基于单片机的红外微波炉的设计.doc

单片机原理及系统课程设计 评语： 考勤10分 守纪10分 过程30分 设计报告30分 答辩20分 总成绩(100分) 专 业： 班 级： 姓 名： 学 号： 指导教师： 兰州交通大学自动化与电气工程学院 2014 年 1 月 15 日基于单片机的多功能微波炉控制器设计 1设计说明 1.1设计目的 本设计要用单片机内部的定时/计数器，中断系统，时钟电路来实现微波炉控制器的功能，由单片机AT89C51芯片和LED数码管为核心，辅以必要的芯片构成电路，构成了一个基于单片机的多功能微波炉控制器。该功能的实现主要通过软件编程来完成降低了硬件电路的复杂性成本也有所降低2设计方案及原理 2.1设计方案简述 本次设计多功能微波炉控制电路，使用了AT89C51单片机芯片控制电路，通过外接设备进行微波炉的显示、火力输出、定时设计，并用软件实现微波炉的各种功能。原理为：在单片机内部存储器设三个字节分别存放时钟的时、分、秒信息。利用定时器与软件结合实现1秒定时中断，每产生一次中断，存储器内相应的秒值加1；若秒值达到60，则将其清零，并将相应的分字节值加1；若分值达到60，则清零分字节，并将时字节值加1；若时值达到60，则将时字节清零。 系统启动时，8位数码管显示零时、零分、零秒，即00-00-00火力输出档位通过三个不同颜色的发光二极管显示(分别表示大火、中火、小火)。键盘分八个不同功能的按键，每次按下按键后系统都会启动音响发生模块发出“嘀”的声音。选择合适的档位，微波炉启动数码管开始倒计时，当倒计时到软件程序设定的固定时间(20s)会进行倒计时提醒，此时会发出提示声音。 2.2设计原理框图 基于单片机的多功能微波炉控制器设计原理框图如图1所示。 图1 系统的总体框图 控制电路设计部分以AT89C51单片机控制电路为核心，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。 3硬件设计 本设计利用单片机内部的定时器/计数器，中断系统，时钟电路以及计时控制来实现的，以单片机AT89C51、LED数码管为核心，辅以必要的电路，构成了一个多功能微波炉控制系统。另外具有用按键实现复位，校时功能等特点。如系统启动时，8位数码管显示零时、零分、零秒，即00-00-00。键盘分按键K0、K1、K2、K3、K4、K5、K6、RESET八个按键（RESET复位键采用独立式键盘）。K0键为微波炉的启动与关闭。K1、K2、K3键为档位选择键，分别代表大火、中火、小火，选择后相应的发光二极管会发亮。K4键为时、分、秒设定选择键。K5、K6键分别为时间的加减设定。RESET为复位键。每次按下按键后系统都会启动音响发生模块发出“嘀”的声音。选择合适的档位，微波炉启动数码管开始倒计时，当倒计时到软件程序设定的固定时间(20s)会进行提醒，此时会发出提示声音。 此电路由1个AT89C51单片机，1个MAX7221芯片，1个8个电阻的排阻，1个12MHz晶振，1个八位七段共阳数码管，16个按钮组成的矩阵开关，7个显示不同颜色的发光二极管，1个扬声器等组成。 电路在Proteus软件上电路图如图2所示。 图2 Proteus软件电路图 4软件设计 4.1软件分析 计时控制模块是微波炉控制系统设计的核心，用来完成基本功能中的加热倒计时，以及时间显示和定时两项扩展功能。时间显示功能被用来在待机状态显示当前的时间和用户预先设定的时间。允许手动调时，并且会自动与计算机进行时间同步。定时启动则会根据用户设定的火力属性，在预定的时间内启动任务。为了实现上述功能，在设计中，我们采用AT89C51的内部定时器与软件计数器相结合的方式获得1Hz的时钟。 定时器0自动装入模式以保证精度。这时定时器周期T可由下式表示： T = (28?K)×12/CLK 其中K为定时器初值、CLK为系统晶振。考虑到串口通信，我们选定CLK为11.0592MHz，K为27。从上式中不难看出，这时要获取1Hz 的时钟。 计数器的预置数N应对T/1取整，即： N=12×(256-27)]=8049 则系统获取的时钟频率即为： f=12(28-27)×8049≈1.000011Hz 完全可以满足系统的计时要求。 4.2系统流程图 多功能微波炉的