微波爐控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

年4月19日微波爐控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)文檔僅供參考，不當(dāng)之處，請(qǐng)聯(lián)系改正。微波爐控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)學(xué)校：廣東技術(shù)師范學(xué)院天河學(xué)院系別：電氣工安程系班級(jí)：本電信091組員：李嘉駿、曾訪云、劉開(kāi)云指導(dǎo)老師：陳吹信、劉熾輝目錄一.概述二.方案的選擇與比較三、系統(tǒng)模塊的設(shè)計(jì)與比較四、原理圖一.概述隨著科技的日益進(jìn)步，家電行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈，而且人們的收入有所提高。因此，日常的小型家電就能夠進(jìn)入百姓家，如微波爐。而一款功能強(qiáng)大的微波爐更能受到廣大百姓的喜愛(ài)。因?yàn)?，一款功能?qiáng)大的微波爐能給人們帶來(lái)極大的方便。更重要的是微波爐的功能是有控制系統(tǒng)了來(lái)決定，于是我們決定設(shè)計(jì)一個(gè)微波爐控制系統(tǒng)，在原有功能的基礎(chǔ)上如（烤、烘等功能）再加上新的功能如（語(yǔ)音提示等擴(kuò)展功能）。從而能夠在微波爐銷售市場(chǎng)中脫穎而出。主控部分采用STC89C52芯片，外圍部分由4x4鍵盤，語(yǔ)音模塊，顯示模塊等組成。其中，4x4鍵盤主要用來(lái)對(duì)微波爐的工作方式進(jìn)行設(shè)定，語(yǔ)音模塊主要用來(lái)對(duì)用戶的提示，該功能的引入一定能讓微波爐的銷售量大幅度的攀升，該功能也是本次設(shè)計(jì)的一大特色，而且，這一功能能夠給用戶帶來(lái)極大的方便，大大避免了用戶因?yàn)橐粫r(shí)的遺忘而導(dǎo)致食物被留在微波爐內(nèi)，而顯示模塊部分是用來(lái)顯示微波爐的工作狀態(tài)和食品的加工的情況，讓用戶能對(duì)微波爐的工作狀態(tài)有一定的了解。其次，該微波爐還帶有自我保護(hù)功能。例如，當(dāng)微波爐內(nèi)檢測(cè)到?jīng)]有食物的話，微波爐是不會(huì)正常工作，并給出相應(yīng)的提示，這樣的話就避免了因空燒而帶來(lái)不必要的能源浪費(fèi)。而實(shí)際中微波爐的工作原理是這樣的，用微波來(lái)加熱，用的頻率是24.5億赫左右的超短波，它由磁控管產(chǎn)生，經(jīng)微波爐金屬器壁反射再反射后，被爐中的食物吸收。食物能吸收微波是因?yàn)槭澄镏泻兴?。水分子為極性分子，一端為正極，一端為負(fù)極，而微波是電磁波，有正半周與負(fù)半周。24.5億赫即表示該微波在一秒鐘內(nèi)變換正負(fù)極達(dá)24.5億次，每換一次，水分子即跟隨反轉(zhuǎn)一次；由于水分子一直振動(dòng)反射，也就摩擦生熱，熱被食物分子吸收，食物就會(huì)變熱、變熟。二.方案的選擇與比較方案一：使用數(shù)模電的元件與集成芯片考慮到該微波爐控制系統(tǒng)有鍵盤模塊、顯示模塊等部分，因此，用數(shù)模電的知識(shí)來(lái)解決該控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)顯然是不可取的。因?yàn)?，在?shí)現(xiàn)這些功能的時(shí)候會(huì)使用到大量的芯片，這樣的話會(huì)使工作量大大的加重，加上出錯(cuò)的機(jī)會(huì)也大大的上升。而且，有些集成芯片的價(jià)格比較昂貴，導(dǎo)致制作的成本上升。更重要的是，有時(shí)候會(huì)把簡(jiǎn)單的問(wèn)題復(fù)雜化，如實(shí)現(xiàn)定時(shí)功能就可能要五、六塊集成芯片。綜上所述，本次設(shè)計(jì)我們并沒(méi)有采用這種方案。方案二：利用單片機(jī)作為主控部分由于單片機(jī)內(nèi)部有定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、中斷系統(tǒng)等模塊，能更為方便地去實(shí)現(xiàn)上述的功能。我們采用的單片機(jī)型號(hào)為SST89C52，該單片機(jī)的Flash為8KB，RAM為258，有32個(gè)I/O端口，5個(gè)中斷源，3個(gè)定時(shí)/計(jì)數(shù)器，功能十分的強(qiáng)大。具體的作用如下：4x4鍵盤輸入指令到單片機(jī)的內(nèi)部，然后單片機(jī)經(jīng)過(guò)預(yù)先設(shè)計(jì)的程序?qū)χ噶钸M(jìn)行分析并執(zhí)行相應(yīng)的功能，另外根據(jù)需要，把要顯示的內(nèi)容經(jīng)過(guò)LCD顯示屏顯示出來(lái)，或者實(shí)現(xiàn)定時(shí)功能。因此，在實(shí)現(xiàn)這些功能的時(shí)候就顯得比喻案一的要簡(jiǎn)單，更重要的是該方案所需要的芯片較少，故能節(jié)約成本，而且，出錯(cuò)的機(jī)率大大降低，調(diào)試的時(shí)候更加方便。方案二的基本原理如圖：SSTC89C52直流輸入輸出調(diào)整單元液晶顯示模塊鍵盤模塊語(yǔ)音模塊上圖已經(jīng)能夠發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)比較簡(jiǎn)潔，故我們選用方案二。三、系統(tǒng)模塊的設(shè)計(jì)與比較一、鍵盤模塊方案一：獨(dú)立按鍵方式獨(dú)立按鍵方式是一種比較傳統(tǒng)的與單片機(jī)連接的方式，實(shí)現(xiàn)的時(shí)候比較簡(jiǎn)單，操作起來(lái)比較方便，但這種按鍵連接方式會(huì)非常浪費(fèi)單片機(jī)的I/O端口。又由于該微波爐控制系統(tǒng)還要余留一些端口來(lái)實(shí)現(xiàn)顯示功能與語(yǔ)音播放功能，因此單片機(jī)的I/O端口就顯得十分的重要，不能隨意的浪費(fèi)，故該方式不可取。獨(dú)立按鍵方式如圖：P1.7P1.6P1.5P1.0P1.1P1.3P1.4P1.2P1.7P1.6P1.5P1.0P1.1P1.3P1.4P1.2SST89C52 方案二：行列式按鍵掃描的方式該方法最大的優(yōu)點(diǎn)是雖然占用單片機(jī)的端口較少，可是按鍵所實(shí)現(xiàn)的功能卻非常的多，能滿足本次設(shè)計(jì)的要求，故選擇此方式來(lái)做為本次鍵盤模塊的形式。它的工作原理如下，讓行線接單片機(jī)一端口的低四位，列線接單片機(jī)的高四位。內(nèi)部CPU先讓第一行的一個(gè)位為“0”，其余的行為“1”，然后讀列的狀態(tài)，再對(duì)每列的值進(jìn)行判斷，如果所有的列值均為“1”，則表示所在的行無(wú)鍵按下，如果某列的值為如圖由圖已經(jīng)能夠發(fā)現(xiàn)行列式按鍵方式的確能實(shí)現(xiàn)多種功能的互相組合。二、顯示模塊方案一：數(shù)碼管或者點(diǎn)陣的相互拼合該方案是比較傳統(tǒng)的顯示方法，可是本設(shè)計(jì)對(duì)顯示的要求比較高，顯示的文字比較的多，因此，如果用數(shù)碼管的話根本不可能實(shí)現(xiàn)顯示中文的效果，而點(diǎn)陣的方案則需要非常復(fù)雜的程序編寫，因此實(shí)現(xiàn)起來(lái)不方便，故不選擇該方案。方案二：12864顯示屏12864顯示屏是現(xiàn)在使用比較廣泛的一種顯示元件，又由于該顯示屏內(nèi)部含有國(guó)標(biāo)一級(jí)、二級(jí)簡(jiǎn)體中文字庫(kù)的點(diǎn)陣圖形液晶顯示模塊,而且內(nèi)置8192個(gè)16*16點(diǎn)漢字，和128個(gè)16*8點(diǎn)ASCII字符集，因此在進(jìn)行中文顯示的時(shí)候能經(jīng)過(guò)程序的編寫對(duì)12864內(nèi)部的中文字庫(kù)進(jìn)行直接的調(diào)用，加上本次微波爐控制系統(tǒng)對(duì)中文顯示的要求比較高，因此方案一的辦法顯然是不可取的，更重要的是，12864顯示屏的夠大，顯示的中文清晰，讓用戶一目了然，故本次的設(shè)計(jì)采用12864來(lái)進(jìn)行顯示。三、語(yǔ)言模塊方案一：蜂鳴器蜂鳴器的使用比較簡(jiǎn)單，但發(fā)出的聲音非常的單一，不能滿足本次設(shè)計(jì)的需要，故不采用此方法。方案二：采用專用的語(yǔ)音芯片ISD1720該語(yǔ)言芯片是ISD1700系列中的一種，它的特點(diǎn)是可錄、放音十萬(wàn)次，存儲(chǔ)內(nèi)容能夠斷電保留一百年；兩種控制方式，兩種錄音輸入方式，兩種放音輸出方式；可處理多達(dá)255段信息；有豐富多樣的工