基于51单片机实现智能电饭煲功能的设计与实现毕业论文

2026/1/27 6:32:33

定的时间,故图3-6所示RC复位时间一般均应大于10ms,图示复位电路是广泛应用的上电复位电路[12],典型取值为R=1k C=22PF。

图3-6 复位电路

第3.4节 EEPROM扩展电路设计

本课题采用AT24C16的EEPROM扩展,如图3-7所示,用8052的P2口模拟I2C总线与EEPROM通信连接电路图,由于AT24C16是漏极开路,图中R1,R2为上拉电阻(10K),A0~A2和VCC地址引脚均接地。串行时钟SCC接P2.4串行数据,地址线SDA接P2.3引脚。AT24C16的特性有:单电源供电,工作电压范围宽(1.8~5.5V),低功耗CMOS技术100KHZ(2.5V)和400KHZ(5V)兼容,自定时写周期(包含自动擦除)、页面写周期的典型值为2ns,具有硬件保护[18]。

图3-7 EEPROM扩展电路

第3.5节 显示电路设计

显示器件采用LCD1602液晶显示器,是目前最常用的显示器件,其显示容量为16×2个字符,尺度为2.95×4.35 mm,适合电饭煲时间和功能的字符显示,如图3-8,前三个引脚分别为电源地、电源正极和液晶显示偏压。RS和R/W为数据/命令选择和读/写选择,引脚15和16分别是背光源正、负极。单片机P0口用于对LCD的数据传输,P2.5~P2.7都是作为控制端对LCD输入读/写数据信号,选择数据寄存器或指令寄存器,以及是否进行显示[19]。

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图3-8 LCD显示电路

第3.6节 蜂鸣器电路设计

蜂鸣器电路要求在炊煮结束时“奏出”出悦耳的提示音给使用者。选择PFD驱动蜂鸣器,并且只用P2.2一个引脚就可以了,这样可以节省一个I/O引脚,同时PFD输出的信号频率可以采用一个内部定时计数器控制[17],如图3-9所示。

图3-9 蜂鸣器电路

第3.7节 键盘接口电路设计

独立式键盘是直接用I/O口构成的单个按键电路,如图3-10所示,每根I/O口线上按键的工作状态不会影响其他I/O口的工作状态,该电路属于查询方式电路,当按键没有按下时,CPU对应的I/O口由于有上拉电阻,其输入为高电平;当某按键按下后,对应I/O口变低电平,同时在VCC=5V的情况下,I/O输出灌电流在5mA左右[16]。

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图3-10 按键电路

第3.8节 温度传感器电路设计

本课题中温度传感器DS18B20采用数据线供电方式,其工作电压范围在3~5.5V,温度测量范围在-55℃~125℃精度为±2℃,在-10℃~85℃范围内,其精度为±0.5℃,可编程为9~12位A/D转换精度[10]。测温分辨率可达0.0625摄氏度,如图3-11所示,为了保证DS18B20温度变换的精确性,当温度转换时,数据线必须提供足够功率,此时必须提供一个强上拉。该电路通常要求外接一个4.7K的上拉电阻至电源[8]。

图3-11 温度传感器电路

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第4章 智能电饭煲软件部分的详细设计

电饭煲的基本功能就是煮饭,如何将米煮成香喷喷的米饭是电饭煲需要解决的主要问题。为了得到最佳的煮饭效果,可通过传统的和科学的煮饭方法确定最佳的煮饭工艺流程即煮饭的过程控制,最后根据确定的煮饭流程编写参数调试程序,从而得到最终的最佳煮饭流程和温度控制曲线。

第4.1节 理想的最佳煮饭方法

生米煮成熟饭的过程是相当复杂的生化转化过程。在这一过程中,大米中的淀粉、葡萄糖等成份进行一系列的转化。影响转化的最主要因素是温度及温度的变化。铁锅柴灶煮饭时,有经验的“巧妇”,在小知不觉中,运用灶膛中火力大小,使饭锅的温度发生变化,满足了大米的最佳转化条件,从而蒸煮出香喷喷的米饭。这种温度发生变化大致分为5个阶段:

(1)、 低温吸水:让大米在30~40℃的温水中浸泡足够时间,使米粒充分吸水膨胀,米

粒内外随水温慢慢升高至60℃~70℃。

(2)、 快速升温:当米粒内外温度达到70℃时,米粒将开始糊化,糊化首先发生在米粒表面。为了避免米粒表面糊化后不向内部传热,这时应快速升温,使米粒内外在极短时问内,同时达到高温,有利于米粒内外同时糊化、熟化。

(3)、 高温沸腾:促使米粒内外同时熟透,并蒸发掉锅内多余水分,避免米粒含水过多而稀化,也就是常说的“烂饭”。 (4)、 烘饭:在高温沸腾停止后,锅内的水蒸汽将冷却液化,滴回米饭表面。为继续蒸发掉表面多余水分,同时使米粒内部水分进一步排出,使米饭更松软。

(5)、 焖饭:在熟饭后维持一定温度,使米粒进一步释水松软,靠锅的米粒得热较多而出现少许焦黄,整锅米饭浸透烧香味。

日常使用的机械式电饭煲,利用磁钢受热后磁性减弱来控制加热丝的通断。电源一旦接通,就持续加热。达到最高温度后,开关自动断开,煮饭结束。这种电饭煲的煮饭过程中没有也难以实现吸水和焖饭过程,同时也不能准确的控制各个阶段的温度以及温度变化。因而米饭的口感和质量较差,同时无法实现和用户之间的交互以完成各种附加功能。如图4-2所示为煮饭最佳曲线图。

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