基于单片机的厨用燃气炉灶控制器设计.doc

1、上海第二工业大学本科毕业设计（论文）编排格式 正文样式 1 本科毕业设计（ 论文 ） 题 目： 基于单片机的厨用燃气炉灶控制器设计 学 号： 20114831595 姓 名： 董磊 班 级： 11 计科 A2 专 业： 计算机科学与技术 学 院： 工学部 入学时间： 2011 级 指导教师： 日 期： 年 月 日 上海第二工业大学本科毕业设计（论文）编排格式 正文样式 2 毕业设计（论文）独创性声明 本人所呈交的毕业论文是在指导教师指导下进行 的工作及取得的成果。除文中已经注明的内容外，本论文不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明

2、并表示谢意。 作者签名： 日期： 上海第二工业大学本科毕业设计（论文）编排格式 正文样式 3 基于单片机的厨用燃气炉灶控制器设计 摘要 通过本课题的设计主要是面向家庭用户，对现代化的智能产品应用到生活中去，本文主要针对家庭的燃气灶系统进行全自动的控制，提出并设计出了一个能适应现代社会生活需要的现代化厨房用燃气灶系统。 本文主要通过 STC12C5204AD 单片机作为中央控制系统，并辅助各类传感器和风机电磁 阀等器件进行传导和控制。本设计的智能厨燥控制系统集成了多种功能，其中的防空烧功能，通过红外发射和接收装置炉灶的防空烧控制功能，这样人们在锅离开灶台时候，防空烧红外探测器开始工作，防止了燃气

3、的浪费，节约了能源。实现了锅在火开锅离火小的开关功能，还可以实现熄火保护的功能，熄火保护就是当火焰被风、汤水等原因意外熄灭时，熄火保护装置就会自动关闭气源，这样就不会通过燃气灶引起燃气泄漏的危险了。本设计中设计了分为主火和明火两种电磁阀控制功能，能够更好的控制火源。保证燃气灶的智能节能环保的目的。同时本设计中还配有触摸按键 功能，实现触摸式的燃气开启与关闭，与此同时，为了增加燃气的可利用率增加了风压的检查功能。 通过本设计可以为现代化的家庭提供一个功能强大的，省时、省力、经济实惠节能环保的高科技产品，方便人们的生活，提高人们的生活质量。 关键词 :单片机 ； 红外发射 ；电磁阀 上海第二工业大

4、学本科毕业设计（论文）编排格式 正文样式 4 Design of the controller based on the kitchen gas stove ABSTRACT Through this topic design is mainly for home users, to the modern intelligent products applied to life to,this paper mainly for household gas stove system were fully automatic control,is proposed and designed whi

5、ch can adapt to the needs of the modern social life of a modern kitchen with gas stove system. This paper mainly through stc12c5204ad microcontroller as the central control system, and to assist all kinds of sensors and the fan solenoid valve device to transmission and control.The design of the inte

6、lligent dry kitchen control system is integrated with multiple functions,the air burning function,through infrared emitting and receiving device of stove air defense fire control of the function,so that people in the pot leave hearth, antiaircraft firing infrared detector to work,to prevent the wast

7、e of gas,saving energy. he realization of the pot on the fire to boil away from the fire small switch function, also can realize the function of flameout protection,flameout protection is when the fire from being extinguished by wind,soup and the cause of the accident,the flameout protection device

8、will gas source can be automatically closed,so as not to the gas stove caused the danger of gas leakage.The design of the mainfire and fire two solenoid valve control function,can better control the fire.Ensure the gas stove intelligent energy-saving and environmental protection purposes.Also the de

9、sign is also equipped with touch buttons, touch type gas opening and closing. At the same time,in order to increase gas utilization rate increased by wind pressure check function. Through this design can be for the modernization of the family to provide a powerful,time-saving,labor-saving, affordabl

10、e energy saving and environmental protection high-tech products, to facilitate peoples lives,improve peoples quality of life. Key words: MCM; infrared emission; electromagnetic valve 上海第二工业大学本科毕业设计（论文）编排格式 正文样式 5 目录 1 绪论 1 2 控制系统方案分析 1 2.1 控制系统简介 1 2.2 控制系统方案分析 1 2.3 本章小结 1 3 硬件电路设计 2 3.1 概述 1 3.2 单

11、片机系统 1 3.2.1 单片机简介 1 3.2.2 单片机最小系统 1 3.2.3 单片机引脚分配 1 3.3 电源系统 1 3.4 按键系统 1 3.5 防空烧系统 1 3.6 电磁阀系统 1 3.7 风压探测系统 1 3.8 熄火保护系统 1 3.9 本章小结 1 4 软件设计 2 4.1 概述 1 4.2 软件的位定义 1 4.3 延时函数 1 4.4 按键检查函数 1 4.5 点火函数 1 4.6 防空烧函数 1 4.7 熄火保护函数 1 上海第二工业大学本科毕业设计（论文）编排格式 正文样式 6 4.8 本章小结 1 5 Keil uVision4 介绍 1 5.1 Keil uV

12、ision4 简介 1 5.2 Keil uVision4 软件操作流程 1 6 结论 2 致谢 3 参考文献 4 附录 5 上海第二工业大学本科毕业设计（论文）编排格式 正文样式 1 1 绪论 燃气灶，是指以液化石油气、人工煤气、天然气等气体燃料进行直火加热的厨房用具。随着人们生活水平的日益提高和燃气灶具的逐步普及，家用燃气灶作为一种生活必须品已经进入了千家万户。同时消费者家用燃气灶的安全性、耐用性、方便性、美观性等各个方面也越来越重视。家用燃气灶质量的好坏不仅影响人们的日常生活，而且质量差的燃气灶具容易引发人身伤害事故。目前我国的家用燃气灶具产品的技术含量普遍不高，自动化和智能化程度较低，

13、因此它的节能性、安全性、工艺性还有较大的提升空间。我 国在 2000 年 8 月出台了新的家用燃气灶具安全标准，规定自 2001 年 2 月 1 日起，家用嵌入式燃气灶具必须安装熄火安全保护装置力。因此带有安全熄火保护装置的家用燃气灶具将成为今后燃气灶具的发展趋势，同时也是亟待解决的一个技术关。另外，随着人们生活水平的日益提高，对家用燃气灶具的安全性、节能性、美观性、操作方便性、智能化等有了更高的要求。所以基于单片机的厨用燃气炉灶控制器的开发，正是顺应了时代发展的潮流和趋势。与传统的燃气灶相比，多了很多优点。 2 控制系统方案分析 2.1 控制系统简介 单片机的厨用燃气灶控制器可 以实现多种功

14、能的自动化产品，其输入的参数主要有防空烧电路系统，触摸按键系统，电磁阀控制系统，风压探测系统，熄火保护系统组成，同时还有单片机系统。整个系统通过一片 STC12C5204AD 单片机来进行总体的控制，作为整个设计的控制中心。 其中的防空烧系统是利用红外线模块及其相应的电路系统进行设计完成的，主要应用了市面上常用燃气灶防空烧模块来进行设计。触摸按键一共设计了 2 个，一个功能是燃气的开功能一个是燃气的关功能。触摸按键充分发挥了按键比较流行的触摸方式。电磁阀的控制系统主要控制燃气的通路，分主火电磁阀和常明火 电磁阀，通过这两个电磁阀可以通过单片机来控制其通断来完成防空烧的功能。风压探测系统运用了光

15、耦和三五芯片来完成风机和探测电路。熄火保护装置运用了热电偶感应器和运算放大器来完成，将探测的结果传递给单片机进行其他的控制。当然了整个系统的核心是单片机系统，通过单片机对整个监测和控制电路进行监测和控制测量，并完成所需要的设计功能，既是上海第二工业大学本科毕业设计（论文）编排格式 正文样式 2 基于单片机的厨用燃气灶控制器的设计。 整个系统的设计应用了人们常用的功能，触摸按键，熄火保护，防空烧功能，风速探测和报警的功能，这些功能都是人们日常生活最基本的，也是现代化家庭必备的功能模块。通过这些功能和电子的设计完美的完成了本设计的总体方案，实现智能化得燃气灶的控制设计。 2.2 控制系统方案分析

16、本设计系统具有对家用燃气灶的控制系统，并有多种保护和控制功能。可对家用燃气设备进行实时智能化控制，达到方便和安全智能的目的。 基于单片机的厨用燃气灶控制系统主要包括系统电源、单片机模块、防干烧模块、按键控制模块、风压测量模块、熄火保护模块、燃气控制模块组成。 电源系统主要运用了市电 220V 的电源，通过变压电路把电压降到 24V 并通过稳压芯片对电路进行稳压到 5V 的工作电压，系统控制部分的电压为 5V 系统，外部输入的设备电磁阀等需要用到 24V 的电源系统，所以本设计的电源由 24V 和 5V组成。单片机模块是整个系统的控制中心，通过对外部输入模块的信号判断来控制其他设备的输出，同时按

17、照燃气灶的正常工作进行实时的监测和保护控制。防干烧模块的运用是为了节约能源而设计的功能，主要运用红外探测系统来完成信号的反馈，当探测到没有锅的时候，单片机判断出来并控制电磁阀关闭主电磁阀并保持常明火电磁阀的开通，同时当探测到有锅存在的时候，主路电磁阀同时打开，起到了智能的控制和节约煤气的目的。按键系统采用了主流的触摸按键，防止了机 械式的按键接触不良的缺点，触摸按键完成了煤气灶的开启和关闭的功能。熄火保护功能主要为了人身安全而设计，主要运用了热电偶来探测火苗，当火苗突然熄灭的时候会启动熄火保护装置，从而关闭总阀门。 本方案是智能化设计方案，可以实现安全节能的燃气控制系统，达到了理想的效果。本方

18、案是基于单片机的燃气灶控制系统，通过各个传感器的信号和功能来控制并使单片机控制燃气阀门来达到控制整个系统所需要的控制结果。方案的总体框图如图 1.2.1： 上海第二工业大学本科毕业设计（论文）编排格式 正文样式 3 图 1.2.1 总框图 2.3 本章小结 本章主要分析了设计的思路、方案和原理，主要运用单片机技术对并通过外部设备传感器对家用燃气灶进行自动控制的论证，通过每个方案的分析确定了本设计的最佳的方案设计。同时配有 LED 显示和声音提示的功能。家用燃气控制器主要有，单片机，热电偶传感器，风机，继电器，电磁阀，按键控制等。通过这些器件和模块的运用组成了燃气灶控制系统。 3 硬件电路设计

19、3.1 概述 本设计的硬件系统电路由各个单元系统模块组成，各个单元模块按照自己的指令执行各自的功能，模块化的设计已经是工程师们的首选设计方法 ，本论文也是按照模块化设计方法进行设计，接下来我们对每个电路进行详细的介绍。 3.2 单片机系统 3.2.1单片机简介 所谓的 单片机是一种芯片 而且它 集成 了很多小的模块在 电路 内部 ， 它的这种工艺 是是 采用 了现代所说的 集成电路技术 。是 把大规模 电路集成到， 具有数据处理能力的中央处理器 中。内部 RAM， 随机存储器 。内部 ROM， 只读存储器 。和 多种 输入输出 口和 特殊用途的 中断系统 ，用于时间的 定时器 /计数器等功能

20、，把这些都 集成到一块硅片上 ，这样 构成的一个 小的系统，表完善的功能系统成为单片机 。 单片机 熄火保护模块 风压探测 空烧探测模块 电磁阀模块 按键模块 LED 指示 点火模块 风机模块 报警模块 上海第二工业大学本科毕业设计（论文）编排格式 正文样式 4 3.2.2单片机最小系统 单片机最小 系统是单片机运行的主要核心，在进行设计的时候是最基本的单元电路，而对于常用的系列单片机，它其内部就已经包含了一定数量的内部程序存储器和内部数据存储器。在外部只要增加时钟电路单元电路，还有单片机的复位电路，电源系统供电电路，那样即可构成单片机最小系统了。下面对单片机最小系统需要的时钟电路和复位电路做一下详细的说明。 时钟电路主要是单片机内部运行周期电路，这个时钟可以保证单片机的整个系统各个部分在一个统一的时钟脉冲控制下有序地进行工作。时钟电路是单片机系统最基本、最重要的电路，是给单片机提供时序时钟源的电路。 单片机的时钟电路可以有三种，分别是外部晶振电路、内部振荡电路、外部时钟输入。对于普通的单片机来说是没有内部振荡电路的，带有内部振荡器的单片机有 PIC、 AVR 等。本设计采用的是外部晶振电路，如图 16： 图 16 单片机时钟电路