课设可编程微波炉控制新版专业系统设计.doc

辽 宁 工 业 大 学

电子综合设计和制作 课程设计（论文）

题目：可编程微波炉控制系统设计

院（系）： 电子和信息工程学院
专业班级： 电子081班
学 号：
学生姓名： 刘德志
指导老师：
起止时间：.12.26—.01.6
课程设计（论文）任务及评语
院（系）：电子和信息工程学院 教研室：电子信息教研室
学 号

学生姓名
刘德志
专业班级
电子081
课程设计题目
可编程微波炉控制系统设计
课程设计（论文）任务
任务和要求：
设计制作一个微波炉控制器电路，含有三档微波加热功效，分别表示微波加热为烹调、烘烤、解冻，试验中用LED模拟。。
1. 制订一个在不一样功效时火力控制时序表。含有三档微波加热功效,分别表示微波炉工作状态为烹调、烘烤、解冻，试验使用LED模拟。
2. 实现工作步骤：复位待机——〉检测显示电路——〉设置输出功效和定时器初值——〉开启定时和工作开始——〉结束烹调、音响提醒。
3. 在上电或手动按复位键时，控制器输出微波功率控制信号为0，微波加热处于待机状态，时间显示电路显示为00.00。
4. 含有4位时间预置电路，按键开启时间设置，最大预设数为99分99秒。

进度计划
1、部署任务，查阅资料，了解掌握系统控制要求。（1天）
2、确定设计思绪，设计可编程微波炉控制系统框图。（2天）
3、绘制微波炉控制系统各个部分电路原理图。（2天）
4、编写微波炉控制系统控制程序。（2天）
5、对系统进行仿真，分析系统性能。（2天）
6、撰写、打印汇报（1天）
指导老师评语及成绩

平时： 论文质量： 答辩：

总成绩： 指导老师签字：

学生签字：
年 月 日
注：成绩：平时20% 论文质量60% 答辩20% 以百分制计算

摘要

今年来伴随计算机技术发展，单片机开始得到广泛应用。因为其功效强，体积小，功耗低，价格廉价，工作可靠，使用方便使单片机在自动控制，智能仪表和多种家用电器中得到广泛应用。
可编程微波炉控制系统设计采以微控制器为关键，基于RTX51 编制软件系统，结合四位数码管（LED）显示和必需外围电路，完成微波炉可编程智能控制。系统由计时控制、火力设定、用户界面几大模块组成。能够依据键盘输入完成对应功效，同时使用LED 显示系统状态。

关键词：微控制器、微波炉、控制器

目录

第1章 绪论 1
1.1概述 1
1.2文本研究内容 1
第2章 系统硬件设计 2
2.1系统总体框图 2
2.2键盘模块设计 2
2.3 档位显示电路设计 4
2.4 时间显示电路设计 4
2.5 门电路设计 5
第3章 系统软件设计 6
3.1显示程序设计 6
3.2 计时程序设计 7
3.3用户设定状态设计 8
3.4微波炉加热状态 8
第4章 课程设计总结 10
参考文件： 11
附录Ⅰ：系统总体电路图 12
附录Ⅱ： 器件清单 13
附录Ⅲ：软件设计程序 14

第1章 绪论

1.1概述

在日常生活和工作中，我们常常见到定时控制，如扩印过程中曝光定时等。早期常见部分时间控制单元全部使用模拟电路设计制作，其定时正确性和反复精度全部不是很理想，现在基础上全部是基于数字技术新一代产品，伴随单片机性能价格比不停提升，新一代产品应用也越来越广泛，大可组成复杂工业过程控制系统，完成复杂控制功效。小则能够用于家电控制，甚至能够用于儿童电子玩具。它功效强大，体积小，质量轻，灵活好用，配以合适接口芯片，能够结构多种多样、功效各异微电子产品。
伴随电子技术飞速发展，家用电器和办公电子设备逐步增多，不一样设备全部有自己控制器，使用起来很不方便。依据这种实际情况，设计了一个单片机多功效定时系统，它能够避免多个控制器混淆，利用一个控制器对多路电器进行控制，同时又能够进行时钟校准和定点打铃。它能够实施不一样时间表（考试时间和日常作息时间）打铃，能够任意设置时间。这种含有大家所需要智能化特征产品减轻了人劳动，扩大了数字化范围，为家庭数字化提供了可能。

1.2文本研究内容

本文关键工作是掌握控制应用技术，显示技术，电子技术等相关知识，设计制作一个微波炉控制器电路，含有三档微波加热功效，分别表示微波加热为烹调、烘烤、解冻，试验中用LED模拟。实现工作步骤：复位待机——〉检测显示电路——〉设置输出功效和定时器初值——〉开启定时和工作开始——〉结束烹调、音响提醒。在上电或手动按复位键时，控制器输出微波功率控制信号为0，微波加热处于待机状态，时间显示电路显示为00.00。含有4位时间预置电路，按键开启时间设置，最大预设数为99分99秒。设定初值后，按开启键，首先按选择挡位开启对应微波加热；其次使计时电路以秒为单位作倒计时。当烹调结束即时间显示为00.00时由扬声器提醒。具体问题有：
（1）怎样进行时间设置（分、秒）和时钟倒计时功效；
（2）怎样设计智能火力控制
（3）怎样设计显示模块显示时间；
（4）怎样设计按键设置。

第2章 系统硬件设计

电路设计部分以单片机控制电路为关键由定时器电路，显示电路，键盘电路，门电路，电源电路，音响发声电路，火力输出电路，档位显示电路共同组成微波炉控制系统电路。

2.1系统总体框图

系统以AT89C52单片机为关键，连接各外部电路完成人机交互等各功效控制。系统总体框图以下图2.1

图2.1系统总体框图

A
T
8
9
C
5
1
内部定时器
LED显示电路
档位显示电路
电源电路
按键输入电路
输出电路
音响发声电路
门电路

2.2键盘模块设计

在按键设计中K0,K1,K2,K3分别连入单片机I/O接口P3.0,P3.1,P3.2,P3.3。经过单片机内部判定这4个I/O接口来确定按键是否被按下。列外为了预防系统出现异常无法操作另设手动复位按键K4接单片机RES。图2.2

图2.2按键电路

按键功效以下表：
K0
K1
K2
K3
K4
火力调整
定时器分加1
定时器秒加1
定时器清零
手动复位
K0为火力调整，按下K0微波炉火力依次为烹调→烘烤→解冻→烹调；
K1定时器分调整，没按一次定时器时间增加1分钟；
K2定时器秒调整，没按一次定时器时间增加1秒钟；
K3若设定时间是出现错误能够令定时器清零重新设定；
K4系统出现错误无法运行，能够手动设置复位。

2.3 档位显示电路设计
显示电路有五个LED组成其中D0为电源显示，接通电源则D0亮；D1、D2、D3为档位显示模块，分别代表“烹调”、“烘烤”、“解冻”三个档位，直接将发光二极管接至单片机I/O接口经过单片机发送低电平使发光二极管发光；D4为扬声器工作显示，当烹饪结束扬声器报警时D4亮。图2.

图2.3档位显示电路

2.4 时间显示电路设计
时间显示采取数码管动态驱动，将四个数码管"a,b,c,d,e,f,g,dp"同名端连在一起，另外为每个数码管公共极COM增加位选通控制电路，位选通由各自独立I/O线控制，当单片机输出字形码时，全部数码管全部接收到相同字形码，但到底是那个数码管会显示出字形，取决于单片机对位选通COM端电路控制，所以我们只要将需要显示数码管选通控制打开，该位就显示出字形，没有选通数码管就不会亮。经过分时轮番控制各个数码管COM端，就使各个数码管轮番受控显示，这就是动态驱动。在轮番显示过程中，每位数码管点亮时间为1～2ms，因为人视觉暂留现象及发光二极管余辉效应，尽管实际上各位数码管并非同时点亮，但只要扫描速度足够快，给人印象就是一组稳定显示数据，不会有闪烁感，动态显示效果和静态显示是一样，能节省大量I/O端口，而且功耗更低。
用单片机P0口连接4位数码管段端口，用P2.0—P2.3分别接数码管四个使能端。图2.4

图2.4数码管显示电路

2.5 门电路设计

为避免在微波炉加热过程中忽然打开炉门而造成危险后果，能够设置门电路在炉门打开时停止目前加热状态。图2.5

图2.5门电路

第3章 系统软件设计

3.1显示程序设计
显示程序经过分时轮番控制各个数码管COM端，使各个数码管轮番受控显示，步骤图图3.1

DISPLAY

循环4次
延时1ms

R0←R0+1右移一位

P2←（37H）

P0←A
A←查表求显示编码
A←（（R0））
字位指针指向
数码管第一位
返回

图3.1显示程序

3.2 计时程序设计
SUBONE
返回
主程序
调用SUBONE子程序
重装定时初值
用户设定世间初值
32H（秒）33H（十秒）
34H（分）35H（十分）
T0中止服务程序
设定定时初值（Tl2、TH2）
许可T0中止（ET0 EA）
经过单片机内部定时器2进行时间控制，单片机外接11.0592M晶振，在主程序中设置定时器初值来取得1Hz中止。图3.2

返回
（35H）=#ff？
34H←#9
（35H）←（35H）-1

（34H）=#ff？
33H←#5
（34H）←（34H）-1

（33H）=#ff？
32H←#9
（33H）←（33H）-1

（32H）=#ff？
（32H）←（32H）-1

图3.2计时程序

3.3用户设定状态设计
在用户设定状态用户经过按键进行档位和时间设定，再微波炉炉门关闭状态按下K0建则进入加热状态，按K1键用户能够在三个档位上进行切换，按K2和K3键进行时间加减设定，图3.3

设置初始显示
时间为00：00

是
否

炉门是否关闭
K0是否按下

K1是否按下

微波炉加热状态
档位切换子程序

K2是否按下

时间分增加

K3是否按下

时间秒增加

是
否
否
否
是
是
是

否

图3.3用户设定

3.4微波炉加热状态

微波炉加热状态有三种，分别为烹调、烘烤、解冻。跟据用户之前设置档位系统会进入对应加热状态。具体状态图以下图3.4

图3.4加热状态
计时程序倒计时
计时程序倒计时

停
止
加
热

停
止
加
热
烹调
烹调
时间是否0
K0是否按下
炉门是否开启
显示子程序
时间是否1/4sj
K0是否按下
炉门是否开启
显示子程序
否
是
是
否
否

停
止
加
热
计时程序倒计时
烹调
K0是否按下
时间是否1/2sj
炉门是否开启
显示子程序
‘烹调’档位

第4章 课程设计总结

经过一段时间以来学习，不停从设计中总结和修改，并按着预期要求反复论证和测试。本着学习态度，以完善设计可靠性和稳定性，将整个设计分模块化进行，并将每个模块加以分析和论证，成功后再联络再一起，最终达成总体效果。
关键完成了以下多个方面内容：
1.制订一个在不一样功效时火力控制时序表。含有三档微波加热功效,分别表示微波炉工作状态为烹调、烘烤、解冻，试验使用LED模拟。
2.实现工作步骤：复位待机——〉检测显示电路——〉设置输出功效和定时器初值——〉开启定时和工作开始——〉结束烹调。
3.在上电或手动按复位键时，控制器输出微波功率控制信号为2，微波加热处于中火状态，时间显示电路显示为00:00。
4.含有2位时间预置电路，按键开启时间设置，最大预设数为99分99秒。
5.设定倒计时初值后，按下开启按键，首先按选择挡位开启对应微波加热；其次使计时电路以分为单位作倒计时。当计时到时间为0时微波炉自动停止工作。

参考文件：

[1]雷思孝，李伯成，雷向莉.单片机原理及实用技术.西安：西安电子科技大学出版社，
[2]袁东.《51单片机应用开发实战手册》.北京：电子工业出版社，：65-81
[3] 谢宜仁.《单片机接口技术实用宝典》.北京：机械工业出版社，:
34-53
[4] 唐继贤.《51单片机工程应用实例》.北京：北京航空航天大学出版社，：65-78
[5] 谢自美. 电子线路设计*试验*测试.武汉：华中科技大学出版社.1998
[6] 杨欣，王玉凤，刘湘黔.《51单片机应用实例详解》.北京：清华大学出版社，: 38-64
[7] 李朝清.《单片机原理和接口技术》.第三版.北京：北京航空航天大学出版社，：43-85
[8] 王东峰，王会良，董冠强.《单片机C语言应用100例》.北京：电子工业出版社，:56-73

附录Ⅰ：系统总体电路图

附录Ⅱ： 器件清单

器件
数量
AT89C51单片机
1
11.0592MHz晶振
1
四位数码管
1
30pf电容
2
22uf极性电容
1
电阻
7
按键
5
单刀单掷开关
1
LED发光管
5
晶闸管
3
扬声器
1

附录Ⅲ：软件设计程序

/*
1、按键能够调整功率
2、按键能够调整定时时间
3、定时时间到继电器吸合
*/
#include <reg52.h>
sbit KEY1=P3^0;
sbit KEY2=P3^1;
sbit KEY3=P3^2;
sbit KEY4=P3^3;
sbit led1=P1^4;
sbit led2=P1^5;
sbit led3=P1^6;
sbit w1=P3^4;
sbit w2=P3^5;
code unsigned char table[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,
0xf8,0x80,0x90}//共阳数码管 0-9
unsigned char StrTab[2];
unsigned char a1=0,a2=0;
unsigned char flag1,flag2,b;
void Delay(unsigned int del)
{
unsigned int i,j;
for(i=0; i<del; i++)
for(j=0; j<400; j++) ;
}
void Displaypro(unsigned char a1,unsigned char a2)
{
w2=1;
w1=0;
P2=table[a1];
Delay(1);
w1=1;
w2=0;
P2=table[a2];
Delay(1);
}
main()//主函数
{ TMOD=0x11;//定时器0 10ms in 12M crystal 用于计时
TH0=(65536-50000)/256;
TL0=(65536-50000)%256;
ET0=1;
TR0=0;
//定时器1用于动态扫描
TH1=0xF8;
TL1=0xf0;
ET1=1;
TR1=1;
EA =1;
flag1=1;
flag2=0;
Displaypro(a1,a2);
while(1)//主循环
{
if(flag1==0)
led1=0;
else
led1=1;
if(flag1==1)
led2=0;
else
led2=1;
if(flag1==2)
led3=0;
else
led3=1;
if(!KEY1) //按键1去抖和动作
{
Delay(1);
if(!KEY1)
{
while(!KEY1);
flag1++;
if(flag1==3)
flag1=0;
}}
if(!KEY2) //按键1去抖和动作
{Delay(1);
if(!KEY2)
{ while(!KEY2);
a1++;
if(a1==10)
a1=0; //正常时间 小时 加1
Displaypro(a1,a2);
}}
if(!KEY3) //按键去抖和动作
{ Delay(1);
if(!KEY3)
{ while(!KEY3);
a2++;
if(a2==10)
a2=0;
Displaypro(a1,a2);
}}
if(!KEY4) //按键去抖和动作
{ Delay(1);
if(!KEY4)
{ while(!KEY4);
TR0=1;
Displaypro(a1,a2);
}}}}
/********************************/
/* 定时中止1 */
/********************************/
void time1_isr(void) interrupt 3 using 0//定时器1用来动态扫描
{
TH1=0xF8;//重入初值
TL1=0xf0;
Displaypro(a1,a2);
}
/********************************/
/* 定时中止0 */
/********************************/
void tim(void) interrupt 1 using 1
{
static unsigned char count;//定义内部静态变量
TH0=(65536-50000)/256;
TL0=(65536-50000)%256;
count++;
if (count==20)
{
count=0;
b++;
if(b==60)
{b=0;
a2--;
if(a2==-1)
{ a2=9;
if(a1>0)
a1--;
}
if(a1==0&&a2==0)
{TR0=0;
flag1=4;
}}}}