基于單片機(jī)的智能電飯煲設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、安徽工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）專業(yè)：電子信息科學(xué)與技術(shù)題目:基于單片機(jī)的智能電飯煲控制器設(shè)計(jì)作者姓名：丁路導(dǎo)師及職稱：許鋼（副教授）導(dǎo)師所在單位：電氣工程學(xué)院2012年6月13日安徽工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書2012 屆電氣工程學(xué)院電子信息科學(xué)與技術(shù) 專業(yè)學(xué)生姓名：丁路I畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目中文：基于單片機(jī)的智能電飯煲控制器設(shè)計(jì)英文：Design of Intelligent rice cooker controller Based on MCUn原始資料張毅剛單片機(jī)原理與應(yīng)用M.北京：高等教育出版社，2010.112000.7余永權(quán).模糊控制技術(shù)與模糊家用電器M.北京：北京航空航天

2、大學(xué)出版社，王守中.51單片機(jī)開(kāi)發(fā)入門與典型實(shí)例M.北京：人民郵電出版社，2008.10 童詩(shī)白，華成英模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)M.北京：高等教育出版社，2009.12 楊恒開(kāi)關(guān)電源典型設(shè)計(jì)實(shí)例精選M.北京：中國(guó)電力出版社，2007.66侯振義.直流開(kāi)關(guān)電源技術(shù)及應(yīng)用J.北京：電子工業(yè)出版社，2006: 56-62.M 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)內(nèi)容近幾年智能家電發(fā)展迅速，為人們生活帶來(lái)便捷。市場(chǎng)上機(jī)械式電飯鍋大部分采用 固定功率的方法加熱，能效利用率低、功能單一。為改善電飯煲性能要求學(xué)生運(yùn)用信號(hào) 采集、模糊控制、單片機(jī)原理及應(yīng)用等基礎(chǔ)知識(shí)，設(shè)計(jì)一智能電飯煲控制器，具有多種 烹調(diào)方式及預(yù)約功能。要求通過(guò)對(duì)溫

3、度及加熱時(shí)間的檢測(cè)和分析，來(lái)判斷米量大小；通 過(guò)調(diào)節(jié)繼電器的通斷比，來(lái)控制加熱盤發(fā)熱功率；由按鍵選擇各種烹調(diào)方式，并經(jīng)LED 示。技術(shù)指標(biāo)及功能要求：具有多種烹調(diào)功能，烹調(diào)時(shí)間設(shè)定，24小時(shí)預(yù)約功能；多段位數(shù)碼顯示；判斷米量大小，并對(duì)加熱功率進(jìn)行調(diào)節(jié)；立體加熱，傳感器開(kāi)短路保護(hù)；開(kāi)關(guān)電源解決方案；要求獨(dú)立選擇芯片、設(shè)計(jì)電路、編制程序、仿真、調(diào)試，完成整個(gè)系統(tǒng)的功 能。課題完成形式：提交畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)報(bào)告書）一本；電路原理圖；完整的單片機(jī)源程序。指導(dǎo)教師（簽字）教研室主任（簽字） 批準(zhǔn)日期2012年1月5日接受任務(wù)書日期2012年1月10日完成日期2012年6月13日接受任務(wù)書學(xué)生（簽字）安徽工

4、程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)-I -安徽工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)-I -基于單片機(jī)的智能電飯煲控制器設(shè)計(jì)摘 要電飯煲是人們?nèi)粘Ｉ钪凶钇毡榈募矣秒娖?，隨著人們生活水平的提到，電飯煲也 日趨智能化。本設(shè)計(jì)主要基于家電智能化的背景下，借鑒智能電飯煲的發(fā)展現(xiàn)狀，實(shí)現(xiàn) 電飯煲烹調(diào)方式選擇、預(yù)約、LED顯示等功能。烹調(diào)功率控制方面，設(shè)計(jì)主要采用模糊 控制方式實(shí)現(xiàn)對(duì)加熱功率的調(diào)節(jié)。硬件電路方面，以現(xiàn)代單片機(jī)公司(ABOV semiconductor)的MC80F7708單片機(jī)為 主控制器，包括復(fù)位電路、時(shí)鐘電路、LED顯示電路、觸摸按鍵控制電路、溫度采集電 路、功率輸出電路、開(kāi)關(guān)電源。軟件方面，包括主程序及其中

5、嵌套的子程序：中斷處理程序、AD轉(zhuǎn)換程序、蜂鳴器程序、LED顯示程序、按鍵處理程序、以及功率控制程序。根據(jù)各個(gè)烹調(diào)方式的典型 烹調(diào)溫度曲線編寫出功率控制程序，各種烹調(diào)模式通過(guò)功率控制參數(shù)的設(shè)定來(lái)調(diào)整輸出 功率。在煮飯溫度控制方面，參考了模糊控制方案。關(guān)鍵詞：智能家電；電飯煲；MC80F7708單片機(jī)；模糊控制；溫控曲線。- # - ii -丁路：基于單片機(jī)的智能電飯煲控制器設(shè)計(jì)Design of Intelligent rice cooker controller Based on MCUAbstractThe rice cooker is the most com mon household

6、 applia nces in peoples daily life. As peoples living standards mentioned, rice cookers are becoming increasingly intelligent. This topic is mainly based on the background of intelligent home appliances. Referenee to the current situation of the development of intelligentrice cooker. Discussing how

7、to realize the cooking mode selection, appointment, LED display and other functions. The design of cook ing power con trol, using the fuzzy con trol method to achieve the adjustme nt of heat ing power.Hardware circuits, ABOV semic on ductor In C.MC80F7708 microc on troller as the main con troller, i

8、n clud ing the reset circuit, clock circuit, the LED display circuit, touch butt on control circuit, temperature data acquisition circuit, the power output circuit and switching power supply.Software programs, in cludi ng the main program and the n ested subrout ine: in terrupt han dler, AD con vers

9、i on process, buzzer driver, LED display program, key processes, as well as power control procedures. According to the typical cooking temperature curve of the various cook ing methods, Write power con trol procedure, a variety of cook ing mode to adjust the output power through the power con trol p

10、arameter setti ngs. Cook ing temperature con trol, with refere nee to the fuzzy con trol scheme.Keywords: smart applia nces; rice cooker; MC80F7708 microc on troller; fuzzy con trol; temperature con trol curve.安徽工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）- iii -安徽工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）- iv -目 錄 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark28 o Curren

11、t Document 摘 要IAbstractII目 錄J.I.I. HYPERLINK l bookmark32 o Current Document 插圖清單V. HYPERLINK l bookmark34 o Current Document 表格清單V.I.引 言1. HYPERLINK l bookmark36 o Current Document 第1章緒論2.1.1選題背景2.1.2選題的現(xiàn)實(shí)意義2. HYPERLINK l bookmark38 o Current Document 第2章總體方案設(shè)計(jì)4.2.1設(shè)計(jì)內(nèi)容和設(shè)計(jì)目標(biāo) 4.2.1.1設(shè)計(jì)內(nèi)容 4.設(shè)計(jì)目標(biāo) 4.2.

12、2方案對(duì)比和方案選擇4.2.3方案及總體框圖 5. HYPERLINK l bookmark42 o Current Document 第3章硬件設(shè)計(jì) 7.3.1單片機(jī)最小系統(tǒng) 7.3.1.1單片機(jī)選擇7.3.1.2振蕩電路8.3.1.3復(fù)位電路9. HYPERLINK l bookmark44 o Current Document LED顯示驅(qū)動(dòng)控制電路 10GY4690B高段位數(shù)碼管103.2.2數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)控制電路.1.1LED顯示驅(qū)動(dòng)控制電路設(shè)計(jì) 1.33.3觸摸按鍵電路14CY8C20524觸摸按鍵控制器簡(jiǎn)介14CY8C20524 引腳及功能15CY8C20524電容測(cè)量原理 1.6C

13、Y8C20524硬件電路設(shè)計(jì) 1.83.4蜂鳴器驅(qū)動(dòng)電路 183.4.1蜂鳴器電路 183.4.2電路工作原理1.93.5溫度采集電路19MC80F7708單片機(jī) A/D轉(zhuǎn)換介紹 193.5.2溫度采集電路設(shè)計(jì)203.5.3 A/D部分硬件電路 213.6功率輸出模塊223.6.1功率輸出電路 22MOC3021、BT131 Z01系列元件資料及參數(shù)設(shè)定 233.7電源電路24- V - # -丁路：基于單片機(jī)的智能電飯煲控制器設(shè)計(jì) TOC o 1-5 h z 3.7.1電源方案選擇 243.7.2開(kāi)關(guān)電源電路設(shè)計(jì)25OB2353、PC817元件資料26 HYPERLINK l bookmar

14、k112 o Current Document 第4章軟件設(shè)計(jì)294.1主程序設(shè)計(jì)294.2初始化304.3中斷處理程序30AD檢測(cè)程序.3.14.5蜂鳴器驅(qū)動(dòng)的程序 32 HYPERLINK l bookmark130 o Current Document 4.6顯示程序 34 HYPERLINK l bookmark138 o Current Document 4.7按鍵程序 36 HYPERLINK l bookmark144 o Current Document 4.8功率控制程序37 HYPERLINK l bookmark148 o Current Document 結(jié)論與展望.3

15、.8. HYPERLINK l bookmark150 o Current Document 致謝39. HYPERLINK l bookmark152 o Current Document 參考文獻(xiàn)40. HYPERLINK l bookmark18 o Current Document 附錄A基于單片機(jī)的智能電飯煲控制器設(shè)計(jì) 41 HYPERLINK l bookmark182 o Current Document 附錄B 一篇引用的外文參考文獻(xiàn)及其譯文 42 HYPERLINK l bookmark184 o Current Document 附錄C主要參考文獻(xiàn)的題錄及摘要49 HYPE

16、RLINK l bookmark186 o Current Document 附錄D源程序51.安徽工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）- VII -安徽工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）- VI -插圖清單 TOC o 1-5 h z 圖2-1米飯加熱溫度控制曲線 6.圖2-2系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)框圖 6.圖 3-1MC80F7708 引腳圖 7.圖3-2外部振蕩器與石英/陶瓷振蕩器接法 9圖3-3復(fù)位電路9.圖3-4上電時(shí)復(fù)位電路中 C6、C7充電波形10圖3-5 GY4690B封裝外形 1.0圖3-6各顯示段對(duì)應(yīng)發(fā)光二極管序號(hào)1.1圖 3-7 TM1629C 引腳圖 12圖3-8顯示模塊電路14圖 3-9 CY8C2

17、0524 引腳圖1.5圖3-10 CP及電場(chǎng)分布圖 1.7圖3-11 CapSense系統(tǒng)等效模型1.7圖3-12 CY8C20524內(nèi)部的電容測(cè)量模擬電路框圖 17圖3-13電容轉(zhuǎn)換輸出波形 1.8圖3-14觸摸按鍵電路 18圖3-15蜂鳴器驅(qū)動(dòng)電路 1.9圖3-16 A/D轉(zhuǎn)換方框圖&寄存器 20圖3-17 MF58系列NTC封裝圖 21圖3-18 NTC溫度特性曲線 21圖3-19信號(hào)轉(zhuǎn)換&模擬輸入通道接口 22圖3-20主、輔助功率驅(qū)動(dòng)電路 22圖3-21 MOC3021封裝&邏輯框圖23圖3-22 BT131封裝與符號(hào) 23圖3-23有輸出時(shí)BT131工作狀況24圖3-24 220V

18、AC半波整流電路 25圖3-25開(kāi)關(guān)電源電路 25圖3-26 OB2353引腳封裝 26圖3-27 PC817封裝及內(nèi)部連接框圖 28圖4-1主程序流程圖 29圖4-2 中斷處理流程圖 31圖4-3 AD檢測(cè)流程圖 32圖 4-4 R04/BUZO 引腳波形 .3.3圖4-5蜂鳴器驅(qū)動(dòng)流程圖33圖4-6顯示流程圖 34圖4-7 TM1629C地址增加模式數(shù)據(jù)傳送 .35圖4-8 TM1629C串行數(shù)據(jù)傳送時(shí)序 35圖4-9 TM1629C串行數(shù)據(jù)傳送流程 36圖 4-10 按鍵程序流程圖 36圖4-11功率控制程序流程圖 37- # - VIII -丁路：基于單片機(jī)的智能電飯煲控制器設(shè)計(jì)表格清

19、單 TOC o 1-5 h z 表3-1 MC80F7708單片機(jī)引腳功能 8.表3-2復(fù)位初始化內(nèi)部寄存器狀態(tài) 9表3-3GY4690B光電參數(shù) 1.0表3-4數(shù)字段顯示段碼1.1表3-5TM1629C引腳功能 1.2表3-6TM1629C電氣參數(shù) 1.2表3-7顯示寄存器13表3-8TM1629C操作指令 1.3表3-9引腳功能16表3-10 OB2353引腳功能27表3-11 OB2353電氣參數(shù) 27表4-1控制寄存器ADCM中各標(biāo)志位.31安徽工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）- - -電飯煲因其安全、簡(jiǎn)便、實(shí)用而普及到千家萬(wàn)戶。隨著科技的不斷發(fā)展，這類小家 電也在不斷的完善和提升自己，并向著

20、智能化、節(jié)能化、網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展。傳統(tǒng)的機(jī) 械式電飯鍋大部分采用固定功率的方法加熱，能效利用率低、功能單一，難以滿足人們 的多樣化需求，因此，功能豐富的智能電飯煲有著廣闊的市場(chǎng)前景。本設(shè)計(jì)即通過(guò)對(duì)電 飯煲的硬件和軟件的設(shè)計(jì)以實(shí)現(xiàn)電飯煲的智能化。智能控制技術(shù)、信息技術(shù)的飛速發(fā)展為家電自動(dòng)化和智能化提供了可能。智能家電 就是微處理器和計(jì)算機(jī)技術(shù)引入家電設(shè)備后形成的家電產(chǎn)品，具有自動(dòng)監(jiān)測(cè)自身故障、 自動(dòng)測(cè)量、自動(dòng)控制、自動(dòng)調(diào)節(jié)與遠(yuǎn)程控制中心通信功能的家電設(shè)備。隨著信息技術(shù)，特別是數(shù)字化技術(shù)、多媒體技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，智能家電 產(chǎn)業(yè)也在迅速崛起。世界著名的電腦和家電企業(yè)如 IBM、夏普、微軟、英

21、特爾、松下、 NEC、東芝等都大力開(kāi)發(fā)研制自己的智能家電產(chǎn)品，我國(guó)的許多公司如聯(lián)想、長(zhǎng)虹、海 信、TCL、海爾等也都投入到智能家電的開(kāi)發(fā)工作。作為傳統(tǒng)家電代表，電飯煲智能化 也不例外，功能齊全、操作簡(jiǎn)便、人性化的界面，烹調(diào)過(guò)程自動(dòng)化控制，甚至是網(wǎng)絡(luò)控 制的智能電飯煲已成為快節(jié)奏的現(xiàn)代生活需求。伴隨著生活水平的提高，電飯煲的智能 化和網(wǎng)絡(luò)化將成為一種趨勢(shì)。丁路：基于單片機(jī)的智能電飯煲控制器設(shè)計(jì)第1章緒論1.1選題背景隨著智能控制技術(shù)的發(fā)展，各種智能家電產(chǎn)品不斷出現(xiàn)，給人們生活帶來(lái)便捷?？?節(jié)奏的現(xiàn)代生活，人們對(duì)家電智能化的要求也越來(lái)越高，安全、簡(jiǎn)便、節(jié)能、實(shí)用，多 功能化是現(xiàn)代化家用電器應(yīng)具有的

22、基本特性。作為家用電器的典型代表，傳統(tǒng)的機(jī)械式 電飯煲難以滿足需求。智能電飯煲的問(wèn)世，解決了人們的多樣化需求，也為人們?nèi)粘Ｉ?活帶來(lái)便捷。本文研究的一種模糊控制的智能電飯煲正是滿足人們需求的典型代表。基 于模糊控制方式判斷米量的多少，并對(duì)不同的米量選擇不同的加熱方案，并且具有多種 烹調(diào)功能，因此不但控制效果好，而且高效、節(jié)能環(huán)保。同時(shí)電飯煲還可以實(shí)現(xiàn)預(yù)約、 記憶等功能，大大方便了人們的生活。1.2選題的現(xiàn)實(shí)意義自從1955年?yáng)|芝開(kāi)發(fā)出世界上第一臺(tái)電飯煲，電飯煲的發(fā)展已經(jīng)過(guò)了50年，到現(xiàn)在，電飯煲已經(jīng)成為了現(xiàn)代家庭必備的生活電器之一。隨著電飯煲技術(shù)的發(fā)展，電飯煲 的控制技術(shù)也經(jīng)歷了幾個(gè)重要的階段

23、，首先是機(jī)械式控制，然后是電子式控制，再是微 電腦控制，目前較為流行有主流的電磁式電飯煲和微壓力電飯煲。今天，智能控制技術(shù)、信息技術(shù)發(fā)展已較為成熟，同時(shí)無(wú)線通信技術(shù)快速發(fā)展以及物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的興起，為家用 電器的智能化，提供了一個(gè)難得的機(jī)遇和環(huán)境，我們堅(jiān)信包括電飯煲在內(nèi)的所有智能家 電控制技術(shù)將會(huì)有一質(zhì)的飛躍。隨著生活水平的提高，人們對(duì)電飯煲的要求也越來(lái)越高。 煮出來(lái)的米飯的可口程度、營(yíng)養(yǎng)以及是否多功能、是否節(jié)能這些因素將成為判斷一個(gè)電 飯煲好壞的標(biāo)準(zhǔn)。目前，市場(chǎng)上的大部分采用機(jī)械式或者是采用固定功率的方式加熱，能源利用率低，功能單一，難以滿足人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的生活需求。電飯煲從機(jī)械式原理到現(xiàn)在的智能

24、電飯 煲，期間經(jīng)歷了許多的階段。電飯煲發(fā)揮高新技術(shù)優(yōu)勢(shì)，以美味炊煮為主導(dǎo)，使產(chǎn)品更 加豐富與時(shí)尚化，現(xiàn)已形成機(jī)械、模擬電子及智能三大類型、多種款式。機(jī)械電飯煲雖 然價(jià)格方面體現(xiàn)它的優(yōu)勢(shì)之外，其他方面就很難滿足人們對(duì)現(xiàn)代生活高品質(zhì)的需求。智 能電飯煲符合現(xiàn)代人的要求，人性化的界面設(shè)計(jì)，使得人們一眼看出當(dāng)前工作狀態(tài)，讓 您更安心，各種烹調(diào)過(guò)程全部由電腦自動(dòng)控制，并且美觀、簡(jiǎn)潔、實(shí)用，所有的這些特 點(diǎn)符合現(xiàn)代人的省時(shí)、省力、耐用的觀念。中國(guó)農(nóng)業(yè)部農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)測(cè)試中心實(shí)驗(yàn)報(bào)告表明：使用智能電飯煲蒸煮米飯,可以將米飯中維生素E的含量提高55.62%，賴氨酸的含量提高10.92%，而天冬氨酸、 谷氨

25、酸、絲氨酸、酪氨酸等游離氨基酸更是首次現(xiàn)身米飯當(dāng)中，從而大大提升了米飯的 營(yíng)養(yǎng)和口感。電飯煲是一種把電能轉(zhuǎn)化成熱能的新型多功能烹飪器具。在科技發(fā)展日新月異的今天，電飯煲也同其它家用電器一樣經(jīng)歷了從簡(jiǎn)單到復(fù)雜，從手動(dòng)到半自動(dòng)、全自動(dòng)以及 到現(xiàn)在的智能化產(chǎn)品的過(guò)程。但因?yàn)閮r(jià)格較高，所以它不能為普通家庭所接受。做出一 種價(jià)格低廉、體積又小、帶語(yǔ)音功能的人性化的電飯煲是市場(chǎng)所需求。因此，開(kāi)發(fā)功能 齊全，安全可靠的微電腦智能電飯煲是非常用必要的。電飯煲的功能不再只是簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單的煮飯了，它可以完成許許多多的功能，它是人們 日常生活中不可缺少的家庭好幫手，由于智能控制的問(wèn)世，人們的生活才變得越來(lái)越簡(jiǎn)單。本文既

26、基于單片機(jī)的智能電飯煲設(shè)計(jì)， 以MC80F7708單片機(jī)作為主控制器，實(shí)現(xiàn): 精煮、快煮、再加熱、煮粥、預(yù)約等功能，并且具有人性化的操作界面，易于使用。丁路：基于單片機(jī)的智能電飯煲控制器設(shè)計(jì)第2章總體方案設(shè)計(jì)2.1設(shè)計(jì)內(nèi)容和設(shè)計(jì)目標(biāo)2.1.1設(shè)計(jì)內(nèi)容電飯煲作為人們?nèi)粘Ｉ钪械谋匦杵?，無(wú)疑對(duì)我們的生活有著重要影響，傳統(tǒng)機(jī)械 式電飯煲功能單一，由于其工作原理是利用磁鋼受熱失磁(冷卻后恢復(fù)磁性)原理，對(duì) 鍋底溫度進(jìn)行自動(dòng)控制，這使電飯煲的整個(gè)加熱過(guò)程輸出功率恒定，既浪費(fèi)電能，又不 能對(duì)加熱方式進(jìn)行調(diào)整以煮出多種口感的米飯。又如用機(jī)械式電飯煲煮粥為防止粥溢出， 需要人看管，因此給日常生活帶來(lái)不變，隨著

27、電子信息技術(shù)及智能控制技術(shù)的飛速發(fā)展， 智能家電產(chǎn)業(yè)迅速壯大，各種智能家電產(chǎn)品不斷出現(xiàn)，例如數(shù)控冰箱、變頻式空調(diào)、全 自動(dòng)洗衣機(jī)等，作為基本日常生活用具的電飯煲也不例外，智能煲由于是利用微電腦芯 片，控制加熱器件的輸出功率以及對(duì)加熱食物的溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)加熱溫 度的精確的自動(dòng)控制。這樣就可以滿足我們加熱不同食物類型以及不同口感的多樣化需 求。本畢業(yè)設(shè)計(jì)要求使用現(xiàn)行智能家電中常用的模糊控制方法，實(shí)現(xiàn)電飯煲的基本功能。2.1.2設(shè)計(jì)目標(biāo)要求設(shè)計(jì)一個(gè)電飯煲控制器，具有按鍵，按鍵指示燈、多段位數(shù)碼顯示屏，實(shí)現(xiàn)對(duì) 電飯煲運(yùn)行狀態(tài)的選擇和顯示。通過(guò)插座及引線與電飯煲的加熱盤和傳感器等部件相連，

28、 由單片機(jī)控制繼電器的通斷來(lái)控制負(fù)載，并按設(shè)定程序執(zhí)行動(dòng)作。具體功能如下：具有多種烹調(diào)功能。預(yù)約功能。多段位數(shù)碼顯。頂部、底部雙溫度傳感器。故障告警，傳感器開(kāi)短路顯示。開(kāi)關(guān)電源供電。2.2方案對(duì)比和方案選擇方案一：采用普通機(jī)械式按鍵、LCD顯示、底盤加熱方式、片內(nèi)無(wú) AD單片機(jī)，使 用數(shù)字溫度傳感器，或外擴(kuò)AD轉(zhuǎn)換器使用模擬溫度傳感器。方案二：采用電容感應(yīng)按鍵、LED顯示、立體加熱方式、片內(nèi)集成 AD轉(zhuǎn)換器的單 片機(jī)、熱敏電阻及分壓電路來(lái)采集溫度信號(hào)。若使用片內(nèi)無(wú)AD的單片機(jī)，若使用數(shù)字溫度傳感器成本較高，且多數(shù)數(shù)字溫度傳 感器測(cè)溫范圍較窄，很難滿足電飯煲要求的(-10 +180C)范圍。若采

29、用外部擴(kuò)展AD 轉(zhuǎn)換器的方法，無(wú)疑會(huì)增加電路的復(fù)雜程度，不利于生產(chǎn)，同時(shí)成本會(huì)上升，這對(duì)于成 本十分敏感的小家電產(chǎn)品不具有可行性。若使用片內(nèi)集成ADC型單片機(jī)，只需外接一NTC (負(fù)溫度特性)熱敏電阻及一個(gè)分壓電阻即可，電路簡(jiǎn)單，成本低廉，且能簡(jiǎn)化軟 件程序設(shè)計(jì)，僅需設(shè)置AD轉(zhuǎn)換相關(guān)的控制寄存器，就能輕松地實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。LED顯示相比LCD顯示具有亮度高不需要背光源的優(yōu)點(diǎn)，而采用電容感應(yīng)按鍵具 有美觀、簡(jiǎn)潔、時(shí)尚等特點(diǎn)，控制器與外界可以無(wú)接縫，這樣就可以防止進(jìn)水造成漏電 事故，采用立體加熱方式，食物受熱均勻，口感更好，加熱米飯也不容易出現(xiàn)夾生現(xiàn)象?？紤]以上原因，決定選擇方案二進(jìn)行電飯煲控制系統(tǒng)

30、設(shè)計(jì)，程序編寫采用C語(yǔ)言（匯編語(yǔ)言編寫過(guò)于繁雜）。2.3方案及總體框圖方案設(shè)計(jì)的細(xì)節(jié)如下：電飯煲設(shè)有多種烹調(diào)方式，使用按鍵進(jìn)行選擇，并通過(guò)數(shù)碼管對(duì)當(dāng)前的選擇和系統(tǒng) 的運(yùn)行狀態(tài)經(jīng)行選擇，考慮到本設(shè)計(jì)所要實(shí)現(xiàn)的功能，設(shè)置八個(gè)按鍵其功能分別如下：“功能”鍵：精煮、快煮、蒸煮、粥湯、稀飯、再加熱、燉等功能的選擇。“米類”鍵：煮飯功能時(shí)，用于調(diào)整米類。“口感”鍵：精煮功能狀態(tài)下，用于調(diào)整口感?！靶r(shí)”、“分鐘”鍵：在選定了烹調(diào)時(shí)間的功能后（蒸煮、粥湯、稀飯、燉） 按“小時(shí)” “分鐘”鍵調(diào)整烹調(diào)時(shí)間?！邦A(yù)約”鍵：選定了有預(yù)約功能檔位（精煮、蒸煮、粥湯、稀飯、燉）后按此鍵, 按此鍵，進(jìn)入預(yù)約時(shí)間設(shè)定狀態(tài)。“

31、開(kāi)始”鍵：選擇了某一功能后按此鍵，進(jìn)入相應(yīng)的功能工作?！氨?關(guān)“鍵：在任何工作狀態(tài)下按此鍵退出工作模式進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)，在待機(jī)狀 態(tài)下按此鍵進(jìn)入保溫模式。由于電飯煲主要用于煮米飯，為了保證煮出美味可口符合不同口感要求的米飯，就 要將設(shè)計(jì)的重點(diǎn)放在米飯加熱溫度控制方式上，這要求我們掌握各種大米的吸水量，加 溫時(shí)間，控溫過(guò)程，維持沸騰時(shí)間，停止升溫過(guò)程，燜飯過(guò)程等規(guī)律。查閱相關(guān)資料， 將煮飯過(guò)程總結(jié)為以下幾個(gè)過(guò)程：（1）吸水過(guò)程：在適合的溫度下，讓大米盡可能的吸收水分，這樣煮出來(lái)的米飯 的更加的飽滿，口感更好。讓大米的含水量達(dá)到 25%左右，溫度越高，吸水越快。但是 溫度一旦超過(guò)70C,大米中含有的

32、B淀粉就會(huì)轉(zhuǎn)化成a淀粉，會(huì)變成糊狀，所以一般將 溫度控制在60C以下（35C左右為最佳溫度，但此溫度吸水時(shí)間較長(zhǎng)）。（2）升溫過(guò)程：這一個(gè)過(guò)程必須使鍋內(nèi)的熱量充分對(duì)流， 以至于不會(huì)造成夾生飯。 一般說(shuō)來(lái)，加熱至沸騰的最佳時(shí)間是 10分鐘。（3） 維持沸騰：為了使B淀粉充分轉(zhuǎn)化成為a淀粉，需要在沸騰的狀態(tài)下，維持 20分鐘左右，同時(shí)此過(guò)程可以將多余的水分蒸發(fā)掉，可以通過(guò)控制繼電器的開(kāi)與閉來(lái)實(shí) 現(xiàn)溫度的控制。（4）燜飯過(guò)程：在補(bǔ)炊過(guò)程結(jié)束后，鍋內(nèi)基本上沒(méi)有太多的水分，應(yīng)采用較小功 率加熱，促進(jìn)大米a淀粉的生成。一般的燜飯時(shí)間大約控制在 12分鐘左右。（5） 保溫過(guò)程：整個(gè)煮飯過(guò)程結(jié)束后，自動(dòng)進(jìn)入保

33、溫模式，溫度一般控制在70C 左右。米飯加熱溫度控制過(guò)程中分為以下幾個(gè)步驟，首先：使用大功率加熱使底部溫度迅 速達(dá)到60C，以便大米快速吸水。第二步：吸水過(guò)程，吸水時(shí)間根據(jù)選擇的煮飯模式與 口感來(lái)調(diào)整。第三部是米量測(cè)量階段，通過(guò)測(cè)量頂部溫度到達(dá)52C所用時(shí)間來(lái)判斷米量 大小，以此來(lái)調(diào)整繼電器輸出通斷比，以及加熱方式及溫度點(diǎn)控制。第三步：根據(jù)米量 大小進(jìn)行相應(yīng)加熱方式調(diào)整，達(dá)到沸騰狀態(tài)、并維持一段時(shí)間。第四步：燜飯階段，根 據(jù)煮飯模式與米量大小，選擇加熱方式。第四步：保溫階段。米飯加熱溫度控制曲線如 圖2-1所示：丁路：基于單片機(jī)的智能電飯煲控制器設(shè)計(jì)圖2-1米飯加熱溫度控制曲線硬件包括單片機(jī)最

34、小系統(tǒng)、溫度采集電路、顯示電路、蜂鳴器電路、按鍵電路、功 率輸出控制電路。系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)框圖如圖2-2所示：圖2-2系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)框圖安徽工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)- -安徽工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)- # -第3章硬件設(shè)計(jì)本章主要介紹電飯煲控制器的硬件硬件電路設(shè)計(jì)方案，主要包括單片機(jī)最小系統(tǒng)、 按鍵、顯示、蜂鳴器驅(qū)動(dòng)、溫度采集、功率輸出等部分。具體電路設(shè)計(jì)如下：3.1單片機(jī)最小系統(tǒng)3.1.1單片機(jī)選擇單片微型計(jì)算機(jī)簡(jiǎn)稱單片機(jī)，它把中央處理器、存儲(chǔ)器、輸入/輸出接口電路以及定 時(shí)器計(jì)算器集成在一塊芯片上，具有體積小、功耗低、價(jià)格低廉、抗干擾能力強(qiáng)且可靠 性高等特點(diǎn)。廣泛應(yīng)用于工業(yè)過(guò)程控制、智能儀器儀表

35、和測(cè)控系統(tǒng)的前端裝置。本設(shè)計(jì)采用的是現(xiàn)代半導(dǎo)體公司(ABOV semiconductor)的MC80F7708單片機(jī)， 芯片有如下特點(diǎn)：8K字節(jié)FLASH ROM，256字節(jié)RAM，20字節(jié)分段LCD顯示RAM， 8/16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器，10位A/D轉(zhuǎn)換器，7位看門狗定時(shí)器，擁有7位自動(dòng)重計(jì)數(shù)的21 位實(shí)時(shí)定時(shí)器，8位UART,片內(nèi)晶振和時(shí)鐘電路等。另外，本芯片還支持節(jié)電模式以 降低功耗。MC80F7708靈活度高、成本低，是ADC系統(tǒng)中優(yōu)良的控制器解決方案。其 引腳如圖3-1所示，表3-1是各引腳對(duì)應(yīng)的功能。60山S二證 OLOWSrCJgy 二Q山mod EE山ggy 吋&山q - god

36、 密巳山力二證32 段93二宦 GLOWSR74/COM3R75/COM2R76/COM1R77/COMQR25/AN5R2 fAN4R23/AN3R22/AN2R21 /AN1R2Q/ANOHim 3313 3 344 4 44 MC80F7708AQ22212019181 J1二二 n nnn 弓 nnnR60/SEG8R57/SEG7 RSSSEGSR55/SEG5R54SEG4R53/SEG3R52/SEG2R51 f SEG1R50fSEGOR10/PWM1 /T2OR07/ INTIUUUUUUUUUUU9 逵二 nf S 2 _ Exs Elz二 $K- z_x wl-nE WI

37、N-二眨 至J 90 疋圖3-1 MC80F7708引腳圖安徽工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）- - -丁路：基于單片機(jī)的智能電飯煲控制器設(shè)計(jì)表3-1 MC80F7708單片機(jī)引腳功能引腳名稱引腳序號(hào)主要功能第二功能I/O說(shuō)明I/O說(shuō)明VDD3-電源-VSS4-地-RESET/ R4711I復(fù)位(低電平有效)-XIN /R43,XOUT /R427,6I,O主時(shí)鐘振蕩器-SXIN /R45,SXOUT /R469,10I,O子時(shí)鐘振蕩器-R53/SEG3 R57/SEG717 21I/O通用I/O 口OLCD段輸出LCD通用輸出R60/SEG8 R61/SEG922 23I/O通用I/O 口OLCD段

38、輸出R62/SEG10 R67/SEG1524 29I/O通用I/O 口OLCD段輸出R70/SEG16 R73/SEG1930 33I/O通用I/O 口OLCD段輸出R74/COM3 R77/COM034 37I/O通用I/O 口OLCD通用輸出R01/EC044I/O通用I/O 口I外部計(jì)數(shù)器中斷輸入R04/BUZO2I/OO蜂鳴器輸出R06/INT01I/OI中斷輸入R07/INT112I/OI中斷輸入R10/PWM1/T2O13I/OO定時(shí)器3PWM輸出定時(shí)器2輸出R20/AN0 R23/AN343 40I/OIA/D轉(zhuǎn)換模擬輸入R24/AN4 R25/AN539,38I/OIA/D轉(zhuǎn)

39、換模擬輸入R50/SEG014I/O通用I/O 口OILCD段輸出 UART0數(shù)據(jù)輸入R51/SEG115I/O通用I/O 口OLCD段輸出UART0數(shù)據(jù)輸出R52/SEG216I/O通用I/O 口OLCD段輸出UART0外部中斷輸入3.1.2振蕩電路MC80F7708內(nèi)部有三個(gè)振蕩電路。雙時(shí)鐘操作：主時(shí)鐘 400KHz 12MHz，子時(shí)鐘32.768KHZ。主時(shí)鐘晶振類型：石英/陶瓷晶體振蕩器，內(nèi)部晶振：8MHz/4MHz/2MHz ,由于外部振蕩器使電路復(fù)雜化，且成本較高，故不宜采用；而內(nèi)部 RC振蕩器有精 度低、溫度系數(shù)高等缺點(diǎn)。綜合考慮成本因素與精度要求，選用 8MHz三引腳直插封裝

40、負(fù)載電容內(nèi)藏式陶瓷振蕩器，此封裝不需要使用外部安裝的電容器，可以減少元件數(shù)量， 從而使電路更加緊湊。陶瓷諧振器具有如下優(yōu)點(diǎn)： 振蕩頻率具有很咼的溫度穩(wěn)定性，比RC振蕩器咼兩個(gè)數(shù)量級(jí)，比石英振蕩 器略低。尺寸小、重量輕，通常只有石英晶體尺寸的一半。價(jià)格低，免調(diào)整，與RC或LC電路不同，陶瓷振子利用的是機(jī)械諧振。這意 味著它基本上不受外部電路或電源電壓波動(dòng)的影響， 從而可以制作成無(wú)需調(diào)整的高度穩(wěn) 定的震蕩電路。MCU內(nèi)部有一個(gè)用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器，引腳 Xin和Xout分別是此 放大器的輸入端和輸出端，這個(gè)放大器與作為反饋元件的片外陶瓷諧振器一起構(gòu)成了一 個(gè)自激振蕩器。MCU雖然有內(nèi)部

41、振蕩電路，但要形成時(shí)鐘必須外接元件，所以實(shí)際構(gòu) 成的振蕩時(shí)鐘，外接晶振以及電容構(gòu)成并聯(lián)諧振電路接在放大器的反饋回路中，對(duì)接電 容的值雖然沒(méi)有嚴(yán)格的要求，但電容的大小會(huì)影響振蕩頻率的高低，振蕩器的穩(wěn)定性， 起振的快速性和溫度穩(wěn)定性。OpenXCJUT許 一External i u旳TLClock|_|XiNVSSExternal Oscillator777-l圖3-2外部振蕩器與石英/陶瓷振蕩器接法3.1.3復(fù)位電路MC80F7708支持四種復(fù)位方式：外部復(fù)位，上電復(fù)位（POR），片內(nèi)復(fù)位（BIR）和看門 狗復(fù)位。表3-2為通過(guò)復(fù)位操作對(duì)片內(nèi)硬件進(jìn)行初始化值。表3-2復(fù)位初始化內(nèi)部寄存器狀態(tài)片內(nèi)

42、硬件初值Program coun ter (PC)(FFFF H) (FFFE H)RAM page register (RPR)0G-flag (G)0Operatio n modeMain-freque ncy clockPeripheral clockOnCon trol registers參考MC80F7708中文數(shù)據(jù)手冊(cè)表8-1本設(shè)計(jì)硬件復(fù)位采用上電復(fù)位方式，其電路原理圖如圖3-3所示。剛上電時(shí)由于電容C6、C7中無(wú)電荷，故兩端電勢(shì)都為零。此時(shí) +12V的電源通過(guò)R8給C6充電，Q4 基極電勢(shì)上升，在達(dá)到Q4導(dǎo)通電勢(shì)UbeON之前，Q4管截止Q5管導(dǎo)通，RESET被拉為 低電平。Q4

43、基極電勢(shì)達(dá)到導(dǎo)通電勢(shì) UbeON后，Q4導(dǎo)通Q5基極被拉為低電平，Q5管截 止，VCC通過(guò)R9給C7充電。此過(guò)程中C6、C7充電波形如圖3-4所示：圖3-3復(fù)位電路丁路：基于單片機(jī)的智能電飯煲控制器設(shè)計(jì)3.2 LED顯示驅(qū)動(dòng)控制電路3.2.1 GY4690B高段位數(shù)碼管標(biāo)準(zhǔn)偏輟由于本電飯煲實(shí)現(xiàn)的功能較多，需要高段位顯示器來(lái)標(biāo)識(shí)各種功能狀態(tài)。設(shè)計(jì)采用 黃山市廣遠(yuǎn)光電科技有限公司的 GY4690B專為電飯煲等應(yīng)用的高段位 LED顯示器，其 具有顯示亮度高、功能多等優(yōu)點(diǎn)，圭寸裝外形如圖3-5所示：絲苗米1珍珠米什錦米1: Q預(yù)約時(shí)1可1理e煮飯時(shí)間圖3-5 GY4690B封裝外形GY4690B特點(diǎn)：

44、GY4690B為8位10段LED，線路連接方式為共陰模式，發(fā)光顏 色有三種：黃、橙、藍(lán)。發(fā)光二極管光電參數(shù)如表3-3所示：表3-3 GY4690B光電參數(shù)參數(shù)名稱符號(hào)測(cè)試條件最小值典型值最大值單位正向電壓VFIF=20mA2.8-3.6V反向電流IRVR=5V-20uA發(fā)光強(qiáng)度IVIF=20mA50-60med主波長(zhǎng)入DIF=20mA465-467nm各顯示段對(duì)應(yīng)的LED發(fā)光二極管序號(hào)如圖3-6所示，其中字母A-J表示段碼，字母 之前的數(shù)字表示掃描位碼。數(shù)字段常用顯示段碼如表3-4所示：安徽工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)- -安徽工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)- # -IIC1VIMikSSF1r 卩|

45、一 11j呼口Ej -飛卡 IgiMln-期-M Cl GC fitCf MCI41 4J7A 7*7C 7B7E 7F7C 7171 7JK 8BVE SFl SJfPIM1-PLN1：圖3-6各顯示段對(duì)應(yīng)發(fā)光二極管序號(hào)表3-4數(shù)字段顯示段碼字符段碼(AB )段碼(CDEFGHIJ)字符段碼(AB )段碼(CDEFGHIJ)00 x030 xF070 x030 x8010 x010 x8080 x030 xF820 x030 x6890 x020 xD830 x030 xC8E0 x020 x7840 x010 x98F0 x020 x3850 x020 xD8B0 x030 x6860 x

46、020 xF8Z0 x000 xF83.2.2數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)控制電路要驅(qū)動(dòng)GY4690B高段位LED顯示器MC80F7708有限的I/O 口難以滿足需求，同時(shí)引 腳也難以承受過(guò)大的LED驅(qū)動(dòng)電流負(fù)荷，需要增加專用的LED驅(qū)動(dòng)器。TM1629C是帶鍵 盤掃描接口的LED(發(fā)光二極管顯示器)驅(qū)動(dòng)控制專用電路，內(nèi)部集成有 MCU數(shù)字接口、 數(shù)據(jù)鎖存器、LED高壓驅(qū)動(dòng)、鍵盤掃描等電路。主要應(yīng)用于冰箱、空調(diào)、家庭影院等產(chǎn) 品的高段位顯示屏驅(qū)動(dòng)。本設(shè)計(jì)中顯示驅(qū)動(dòng)采用 TM1629C芯片，其特點(diǎn)如下：(1)特性說(shuō)明：?采用功率CMOS工藝?顯示模式15段 X 8位?鍵掃描(8 X 1bit)?輝度調(diào)節(jié)電路(占空

47、比8級(jí)可調(diào))?串行接口 (CLK、STB、DIO)?振蕩方式：RC振蕩(450KHZ+5%)?內(nèi)置上電復(fù)位電路(2)管腳定義:（5）顯示寄存器地址和顯示模式:- # -（5）顯示寄存器地址和顯示模式:- -丁路：基于單片機(jī)的智能電飯煲控制器設(shè)計(jì)GR4GRID5GR3GRID6GNDGNDGR2GRID7GR1GRID8GNDVDDDIOSEG15CLKTM1629C SEG14STBSEG13K0SEG12VDDSEG11SEG1CSEG9SEG1/KS1SEG2/KS2SEG3/KS3SEG4/KS4SEG5/KS5SEG8/KS8SEG7/KS7SEG6/KS6圖3-7 TM1629C引腳

48、圖（3）管腳功能說(shuō)明：表3-5 TM1629C引腳功能符號(hào)管腳名稱說(shuō)明DIO數(shù)據(jù)輸入/輸出在時(shí)鐘上升沿輸入/輸出串行數(shù)據(jù)，從低位開(kāi)始STB片選在上升或下降沿初始化串仃接口，隨后等待接收指令。STB為低后的第一個(gè)字節(jié)作為指令，當(dāng)處理指令時(shí)， 當(dāng)前其它處理被終止。當(dāng) STB為高時(shí)，CLK被忽略CLK時(shí)鐘輸入時(shí)鐘上升沿輸入/輸出串行數(shù)據(jù)KC鍵掃數(shù)據(jù)輸入輸入該腳的數(shù)據(jù)在顯示周期結(jié)束后被鎖存SEG1/KS1 SEG8/KS8輸出（段）段輸出（也用作鍵掃描），P管開(kāi)漏輸出SEG9 SEG15輸出（段）段輸出，P管開(kāi)漏輸出Grid1 Grid8輸出（段）位輸出，N管開(kāi)漏輸出VDD邏輯電源5V 10%GND邏

49、輯地接系統(tǒng)地注：DIO 口輸出數(shù)據(jù)時(shí)為N管開(kāi)漏輸出，在讀鍵的時(shí)候需要外接1K-10K的上拉電 阻。TM1629C電氣參數(shù):表3-6 TM1629C 電氣參數(shù)參數(shù)符號(hào)范圍單位邏輯電源電壓VDD(-0.5，+7.0)V邏輯輸入電壓VI1(-0.5，VDD+0.5 )VLED Seg驅(qū)動(dòng)輸出電流IO1-50mALED Grid驅(qū)動(dòng)輸出電流IO12+200mA功率損耗PD400mW安徽工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）- - -顯示寄存器存儲(chǔ)通過(guò)串行接口從外部器件傳送到TM1629C的數(shù)據(jù)，地址從OOH-OFH共16字節(jié)單元，分別與芯片 SGE和GRID管腳所接的LED燈對(duì)應(yīng)，分配如 表3-7所示：表3-7顯示

50、寄存器SEG1SEG2SEG3SEG4SEG5SEG6SEG7SEG8SEG9SEG1SEG1SEG1SEG1SEG1SEG1XxxHL（低四位）xxHU（高四位）xxHL（低四位）xxHU（高四位）B0B1B2B3B4B5B6B7B0B1B2B3B4B5B6B700HL00HU01HL01HUGRID102HL02HU03HL03HUGRID204HL04HU05HL05HUGRID306HL06HU07HL07HUGRID408HL08HU09HL09HUGRID50AHL0AHU0BHL0BHU:GRID60CHL0CHU0DHL0DHUGRID70EHL0EHU0FHL0FHUGRID

51、8注：寫LED顯示數(shù)據(jù)的時(shí)候，按照從低位地址到高位地址，從字節(jié)的低位到高位 操作；在運(yùn)用中沒(méi)有使用到的 SEG輸出口，在對(duì)應(yīng)的BIT地址位寫0。（6）指令說(shuō)明：指令用來(lái)設(shè)置顯示模式和LED驅(qū)動(dòng)器的狀態(tài)。在STB下降沿后由DIO輸入的第 個(gè)字節(jié)作為一條指令。經(jīng)過(guò)譯碼，取最高 B7、B6兩位比特位以區(qū)別不同的指令。表3-8 TM1629C 操作指令B7B6指令01數(shù)據(jù)命令設(shè)置10顯示控制命令設(shè)置11地址命令設(shè)置如果在指令或數(shù)據(jù)傳輸時(shí)STB被置為高電平，串行通訊被初始化，并且正在傳送的 指令或數(shù)據(jù)無(wú)效（之前傳送的指令或數(shù)據(jù)保持有效）。3.2.3 LED顯示驅(qū)動(dòng)控制電路設(shè)計(jì)TM1629C帶鍵盤掃描接口

52、的LED驅(qū)動(dòng)控制專用電路最，多可驅(qū)動(dòng)15段X 8位LED， 由于未使用其按鍵功能，所以電路設(shè)計(jì)中不需考慮按鍵掃描部分。GY6095B為10段X 8位共陰方式LED，其的正常導(dǎo)通時(shí)：管壓降范圍為（2.8V， 3.6V）。而TM1629C為5V邏輯電平，故需要在 GY6095B數(shù)碼顯示器的各segment口 串聯(lián)一電阻，起限流作用。經(jīng)過(guò)測(cè)試本設(shè)計(jì)選用阻值為470?電阻，導(dǎo)通電流約為3mA。將GY6095B的seg1 seg10端口串聯(lián)470?電阻，并分別與 TM1629C對(duì)應(yīng)的端口 連接，GY6095B的com1 com8分別連至TM1629C對(duì)應(yīng)端口丁路：基于單片機(jī)的智能電飯煲控制器設(shè)計(jì)在GY6

53、095B、TM1629C的電源與地間各并聯(lián)上100uF電解電容和0.1 nF瓷片電容。 起到去耦、濾波作用，穩(wěn)定芯片供電電源，抑制電源線路上脈沖電流引起的電磁干擾， 保證系統(tǒng)可靠性。串行通信口（ DIO、CLK、STB）需分別接10K的上拉電阻至 VDD，且要分別接 100pF電容之地，以降低電磁干擾對(duì)通訊口的影響。另外顯示電路中還有三個(gè)發(fā)光二極管，作為按鍵指示燈。電路接法如圖3-8所示:vunGM)100UI I0VCKTokSTG2 蟲禍?zhǔn)?1 COM24CnMl6?COM4 1 t OM3 TSEG1012SEG913SEGSHSECI715SEJO CLKSTB KOVDD SEOL

54、 KI SF(i2 K2 %FCH K$ SKH k I 5EG5 KTX1I629CCOM!-COM2 -S1GLStG2COM3SEG3COM4SEG5SEG6C0M5SEG7SFG8CQM6 SEG9SEG10CONFCOMS LLMIH1? C0f2I CDfL I COMI15 0X15&16 ( UMu1017 COM?IS COfx圖3-8顯示模塊電路三I6M 二PLUM rttLLW re一二二3.3觸摸按鍵電路3.3.1 CY8C20524觸摸按鍵控制器簡(jiǎn)介在便攜式媒體播放器和移動(dòng)手持終端等大容量、高可視性產(chǎn)品的應(yīng)用中，觸摸式按 鍵作為一種接口技術(shù)已被廣采用。由于具有易使用，

55、簡(jiǎn)潔、美觀、無(wú)磨損、防水保護(hù)和 成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，越來(lái)越多的電子產(chǎn)品開(kāi)始從傳統(tǒng)的機(jī)械按鍵轉(zhuǎn)向觸摸式按鍵。觸摸按鍵與機(jī)械按鍵相比，操作時(shí)不需要直接接觸，產(chǎn)品整個(gè)顯示與按鍵模塊可用 整塊透明絕緣材料（要求按鍵部分略薄、介電常數(shù)較高的材料）封裝，界面簡(jiǎn)潔而美觀, 界面無(wú)接縫，易于清理，不易進(jìn)水（以免造成系統(tǒng)故障或人生傷害）。本設(shè)計(jì)中按鍵模塊既采用較為流行的電容觸摸式按鍵，主要通過(guò)一片專用的CapSense IC CY8C20524來(lái)實(shí)現(xiàn)觸摸功能。CY8C20524具有以下的特性：低功耗CapSense模塊：可配置的電容式感應(yīng)元件。強(qiáng)大的Harvard架構(gòu)處理器：M8C處理器的速度最咼可達(dá) 12 MHz

56、。速度高、功耗低。工作電壓：2.4 V至5.25 V。靈活的片上存儲(chǔ)器：8KB閃速程序存儲(chǔ)器，50,000次擦/寫循環(huán)。512字節(jié)的SRAM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。中斷控制器。系統(tǒng)內(nèi)串行編程（ISSP）。高精度的可編程時(shí)鐘：內(nèi)部土 5.0%，6/ 12MHz主振蕩器。內(nèi)部低速振蕩器，32 kHz，能夠?qū)崿F(xiàn)看門狗和睡眠功能?？删幊桃_配置：所有通用I/O均可選擇上拉驅(qū)動(dòng)、High Z驅(qū)動(dòng)、開(kāi)漏驅(qū)動(dòng)和CMOS驅(qū)動(dòng)模式。 通用I/O上最多可有28個(gè)模擬輸入。所有通用I/O均接受可配置的輸入。通用內(nèi)部模擬總線。電壓比較器具有抗噪能力。其它系統(tǒng)資源：2可配置的通信速度，I C: 50 kHz/100 kHz /40

57、0 kHz，SPI： 46.9 kHz 3 MHz。I2C從器件。SPI主控和SPI從器件?？撮T狗和睡眠定時(shí)器。集成監(jiān)控電路。3.3.2 CY8C20524引腳及功能CY8C20524引腳封裝如圖3-9：ai ro7| A 兇5 Al POP JA P0(l| JAl P27| Al R2S) JAl 旳 3| AIP?1 Vss iAl. I2CSCL PI7 AL I2CSDAH15) 4Al PI 3 Al, I2C SCLPKll JVsi J52827262524232221201918門16VddP016 AlP041 AlPO?AIPOfO AlP26 AJP?H1 AlP?f?

58、AiP20AJXRESPl 16 AI P1H1EXTCLK. Al P12|AIP1P1EC SDA.A1圖3-9 CY8C20524引腳圖CY8C20524各引腳對(duì)應(yīng)的功能如表3-9：丁路：基于單片機(jī)的智能電飯煲控制器設(shè)計(jì)表3-9引腳功能引腳編號(hào)類型名稱說(shuō)明數(shù)字模擬1I/OIP07模擬列復(fù)用器輸入2I/OIP05模擬列復(fù)用器輸入和列輸出3I/OIP03模擬列復(fù)用器和列輸出，積分輸入:4I/OIP01模擬列復(fù)用器輸入，積分輸入5、6I/OIP25、P257、8I/OIP23、P21直接開(kāi)關(guān)電容模塊輸入9功耗V ss接地10I/OIP172I C串行時(shí)鐘(SCL)11I/OIP152I C串行

59、數(shù)據(jù)(SDA)12I/OIP1313I/OIP11I2C 串行時(shí)鐘(SCL)，ISSP-SCLK 1114功耗V ss接地15I/OIP10I2C 串行數(shù)據(jù)(SDA)，ISSP-SDATA1116I/OIP1217I/OIP14可選外部時(shí)鐘輸入(EXTCLK)18I/OIP1619輸入XRES:采用內(nèi)部下拉的咼電平有效外部復(fù)位20、21I/OIP20、P22直接開(kāi)關(guān)電容模塊輸入22、23I/OIP24、P2624、25I/OIP00、P02:模擬列復(fù)用器輸入26、27I/OIP04、P06模擬列復(fù)用器輸入28功耗V DD供電電壓CY8C20524電容測(cè)量原理CY8C20524的電容測(cè)量方法采用

60、自電容方式。自電容方式使用一個(gè)引腳，并測(cè)量 該引腳和地面之間的電容。自電容式感應(yīng)系統(tǒng)的工作原理是，驅(qū)動(dòng)傳感器連接的引腳電 流并測(cè)量電壓。若將手指放在傳感器上，則測(cè)得的電容會(huì)增加。自電容感應(yīng)最適用于單 點(diǎn)觸摸傳感器，例如按鈕和滑條。其測(cè)量原理如下：在CapSense自電容系統(tǒng)中，使用名為Cx的控制器測(cè)量傳感器電容。當(dāng)手指不在傳 感器上時(shí)，Cx等于系統(tǒng)的寄生電容。寄生電容 Cp是分布電容的簡(jiǎn)化形式，其中包括傳 感器墊塊效應(yīng)、覆蓋層效應(yīng)、CapSense控制器引腳和傳感器墊塊之間走線的效應(yīng)、穿過(guò) 電路板的過(guò)孔的效應(yīng)以及CapSe nse空制器引腳電容的效應(yīng)。Cp與傳感器墊片周圍的電 場(chǎng)有關(guān)。盡管圖3