传统的调速系统主要有以下的缺陷：模拟电路容易随时间飘移，会产生一些不必要的热损耗，以及对噪声敏感等。而用PWM 技术后，避免上述的缺点，实现了数字式控制模拟信号，可以大幅度减低成本和功耗。并且 PWM 调速系统开关频率较高，仅靠电枢电感的滤波作用就可以获得平滑的直流电流，低速特性好；同时，开关频率高，快响应特性好，动态抗干扰能力强，可获很宽的频带；开关元件只需工作在开关状态，主电路损耗小，装置的效率高，具有节约空间、经济好等特点。 随着我国经济和文化事业的发展，在很多场合，都要求有直流电机 PWM 调速系统来进行调速，诸如汽车行业中的各种风扇、刮水器、喷水泵、熄火器、反视镜、宾馆中的自动门、自动门锁、自动窗帘、自动给水系统、柔巾机、导弹、火炮、人造卫星、宇宙飞船、舰艇、飞机、坦克、火箭、雷达、战车等场合。 本设计任务: 任务: 单片机为控制核心的直流电机PWM 调速控制系统 设计的主要内容以及技术参数: 功能主要包括： 1) 直流电机的正转； 2) 直流电机的反转； 3) 直流电机的加速； 4) 直流电机的减速； 5) 直流电机的转速在数码管上显示； 6) 直流电机的启动； 7) 直流电机的停止； 第二章：总体设计方案 美的MB—YCB30B/40B/50B系列电饭煲 工作原理 [日期：2006-06-22] 来源：作者：[字体：大中小] 整机电路由电源板和M C U板构成，二块电路板通过电缆连接，分别固定在饭煲底部和侧面上。控制电路由电源电路、测温电路、加热执 行电路、M C U(微处理器)组成。 见图l，市电经T1降压，D1～D4整流，再经U1(7805)稳压，输出+5V工作电源。其中F t是热熔断器、ZNR是压敏电阻，起保护作用。 测温电路测量锅内温度变化，并转换成电压的变化，送至MCU。Rt1和Rt2是负温度系数热敏电阻，用做温度传感器。R t l固定在锅底部，Rt2固定锅盖上。Rt的一端接入+5V电压，当锅内温度升高时，Rt阻值将变小，送入MCU的④脚P60和⑤脚P61的电压就增高。反之，Rt值变 大，电压降低。 加热执行电路接受MCU指令后，接通或切断电热盘电源，控制加热时间。当需要加热时，MCU26脚输出高电平，Q1导通，继电器K吸合，接通电热盘电源，电热盘加热。反之，M C U输出低电平，Q1截止，K释放，电热盘停止加热。 MCU电路见图3， 进行数据采集和处理、输出控制信号、显示工作状态。U2(T M P87P809N)是MCU 8位单片机，内 含256B y t e(字节)R O M，8K Byte ROM，4路8位A／D转换器，22个I／O接口，2个16位多功能定时器。U3是(KIA7309)是电压柃洲及低电平复位芯片，外形像一只塑封三极管。U3接在u2的27脚复位端，接通电源时，U3输出端输出约O．4V低电平，使U2复位。U2①②脚外接4M陶瓷谐振器，与U2内电路共同构成时钟振荡器。 接通电源时u2复位，23脚输出低电平，L E D l亮(精煮指示)，19脚交替输出高低电平，L E D8闪亮(开始指示)，进入待机状态。此时M C U可接受功能选择键(S W l)或定时选择键(S W4或 S W5)的输入信号，并输出对应的显示信号。当按动开始键(S w3)时，M C U不断检测锅内温度，控制加热时间，直至结束。 目录 第一章绪论 (1) 第二章远程控制的内容 (1) 2.1 智能家用电器主要的特点 (1) 2.2 智能家电具备的基本功能 (2) 第三章系统设计的原理 (2) 3.1 总体设计原理 (2) 3.2 硬件模块分析 (4) 3.3 软件模块分析 (5) 第四章系统软件设计分析 (5) 4.1 软件设计原理 (5) 4.2 系统程序设计流程图 (6) 第五章系统的应用 (7) 5.1 系统的应用前景 (7) 5.2 系统的使用说明 (8) 第六章小结 (9) 后记 (10) 参考文献 (11) 附录电路总体设计图 (12) 基于单片机的家电远程控制系统设计 第一章绪论 随着新型科技电子产品日益发达和人们生活水平的不断提高，受到潜移默化的影响，人们对生活质量以及家居环境的要求也在与日俱增，人们开始追求家庭生活现代换，舒适化，以及安全性等问题，特别是家电的选择和使用上，智能家居的出现正好满足了人们的需求。随着电话通信网络的出现，利用电话实现远程控制已经在智能小区的管理中得到了广泛的应用，而移动通信技术的发展刚好为家电的远程控制奠定了基础。 本文介绍了一种电话远程控制技术。本系统采用单片机控制家用电器的远程控制、远程电话,用户可以通过手机、电话到家用电器(如太阳能、冰箱)远程控制其工作状态,以满足用户需求为各种各样的家用电器,不仅如此,用户也可以根据你的需求和基于住宅需求不同的家用电器控制,达到了用户自己的家庭住宅最好的国家规定。 本次作品所使用到元器件都选择性价比较高的，这就可以在节约电器成本的前提下创造出更大的利用价值。智能家居的优点主要体现在它不受时间和空间的限制，这就可以为人们节约大量的时间。不仅如此，我们也可以在各路终端接上传感器从而实现对周围环境的监听，这就达到了一个对家居电器进行安全性的监护作用，也避免了很多不必要的麻烦。远程监控还可以应用到企业的自动化控制的系统领域中去，可以为企业节约很多的资本，也可以应用到家庭医疗保健中，不仅降低了医疗保健成本，而且还有益于身心更加健康，我们把测量的结果直接传给医生，可以省去去医院排队等候的麻烦，也可以应用于网络家庭教育，帮助学生能够更好的学习。 第二章远程控制的内容 有了这些智能家用电器，我们不难建造一个拥有智能家居的环境，有了智能家居，我们就可以节约大量的时间做更多的事情。例如，我们可以在回家的路上可以提前打开家里的电饭煲，把空调打开调到合适的温度，这样回家以后我们就可以舒适地吃上香喷喷的米饭了，但是，这在以前是不可能实现的。就目前而言，我们大多数家庭使用的还是传统的家用电器，本次课题主要设计了一款利用单片机控制家用电器的原理进行远程的电话控制系统。 2.1 智能家用电器主要的特点 一、网络化功能：将智能家电通过家庭局域网连接到一起,然后同互联网相连,以实现信息的共享。 二、智能化：智能家电利用传感器来感知周围的环境，然后根据环境的不同自动改变参数。 三、开放性：兼容性。生产智能家电平台具有相同的开放和兼容标准。 四、节能化:智能家电可以根据周围环境自动调整自己的工作状态。 摘要 电饭煲，又称作电锅、电饭锅，是大家耳熟能详的家用电器，使用方便，清洁卫生，还具有对食品进行蒸、煮、炖等多种操作功能。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。普通电饭煲主要由发热盘、限热器、保温开关、杠杆开关、限流电阻、指示灯、插座等组成。 本次课程设计，任务是设计一个微机控制电饭煲的系统智能电饭煲主要由电源部分和控制电路组成，电源部分为220V交流电经过变压器和整流桥后变为一定幅值的直流电，再经过稳压芯片LM7805，输出为+5V的直流电，作为单片机控制部分的电源，控制部分的控制方法大致为：用户按下启动键之后，系统设置一定的加热时间，本系统的加热时间是10分钟，当加热时间到达10分钟或当电热盘温度达到预定的警报限制的要求后，由蜂鸣器和二极管组成的报警系统开始报警，一段时间后，如果没有人员切断电流，系统自动将继电器的开关打开，以切断电热盘的电源，关键词：单片机电饭煲定时报警 目录 第一章概述 (3) 1.1 设计任务 (3) 1.2 设计思路 (3) 第二章硬件部分介绍 (5) 2.1 单片机介绍 (5) 2.2 电源电路 (6) 2.3 液晶显示电路 (7) 2.4 温度检测部分 (10) 2.5 光电隔离电路 (12) 2.6 继电器控制电路 (13) 2.7 其他硬件部分介绍 (15) 第三章程序设计 (17) 3.1 LCD显示定时时间程序简介 (17) 3.2 DS18B20程序 (20) 3.3其他程序 (23) 总结 参考文献 第一章概述 1.1 设计任务 微机控制电饭煲系统的设计任务如下： 1.人工操作启动，键盘应设置加热，停止，时间+，时间-选择等 2.加热10分钟，可以用液晶显示屏来显示加热时间。 3.加热完成后报警，通过温度传感器或定时器判断加热是否完成，如果完成，单片机发出信号，控制蜂鸣器响。 4.自动或人工切断电流，一旦加热完成，除了报警之外，还应该在一定时间之后切断加热电流，确保电饭煲设备以及其他事物的安全，避免因为电流引起火灾。 1.2 设计思路 智能电饭煲主要由电源部分和控制电路组成，电源部分由220V交流电经变压器再通过整流桥变为直流电，作为稳压芯片7805的输入，7805的输出为5V的直流电，为单片机系统提供电源，控制部分的控制方法大致为：用户按下启动键之后，系统自动设定加热时间，本系统的加热时间是10分钟，当加热时间到达10分钟或当电热盘温度达到预定的警报限制的要求后，继电器的开关打开，以切断电热盘的电源，同时单片机系统中的蜂鸣器响来达到报警的功能，当下降到一定的温度范围后通电加热，闭合继电器。以使电热盘始终保持在适合的温度范围内。除此之外，对任务书中做出一点改进，即用户可以根据需要自己加时间或者减时间，每按一次改变时间按键，时间减少或增加1分 今天做的一个基于51单片机控制直流电机的设计 2010-09-12 18:47 可以实现的功能是： 按下左转键则开始向左转动 按下右转键则向右转动 按下停止键则开始逐渐停止转动 按下调速键一次则会加速一档 按下调速键二次则会加速二档 按下调速键三次则会加速三档 按下调速键四次则会加速四档 按下调速键五次则会回到最初速度重新记档位 设计思路： 直流电机只要能提供一定的直流就可以转动，改变电压极性可以改变转动方向，可以通过给直流电机提供脉冲信号来驱动它，脉冲信号的占空比可以影响到直流电机的平均速度，因此可以通过调整占空比从而能实现调速的目的。直流电机的驱动电路要有过流保护作用，图中的二极管就直到这个作用，另外电机的驱动电流是比较大的所以需要用三极管来放大电流。程序的关键就是如何实现占空比的调整，这个可以通过对51单片机定时器重装初值进行改变，从而改变时间。用51实现PWM信号的输出，相对麻烦点，要是AVR就可以方便地实现PWM 信号，由见51单片机的局限性与AVR单片机的优势。 原理图 详细程序： #include 电饭锅的构造与工作原理 电饭锅可分为自动保温式电饭锅、定时保温式电饭锅、压力电饭锅等三种。各类电饭锅的常见规格和工作能力见表1。 (一)自动保温式电饭锅 图1是一种双层自动保温式电饭锅的结构图，主要由锅盖、外壳、 内胆、开关、发热板和温度控制装置组成。下面介绍它的主要部件： 1．内胆内胆系采用纯铝板拉伸成型，底部加工呈球面状，使与发热板很好吻合，以提高热效率。胆的内壁上有刻度，可指示出放米量和放水量。内胆的边向外翻口，既可增加强度，又可使溢出的饭水流到壳外，以防损坏内部电器零件。 2．外壳外壳是用冷轧薄钢板拉伸成型，外面喷涂装饰性漆层。外壳与内胆之间有一层空气间隔，起保温作用，同时可以安装开关、发热板和温度控制装置。 3．锅盖有的锅盖中央部位嵌有一块玻璃，能观察烹饪情况；有的装有压紧锅盖用的手柄，兼具便携作用。 4．发热板发热板是将环形金属管状电热元件铸造在铝合金体中，再经加工而成，它具有较好的热传导性能和较大的机械强度，板面形状要求与锅底相吻合，在其中心处装有磁性温度控制元件，如图2所示。 5．温度控制装置电饭锅所以能够自动断电和保温，是因为它内部装有磁钢限温器和热双金属片恒温器两个自动装置。 磁钢限温器的动作原理，见图3。它是利用感温磁钢(软磁体)的磁性随温度的高低而变化的特性来设计的。当低温时，感温磁钢是顺磁性物质，具有磁性；当温度升到某一界限时，感温磁钢变成逆磁性物质，因而失去磁性。这个温度界限，叫做居里点。通常，居里点的温度略高于103℃。在饭煮熟前，锅内有水，所以电饭锅的内胆温度不会超过100℃，感温磁钢仍然具有磁性。当饭熟后，内胆没有水，温度便会上升超过100℃。此时，紧贴于内胆底面的感温磁钢温度，也随之上升到居里点而失去磁性。这样，永磁体在重力或弹簧弹力的作用下，使感温磁钢不能继续吸住它而跌落。下跌时，永磁体通过连杆作用把触点分离，于是电饭锅断电，表明米饭已经煮熟。 热双金属片恒温器的动作原理，见图4。它由两种膨胀系数不同的金属片制作，当电饭锅的温度升向时，热双金属片受热，使它向膨胀系数小的一面弯曲。弯曲时，它把两个触点分离，于是电饭锅断电，温度下降。而当温度下降到一定程度时，双金属片就收缩回复原状，两个触点重新闭合通电，如此反复作用，使电饭锅的温度，能够自动维持在65±5℃的范围。电饭煲火力控制器设计
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