技術(shù)方案設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

1、技術(shù)方案設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)題目：XXXXXXXXX電飯煲的設(shè)計(jì)1.1硬件模塊硬件的整體框架包括MCU、電源、溫度傳感器、LCD顯示、EEPROM、RTC、加熱盤(pán)以及按鍵。如圖2-1所示。按鍵溫度傳感器DS18B20EEPROMLCD顯示加熱盤(pán)RTC電源蜂鳴器MCU電源模塊電源分為為加熱盤(pán)模塊提供電的220V電源，和為溫度傳感器模塊、按鍵模塊、顯示模塊和EEPROM模塊等提供電的5V電源。按鍵模塊按鍵采用獨(dú)立式按鍵接口，分為6個(gè)按鍵，分別對(duì)應(yīng)確認(rèn)、取消、預(yù)約、功能、時(shí)間加、時(shí)間減的功能。顯示模塊采用LCD 1602 實(shí)現(xiàn)時(shí)間顯示，功能選擇，是此電飯煲的人機(jī)對(duì)話界面。溫度傳感器模塊利用溫度傳感器DS18B

2、20來(lái)檢測(cè)溫度的變化從而使單片機(jī)進(jìn)行模糊控制。加熱盤(pán)模塊與220V市電直接相連，分為主、副加熱盤(pán)，并且分別對(duì)其采用繼電器和可控硅來(lái)控制功率。時(shí)鐘模塊提供單片機(jī)的工作時(shí)序，控制炊煮時(shí)間和預(yù)約功能的實(shí)現(xiàn)。EEPROM模塊利用EEPROM AT24C16擴(kuò)展實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)斷電后的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。蜂鳴器模塊炊煮結(jié)束后能提供音樂(lè)和燈光提示。1.2軟件模塊 溫度采集模塊為采集子程序和控制子程序，前者涉及定時(shí)器的定時(shí)、溫度對(duì)照等環(huán)節(jié)。后者是當(dāng)溫度采集值與設(shè)定值產(chǎn)生偏差時(shí)需要對(duì)加熱盤(pán)功率進(jìn)行控制。時(shí)鐘模塊利用單片機(jī)內(nèi)部定時(shí)器0作為時(shí)鐘定時(shí)，按鍵方式1，每隔100ms溢出中斷一次。其他程序模塊蜂鳴器程序主要功能是判斷煮飯

3、過(guò)程是否結(jié)束，如結(jié)束，則發(fā)出聲音來(lái)提醒使用者煮飯過(guò)程已結(jié)束，同時(shí)小燈點(diǎn)亮進(jìn)入保溫狀態(tài)。EEPROM存儲(chǔ)程序作用是當(dāng)接收到中斷信號(hào)后立即把單片機(jī)所執(zhí)行的所有數(shù)據(jù)存入存儲(chǔ)器內(nèi)。 1.3電路圖電源電路該單元為本系統(tǒng)的其他電路提供工作所需要的電源。如圖3-2，它由變壓器降壓后得到20V的交流電壓經(jīng)過(guò)全波整流電路和濾波電路變成15V左右的直流電壓，再經(jīng)過(guò)三固定輸出電壓的集成穩(wěn)壓電路的穩(wěn)壓輸出5V的穩(wěn)恒直流電源，為單片機(jī)及其周圍電路提供工作需要的電源。保護(hù)電路壓敏電阻和PCB電流熔斷絲（長(zhǎng)約5mm很細(xì)的PCB銅箔）共同組成了保護(hù)電路。當(dāng)有異常高電壓輸入時(shí)，壓敏電阻瞬間短路，這樣電源、壓敏電阻和PCB電流熔

4、斷絲（PARTTERN-FUSE）構(gòu)成的回路電流瞬間增大，當(dāng)電流尖峰值瞬間超過(guò)PCB電流熔斷絲的電流容量，PCB電流熔斷絲立即熔斷，從而保護(hù)了后面電路元件的安全。電容C1又稱安規(guī)電容或者靜噪電容，一方面能夠抑制電網(wǎng)向電源電路傳導(dǎo)的騷擾，另一方面也降低了自身電路向電網(wǎng)傳導(dǎo)的騷擾。加熱盤(pán)電路所示是加熱盤(pán)電路，主加熱器是電飯煲的基本加熱單元，是實(shí)現(xiàn)各種加熱功能的基礎(chǔ)，采用盤(pán)狀的外觀所以也被稱為加熱盤(pán)。加熱盤(pán)與電飯煲的內(nèi)膽（內(nèi)鍋）底部緊密接觸以便更高的利用加熱所產(chǎn)生的熱能，其中繼電器功能是在其選定工作模式或冷飯?jiān)偌訜釙r(shí)控制其加熱功率，單片機(jī)通過(guò)P2.1口對(duì)繼電器進(jìn)行控制。副加熱盤(pán)電熱絲的加熱功率由雙向

5、可控硅控制，單片機(jī)通過(guò)引腳P2.2口給可控硅發(fā)信號(hào)，控制可控硅的導(dǎo)通角，從而控制電熱絲的有效加熱功率。其中串聯(lián)在繼電器回路的熔點(diǎn)為160的熱保險(xiǎn)絲，當(dāng)溫度達(dá)到160時(shí)，熱保險(xiǎn)絲會(huì)熔斷，防止加熱盤(pán)干燒。時(shí)鐘電路時(shí)鐘電路采用的是系統(tǒng)振蕩為外部RC振蕩方式，單片機(jī)內(nèi)有一個(gè)用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器，引腳XTAL1和TXAL2分別是次放大器的輸入端和輸出端，把這兩個(gè)引腳與作為反饋元件的晶體諧振器連接。一般采用12MHZ的石英晶體和30PF的電容作為系統(tǒng)時(shí)鐘，以減少寄生電容，更好保證振蕩器的穩(wěn)定性。復(fù)位電路設(shè)計(jì)系統(tǒng)要能長(zhǎng)時(shí)間可靠工作就離不開(kāi)復(fù)位電路，復(fù)位電路可在單片機(jī)運(yùn)行出錯(cuò)或進(jìn)入死循環(huán)時(shí)，通過(guò)復(fù)

6、位使系統(tǒng)重新運(yùn)行。對(duì)于51單片機(jī)而言，只要REST端保持二個(gè)機(jī)器周期（24個(gè)時(shí)鐘振蕩周期）的高電平即可硬件復(fù)位。考慮到從電源接通到電源電壓穩(wěn)定需要一定的時(shí)間，故RC復(fù)位時(shí)間一般均應(yīng)大于10ms，圖示復(fù)位電路是廣泛應(yīng)用的上電復(fù)位電路，典型取值為R=1k C=22PF。EEPROM擴(kuò)展電路采用AT24C16的EEPROM擴(kuò)展，用8052的P2口模擬I2C總線與EEPROM通信連接電路圖，由于AT24C16是漏極開(kāi)路，圖中R1，R2為上拉電阻（10K），A0A2和VCC地址引腳均接地。串行時(shí)鐘SCC接P2.4串行數(shù)據(jù)，地址線SDA接P2.3引腳。AT24C16的特性有：?jiǎn)坞娫垂╇?，工作電壓范圍寬?

7、.85.5V），低功耗CMOS技術(shù)100KHZ（2.5V）和400KHZ（5V）兼容，自定時(shí)寫(xiě)周期（包含自動(dòng)擦除）、頁(yè)面寫(xiě)周期的典型值為2ns，具有硬件保護(hù)。顯示電路顯示器件采用LCD1602液晶顯示器，是目前最常用的顯示器件，其顯示容量為16×2個(gè)字符，尺度為2.95×4.35 mm，適合電飯煲時(shí)間和功能的字符顯示，如圖3-8，前三個(gè)引腳分別為電源地、電源正極和液晶顯示偏壓。RS和R/W為數(shù)據(jù)/命令選擇和讀/寫(xiě)選擇，引腳15和16分別是背光源正、負(fù)極。單片機(jī)P0口用于對(duì)LCD的數(shù)據(jù)傳輸，P2.5P2.7都是作為控制端對(duì)LCD輸入讀/寫(xiě)數(shù)據(jù)信號(hào)，選擇數(shù)據(jù)寄存器或指令寄存器，

8、以及是否進(jìn)行顯示。蜂鳴器電路設(shè)計(jì)蜂鳴器電路要求在炊煮結(jié)束時(shí)“奏出”出悅耳的提示音給使用者。選擇PFD驅(qū)動(dòng)蜂鳴器，并且只用P2.2一個(gè)引腳就可以了，這樣可以節(jié)省一個(gè)I/O引腳，同時(shí)PFD輸出的信號(hào)頻率可以采用一個(gè)內(nèi)部定時(shí)計(jì)數(shù)器控制。鍵盤(pán)接口電路設(shè)計(jì)獨(dú)立式鍵盤(pán)是直接用I/O口構(gòu)成的單個(gè)按鍵電路，每根I/O口線上按鍵的工作狀態(tài)不會(huì)影響其他I/O口的工作狀態(tài)，該電路屬于查詢方式電路，當(dāng)按鍵沒(méi)有按下時(shí)，CPU對(duì)應(yīng)的I/O口由于有上拉電阻，其輸入為高電平；當(dāng)某按鍵按下后，對(duì)應(yīng)I/O口變低電平，同時(shí)在VCC=5V的情況下，I/O輸出灌電流在5mA左右。溫度傳感器電路溫度傳感器DS18B20采用數(shù)據(jù)線供電方式，其工作電壓范圍在35.5V，溫度測(cè)量范圍在-55125精度為±2，在-1085范圍內(nèi)，其精度為±