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51单片机微波炉控制.doc

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摘 要
引 言
第1章 绪 论
1.1 课题背景
1.2 课题来源
1.3 本文的主要研究工作
第2章 系统总体概述
2.1 工作原理
2.2 电路设计
2.3 软件设计
2.4 本章小结
第3章 各模块方案比较与论证
3.1 档位显示部分方案
3.2 计时控制部分方案
3.3 键盘和显示部分方案
3.4 音响发生模块方案
3.5 本章小结
第4章 系统硬件设计
4.1 门电路设计
4.2 时钟电路设计
4.3 键盘模块电路设计
4.4 档位显示电路设计
4.5 显示电路设计
4.6 音响发生电路设计
4.7 火力输出控制设计
4.8 电源电路设计
4.9 本章小结
第5章 系统软件设计
5.1 显示程序设计
5.2 计时程序设计
5.3 系统待机状态设计
5.4 用户设定状态设计
5.5 微波炉加热状态
5.6 加热停止并响铃状态设计
5.7 本章小结
第6章 系统测试
5.1 测试及制作所用仪器
5.2 测试结果
5.3 本章小结
结 论
附录一:系统电路图
附录二:软件设计程序
毕 业 论 文 (设 计) 题 目 基于 51 单片机的微波炉控 制系统 英文题目 51 MCU based control syste- m for microwave oven 院 系 专 业 姓 名 年 级 指导教师 电子工程学院 电子信息工程 # # # 二零零六级 # # # 二零一零年六月
九江学院学士学位论文 摘 要 近年来随着计算机在社会领域的渗透和大规模集成电路的发展,单片机的应用正在 不断地走向深入,由于它具有功能强,体积小,功耗低,价格便宜,工作可靠,使用方 便等特点,因此特别适合于与控制有关的系统,越来越广泛地应用于自动控制,智能化 仪器,仪表,数据采集,军工产品以及家用电器等各个领域,单片机往往是作为一个核 心部件来使用,在根据具体硬件结构,以及针对具体应用对象特点的软件结合,以作完 善。 微波炉控制系统设计采以微控制器(MCU)为核心,基于RTX51 编制软件系统,结 合7位数码管(LED)显示以及必要的外围电路,完成微波炉的可编程智能控制。系统由 计时控制、火力设定、用户界面、音响发生几大模块组成。能够根据键盘输入完成相应 的功能,同时使用LED 显示系统状态。 关键词:微控制器(MCU)、微波炉、控制器
基于 51 单片机的微波炉控制系统 Abstract With the computer in the social sphere in recent years, the penetration and the development of large scale integrated circuits, microcontroller applications are continually deepening, because of its powerful function, small size, low power consumption, cheap, reliable, easy to use, etc. therefore particularly suitable for systems with control of more and more widely used in automatic control, intelligent instruments, meters, data acquisition, military products and home appliances fields, SCM is often used as a core component in according to the specific hardware architecture, and application-specific features of the software objects are combined to make perfect. Microwave oven control system design was applied to the microcontroller (MCU) core, based on RTX51 preparation software system, combined with seven digital tube (LED) display and peripheral circuits necessary to complete the microwave oven programmable intelligent control. System by the time control, fire setting, the user interface, sound occurred several modules. Completed under the keyboard corresponding to the function, while using the LED display system status. Key words: microcontroller (MCU), microwave oven, the controller II
基于 51 单片机的微波炉控制系统 目 录 摘 要................................................................................................................................................................I 引 言...............................................................................................................................................................2 第 1 章 绪 论.............................................................................................................................................3 1.1 课题背景...................................................................................................................3 1.2 课题来源...................................................................................................................3 1.3 本文的主要研究工作...............................................................................................4 第 2 章 系统总体概述...................................................................................................................................5 2.1 工作原理...................................................................................................................5 2.2 电路设计...................................................................................................................6 2.3 软件设计...................................................................................................................7 2.4 本章小结...................................................................................................................8 第 3 章 方案比较与论证...............................................................................................................................9 3.1 档位显示部分方案...................................................................................................9 3.2 计时控制部分方案...................................................................................................9 3.3 键盘和显示部分方案.............................................................................................10 3.4 音响发生模块方案.................................................................................................10 3.5 本章小结.................................................................................................................11 第 4 章 系统硬件设计.................................................................................................................................12 4.1 门电路设计.............................................................................................................12 4.2 时钟电路设计.........................................................................................................12 4.3 键盘模块电路设计.................................................................................................12 4.4 档位显示电路设计.................................................................................................14 4.5 显示电路设计.........................................................................................................14 4.6 音响发生电路设计.................................................................................................15 4.7 火力输出控制设计.................................................................................................17 4.8 电源电路设计.........................................................................................................17 4.6 本章小结...................................................................................................................18 第 5 章 系统软件设计.................................................................................................................................19 5.1 显示程序设计.........................................................................................................19 5.2 计时程序设计.........................................................................................................19 5.3 系统待机状态设计.................................................................................................21
九江学院学士学位论文 5.4 用户设定状态设计.................................................................................................21 5.5 微波炉加热状态.....................................................................................................23 5.6 加热停止并响铃状态设计.....................................................................................25 5.7 本章小结.................................................................................................................25 第 6 章 系统测试.........................................................................................................................................26 5.1 测试及制作所用仪器.............................................................................................26 5.2 测试结果.................................................................................................................26 5.3 本章小结.................................................................................................................27 论.........................................................................................................................................................28 结 附录一:系统电路图.....................................................................................................................................30 附录二:软件设计程序.................................................................................................................................32 1
基于 51 单片机的微波炉控制系统 引 言 在生活和生产的各领域中,凡是有自动控制要求的地方都会有单片机的身影出现; 从简单到复杂,从空中、地面到地下,凡是能想像到的地方几乎都有使用单片的需求。 现在尽管单片机的应用已经很普遍了,但仍有许多可以用单片机控制而尚未实现的项 目,因此,单片机的应用大有想像和拓展空间。 单片机的应用有利于产品的小型化、 多功能化和智能化,有助于提高劳动效率,减轻劳动强度,提高产品质量,改善劳动环 境,减少能源和材料消耗,保证安全等。由于数字集成电路技术的发展和采用了先进的 石英技术,使自动控制具有计算准确、性能稳定、携带方便等优点。单片机应用的意义 绝不仅限于它的广阔范围以及所带来的经济效益上,更重要的意义还在于:单片机的应 用正从根本上改变着传统的控制系统设计思想和设计方法。从前必须有模拟电路或数字 电路实现的大部分功能,现在已能使用单片机通过软件(编程序)方法实现了。这种以 软件取代硬件并提高系统性能的控制系统“软化”技术,称之为微控制技术。微控制技 术是一种全新的概念,是对传统控制技术的一次革命。随着单片机应用的推广普及,微 控制技术必将不断发展、日益完善和更加充实。 2
九江学院学士学位论文 第1 章 绪 论 1.1 课题背景 单片机自 1976 年由 Intel 公司推出 MCS-48 开始,迄今已有二十多年了。由于单片 机集成度高、功能强、可靠性高、体积小、功耗地、使用方便、价格低廉等一系列优点, 目前已经渗入到人们工作和生活的方方面面,几乎“无处不在,无所不为”。单片机的应 用领域已从面向工业控制、通讯、交通、智能仪表等迅速发展到家用消费产品、办公自 动化、汽车电子、PC 机外围以及网络通讯等广大领域。 单片机有两种基本结构形式:一种是在通用微型计算机中广泛采用的,将程序存储器 和数据存储器合用一个存储器空间的结构,称为普林斯顿结构。另一种是将程序存储器 和数据存储器截然分开,分别寻址的结构,一般需要较大的程序存储器,目前的单片机 以采用程序存储器和数据存储器截然分开的结构为多。 本文讨论的单片机多功能数字钟系统设计的核心是目前应用极为广泛的 51 系列单片机, 多功能数字钟配置了外围设备,构成了一个可编程的计时定时系统,具有体积小,可靠 性高,功能强等特点。不仅能满足所需要求而且还有很多功能可供开发,有着广泛的应 用领域。 20 世纪 80 年代中期以后,Intel 公司以专利转让的形式把 8051 内核技术转让给许 多半导体芯片生产厂家,如 ATMEL、PHILIPS、ANALOG、DEVICES、DALLAS 等。 这些厂家生产的芯片是 MCS-51 系列的兼容产品,准确地说是与 MCS-51 指令系统兼容 的单片机。这些兼容机与 8051 的系统结构(主要是指令系统)相同,采用 CMOS 工艺, 因而,常用 80C51 系列来称呼所有具有 8051 指令系统的单片机,它们对 8051 单片机一 般都作了一些扩充,更有特点。其功能和市场竞争力更强,不该把它们直接称呼为 MCS-51 系列单片机,因为 MCS 只是 Intel 公司专用的单片机系列型号。MCS-51 系列 及 80C51 单片机有多种品种。它们的引脚及指令系统相互兼容,主要在内部结构上有些 区别。目前使用的 MCS-51 系列单片机及其兼容产品通常分成以下几类:基本型、增强 型、低功耗型、专用型、超 8 位型、片内闪烁存储器型。 1.2 课题来源 在日常生活和工作中,我们常常用到定时控制,如扩印过程中的曝光定时等。早期 常用的一些时间控制单元都使用模拟电路设计制作的,其定时准确性和重复精度都不是 很理想,现在基本上都是基于数字技术的新一代产品,随着单片机性能价格比的不断提 高,新一代产品的应用也越来越广泛,大可构成复杂的工业过程控制系统,完成复杂的 控制功能。小则可以用于家电控制,甚至可以用于儿童电子玩具。它功能强大,体积小, 质量轻,灵活好用,配以适当的接口芯片,可以构造各种各样、功能各异的微电子产品。 3
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