此文檔收集于網(wǎng)絡(luò) 如有侵權(quán) 請聯(lián)系網(wǎng)站刪除 此文檔僅供學(xué)習(xí)與交流 河南科技大學(xué)河南科技大學(xué) 課課 程程 設(shè)設(shè) 計(jì)計(jì) 說說 明明 書書 課程名稱課程名稱 單片機(jī)原理課程設(shè)計(jì) 題題 目目 微波爐控制程序設(shè)計(jì) 學(xué)學(xué) 院院 農(nóng)業(yè)裝備工程學(xué)院 班班 級(jí)級(jí) 農(nóng)電 131 班 學(xué)生姓名學(xué)生姓名 劉寧 指導(dǎo)教師指導(dǎo)教師 鄧桂揚(yáng) 日日 期期 2015 年 6 月 3 日 此文檔收集于網(wǎng)絡(luò) 如有侵權(quán) 請聯(lián)系網(wǎng)站刪除 此文檔僅供學(xué)習(xí)與交流 單片機(jī)原理課程設(shè)計(jì)任務(wù)書單片機(jī)原理課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 班級(jí) 農(nóng)電 131 姓名 劉寧 學(xué)號(hào) 131430010119 設(shè)計(jì)題目 微波爐控制程序設(shè)計(jì) 一 一 設(shè)計(jì)目的設(shè)計(jì)目的 進(jìn)一步鞏固理論知識(shí) 培養(yǎng)所學(xué)理論知識(shí)在實(shí)際中的應(yīng)用能力 掌握單片機(jī)設(shè)計(jì)的一 般方法 熟悉一種單片機(jī)開發(fā)軟件 掌握一般單片機(jī)系統(tǒng)的仿真調(diào)試方法 利用單片機(jī)軟 件設(shè)計(jì)一個(gè)電子技術(shù)綜合問題 培養(yǎng)單片機(jī)編程 書寫技術(shù)報(bào)告的能力 為以后解決工程 實(shí)際問題的研究打下設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 2 設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)任務(wù) 二 設(shè)計(jì)要求 利用實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的硬件資源設(shè)計(jì)一個(gè) 帶 LED 顯示的微波爐控制器 控制面板包括 兩位數(shù)碼顯示 十個(gè)數(shù)字按鍵鍵盤 電源按鍵 電源指示燈 大中小火力選擇開 關(guān) 工作流程如下 1 按下電源鍵 指示燈亮 通過數(shù)字鍵設(shè)定需要加熱的時(shí)間 并在 LED 上進(jìn)行顯示 單位為秒 2 時(shí)間設(shè)定完后 通過大 中 小三個(gè)按鍵 選擇火力的大小 并啟動(dòng)微波爐進(jìn)行工作 3 LED 實(shí)時(shí)顯示剩余的工作時(shí)間 定時(shí)時(shí)間到后自動(dòng)停止 指示燈滅 4 微波爐運(yùn)行過程中 若再按下電源鍵 則微波爐停止工作 指示燈滅 三 設(shè)計(jì)要求三 設(shè)計(jì)要求 1 通過對相應(yīng)文獻(xiàn)的收集 給出相應(yīng)課題的背景 意義及現(xiàn)狀研究分析 2 通過課題設(shè)計(jì) 掌握單片機(jī)系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)方法并畫出框圖 3 設(shè)計(jì)并繪制出系統(tǒng)電路原理圖及 PCB 圖 編寫軟件流程圖 編寫 C 語言程序 用一 種單片機(jī)軟件仿真調(diào)試并得到正確結(jié)果 4 學(xué)生應(yīng)抱著嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的態(tài)度積極投入到課程設(shè)計(jì)過程中 認(rèn)真查閱相應(yīng)文獻(xiàn)給出單片 機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn) 學(xué)習(xí)按要求編寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告書 能正確闡述設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果 四 設(shè)計(jì)時(shí)間安排四 設(shè)計(jì)時(shí)間安排 查找相關(guān)資料確定總體方案 1 天 設(shè)計(jì)并繪制系統(tǒng)原理圖及 PCB 圖 2 天 編 寫 C 語言程序 2 天 仿真調(diào)試 2 天 編寫設(shè)計(jì)報(bào)告 2 天 和答辯 1 天 五 主要參考文獻(xiàn)五 主要參考文獻(xiàn) 1 張毅剛 彭喜元 彭宇 單片機(jī)原理及應(yīng)用 北京 高等教育出版社 2010 5 2 郭天祥 新概念 51 單片機(jī) C 語言教程 北京 電子工業(yè)出版社 2009 1 3 閻石主編 數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ) 北京 高等教育出版社 2003 此文檔收集于網(wǎng)絡(luò) 如有侵權(quán) 請聯(lián)系網(wǎng)站刪除 此文檔僅供學(xué)習(xí)與交流 4 張毅剛 基于 Proteus 的單片機(jī)課程的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì) 北京 人民郵電出版社 2012 5 Alan B Marcovitz Introduction to logic Design 北京 電子工業(yè)出版社 2003 指導(dǎo)教師簽字 年 月 日 此文檔收集于網(wǎng)絡(luò) 如有侵權(quán) 請聯(lián)系網(wǎng)站刪除 此文檔僅供學(xué)習(xí)與交流 此文檔收集于網(wǎng)絡(luò) 如有侵權(quán) 請聯(lián)系網(wǎng)站刪除 此文檔僅供學(xué)習(xí)與交流 摘 要 近年來隨著計(jì)算機(jī)在社會(huì)領(lǐng)域的滲透和大規(guī)模集成電路的發(fā)展 單片機(jī)的應(yīng)用正在不 斷地走向深入 由于它具有功能強(qiáng) 體積小 功耗低 價(jià)格便宜 工作可靠 使用方便等 特點(diǎn) 因此特別適合于與控制有關(guān)的系統(tǒng) 越來越廣泛地應(yīng)用于自動(dòng)控制 智能化儀器 儀表 數(shù)據(jù)采集 軍工產(chǎn)品以及家用電器等各個(gè)領(lǐng)域 單片機(jī)往往是作為一個(gè)核心部件來 使用 在根據(jù)具體硬件結(jié)構(gòu) 以及針對具體應(yīng)用對象特點(diǎn)的軟件結(jié)合 以作完善 微波爐控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)采以微控制器 MCU 為核心 基于Keil編制軟件系統(tǒng)和Proteus 畫圖仿真軟件 結(jié)合兩位數(shù)碼管顯示以及必要的外圍電路 完成微波爐的可編程智能控制 系統(tǒng)由計(jì)時(shí)控制 火力設(shè)定 用戶界面幾大模塊組成 能夠根據(jù)鍵盤輸入完成相應(yīng)的功能 同時(shí)使用數(shù)碼管顯示系統(tǒng)狀態(tài) 關(guān)鍵詞 微控制器 MCU 微波爐 控制器 此文檔收集于網(wǎng)絡(luò) 如有侵權(quán) 請聯(lián)系網(wǎng)站刪除 此文檔僅供學(xué)習(xí)與交流 目錄目錄 第一章 緒論 6 1 1 課題背景 6 1 2 課題來源 7 1 3 文本的研究工作 7 第二章 系統(tǒng)總體概述 8 2 1 工作原理 8 2 2 電路設(shè)計(jì) 9 2 3 本章小結(jié) 9 第三章 各模塊方案比較與論證 9 3 1 檔位顯示部分方案 10 3 2 計(jì)時(shí)控制部分方案 10 3 3 鍵盤和顯示部分方案 11 3 3 1 鍵盤 11 3 3 2 顯示 11 3 4 本章小結(jié) 11 第四章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 12 4 1 門電路的設(shè)計(jì) 12 4 2 時(shí)鐘電路設(shè)計(jì) 13 4 3 鍵盤模塊電路設(shè)計(jì) 13 4 4 檔位顯示電路設(shè)計(jì) 14 4 5 顯示電路設(shè)計(jì) 15 4 6 火力輸出控制設(shè)計(jì) 16 4 7 本章小結(jié) 16 第五章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 16 5 1 顯示程序設(shè)計(jì) 17 5 2 微波爐加熱狀態(tài) 17 5 3 計(jì)時(shí)程序設(shè)計(jì) 17 5 4 系統(tǒng)待機(jī)狀態(tài)設(shè)計(jì) 19 5 5 用戶設(shè)定狀態(tài)設(shè)計(jì) 19 5 6 加熱停止?fàn)顟B(tài)設(shè)計(jì) 21 此文檔收集于網(wǎng)絡(luò) 如有侵權(quán) 請聯(lián)系網(wǎng)站刪除 此文檔僅供學(xué)習(xí)與交流 5 7 本章小結(jié) 21 第六章 系統(tǒng)測試 21 6 1 測試及制作所用儀器 21 6 2 測試結(jié)果 22 6 2 1 基本要求 22 6 2 2 誤差分析 22 6 3 本章小結(jié) 22 第七章 結(jié) 論 23 參考文獻(xiàn) 23 附錄一 系統(tǒng)電路圖 24 附錄二 軟件設(shè)計(jì)程序 24 此文檔收集于網(wǎng)絡(luò) 如有侵權(quán) 請聯(lián)系網(wǎng)站刪除 此文檔僅供學(xué)習(xí)與交流 第一章 緒論 1 1 課題背景 單片機(jī)自 1976 年由 Intel 公司推出 MCS 48 開始 迄今已有二十多年了 由于單片機(jī)集成度高 功能強(qiáng) 可靠性高 體積小 功耗地 使用方便 價(jià)格 低廉等一系列優(yōu)點(diǎn) 目前已經(jīng)滲入到人們工作和生活的方方面面 幾乎 無處 不在 無所不為 單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域已從面向工業(yè)控制 通訊 交通 智能儀 表等迅速發(fā)展到家用消費(fèi)產(chǎn)品 辦公自動(dòng)化 汽車電子 PC 機(jī)外圍以及網(wǎng)絡(luò)通 訊等廣大領(lǐng)域 單片機(jī)有兩種基本結(jié)構(gòu)形式 一種是在通用微型計(jì)算機(jī)中廣泛采用的 將程 序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器合用一個(gè)存儲(chǔ)器空間的結(jié)構(gòu) 稱為普林斯頓結(jié)構(gòu) 另一 種是將程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器截然分開 分別尋址的結(jié)構(gòu) 一般需要較大的 程序存儲(chǔ)器 目前的單片機(jī)以采用程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器截然分開的結(jié)構(gòu)為 多 本文討論的單片機(jī)多功能數(shù)字鐘系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心是目前應(yīng)用極為廣泛的 51 系列 單片機(jī) 多功能數(shù)字鐘配置了外圍設(shè)備 構(gòu)成了一個(gè)可編程的計(jì)時(shí)定時(shí)系統(tǒng) 具有體積小 可靠性高 功能強(qiáng)等特點(diǎn) 不僅能滿足所需要求而且還有很多功 能可供開發(fā) 有著廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域 20 世紀(jì) 80 年代中期以后 Intel 公司以專利轉(zhuǎn)讓的形式把 8051 內(nèi)核技術(shù) 轉(zhuǎn)讓給許多半導(dǎo)體芯片生產(chǎn)廠家 如 ATMEL PHILIPS ANALOG DEVICES DALLAS 等 這些廠家生產(chǎn)的芯片是 MCS 51 系列的兼容產(chǎn)品 準(zhǔn)確地說是與 MCS 51 指令系統(tǒng)兼容的單片機(jī) 這些兼容 機(jī)與 8051 的系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 主要是指令系統(tǒng) 相同 采用 CMOS 工藝 因而 常用 80C51 系列來稱呼所有具有 8051 指令系統(tǒng)的單片機(jī) 它們對 8051 單片機(jī)一般 都作了一些擴(kuò)充 更有特點(diǎn) 其功能和市場競爭力更強(qiáng) 不該把它們直接稱呼 為 MCS 51 系列單片機(jī) 因?yàn)?MCS 只是 Intel 公司專用的單片機(jī)系列型號(hào) MCS 51 系列及 80C51 單片機(jī)有多種品種 它們的引腳及指令系統(tǒng)相互兼容 主要在 內(nèi)部結(jié)構(gòu)上有些區(qū)別 目前使用的 MCS 51 系列單片機(jī)及其兼容產(chǎn)品通常分成以 此文檔收集于網(wǎng)絡(luò) 如有侵權(quán) 請聯(lián)系網(wǎng)站刪除 此文檔僅供學(xué)習(xí)與交流 下幾類 基本型 增強(qiáng)型 低功耗型 專用型 超 8 位型 片內(nèi)閃爍存儲(chǔ)器型 1 1 2 課題來源 在日常生活和工作中 我們常常用到定時(shí)控制 如擴(kuò)印過程中的曝光定時(shí) 等 早期常用的一些時(shí)間控制單元都使用模擬電路設(shè)計(jì)制作的 其定時(shí)準(zhǔn)確性 和重復(fù)精度都不是很理想 現(xiàn)在基本上都是基于數(shù)字技術(shù)的新一代產(chǎn)品 隨著 單片機(jī)性能價(jià)格比的不斷提高 新一代產(chǎn)品的應(yīng)用也越來越廣泛 大可構(gòu)成復(fù) 雜的工業(yè)過程控制系統(tǒng) 完成復(fù)雜的控制功能 小則可以用于家電控制 甚至 可以用于兒童電子玩具 它功能強(qiáng)大 體積小 質(zhì)量輕 靈活好用 配以適當(dāng) 的接口芯片 可以構(gòu)造各種各樣 功能各異的微電子產(chǎn)品 隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展 家用電器和辦公電子設(shè)備逐漸增多 不同的設(shè) 備都有自己的控制器 使用起來很不方便 根據(jù)這種實(shí)際情況 設(shè)計(jì)了一個(gè)單 片機(jī)多功能定時(shí)系統(tǒng) 它可以避免多種控制器的混淆 利用一個(gè)控制器對多路 電器進(jìn)行控制 同時(shí)又可以進(jìn)行時(shí)鐘校準(zhǔn)和定點(diǎn)打鈴 它可以執(zhí)行不同的時(shí)間 表 考試時(shí)間和日常作息時(shí)間 的打鈴 可以任意設(shè)置時(shí)間 這種具有人們所 需要的智能化特性的產(chǎn)品減輕了人的勞動(dòng) 擴(kuò)大了數(shù)字化的范圍 為家庭數(shù)字 化提供了可能 1 3 文本的研究工作 利用實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的硬件資源設(shè)計(jì)一個(gè) 帶 LED 顯示的微波爐控制器 控制面板 包括 兩位數(shù)碼顯示 十個(gè)數(shù)字按鍵鍵盤 電源按鍵 電源指示燈 大中小火力選擇 開關(guān) 工作流程如下 1 按下電源鍵 指示燈亮 通過數(shù)字鍵設(shè)定需要加熱的時(shí)間 并在 LED 上進(jìn)行 顯示 單位為秒 此文檔收集于網(wǎng)絡(luò) 如有侵權(quán) 請聯(lián)系網(wǎng)站刪除 此文檔僅供學(xué)習(xí)與交流 2 時(shí)間設(shè)定完后 通過大 中 小三個(gè)按鍵 選擇火力的大小 并啟動(dòng)微波爐進(jìn) 行工作 3 LED 實(shí)時(shí)顯示剩余的工作時(shí)間 定時(shí)時(shí)間到后自動(dòng)停止 指示燈滅 4 微波爐運(yùn)行過程中 若再按下電源鍵 則微波爐停止工作 指示燈滅 第二章 系統(tǒng)總體概述 2 1 工作原理 微波爐工作分四個(gè)步驟分別為 系統(tǒng)待機(jī) 用戶設(shè)定 微波爐加熱 加熱 完 具體流程如下圖 2 1 1 圖 2 1 1 系統(tǒng)流程圖 系統(tǒng)上電自檢后 數(shù)碼管顯示零分 檔位通過三個(gè)發(fā)光二極管顯示 分別表 示低檔 中檔 高檔 鍵盤分按鍵 K1 K2 K3 K4 REST 五個(gè)按鍵 K4 鍵為微波 爐的計(jì)時(shí)開始鍵 K1 鍵為檔位選擇選擇鍵 選擇后相應(yīng)的發(fā)光二極管會(huì)發(fā)亮 K2 K3 鍵為時(shí)間設(shè)定鍵 REST 為復(fù)位鍵 微波爐啟動(dòng)數(shù)碼管開始倒計(jì)時(shí) 當(dāng)?shù)褂?jì)時(shí)到零分 微波爐會(huì)自動(dòng)關(guān)閉 此 時(shí)發(fā)光二極管會(huì)閃爍發(fā)出提示 各功能實(shí)現(xiàn)如下圖 2 1 2 系統(tǒng)待機(jī) 狀態(tài) 用戶進(jìn)行 設(shè)置 系統(tǒng)開始 工作 任務(wù)結(jié)束 按 REST 鍵或打開微波爐爐 門 按任意鍵 接通電源 系統(tǒng)待機(jī)狀態(tài) 工作狀態(tài) 計(jì)時(shí)時(shí)間為 00 分 用戶設(shè)置狀態(tài) 檔位選擇 按 K1 鍵 調(diào)整時(shí)間 按 K2 鍵 按 K3 鍵 系統(tǒng)復(fù)位 按 K4 鍵 按 REST 鍵 此文檔收集于網(wǎng)絡(luò) 如有侵權(quán) 請聯(lián)系網(wǎng)站刪除 此文檔僅供學(xué)習(xí)與交流 圖 2 1 2 系統(tǒng)功能圖 注 高中低三個(gè)火力大小用三個(gè)發(fā)光二極管模擬 2 2 電路設(shè)計(jì) 系統(tǒng)以 STC89C52 單片機(jī)為核心 連接各外部電路完成人機(jī)交互等各功能的 控制 系統(tǒng)的總體框圖如下圖 2 2 1 圖 2 2 1 系統(tǒng)的總體框圖 電路設(shè)計(jì)部分以單片機(jī)控制電路為核心由定時(shí)器電路 顯示電路 鍵盤電 路 電源電路 火力輸出電路 檔位顯示電路共同組成微波爐控制系統(tǒng)電路 2 3 本章小結(jié) 經(jīng)過對整個(gè)系統(tǒng)概述的分析 可以得到一個(gè)大致的系統(tǒng)設(shè)計(jì)框架 對整個(gè) 系統(tǒng)設(shè)計(jì)有個(gè)一個(gè)大致方向 并根據(jù)系統(tǒng)的框架進(jìn)行各模塊的細(xì)分與方案論證 單片 機(jī) 內(nèi)部定時(shí)器 鍵盤電路 電源電路 數(shù)碼管顯示電路火力輸出電路 檔位顯示電路 此文檔收集于網(wǎng)絡(luò) 如有侵權(quán) 請聯(lián)系網(wǎng)站刪除 此文檔僅供學(xué)習(xí)與交流 第三章 各模塊方案比較與論證 統(tǒng)設(shè)計(jì)包含顯示電路 鍵盤電路 計(jì)時(shí)控制電路 檔位輸出電路 等多個(gè) 部分 每個(gè)部分都可以采用不同的方案來實(shí)現(xiàn) 但不同的方案有實(shí)現(xiàn)的難易的 不同 所以通過思考分析 最終做出最好的選擇 使之更加科學(xué)和合理 下面 對各部分設(shè)計(jì)方案做分析和選擇 3 1 檔位顯示部分方案 方案一 通過單片機(jī)的一個(gè) I O 端口經(jīng) A D 轉(zhuǎn)換器 轉(zhuǎn)換成三個(gè)輸出端口 進(jìn)行檔位控制 如圖 3 1 1 這種方案可以節(jié)省單片機(jī)接口資源 圖 3 1 1 圖 3 1 2 方案二 直接利用單片機(jī)的三個(gè) I O 端口進(jìn)行檔位控制 如圖 3 1 2 這種 方案電路簡單 由于在本設(shè)計(jì)系統(tǒng)中單片機(jī)有充足的 I O 端口資源 為了保證系統(tǒng)的穩(wěn)定 性和電路的簡單化 采用方案二進(jìn)行檔位顯示 3 2 計(jì)時(shí)控制部分方案 方案一 使用專用時(shí)鐘芯片 使用微控制器控制專用時(shí)鐘芯片實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)控制 這種方案有著計(jì)時(shí)精度高 控制簡單的優(yōu)點(diǎn) 而且更易于實(shí)現(xiàn)時(shí)間顯示 定時(shí)烹調(diào)等計(jì)時(shí)擴(kuò)展功能 方案二 采用單片機(jī)內(nèi)部定時(shí)器 I O 單片機(jī) A D 轉(zhuǎn) 換 檔位顯示 I O 單片機(jī) 檔位顯示 此文檔收集于網(wǎng)絡(luò) 如有侵權(quán) 請聯(lián)系網(wǎng)站刪除 此文檔僅供學(xué)習(xí)與交流 51 單片機(jī) 內(nèi)部含有 3 個(gè)定時(shí)器 可以利用一個(gè)定時(shí)器與程序計(jì)數(shù)器相結(jié) 合的方式 在系統(tǒng)晶振的驅(qū)動(dòng)下 產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘頻率 由于方案二 具有較好的靈活性 較少的電路器件和較高的性價(jià)比 而且通 過精確的軟件補(bǔ)償使精度完全可以滿足控制需要 所以我們選擇該方案完成設(shè) 計(jì) 3 3 鍵盤和顯示部分方案 3 3 1 鍵盤 方案一 采用陣列式鍵盤 此類鍵盤是采用行列掃描方式 優(yōu)點(diǎn)是當(dāng)按鍵較多時(shí)可以降低占用單片機(jī) 的 I O 口數(shù)目 缺點(diǎn)是電路復(fù)雜且會(huì)加大編程難度 方案二 采用獨(dú)立式按鍵電路 每個(gè)鍵單獨(dú)占有一根 I O 接口線 每個(gè) I O 口的工作狀態(tài)互不影響 此類 鍵盤采用端口直接掃描方式 缺點(diǎn)是當(dāng)按鍵較多時(shí)占用單片機(jī)的 I O 數(shù)目較多 優(yōu)點(diǎn)是電路設(shè)計(jì)簡單 且編程極其容易 由于該系統(tǒng)采用了常規(guī)鐘表式的校對方式 用鍵較少 系統(tǒng)資源足夠用 故采用了方案二 3 3 2 顯示 方案一 采用數(shù)碼管顯示 數(shù)碼管通過設(shè)置可以完成制作任務(wù) 經(jīng)濟(jì)耐用 但其顯示不夠直觀 提供 信息量少 不易理解等缺點(diǎn) 方案二 采用液晶顯示 液晶特別是具有漢字顯示功能的液晶顯示器 來實(shí)現(xiàn)顯示功能 不僅可以 實(shí)現(xiàn)基本的顯示信息 而且可以顯示豐富的符號(hào)指示信息以及文字指示信息 如 AM PM 鬧鐘符號(hào)等 信息量豐富且直觀易懂 而且液晶顯示有功耗低 體 積小 重量輕 壽命長 不產(chǎn)生電磁輻射污染等優(yōu)點(diǎn) 此文檔收集于網(wǎng)絡(luò) 如有侵權(quán) 請聯(lián)系網(wǎng)站刪除 此文檔僅供學(xué)習(xí)與交流 由于此系統(tǒng)只用到 2 位數(shù)字顯示 考慮實(shí)用問題 故采用方案一 3 4 本章小結(jié) 經(jīng)過比較和分析 得出了較理想的方案 1 計(jì)時(shí)單元由軟件編程來實(shí)現(xiàn) 定時(shí)采用單片機(jī)內(nèi)部定時(shí)器來實(shí)現(xiàn) 即 通過單片機(jī)內(nèi)部定時(shí)器產(chǎn)生中斷 再通過軟件編程實(shí)現(xiàn)進(jìn)行計(jì)數(shù) 從而實(shí)現(xiàn)分 的倒計(jì)時(shí) 2 時(shí)間顯示采用兩位 LED 數(shù)碼管顯示分 檔位顯示采用 3 個(gè)發(fā)光二極管 顯示 3 鍵盤采用單片機(jī)四個(gè)端口輸入電平 通過單片機(jī)掃描相應(yīng)四個(gè)端口電 平來判斷按鍵的抬起與按下 通過方案的比較和論證之后 明確了各個(gè)模塊的實(shí)現(xiàn)方案 然后 對整個(gè) 系統(tǒng)總體進(jìn)行設(shè)計(jì) 形成一個(gè)清晰的設(shè)計(jì)方向 并構(gòu)思出系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)的工作 原理和系統(tǒng)的框圖 使整個(gè)設(shè)計(jì)方案具有總體性 第四章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 4 1 門電路的設(shè)計(jì) 在電源開關(guān)打開之前 其所有的設(shè)置按鍵都不能用 圖 4 1 1 電源門電路 在微波爐工作過程中如果突然打開微波爐爐門 微波爐將根據(jù)當(dāng)時(shí)的工作 此文檔收集于網(wǎng)絡(luò) 如有侵權(quán) 請聯(lián)系網(wǎng)站刪除 此文檔僅供學(xué)習(xí)與交流 狀態(tài)停止加熱并報(bào)警 這樣能有效避免非法操作帶來的后果 電路圖如下圖 4 1 2 開關(guān) R I O 端 口 VCC 單片機(jī) 圖 4 1 2 門電路 當(dāng)微波爐爐門打開時(shí)開關(guān)斷開 當(dāng)爐門關(guān)閉時(shí)開關(guān)接通 4 2 時(shí)鐘電路設(shè)計(jì) 計(jì)時(shí)控制模塊是系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心 用來完成基本功能中的加熱倒計(jì)時(shí) 以 及時(shí)間顯示和 定時(shí)烹調(diào)兩項(xiàng)擴(kuò)展功能 定時(shí)烹調(diào)會(huì)根據(jù)用戶設(shè)定的烹調(diào)屬性 在預(yù)定的時(shí)間啟動(dòng)烹調(diào)任務(wù) 為了實(shí)現(xiàn)上述功能 在設(shè)計(jì)中 我們采用 STC89C52 的內(nèi)部定時(shí)器2 與軟件計(jì)數(shù)器相結(jié)合的方式獲得1Hz的時(shí)鐘 定時(shí)器2自動(dòng)裝入模式以保證精度 這時(shí)定時(shí)器周期T可由下式表示 T 28 K 12 CLK 1 其中K 為定時(shí)器初值 CLK 為系統(tǒng)晶振 考慮到串口通信 我們選定 CLK為11 0592MHz K 為27 從式 1 中不難看出 這時(shí)要獲取1Hz 的時(shí) 鐘 計(jì)數(shù)器的預(yù)置數(shù)N 應(yīng)對T 1取整 即 N 22118400 12 256 27 8049 2 則系統(tǒng)獲取的時(shí)鐘頻率即為 f 12 22118400 28 27 8049 1 000011Hz 完全可以滿足系統(tǒng)的計(jì)時(shí)要求 此文檔收集于網(wǎng)絡(luò) 如有侵權(quán) 請聯(lián)系網(wǎng)站刪除 此文檔僅供學(xué)習(xí)與交流 4 3 鍵盤模塊電路設(shè)計(jì) K4鍵為微波爐的計(jì)時(shí)開始鍵 K1鍵為檔位選擇選擇鍵 選擇后相應(yīng)的發(fā)光 二極管會(huì)發(fā)亮 K2 K3鍵為時(shí)間設(shè)定鍵 REST為復(fù)位鍵 在按鍵設(shè)計(jì)中 K1 K2 K3 K4分別連入單片機(jī)I O接口的P3 0 P3 1 P3 2 P3 3 通過單片機(jī)內(nèi)部判 斷這4個(gè)I O接口來確定按鍵是否被按下 為了防止電路出現(xiàn)異常而無法控制特 設(shè)計(jì)了一個(gè)復(fù)位按鍵 鍵盤電路設(shè)計(jì)如圖4 3 1和如圖4 3 2所示 圖 4 3 1 復(fù)位按鍵電路 圖 4 3 2 控制按鍵電路 4 4 檔位顯示電路設(shè)計(jì) 檔位顯示模塊由三個(gè)發(fā)光二極管顯示 分別代表 低檔 中檔 高檔 三個(gè)檔位 直接將發(fā)光二極管接至單片機(jī) I O 接口通過單片機(jī)發(fā)送低 電平使發(fā)光二極管發(fā)光 如下圖 4 4 1 此文檔收集于網(wǎng)絡(luò) 如有侵權(quán) 請聯(lián)系網(wǎng)站刪除 此文檔僅供學(xué)習(xí)與交流 圖 4 4 1 檔位顯示模塊 4 5 顯示電路設(shè)計(jì) 動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)是將所有數(shù)碼管的 8 個(gè)顯示筆劃 a b c d e f g dp 的同名 端連在一起 另外為每個(gè)數(shù)碼管的公共極 COM 增加位選通控制電路 位選通由 各自獨(dú)立的 I O 線控制 當(dāng)單片機(jī)輸出字形碼時(shí) 所有數(shù)碼管都接收到相同的 字形碼 但究竟是那個(gè)數(shù)碼管會(huì)顯示出字形 取決于單片機(jī)對位選通 COM 端電 路的控制 所以我們只要將需要顯示的數(shù)碼管的選通控制打開 該位就顯示出 字形 沒有選通的數(shù)碼管就不會(huì)亮 通過分時(shí)輪流控制各個(gè)數(shù)碼管的 COM 端 就使各個(gè)數(shù)碼管輪流受控顯示 這就是動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng) 在輪流顯示過程中 每位數(shù) 碼管的點(diǎn)亮?xí)r間為 1 2ms 由于人的視覺暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極管的余輝效應(yīng) 盡管實(shí)際上各位數(shù)碼管并非同時(shí)點(diǎn)亮 但只要掃描的速度足夠快 給人的印象 就是一組穩(wěn)定的顯示數(shù)據(jù) 不會(huì)有閃爍感 動(dòng)態(tài)顯示的效果和靜態(tài)顯示是一樣 的 能節(jié)省大量的 I O 端口 而且功耗更低 用單片機(jī)的 P2 口連接 2 位數(shù)碼管的段端口 用 P3 4 P3 5 通過三極管后連 接數(shù)碼管的位端口 如下圖 4 5 1 此文檔收集于網(wǎng)絡(luò) 如有侵權(quán) 請聯(lián)系網(wǎng)站刪除 此文檔僅供學(xué)習(xí)與交流 圖 4 5 1 數(shù)碼管顯示電路 4 6 火力輸出控制設(shè)計(jì) 通過單片機(jī)的三個(gè) I O 端口輸出信號(hào)控制火力大小 接收端用發(fā)光二極管 模擬 電路圖如圖 4 6 1 第一個(gè)發(fā)光二極管亮?xí)r火力為 小火 第二個(gè)發(fā)光二極管亮?xí)r火力為 中火 第三個(gè)發(fā)光二極管亮?xí)r火力為 大火 此文檔收集于網(wǎng)絡(luò) 如有侵權(quán) 請聯(lián)系網(wǎng)站刪除 此文檔僅供學(xué)習(xí)與交流 4 7 本章小結(jié) 各模塊電路分析完成之后對整個(gè)電路已經(jīng)有了一個(gè)很清晰的電路設(shè)計(jì)思路 將各模塊電路整合成整體電路圖 并經(jīng)行檢查修改 檢查無誤后進(jìn)行電路板的 焊接 具體電路圖見附件一 系統(tǒng)電路圖 第五章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)程序總體可以分成主程序 和其它模塊程序 主程序跟據(jù)系統(tǒng)的工作 流程 系統(tǒng)共分為四個(gè)狀態(tài) 分別是 系統(tǒng)待機(jī)狀態(tài) 用戶設(shè)置狀態(tài) 微波爐 加熱狀態(tài) 其他模塊程序包括顯示程序 計(jì)時(shí)程序等 下面分別對這這些程序 進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì) 5 1 顯示程序設(shè)計(jì) 顯示程序通過分時(shí)輪流控制各個(gè)數(shù)碼管的 COM 端 使各個(gè)數(shù)碼管輪流受 控顯示 void Displaypro unsigned char a1 unsigned char a2 for k 0 k 0 否 否 時(shí)間倒計(jì)時(shí)到 00 判斷用戶 設(shè)定的檔 位 進(jìn)入相應(yīng) 的加熱狀 態(tài) 加熱完成 小燈熄滅 按下 REST 鍵或打開微波爐爐 門 此文檔收集于網(wǎng)絡(luò) 如有侵權(quán) 請聯(lián)系網(wǎng)站刪除 此文檔僅供學(xué)習(xí)與交流 圖 5 3 1 計(jì)時(shí)程序流程圖 5 4 系統(tǒng)待機(jī)狀態(tài)設(shè)計(jì) 接通電源后系統(tǒng)進(jìn)入待機(jī)狀態(tài) 此時(shí)顯示器顯示待機(jī)畫面 當(dāng)打后 系統(tǒng) 進(jìn)入用戶設(shè)置狀態(tài) 如圖如下 5 4 1 圖 5 4 1 系統(tǒng)待機(jī)狀態(tài)圖 系統(tǒng)通過判斷單片機(jī) P3 2 接口的輸入電壓來判斷設(shè)置時(shí)間是否要增加 通 過判斷單片機(jī) P3 3 接口的輸入電壓來判斷設(shè)置時(shí)間是否要減小 具體流程圖如 下圖 5 4 2 調(diào)用顯示程序 系統(tǒng)待機(jī)狀態(tài)用戶設(shè)置狀態(tài) 按下任何按鍵 否 是 是 顯示程序 P3 2 1 P3 3 1 否 用戶設(shè)定狀態(tài) 此文檔收集于網(wǎng)絡(luò) 如有侵權(quán) 請聯(lián)系網(wǎng)站刪除 此文檔僅供學(xué)習(xí)與交流 圖 5 4 2 系統(tǒng)待機(jī)狀態(tài)流程圖 5 5 用戶設(shè)定狀態(tài)設(shè)計(jì) 在用戶設(shè)定狀態(tài)用戶通過按鍵進(jìn)行檔位和時(shí)間的設(shè)定 在波爐爐門關(guān)閉的 狀態(tài)按下 K4 鍵則進(jìn)入加熱狀態(tài) 按 K1 鍵用戶可以在三個(gè)檔位上進(jìn)行切換 按 K2 和 K3 鍵進(jìn)行時(shí)間加減設(shè)定 如下圖 5 5 1 圖 5 5 1 用戶設(shè)定狀態(tài)圖 系統(tǒng)根據(jù)按鍵對應(yīng)的單片機(jī) I O 接口的電平變化判斷用戶所進(jìn)行的設(shè)置 具體流程圖如下圖 5 5 2 所示 按 K1 鍵 工作狀態(tài)用戶設(shè)置狀態(tài) 檔位選擇 調(diào)整時(shí)間 按 K2 鍵 按 K3 鍵 按 K4 鍵 是 否 是 否 否 否 否 是 是 是 爐門是打開或 REST 按下 微波爐加熱狀態(tài) K3 鍵按下 設(shè)置顯示初值顯示 時(shí)間為 00 K4 鍵按下 K1 鍵按下 K2 鍵按下 檔位切換子程序 時(shí)間加子程序 時(shí)間減子程序 此文檔收集于網(wǎng)絡(luò) 如有侵權(quán) 請聯(lián)系網(wǎng)站刪除 此文檔僅供學(xué)習(xí)與交流 圖 5 5 2 用戶設(shè)定程序流程圖 5 6 加熱停止?fàn)顟B(tài)設(shè)計(jì) 加熱停止后系統(tǒng)將關(guān)閉火力輸出 完畢后系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)入待機(jī)狀態(tài) 具體狀 態(tài)圖如下圖 5 6 1 所示 圖 5 6 1 加熱停止?fàn)顟B(tài)圖 進(jìn)入加熱停止?fàn)顟B(tài)后系統(tǒng)首先關(guān)閉火力輸出 系統(tǒng)向火力輸出系統(tǒng)發(fā)送關(guān) 閉信號(hào) 發(fā)生結(jié)束后系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)入系統(tǒng)待機(jī)狀態(tài) 5 7 本章小結(jié) 對各模塊和各狀態(tài)的軟件分析之后 將源程序進(jìn)行編譯并通過 keil 將編譯 好的程序?qū)懭雴纹瑱C(jī)中 在用 proteus 進(jìn)行仿真 進(jìn)行整體調(diào)試 具體程序見附 件二 軟件設(shè)計(jì)程序 第六章 系統(tǒng)測試 軟件系統(tǒng)在本設(shè)計(jì)中尤其重要 基本功能大部分是由軟件完成的 發(fā)揮功 能的關(guān)鍵控制部分同樣需要軟件的密切配合才能順利實(shí)現(xiàn) 鑒于軟件設(shè)計(jì)的通 用性和方便性 我們采用 C 語言編寫程序 整個(gè)軟件系統(tǒng)采用模塊化的程序 關(guān)閉火力輸出小燈熄滅提示進(jìn)入系統(tǒng)待機(jī)狀態(tài) 此文檔收集于網(wǎng)絡(luò) 如有侵權(quán) 請聯(lián)系網(wǎng)站刪除 此文檔僅供學(xué)習(xí)與交流 設(shè)計(jì)方法 共分為初始化 顯示程序 準(zhǔn)備程序 運(yùn)行程序 定時(shí)器程序等 軟件系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是整個(gè)過程完全在鍵盤的控制之下 實(shí)現(xiàn)了完全的友好的 人機(jī)交互功能 主程序通過判斷鍵盤的輸入情況調(diào)用不同的子程序 子程序的 功能實(shí)現(xiàn)也是在鍵盤的配合之下完成的 6 1 測試及制作所用儀器 數(shù)字萬用表 直流穩(wěn)壓電源 proteus 軟件 微機(jī) 烙鐵等 6 2 測試結(jié)果 6 2 1 基本要求 上電復(fù)位后 顯示器顯示 00 分 檔位顯示為 大火 中火 小 火 按 K1 鍵 可進(jìn)行檔位的切換 用戶可以在 大火 中火 小火這三個(gè)檔位之間任意切換 按下 K2 鍵 顯示器時(shí)間增加 按下 K2 鍵顯示器時(shí)間減小 按 K4 鍵 微波爐變?yōu)檫\(yùn)行狀態(tài) 顯示器開始倒計(jì)時(shí) 此時(shí)再按 下 復(fù)位 鍵微波爐返回準(zhǔn)備狀態(tài) 顯示器清 0 若沒有按 復(fù)位 顯示器倒計(jì)時(shí)到 0 分或微波爐爐門被打開微波爐也會(huì)返回停止?fàn)?態(tài) 6 2 2 誤差分析 從功能分析 該系統(tǒng)的誤差主要是加熱倒計(jì)時(shí)器的計(jì)時(shí)誤差與日期 時(shí) 鐘系統(tǒng)的走時(shí)誤差 而由于加熱倒計(jì)時(shí)器是由 MCU 定時(shí)器產(chǎn)生的 1Hz 時(shí)鐘脈 沖驅(qū)動(dòng) 所以該時(shí)鐘是誤差的最主要來源 如 式 1 2 所示 由于選用的晶振數(shù) 值為 11 0592Mhz 定時(shí)器周期和 1Hz 的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘不成整數(shù)倍比關(guān)系 計(jì)數(shù)器預(yù) 制數(shù)的近似選擇 勢必引入計(jì)算誤差 根據(jù)所選擇的參數(shù)不難算出系統(tǒng)產(chǎn)生時(shí) 鐘與標(biāo)準(zhǔn) 1Hz 時(shí)鐘之間存在的誤差 為 12 22118400 28 27 8049 1 0 000011Hz 式 4 此文檔收集于網(wǎng)絡(luò) 如有侵權(quán) 請聯(lián)系網(wǎng)站刪除 此文檔僅供學(xué)習(xí)與交流 對于加熱倒計(jì)時(shí)器 以 99 秒計(jì)算 累計(jì)誤差為 99 0 000011 0 001089 秒 盡管上述誤差的影響不可避免 但是通過適當(dāng)選擇計(jì)算參數(shù) 以及對時(shí)間 系統(tǒng)采用時(shí)鐘同步措施 是完全可以滿足設(shè)計(jì)要求的 6 3 本章小結(jié) 通過系統(tǒng)的測試 查出每個(gè)模塊的錯(cuò)誤 并且盡量簡化硬件電路設(shè)計(jì)和軟 件程序設(shè)計(jì) 使得