基于单片机的微波炉控制器_精品文档.doc
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基于单片机的微波炉控制器
摘要
随着社会的快速发展,人们的生活节奏逐渐加快,微波炉方便快捷的烹饪特点为现代人的生活提供了便利,在现代家庭中,微波炉已成为必备的烹饪工具之一。
通过制作微波炉控制器,更充分了解微波炉的结构特点和工作原理。
本文介绍了微波炉控制器的设计、调试与实现。
本设计中的微波炉控制器以AT89C52单片机为核心,由矩阵键盘、时间显示、控制输出等模块组成。
并且能够实现大、中、小火力选择以及启动、停止和时间重设功能。
其中初始时间由矩阵键盘输入设置,火力大小通过发光二极管来表示、电机的转速表示在加热中。
微波炉控制器工作时,将按照设定的时间进行加热并倒计时,等时间到后报警提示、火力指示灯熄灭、转盘停止运转。
关键词:
微波炉;单片机AT89C52;控制器
Themicrowave oven controller
basedonMCU
Abstract
Withtherapiddevelopmentofoursocietyandthegraduallyspeedingstepsofourlife,theconvenientandefficientcookingfeaturesofmicrowaveovenhaveprovidedusgreathelpandmakeitanindispensablecookingtoolinourmodernlife.
Throughthemakingofthemicrowaveovencontroller,Ihaveabetterunderstandingofitsstructuralfeaturesandworkingprinciples.Thisarticleintroducesthedesign,debuggingandimplementationofmicrowaveovencontroller.WiththeSCMAT89C52atthecore,itismadeupofmodulesofmatrixkeyboard,timedisplayandcontroloutputsandetc.What’smore,youcanchooseamax,midorminpowerandmakeitworkorstoporeventimeresettingatyourwill.Andtheinitialtimeissetbymatrixkeyboard;thepowersizeisshownbylight-emittingdiodes;thespinningofthemotorshowsitsworking.Whenitworks,itheatsaccordingtothesettingtimeandcountdownsuntilthealarmingsystemringing,thepowerindicatorlightpackingupandtheturntablestopping.
Keyword:
microwaveoven;SCMAT89c52;controller
目录
1.绪论 1
1.1微波炉的背景资料 1
1.2微波炉的工作原理 1
1.3使用微波炉时的注意事项 2
1.4微波炉控制器总体设计思路 2
2.系统总体方案 ….…..3
2.1系统总体设计 3
2.2单片机的结构和接口的基本介绍 4
2.2.1单片机的基本组成 4
2.2.2单片机的内部结构 5
2.2.3部分关键的程序存储单元 6
2.2.4中断 6
2.3显示驱动芯片7447/7448的简介 7
2.3.1认识7447/7448 8
2.3.2引脚说明 8
2.4高耐压、大电流达林顿陈列—ULN2003 9
2.4.1概述与特点 9
2.4.2方框图 9
2.4.3极限值 9
2.4.4电特性…………………………………………………………………………10
2.5LM7805稳压芯片介绍 …………………….………….10
2.5.1概述……………………………………………………………………………10
2.5.2主要特点………………………………………………………………………10
2.5.3外形图及引脚排列……………………………………………………………11
2.5.4功能框图………………………………………………………………………11
2.6三极管9013……………………………………………………………………………12
3.硬件电路与实现 13
3.1微波炉控制器的总体硬件设计 13
3.2矩阵键盘及器应用 13
3.2.1矩阵键盘的结构与工作原理 13
3.2.2矩阵式键盘的按键识别方法 14
3.2.3矩阵式键盘的按键的例子 15
3.2.4去抖处理 15
3.3四位数码管原理及应用 16
3.4步进电机控制电路 17
3.4.1步进电机工作原理 17
3.4.2步进电机控制系统原理 18
3.5蜂鸣器控制电路………………………………………………………………………19
4.控制程序设计与仿真 20
4.1键盘扫描及显示程序设计 20
4.1.1键盘扫描流程图 20
4.1.2键盘扫描仿真电路 21
4.1.3键盘扫描和显示输出的程序 21
4.2倒计时程序设计…. 23
4.2.1倒计时流程图 23
4.2.2倒计时仿真电路 24
4.2.3倒计时程序 24
4.3步进电机控制程序设计 26
4.3.1步进电机流程图 26
4.3.2步进电机仿真电路 27
4.3.3步进电机转动程序 27
4.4总体程序设计 29
4.4.1总体设计流程图 29
4.4.2总体设计仿真电路 30
4.3.3总体设计程序 30
5.电路制作与系统调试………………………………………………………………………35
6.总结与展望 36
致谢 37
参考文献 38
附录 39
附录一:
微波炉控制器实体图片 39
附录二:
微波炉控制器硬件连接电路 40
附录三:
微波炉控制器PCB板……………………………………………………………41
41
1绪论
1.1微波炉的背景资料
微波炉已经有50多年的发展历史,时至今日,微波炉已实现了高度工业化规模的生产。
主要生产为日本、韩国以及欧洲的一些发达国家。
我国自80年代开始小规模生产微波炉,发展至今,已具有相当的生产能力,成为该行业不可小视的生力军。
微波炉在世界上发达国家的家庭普及率很高。
美国是微波炉最大的消费市场。
中国老百姓也已经开始认识和接受微波炉。
可以预见,中国也将成为一个巨大的微波炉市场。
随着科技的发展,生活水平的提高,人们对微波炉的要求也越来越高。
未来的发展趋势将以智能、信息为主流,使微波炉的发展更人性化。
因此基于单片机的微波炉控制系统的开发有利于推动微波炉市场的发展,使老百姓能用上更优秀的微波炉。
1.2微波炉的工作原理
微波炉,顾名思义,就是用微波来煮饭烧菜的。
微波炉是一种用微波加热食品的现代化烹调工具。
微波是一种电磁波。
这种电磁波的能量不仅比通常的无线电波大得多,而且还很有"个性",微波一碰到金属就发生反射,金属根本没有办法吸收或传导它;微波可以穿过玻璃、陶瓷、塑料等绝缘材料,但不会消耗能量;而含有水分的食物,微波不但不能透过,其能量反而会被吸收。
微波是指波长为0.01~1米的无线电波,其对应的频率为30000兆赫到300兆赫。
为了不干扰雷达和其他通信系统,微波炉的工作频率多选用915兆赫或2450兆赫。
微波炉由电源,磁控管,控制电路和烹调腔等部分组成。
电源向磁控管提供大约4000伏高压,磁控管在电源激励下,连续产生微波,再经过波导系统,耦合到烹调腔内。
在烹调腔的进口处附近,有一个可旋转的搅拌器,因为搅拌器是风扇状的金属,旋转起来以后对微波具有各个方向的反射,所以能够把微波能量均匀地分布在烹调腔内。
微波炉的功率范围一般为500~1000瓦。
微波加热的原理简单说来是:
当微波辐射到食品上时,食品中总是含有一定量的水分,而水是由极性分子(分子的正负电荷中心,即使在外电场不存在时也是不重合的)组成的,这种极性分子的取向将随微波场而变动。
由于食品中水的极性分子的这种运动。
以及相邻分子间的相互作用,产生了类似摩擦的现象,使水温升高,因此,食品的温度也就上升了。
用微波加热的食品,因其内部也同时被加热,使整个物体受热均匀,升温速度也快。
1.3使用微波炉时的注意事项
微波遇到金属物体,如银、铜、铝等会像镜子反射可见光一样被反射。
常用金属隔离微波,不能使用金属器皿加热食物。
金属在微波加热的情况下还会产生火花,特别是较尖锐的金属制品﹝如:
叉﹞。
因此在使用微波烹调中,不得使用密闭的金属容器或金属网状容器来装载事物,以免发生意外事故。
不要用一般普通塑料容器放入微波炉加热。
虽然塑料自身不被加热,但热的食物会使容器变得很烫。
这些塑料容器在高温下可能放出毒素,染污食物。
使用微波炉时,应注意至少离炉0.5米以上,眼睛不要看着炉门,不可在炉前久站。
食物从炉中取出后,最好先放几分钟再吃。
1.4微波炉控制器总体设计思路
通过对微波炉的了解,本设计采用89C52单片机作为设计的核心,由矩阵键盘、时间显示、控制输出等模块组成。
由矩阵键盘模块来实现时间的设置,火力大、中、小的选择以及启动、停止和时间重设功能;时间显示模块由七段数码管来实现,其中初始时间由矩阵键盘输入;火力大小通过发光二极管来表示,红、绿、黄三种灯分别表示大力大、中、小,默认为中火力;启动加热后,步进电机开始转动,七段数码管按照设定的时间进行倒计时,等时间快到零时报警提示、等于零时火力指示灯熄灭、转盘停止运转,工作结束。
2系统总体方案
2.1系统总体设计
本设计采用AT89C52单片机作为设计的核心,由矩阵键盘、时间显示、控制输出等模块组成。
由矩阵键盘模块来实现时间的设置,火力大、中、小的选择以及启动、停止和时间重设功能;时间显示模块由七段数码管来实现,其中初始时间由矩阵键盘输入;火力大小通过发光二极管来表示,红、绿、黄三种灯分别表示大力大、中、小,默认为中火力;启动加热后,步进电机开始转动,七段数码管按照设定的时间进行倒计时,等时间快到零时报警提示、等于零时火力指示灯熄灭、转盘停止运转,工作结束。
表2-1元件清单
元件清单:
元件清单
数量
AT89C52
1
ULN2003
1
74LS48
1
LM7805
1
LED
4
三极管9013
5
四位数码管
1
步进电机
1
蜂鸣器
1
自锁开关
1
轻触开关
16
220欧电阻
16
10千欧电阻
1
10k*8排阻
1
30p电容
2
10u电容
1
100u电容
2
12MHZ晶振
1
USB接口
1
16p插槽
2
40p插槽
1
排针
10
2.2单片机的结构和接口的基本介绍
2.2.1单片机的基本组成
1.CPU系统
l1个8位微处理器CPU
l内部时钟电路
l总线控制逻辑
2.内部存储器
l4KB的片内程序存储器(ROM/EPROM/Flash)
l128B数据存储器(RA
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