智能电饭煲的.doc

1、摘 要本设计以 SH69P42 单片机为核心，通过热敏电阻把温度信号转变成电压信号，再经 A/D 转换把电压信号变成的数字信号，然后由 CPU 处理进而去控制继电器，达到对发热盘的温度控制工作。本电饭煲采用波浪式起伏加热模式，通过微电脑控制，模拟人工炊煮。轻轻按下六个按键，便能完成煮饭、快煮、煮粥、煲汤、保温五大烹调功能和一个预约功能，给消费者带来便捷的生活享受。关键词：SH69P42 单片机；调功；传感器；吸水点；沸腾点；焖饭点第一章 引 言随着我国经济的不断发展，城乡居民生活水平的不断提高，对饮食的要求也越来越高，过去的那种机械式、电子式的电饭煲已不能满足人们的要求，安全、简便、节能、实用

2、已是当今代人追求的主旋律，而微电脑电饭煲的问世，不仅能满足人们的要求，而且把电饭煲的各项功能发挥的淋漓尽致。回顾电饭煲在中国的发展历程，虽然只有短短的 20 几年，但中国的电饭煲生产行业由弱到强，由强到精，生产规模以年增长率不低于 30%的高速度扩大，技术含量也不低于进口产品。1.1 市场发展的概况我国从 80 年代初开始生产电饭煲，经过近 20 年的发展电饭煲的质量已经接近国际水平，技术日趋成熟。据国家统计局统计，1992 年我国内地的电饭煲产量达 113.08 万个；1993 年的 1 到 8 月份，全国电饭煲产量约 946.85 万个，全年生产了约为 1500 万个；2000 年，我国内

3、地全年电饭煲生产量约为 5000 万个；到 2003 年，我国内地全年电饭煲生产量约为 10000 万个，增长幅度达 44.5。销售方面， 1992 年，全国累计销售 14.8 万个；1993 年累计销售 25 万个，比 1992 年增长 58.7%；2000 年的全国销售量为 250 万个，是 1993 年的 10 倍；2003 年的全国销售量为 650 万个。我国是一个人口大国，电饭煲市场具有很大的发展潜力；随着技术的不断成熟，我国电饭煲的出口量也不断增加。据中国消费者协会预测，这种销售势头在我国未来几年内不会减弱。1.2 技术的革新与发展展望电饭煲作为传统的厨房家电，发展至今，家家厨房差

4、不多都摆上一个，对于这种持有率极高的产品，厂家的唯一策略就是运用新技术生产新产品，电饭煲技术已经从机械、电子控制、转入微电脑智能化控制阶段，数字技术、电磁技术也将纷纷应用到了电饭煲的更新换代产品中。电磁电饭煲则是利用变化的磁场促进饭煲内胆铁分子的震动，铁分子振动所产生的热量可轻易的传给锅中的米水，热效率提高了 15%左右，但价格在 500 元到 1200 元。具一项调查显示，大量的消费者都能够接受 200 元到 300 元的电饭煲，超过 500 元就几乎无人问津了。而微电脑电饭煲不仅功能多、功耗低、保温性能好等特点，而且价格在 150 元到 350 元，是人们的理想选择。一种产品是否能够生存，

5、不仅看它能否给厂家带来利润，更重要的是看它有没有市场。而今，智能电饭煲不仅在市场将占据主导地位，而且前景一片光明，因此我们选择智能电饭煲的开发。第二章 SH69P42 芯片简介2.1 69P42 内部资源与结构SH69P42 是一种先进的 COMS-4 位单片机。它具有以下标准特性：3 K 双字节 OTPROM 空间，192 个半字节 RAM 空间,其中系统寄存器为 484,数据寄存器为 1444；8 位定时/计数器；8 位 A/D 转换器；10 位高速 PWM 信号输出；内建振荡器时钟电路；内建看门狗定时器；低电压复位功能且支持两种低功耗工作方式:HALT 和 STOP，节约电能消耗。功能框

6、图如图 1.1 所示. 图 1.1 SH69P42 的功能框图SH69P42 的工作电压 4.5V 到 5V。晶体振荡器可以选取内振荡器和外振荡器，内振荡器的晶振频率为 4 MHZ ；外振荡器的晶振频率范围是 40K-8 MHZ。2.2 相关内部资源比较表 1 SH69P42 与 89C51 内部资源比较表2.3 整体方案比较方案一: 采用熟悉的英特尔 MCS-51 系列中的 89C51 单片机,如图 1.2此方案的优点是，89C51 单片机已熟练掌握，便于应用。缺点是：电路复杂，稳定性相对较差，而且成本比较高。图 1.2 采用 89C51 单片机的智能电饭煲原理框图方案二: 采用台湾中颖公司

7、提供的 SH69P42 单片机。电路图如图 1.3图 1.3 采用 SH69P42 单片机的智能电饭煲原理框图由于 SH69P42 内部集成有 8 位的 A/D 转换器，且转换速度可达到 100；有 10 位高速 PWM 输出驱动蜂鸣器工作,相对的外围电路就比较简洁，且稳定性也比校高。另一大优点是价格比较低廉，一块 SH69P42 芯片才 4 块多钱，而一块 89C51 芯片就接近 10 块，一块 A/D 芯片也需几块钱。任何一种产品，要充分的占领市场，首先，它的质量必须可靠；其次，它的价格要比同行偏低，且能让消费者接受。因此，追求物美价廉不仅是消费者的理念，也是厂家追求的宗旨。方案二无论是价

8、格上，还是稳定性上，都比方案一优越，所以，本设计采用了方案二。本设计的全部硬件电路图如图 1.4 所示1.4 电饭煲的整体电路图电饭煲的整体框图如图 1.3 所示，整体硬件电路图如图 1.4 所示。图 1.4 电饭煲的硬件原理图注：标有 12 标致的底座分别接锅底和锅盖传感器第三章 电源、显示及键盘模块3.1 电源模块方案一 采用常用的三端稳压芯片 7805 得到 5 伏的电源。如图 2.1图 2.1 5 伏电源原理图一方案二: 采用 5 伏的稳压管二极管和三极管取得 5 伏的电源。原理图如图 2.2图 2.2 5 伏电源原理图二方案比较：对于 5 伏电源，方案一是通过三端稳压芯片 7805

9、来实现的，成本明显比方案二的要高，但方案二的三极存在温度飘移，稳定性较差一些。虽然方案一的稳压效果比方案二更佳，但由于 SH69P42 的工作电压 4.5V 到 5V，方案二也能满足要求而成本又低，所以，本设计方案的电源部分采用方案二。3.2 显示模块本设计利用人的视觉暂留，采用了动态显示。由于人的视觉暂留时间为 0.1s，当扫描频率大于 25 赫兹，人眼就感觉不到闪烁。利用人眼的这个特性，本设计采用了分时显示，在不同的时间段点亮不同的 LED，没被点亮的 LED 就被熄灭。点亮 LED 的周期为 10 毫秒，频率为 100 赫兹，远大于 25 赫兹，人眼就看不到闪烁。在程序中，处于不同的状态

10、下就向显示的 RAM 中置入不同值，不同的值通过查表得到相应显示代码，显示代码经单片机一个输出端口，送给芯片 74LS164，经 8 次移位后，送给 LED 显示，电路图如图 1.4 所示。点亮 LED 是在 1ms 的中断中进行的。在软件中，显示是在 1ms 的中断中完成的，每产生一次中断，RAM 寄存器就加 1，当 RAM 等于 10 时，把 RAM 清零，重新计数。然后在中断中，不断的去判断 RAM 的值，当 RAM=2 时，点亮 LED1，同时关掉 LED2 和 LED3；当 RAM=3 时，点亮 LED2，同时关掉 LED1 和 LED3；当 RAM=3 时，点亮 LED3，同时关掉

11、 LED1 和 LED2；点亮的周期为 10ms。显示的流程图如图 2.3 所示。动态显示的优缺点，能节约能源；节省保贵的 CPU I/O 口；缺点：由于是分时显示，不同的时间段，点亮不同的 LED，没被点亮的就被熄灭，因此 LED 不够明亮。113.3 键盘模块本设计的键盘是通过电阻分压，经 A/D 转换后由 CPU 来完成。由于不同的电阻，分到不同的电压，而不同的电压经 A/D 转换后得到不同的 AD 值，CPU 通过判断不同的 AD 值来判断每个按键。相应的电路图如图 1.4 所示。本设计中，共有六个功能按键，分别是快煮、煮饭、保温/取消、煮粥、煲汤和预约。它们对应的电阻值、电压值和 A/D 范围值如下表 2。