at89s51單片機(jī)用于智能電飯煲的硬件分析

1、<p>　　AT89S51單片機(jī)用于智能電飯煲的硬件分析</p><p>　　摘要：隨著新科技時(shí)代的到來，越來越多的新型智能化家電融入了我們的生活。而電飯煲作為與人們生活息息相關(guān)的家電，其功能也向著智能化的方向發(fā)展。本文主要探研究的內(nèi)容是如何實(shí)現(xiàn)電飯煲自動(dòng)煮飯、煮粥的功能。本文以美的FS406電飯煲為原型，分析了其控制面板上的核心功能。分析了AT89S51單片機(jī)在其中的應(yīng)用。 </p>&

2、lt;p>　　關(guān)鍵詞：AT89S51單片機(jī) 智能電飯煲 硬件分析與應(yīng)用 </p><p>　　新時(shí)代的智能化家電，從字面意義上我們就能很好的理解，即相對(duì)科技起步以前，在電器的控制上具有一定的人工智能功能和便捷功能的新一代家電。很多高科技技術(shù)已經(jīng)逐漸運(yùn)用到家電上面，使家電的控制系統(tǒng)能夠具有類似于人的智能行為，比如自我調(diào)節(jié)，自我修正或者自我學(xué)習(xí)等等【1】。但是想要實(shí)現(xiàn)這些現(xiàn)代化和智能化的功能，僅僅通過一些簡(jiǎn)單的

3、邏輯電路之類已經(jīng)是很難做到的。所以，這就要求使用更為復(fù)雜的控制方法，例如本所介紹的電飯煲所使用的嵌入式系統(tǒng)，利用這嵌入式系統(tǒng)，可以很輕松的用程序?qū)崿F(xiàn)整個(gè)過程控制。在新一代的家庭電器中，使用嵌入式控制系統(tǒng)進(jìn)行各種功能的控制已經(jīng)形成了一種趨勢(shì)。目前，無論是在國(guó)外還是國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上銷售的產(chǎn)品，如微波爐、電冰箱、洗衣機(jī)、電視機(jī)、DVD播放器等，很多新型號(hào)的電器都運(yùn)用了這一技術(shù)。 </p><p>　　電飯煲的發(fā)明已經(jīng)半個(gè)世紀(jì)

4、以前的事了，最早的電飯煲是由日本的公司于上個(gè)世紀(jì)50年代左右發(fā)明的，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，首先是機(jī)械式控制，然后是電子式控制，再是微電腦控制?，F(xiàn)在，我們正經(jīng)歷著一個(gè)電子科技技術(shù)和電腦技術(shù)飛速發(fā)展的時(shí)代，電腦芯片、網(wǎng)絡(luò)和3G技術(shù)已經(jīng)開始成熟和普及，成本也在大幅地下降，這就為我們提供了一個(gè)絕好的平臺(tái)和環(huán)境，我們應(yīng)該有理由也有信心將電飯煲的控制技術(shù)作一

5、次大的提升。我國(guó)從70 年代末開始生產(chǎn)電飯煲，第一臺(tái)簡(jiǎn)易電飯煲是由湛江市家用電器工業(yè)公司于1976年生產(chǎn)的。國(guó)內(nèi)電飯煲市場(chǎng)在最近一二十年開始了飛速發(fā)展，市場(chǎng)總量不斷擴(kuò)大，涌現(xiàn)了蘇泊爾、美的等一線品牌。技術(shù)在不斷的推陳出新、更新?lián)Q代，越來越接近日本韓國(guó)等先進(jìn)水平。例如本文研究用的模板電飯煲：美的FS406電飯煲，這款產(chǎn)品具有24小時(shí)預(yù)約定時(shí)，更實(shí)用方便，精確到10分鐘，操作更加方便。它具有傳統(tǒng)機(jī)械式產(chǎn)品所做不到的智能控溫，保證米飯的可口程

6、度，是新一代高科技電飯煲的典型代表。本文將分析電飯煲是如何以單片機(jī)為核心的嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用到電飯煲</p><p>　　因此，單片機(jī)在智能電飯煲控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，以單片機(jī)為核心，包括溫度傳感器部分、時(shí)間預(yù)約部分、LCD電子顯示屏部分、外部鍵盤接口、加熱盤部分、蜂鳴報(bào)警器部分。使其具備智能電飯煲基本功能【2】。AT89S51芯片價(jià)格比較便宜，單片售價(jià)不超過5元。且性能強(qiáng)大，靈活性高，能夠提供LCD液晶及外接按鍵實(shí)現(xiàn)人

7、機(jī)交互，具有完整的輸入輸出、控制端口、以及內(nèi)部程序存儲(chǔ)空間。單片機(jī)是整個(gè)電飯煲的心臟，對(duì)系統(tǒng)起監(jiān)控、調(diào)節(jié)作用，且進(jìn)行相關(guān)處理。所以新型廠家在選擇電飯煲心臟時(shí)，參考了以下標(biāo)準(zhǔn)：（1）內(nèi)部資源：如果想要外部所接元件越少，那么所選擇的單片機(jī)本身內(nèi)部的存儲(chǔ)資源就需要越多，這樣可以提高系統(tǒng)的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)。（2）存儲(chǔ)空間：?jiǎn)纹瑱C(jī)的內(nèi)存容量以及可以擴(kuò)展到外部的存儲(chǔ)器要大于實(shí)際設(shè)計(jì)系統(tǒng)所需要的容量。（3）運(yùn)行速度：設(shè)計(jì)時(shí)所選擇的單片機(jī)，其運(yùn)算速度要和系

8、統(tǒng)匹配。（4）特殊功能：指的是安全及穩(wěn)定性能、故障監(jiān)視、斷電之后保護(hù)系統(tǒng)和功耗低。（5）可用性：指的是所選擇的指單片機(jī)是否可以被盡可能的開發(fā)和利用。對(duì)于硬件方面來說，新型的AT89S51可以兼容MCS-51的指令系統(tǒng)，其抗干擾能力很強(qiáng)并且功耗非常小，能夠更好的節(jié)</p><p>　　為本系統(tǒng)的其他電路提供工作所需要的電源。是由變壓器降壓后得到的交流電壓經(jīng)過全波整流電路和濾波電路變成電器用的直流電，再經(jīng)過三固定輸出

9、電壓的集成穩(wěn)壓電路的穩(wěn)壓輸出穩(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0。LM7805三端穩(wěn)壓集成電路，能提供穩(wěn)定電壓，TO-220封裝，應(yīng)用寬廣。內(nèi)含過載、過流和過熱保護(hù)電路。帶散熱片時(shí)，輸出最大電流可達(dá)1A。集成穩(wěn)壓器7805硬件電路簡(jiǎn)單，系統(tǒng)功耗相當(dāng)小，7805上不需要添加散熱板。串接在7805穩(wěn)壓器2腳與地之間的穩(wěn)壓二極管VD1，可使輸出電壓的穩(wěn)定性提高，輸出電壓Uo為穩(wěn)壓二極管VC1穩(wěn)壓值和7805穩(wěn)壓器輸出電壓之和

10、[3]?？煽毓杓袄^電器的觸發(fā)信號(hào)需要對(duì)市電進(jìn)行過零檢測(cè)，以實(shí)現(xiàn)觸發(fā)脈沖的相位延時(shí)，該電路的目的是檢測(cè)交流220V電源信號(hào)，也可稱之為交流電過零點(diǎn)檢測(cè)電路。。在本文研究的電飯煲中，利用繼電器來控制主加熱盤在不同煮飯模式下的功率，使得煮飯過程中各時(shí)段溫度不同，以便更好地加熱米飯。單片機(jī)通過P3.1口對(duì)繼電器進(jìn)行控制。由雙向可控硅控制加熱片的電加熱絲【4】，單片機(jī)通過引腳P3.2口給可控硅發(fā)信號(hào)，控制可控硅的導(dǎo)通角，從而使得加熱絲</p

11、><p>　　復(fù)位模塊對(duì)于整個(gè)電路的重要性是不言而喻的，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)，復(fù)位模塊的重要性就體現(xiàn)出來了，通過這個(gè)模塊，能使系統(tǒng)從新正常的工作。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)間通常情況下都不會(huì)小于10ms。在正常工作狀態(tài)下，振蕩器溫度后，如果RST引腳上一個(gè)高電平維持兩個(gè)以上的周期，那么CPU就可以響應(yīng)并使得系統(tǒng)復(fù)位【5】。顯示器件采用LCD1602液晶顯示器，適合電飯煲時(shí)間和功能的字符顯示

12、，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/寫選擇。單片機(jī)P0口用于對(duì)LCD的數(shù)據(jù)傳輸，P2.0～P2.2都是作為控制端對(duì)LCD輸入讀/寫數(shù)據(jù)信號(hào)，選擇數(shù)據(jù)寄存器或指令寄存器，以及是否進(jìn)行顯示【3】數(shù)字溫度傳感器DS18B20是利用單線端口通訊，在條件為單線端口時(shí)，建立 ROM 操作協(xié)議是進(jìn)行存儲(chǔ)器和控制操作的首要條件。 </p><p>　　隨著我們生活水平的提高，用微電

13、腦控制的模糊電飯煲己經(jīng)逐漸走入人們的日常生活。微電腦的電飯煲以其良好的煮飯效果，方便的使用特點(diǎn)，已經(jīng)受到越來越多的居家生活的人們的喜愛。因此嵌入式控制系統(tǒng)越來越多的運(yùn)用到了與人們平時(shí)生活息息相關(guān)的家用電器中，這給人們的生活提供了極大的便利，本文從通俗常見的電飯煲入手，在硬件方面，著重的介紹了各個(gè)模塊其作用，加強(qiáng)了大家對(duì)新型單片機(jī)控制的電飯煲的認(rèn)識(shí)，也證實(shí)了AT89S51單片機(jī)在新科技化設(shè)計(jì)和生產(chǎn)中的重要作用?；诖吮尘?，我們還可以在此智

14、能電飯煲的基礎(chǔ)上填加一些更新的功能，比如物聯(lián)網(wǎng)功能，能夠通過使用者的意愿隨時(shí)通過短信，郵件等媒介向電飯煲進(jìn)行控制，更大程度上方便人們的生活。同時(shí)我也希望，新型號(hào)智能化家電能夠越來越多的應(yīng)用于生活當(dāng)中，投入到社會(huì)主義建設(shè)中，為方便大家的日常生活以及加快社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)作出貢獻(xiàn)。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)： </b></p><p>　　[1] 朱欣華 姚