1、 毕 业 设 计 题 目 ： 燃气灶智能控制器设计 院： 机械工程 专业 ： 机械电子 班级 ： 学号 ： 学生姓名 ： 导师姓名 ： 完成日期 ： 诚 信 声 明 本人 声明 ： 1、 本人所呈交的毕业 设计（ 论文 ） 是在老师指导下进行的研究工作及取得的研究成果 ； 2、 据查证，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，毕业设计（论文）中不包含其他人已经 公开 发表过的研究成果，也不包含为获得其他教育机构的学位而使用过的材料 ； 3、 我承诺， 本人提交的 毕业设计（论文）中的所有内容均真实、可信。 作者签名： 日期： 年 月 日 毕业 设计（ 论文 ） 任务书 题目： 燃气灶智能控制器 设
2、计 姓名 学 院 机械 专业 机械电子 班级 学号 指导老师 职称 教授 教研室主任 一、基本任务及要求： 本课题是在对燃气灶烹调规律深入研究的基础上，用单片机作燃气灶控制器，实现对家庭不同烹调方法的智能控制。 基本任务及要求： 1 以单片机为控制器，设计 燃气灶温度采集及智能控制系统，有室温采集、实时时钟、键盘及显示， 设计硬件系统的电路原理图。 2 设计温度采集，方式选择及参数输入、显示程序，实 时时钟处理程序，系统监控程序等。 3. 用仿真或单片机开发系统调试通过控制程序。 4按要求完成文献综述、开题报告及 1.5 2 万字毕业论文的撰写。 二、进度安排及完成时间： 1 3 月 1 日，
3、布置课题，下达设计任务； 2 3 月 1 日 3 月 30 日，查阅资料，撰写文献综述和开题报告； 3 3 月 30 日，上交文献综述、开题报告； 4 4 月 1 日 4 月 15 日，继续收集整理资料，确定毕业设计方案，开展毕业设计； 5 4 月中，毕业设计中期检查； 6 4 月 15 日 5 月 24 日，进行软件硬件设计，程序调试等； 7 5 月 24 日 5 月 30 日，撰写毕业设计论文，交导师初阅； 8 5 月 30 日 6 月 7 日，按格式和要求修改毕业论文，装订成册，交导师评阅； 9 6 月 7 日 6 月 12 日，毕业设计答辩； 目 录 摘要 I Abstract II
4、第一章 绪 论 1 1.1 燃气灶的现状 1 1.2 燃气灶的系统构成 1 1.3 燃气灶的控制方法 3 1.4 智能燃气灶具的发展和展望 4 第二章 总体设计方案 6 2.1 总体设计 6 2.2 单片机的选择 6 2.3 功能设计 7 2.4 热电偶及转换模块 8 2.4.1 K 型热电偶工作原理 8 2.4.2 K 型热电偶参数 8 2.4.3 MAX6675 参数及工作原理 9 2.4.4 测温应用 11 2.5 计时模块 12 2.5.1 DS1302 简介 12 2.5.2 读写时序说明 15 2.6 显示模块 16 2.6.1 1602 字符型 LCD 简介 16 2.6.2 1
5、602 液晶模块内部控制说明 18 2.7 熄火保护装置 19 第三章 燃气灶智能控制器的硬件接口电路设计 21 3.1 硬件接线总图 21 3.2 温度采集模块接口电路设计 21 3.3 按键接口电路设计 22 3.4 状态指示灯灯接口电路设计 23 3.5 显示器接口电路设计 23 3.6 计时器接口电路设计 24 第四章 燃气灶智能控制器的软件设计 26 4.1 主程序设计 26 4.1.1 主程序流程框图 26 4.1.2 主程序 26 4.2 显示程序设计 29 4.2.1 显示 流程框图 29 4.2.2 显示程序 29 4.3 温度采集程序设计 30 4.3.1 温 度采集流程框
6、图 30 4.3.2 温度采集程序 31 4.4 温度数据处理程序设计 33 4.4.1 温度数据处理流程框图 33 4.4.2 温度数据处理程序 34 4.5 按键功能处理程序设计 35 4.5.1 按键界面操作说明 35 4.5.2 按键功能处理流程框图 36 4.5.1 按键功能处理程序 36 4.6 时间设定程序设计 37 4.6.1 时间设定流程框图 37 4.6.2 时间设定程序 39 4.7 定时程序设计 40 4.7.1 定时流程框图 40 4.6.2 定时程序 41 4.8 火力调节程序 43 4.8.1 火力调节流程框图 43 4.8.2 火力调节程序 43 4.9 煮饭程
7、序设计 45 4.9.1 煮 饭流程框图 45 4.9.2 煮饭程序 46 4.10 煲汤程序设计 47 4.10.1 煲汤流程框图 47 4.10.2 煲汤程序 48 结 论 50 参考文献 51 致 谢 52 附 录 53 I 燃气灶智能控制器设计 摘要 ： 本次设计是围绕燃气灶智能控制器为中心设计的，以 AT89C51 单片机作为处理中心集成了硬件定时模块、温度采集模块、显示模块；软件方面集成了燃气灶的基本功能外还增加了煮饭、煲汤等特色功能， 程序全程使用汇编语言编写，这种语言的优势在于内存占用小执行速度与效率高，在论文的开头，介绍了燃气灶的现状 、种类以及现阶段主要控制方法，另外还阐述
8、了智能燃气灶未来的发展与展望。 关键词 ：燃气灶； 单片机； 软硬件设计；温度采集 II Intelligent controller design of gas stove Abstract:This design is design as the center around the intelligent controller for gas cooker, with AT89C51 microcontroller as a processing center integrated with hardware timing module, the temperature acquisiti
9、on module, display module; software integrated the basic function of gas stoves and cooking, soup and other characteristics of the function, process, the use of assembly language, the advantages of the language is memory footprint small execution speed and high efficiency. In the beginning, the gas
10、stoves in the current situation, classification and main control method, also described the development and Prospect of intelligent gas stove. Keywords: Gas stove; SCM; hardware design; temperature sampling 1 第一章 绪 论 所谓燃气灶，系指以液化石油气、人工煤气、天然气等气体燃料进行直火加热的厨房用具。燃气灶又叫炉盘，其大众化程度无人不知，但又很难见到一个通行的概念。一如柴禾灶、煤油炉、
11、煤球炉等等。 按气源讲，燃气 灶主要分为液化气灶、煤气灶、天然气灶。按灶眼讲，分为单灶、双灶和多眼灶。 1.1 燃气灶的现状 家用燃气灶目前已成为我国城镇居民家中的主要灶具，其社会总拥有量已经超过1795 万台，因其使用方便、安全卫生等优点而深受欢迎。生产厂家也有几十个之多 4。 气体燃料的使用促进了灶具市场的繁荣，在火爆的灶具市场上，尽管品牌种类繁多，价格各异，其区别仅反映在外观和制造质量上，而产品的结构和使用功能等则差别不大10。 燃气灶市场在经历了近两年的炒作和喧闹之后，逐渐趋于平静。在 2007 年中国五金厨卫家电展上，各个品牌燃 具产品基本上都以老面孔的形式出现。方太燃气灶仍是以五腔
12、驱动作为主打产品；帅康仍是以“人字火”、偏心炉头和定时控制作为产品主流；老板则将所有配套产品围绕其“双效内焰火”展开；华帝、樱花、万和也基本维持原有产品线 5。 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，因此它的节能性、安全性、工艺性还有较大的提升空间 1。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 2。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
13、、美观性、操作方便性、智能化等有了更高的要求。所以基于单片机的智能控制器的燃气灶具的开发，正是顺应了时代发展的潮流和趋势 3。 1.2 燃气灶的系统构成 按气源讲，燃气灶主要分为液化气灶，煤气灶，天然气灶。按灶眼讲，燃气灶又分为单灶，双灶和多眼灶 6。 市场上燃气灶的进风方式大体为 上进风、下进风、侧进风和全进风四种。 （ 1）下进风型：这种灶具是照抄进口灶具而来，为符合国人猛火爆炒的 烹调习惯2 而增大了热负荷及燃烧器，国外这种产品是要求橱柜开孔，或依靠较大的橱柜缝隙来补充燃烧所需的二次空气，同时用于泄漏燃气 趁 点火时不可避免的排出，且小热负荷设计。而国内用户很少知道将橱柜开孔，因而造成燃
14、烧不充分，黄焰、一氧化碳浓度高，且一旦燃气泄漏量较大，就可能造成点火爆燃，导致玻璃面板爆裂。 （ 2）上进风型：这种灶具改进了第一种灶具的缺点，将炉头抬高超过台面，希望从炉头与承液盘的缝隙进入空气。但燃烧时该部位已形成了高温区，冷空气受热膨胀上升，不能由此进入炉头，于是二次空气仍然得不到有效补充，根本上也解决不 了黄焰及一氧化碳浓度偏高的问题。这种结构设计，热负荷也不能设计过大大于 3 06 千瓦时黄焰很厉害 ，热效率较低，不太符合国人对猛火的需求，且高高的炉头使灶具的美观大打折扣，但能降低玻璃面板爆裂率。 （ 3）侧进风型：这种灶具在面板相对低温区安上一个进风器，当燃烧使壳体内的空气减少形成
15、负压时，冷空气会顺着进风器的入口被吸入壳体，不但提供了充足的一次空气和燃烧时所需的二次空气，解决了黄焰的问题，一氧化碳浓度也大大降低，而且泄漏的燃气也可以从这个进气口排出去，即使燃气泄漏出现点火爆燃，气流也可以从进风器尽快地排放出去 ，迅速降低内压，避免了玻璃面板爆裂。同时，冷空气通过进风器进入炉体，也极大地降低了台面玻璃的温度。该种灶具热负荷可达 3 8 千瓦。 （ 4） 全进风型：这种灶具不仅在底盘上有进风口，而且在炉头与承液盘之间也留有进风口，这样，不但提供了充分的一次空气和燃烧时所需的二次空气，解决了黄焰的问题，使一氧化碳含量也大大降低，而且避免了一下子开关橱门所引起的回火，因而降低了
16、玻璃面板爆裂的概率。由于该类灶具采纳了上进风型和下进风型灶具的特点，因此不仅保持了灶具热负荷高、火焰调节范围大，符合国人烹调习惯的优点，同时也大大降低了灶 具体内和玻璃面板的温度，有效地避免玻璃面板爆裂现象的发生。玻璃面板。 目前市面上嵌入式玻璃面板灶具大多为前两种形式，如果产品质量不过关或安装不当，较易出现燃烧不充分、黄焰、壳体及面板温度高、火力不猛、玻璃面板爆炸等现象。因而消费者一定要选购名牌产品，安装时切记在橱柜上打孔以确保气流畅通 7。 现在燃气灶流行的点火方式有电子脉冲点火和压电陶瓷点火两种。 （ 1）电子脉冲点火：就是一般煤气灶上采用的点火装置，扭到某个位置就点着火了，非常简单方便 ，点火成功率接近 100%，但这种方式需要换电池。 （ 2）压电陶瓷点火 ：最大优点是不需要电池。不过点火的成功率与环境湿度有关，湿度大时不易点着。此外，点火的时候需要按住开关才能打着火，没有电子脉冲点火那
