基于單片機(jī)的智能電飯煲的控制

分類號(hào)編號(hào)華北水利水電學(xué)院NorthChinaInstituteofWaterConservancyandHydroelectricPower畢業(yè)設(shè)計(jì)題目：基于單片機(jī)的電飯煲智能控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)院系信息工程學(xué)院專業(yè)電子信息工程姓名李玉平學(xué)號(hào)202315512指導(dǎo)教師鄭輝2023年05月24日華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書題目：基于單片機(jī)的電飯煲智能控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)專業(yè)：電子信息工程班級(jí)學(xué)號(hào)：202315512姓名:李玉平指導(dǎo)教師：鄭輝設(shè)計(jì)期限：2023年2月21日開始2023年5月27日結(jié)束院、系：信息工程學(xué)院2023年2月21日一、畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的通過本次設(shè)計(jì)掌握產(chǎn)品設(shè)計(jì)的流程，能熟練的使用AT89C51單片機(jī)，并根據(jù)設(shè)計(jì)要求選擇適宜的元器件，充分理解相關(guān)軟件，對(duì)整個(gè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)的調(diào)試等必要的環(huán)節(jié)有更深刻的體會(huì)。本設(shè)計(jì)通過選認(rèn)元件、連線焊接、調(diào)試檢測(cè)等過程，培養(yǎng)了搜集資料和調(diào)查研究的能力，方案論證選擇的能力，理論分析與設(shè)計(jì)運(yùn)算的能力，穩(wěn)固了計(jì)算機(jī)軟硬件和應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面的能力。二、主要設(shè)計(jì)內(nèi)容及根本要求1．本設(shè)計(jì)包含以下局部：按鍵電路、上電復(fù)位電路、晶振電路、電源電路、顯示電路、MCU系統(tǒng)局部、機(jī)械控制電路等局部。2．根本要求：〔1〕要求定時(shí)工作時(shí)間和實(shí)時(shí)時(shí)間比照到達(dá)長時(shí)間精確地定時(shí)功能?！?〕要求定時(shí)時(shí)間和實(shí)時(shí)時(shí)間相同時(shí)通過51單片機(jī)控制光耦驅(qū)動(dòng)電路來控制電飯煲的工作。三、重點(diǎn)研究問題1．單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，顯示電路的調(diào)試。2．局部功能電路的軟件設(shè)計(jì)：鍵盤顯示電路、報(bào)警電路、工作指示電路。四、主要技術(shù)指標(biāo)或主要設(shè)計(jì)參數(shù)根據(jù)模塊電路，設(shè)計(jì)出完整的電路原理圖，焊接出實(shí)物，并對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行調(diào)試。電源局部為單片機(jī)系統(tǒng)提供的電壓為5V，為光耦提供的電壓為12V。五、設(shè)計(jì)成果擬做出一個(gè)基于AT89C51單片機(jī)對(duì)電飯煲的智能控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)出整體原理圖，并做出實(shí)物，同時(shí)做出一份符合要求的畢業(yè)論文。華北水利水電學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告2023年3月10日學(xué)生姓名李玉平學(xué)號(hào)202315512專業(yè)電子信息工程題目名稱基于單片機(jī)的電飯煲智能控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)課題來源自選主要內(nèi)容早在20世紀(jì)早期，電子智能控制技術(shù)就已經(jīng)開展起來了，并最先被應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中，其后隨著控制理論、微電子技術(shù)和傳感技術(shù)的開展，在操作復(fù)雜度、可控對(duì)象、穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)性等方面均得到了完善，目前電子智能控制技術(shù)在家用電器、汽車電子、智能電源保護(hù)、電力自動(dòng)化和電開工具等領(lǐng)域得到很廣泛的應(yīng)用，以促進(jìn)產(chǎn)品智能化和信息化程度的提高。例如，在空調(diào)、電磁爐、微波爐、洗衣機(jī)、電冰箱、電視機(jī)等生活家電上，電控板的身影無處不在，而一臺(tái)高檔汽車采用的電子智能控制裝置更高達(dá)20多處。而如今隨著社會(huì)的開展和現(xiàn)在人們生活節(jié)奏的加快，越來越多的工薪層的人們更是忙碌，除了工作，剩余的時(shí)間也越來越少,誰都想越來越多的智能家電在我們身邊應(yīng)用。比方：清晨6：10，全家還在熟睡中，智能系統(tǒng)已讓電飯煲把飯煮好…...本課題就是在這樣的背景下設(shè)計(jì)的。此系統(tǒng)支持24小時(shí)預(yù)約煮飯，可靈活方便地安排煮飯時(shí)間，從而進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)智能家庭的夢(mèng)想。通過本次設(shè)計(jì)掌握產(chǎn)品設(shè)計(jì)的流程，能熟練的使用AT89C51單片機(jī)，并根據(jù)設(shè)計(jì)要求選擇適宜的元器件，通過模塊框圖到總體電路圖再到調(diào)試，充分理解了相關(guān)軟件。本次設(shè)計(jì)的意義在于通過選認(rèn)元件、連線焊接、調(diào)試檢測(cè)等過程，鍛煉自己的動(dòng)手能力，從而綜合性地穩(wěn)固所學(xué)知識(shí)。通過這次設(shè)計(jì)我學(xué)會(huì)了綜合的運(yùn)用所學(xué)專業(yè)知識(shí)去分析、解決實(shí)際問題，較熟練地掌握了通過文獻(xiàn)檢索、資料查詢從而獲取新知識(shí)的方法，穩(wěn)固了計(jì)算機(jī)軟件、硬件和應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)的根本能力。系統(tǒng)的主要功能和要求實(shí)現(xiàn)電飯煲24小時(shí)的定時(shí)預(yù)約煮飯的功能?！?〕實(shí)現(xiàn)定時(shí)時(shí)間和實(shí)時(shí)時(shí)間相同時(shí)通過51單片機(jī)控制光耦驅(qū)動(dòng)電路來控制電飯煲的工作?！?〕要求在實(shí)時(shí)時(shí)鐘工作下，當(dāng)?shù)竭_(dá)定時(shí)時(shí)間時(shí)該控制電路會(huì)完成電飯煲的自動(dòng)給電功能和機(jī)械動(dòng)作功能，從而在按照使用者預(yù)先設(shè)定的時(shí)間來完成規(guī)定的任務(wù)，從而到達(dá)智能實(shí)時(shí)控制的目的。系統(tǒng)的功能電路該設(shè)計(jì)主要的功能電路有：按鍵電路、上電復(fù)位電路、晶振電路、電源電路、顯示電路、機(jī)械控制電路等?？傮w設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)圖顯示電路顯示電路AT89C51按鍵電路上電復(fù)位電路晶振電路電源電路220V控制電路機(jī)械控制電路光耦光耦采取的主要技術(shù)路線或方法總體設(shè)計(jì)采用的方法：1．硬件設(shè)計(jì)〔1〕畫流程框圖〔2〕選擇元器件〔3〕畫出原理圖2．軟件設(shè)計(jì)〔1〕畫流程圖，確定程序的執(zhí)行方案?！?〕程序的編寫采用模塊化的設(shè)計(jì)方法，使它具有易讀、易改的特性。3．設(shè)計(jì)工具〔1〕KeiluVision2：編寫、調(diào)試程序。〔2〕Protues：設(shè)計(jì)電路原理圖并調(diào)試。4．焊接、調(diào)試預(yù)期的成果及形式通過設(shè)計(jì)能更深刻地了解硬件設(shè)計(jì)的根本流程，熟練地運(yùn)用主要的設(shè)計(jì)工具完成從模塊電路到整體電路等各個(gè)步驟的設(shè)計(jì)。根據(jù)原理圖焊接出實(shí)物電路板,從而使該電路板能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)期的功能。形式有：實(shí)物電路板、設(shè)計(jì)論文、protues仿真電路原理圖。時(shí)間安排第1、2周：熟悉畢業(yè)設(shè)計(jì)題目，搜集相關(guān)資料。第3、4周：明確畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)，提交開題報(bào)告。第5、6周：做有關(guān)電飯煲智能控制的前期工作，對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行總體框架設(shè)計(jì)。第7、8周：對(duì)模塊電路進(jìn)行詳細(xì)分析驗(yàn)證，從而形成系統(tǒng)的可行性整體方案。第9、10周：進(jìn)行protues仿真，焊接電路板，并進(jìn)行實(shí)物調(diào)試。第11、12周：外文翻譯、撰寫論文。第13周：提交論文、準(zhǔn)備辯論，組織預(yù)辯論。第14周：辯論。指導(dǎo)教師意見簽名：年月日備注 摘要近年來隨著科技的飛速開展，單片機(jī)的應(yīng)用正在不斷深入，同時(shí)帶動(dòng)傳統(tǒng)控制技術(shù)的日益更新。如今隨著社會(huì)的開展和現(xiàn)在人們生活節(jié)奏的加快，越來越多的工薪層的人們更是忙碌，除了工作，剩余的時(shí)間也越來越少,誰都想越來越多的智能家電在我們身邊應(yīng)用。用單片機(jī)技術(shù)設(shè)計(jì)一種電飯煲的定時(shí)控制，要求用鍵盤輸入定時(shí)時(shí)間和實(shí)時(shí)時(shí)間比照到達(dá)長時(shí)間精確的定時(shí)功能。本設(shè)計(jì)主要包括硬件電路的設(shè)計(jì)和系統(tǒng)程序的設(shè)計(jì)，硬件電路主要包括主控制器、顯示電路等，主控制器主要采用單片機(jī)AT89C51、顯示電路采用4位共陰極的LED。系統(tǒng)程序主要包括主程序、顯示程序和定時(shí)程序等。本設(shè)計(jì)采用AT89C51單片機(jī)，要求定時(shí)時(shí)間和實(shí)時(shí)時(shí)間相同時(shí)通過光耦驅(qū)動(dòng)電路控制電飯煲的工作。關(guān)鍵詞：單片機(jī);智能;程序;光耦;驅(qū)動(dòng)AbstractWiththerapiddevelopmentofscienceandtechnologyinrecentyears,theapplicationofSCMiscontinuouslystrengthening,anddrivingtheinnovationoftraditionalcontroltechnology.Nowwiththedevelopmentofsocietyandtheacceleratingrhythmofpeople'slife,it'sbecomingacommonphenomenonthatmoreandmoreblue-and-whitecollarworkersaremorebusy，therestoftheirtimeislessandlessaftercompletingtheirregularwork,whichmakeseverybodyhaveadreamofusingmoreandmoresmartappliancesaspossibleastheycanintheirdailylife.ThetimingcontrolofaricecookerdesignedbySCMtechnology,whichrequirestimingoftimeandreal-timetimeinputwithkeyboardinordertoachievelong-timetimingfunctionaccuratelybycomparison.Thisdesignmainlyincludedthedesignofthehardwareelectriccircuitandthedesignofsystemprogram.Thehardwareelectriccircuitofthedesignmainlyincludedthemastercontroller,displaycircuitandsoon.ThemastercontrollermainlyusedAT89C51SCM,thedisplaycircuitused4altogethercathodesLEDnumericalcodetube.ThedesignadoptsAT89C51MCU,whichdemandsOpto-couplerdrivercircuittocontroltheworkofelectriccookerwhenthetimingtimeisequaltothereal-timetime.

Keyword:scm;intelligent;procedures;opto–coupler;drivers目錄TOC\o"1-3"\u摘要IAbstract II第1章概述11.1研究背景11.2主要內(nèi)容11.2.1研究目的和意義11.2.2研究內(nèi)容1第2章設(shè)計(jì)分析32.1設(shè)計(jì)要求32.2總體設(shè)計(jì)32.3系統(tǒng)方案選擇42.4軟件開發(fā)環(huán)境4第3章電路主要器件性能63.1AT89C51內(nèi)部結(jié)構(gòu)及管腳說明63.1.1AT89C51內(nèi)部結(jié)構(gòu)63.1.2AT89C51局部管腳說明73.2單片機(jī)芯片內(nèi)并行I/O口73.374LS245芯片83.4MOC3020芯片9第4章電路硬件設(shè)計(jì)104.1電源電路104.1.1電源電路的工作原理104.1.2電源電路硬件構(gòu)成104.2顯示電路114.2.1數(shù)碼管顯示電路工作原理114.2.2數(shù)碼管顯示電路134.3功率控制電路14單片機(jī)控制大功率電路工作原理144.3.2單片機(jī)控制大功率電路144.4附屬電路154.4.1鍵盤電路工作原理及構(gòu)成154.4.2訊響電路工作原理及構(gòu)成17工作指示電路工作原理及構(gòu)成17第5章軟件設(shè)計(jì)185.1程序設(shè)計(jì)流程圖185.2系統(tǒng)的調(diào)試19單片機(jī)系統(tǒng)的調(diào)試195.2.2軟件調(diào)試19結(jié)論22致謝23參考文獻(xiàn)24附錄一：硬件電路原理圖25附錄二：源程序代碼26附錄三：外文資料及翻譯35第1章概述1.1研究背景早在20世紀(jì)早期，電子智能控制技術(shù)就已經(jīng)開展起來了，并最先被應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中，其后隨著控制理論、微電子技術(shù)和傳感技術(shù)的開展，在操作復(fù)雜度、可控對(duì)象、穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)性等方面均得到了完善，目前電子智能控制技術(shù)在家用電器、汽車電子、智能電源保護(hù)、電力自動(dòng)化和電開工具等領(lǐng)域得到很廣泛應(yīng)用，以促進(jìn)產(chǎn)品智能化和信息化程度的提高。例如，在空調(diào)、電磁爐、微波爐、洗衣機(jī)、電冰箱、電視機(jī)等生活家電上，電控板的身影無處不在，而一臺(tái)高檔汽車采用的電子智能控制裝置更高達(dá)20多處。而如今隨著社會(huì)的開展和現(xiàn)在人們生活節(jié)奏的加快，越來越多的工薪層的人們更是忙碌，除了工作，剩余的時(shí)間也越來越少，誰都想越來越多的智能家電在我們身邊應(yīng)用。比方：上午你去上班，下午下班回來的時(shí)候洗衣機(jī)已經(jīng)把衣服洗好了；清晨6：10，全家還在熟睡中，智能系統(tǒng)已讓電飯煲把飯煮好……本課題就是在這樣的背景下設(shè)計(jì)的。此系統(tǒng)支持24小時(shí)預(yù)約煮飯，可靈活方便地安排煮飯時(shí)間，從而進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)智能家庭的夢(mèng)想。1.2主要內(nèi)容研究目的和意義通過本次設(shè)計(jì)掌握產(chǎn)品設(shè)計(jì)的流程，能熟練的使用AT89C51單片機(jī)，并根據(jù)設(shè)計(jì)要求選擇適宜的元器件，通過模塊框圖到總體電路圖再到調(diào)試，充分理解相關(guān)軟件的使用。本次設(shè)計(jì)的目的在于通過設(shè)計(jì)電路圖、編寫程序、選認(rèn)元件、連線焊接、調(diào)試檢測(cè)等過程，鍛煉自己的實(shí)際動(dòng)手操作能力，從而綜合性地穩(wěn)固所學(xué)的理論知識(shí)。通過這次設(shè)計(jì)我學(xué)會(huì)了綜合的運(yùn)用所學(xué)專業(yè)知識(shí)去分析、解決實(shí)際問題，較熟練地掌握了通過文獻(xiàn)檢索、資料查詢從而獲取新知識(shí)的方法，更重要的是提高了我的動(dòng)手操作能力。研究內(nèi)容本設(shè)計(jì)主要采用AT89C51、74LS245和光耦一起制作電飯煲的智能控制系統(tǒng)，主要分為：系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)與調(diào)試和控制軟件的設(shè)計(jì)與調(diào)試。硬件局部硬件電路主要包括主控制器、驅(qū)動(dòng)電路、鍵盤電路、光耦電路、顯示電路等，主控制器主要采用單片機(jī)AT89C51、驅(qū)動(dòng)電路采用74LS245、顯示電路采用4位共陰極的LED以動(dòng)態(tài)掃描法只讀顯示。鍵盤電路、驅(qū)動(dòng)電路、顯示電路和主控制器一起實(shí)現(xiàn)電飯煲24小時(shí)的定時(shí)預(yù)約煮飯的功能。軟件局部軟件主要有四大局部組成：設(shè)置當(dāng)前時(shí)間程序、設(shè)置定時(shí)時(shí)間程序、中斷控制程序和掃描顯示程序。第2章設(shè)計(jì)分析2.1設(shè)計(jì)要求該設(shè)計(jì)是在單片機(jī)的自動(dòng)化控制理論原理和實(shí)時(shí)定時(shí)電路工作原理為根底上完成。要求用鍵盤輸入定時(shí)時(shí)間和實(shí)時(shí)時(shí)間的比照到達(dá)長時(shí)間精確的定時(shí)功能；在實(shí)時(shí)時(shí)鐘工作下，當(dāng)?shù)竭_(dá)定時(shí)時(shí)間時(shí)該控制電路會(huì)完成電飯煲的自動(dòng)給電功能和機(jī)械動(dòng)作功能，并且按照使用者預(yù)先設(shè)定的時(shí)間來完成規(guī)定的任務(wù)，從而到達(dá)智能實(shí)時(shí)控制的目的。2.2總體設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)為電飯煲智能控制，其工作原理為以AT89C51為控制核心，帶有定時(shí)功能的實(shí)時(shí)時(shí)鐘為根底，和光耦進(jìn)行電氣隔離來完成單片機(jī)對(duì)大功率高電壓進(jìn)行控制。其工作原理圖如圖2-1所示：顯示電路顯示電路AT89C51按鍵電路上電復(fù)位電路晶振電路電源電路220V控制電路機(jī)械控制電路光耦光耦圖2-1系統(tǒng)工作原理圖2.3系統(tǒng)方案選擇(1〕鍵盤選擇獨(dú)立式鍵盤：電路簡單，易于編程，但需要的I/o口線較多，當(dāng)需要多個(gè)按鍵時(shí)可能造成I/o線資源短缺。行列式鍵盤：I/o口分為行線和列線，按鍵跨接在行線和列線上，列線通過上拉電阻接電源，特點(diǎn)是：占用的I/o口線少，但軟件較為復(fù)雜。在本設(shè)計(jì)中鍵盤的作用就是提供模式的選擇和時(shí)間的設(shè)定，只需要五個(gè)鍵就可以勝任，綜合考慮后選擇獨(dú)立式鍵盤。(2)MCU的選擇第一種：8031單片機(jī)內(nèi)沒有ROM/EPROM/FLASH存儲(chǔ)器，使用時(shí)需外加存儲(chǔ)器，也就是說，程序需要燒寫到另外的一個(gè)存儲(chǔ)芯片上，這兩個(gè)芯片必須同時(shí)出現(xiàn)才能使用。第二種：AT89C51單片機(jī)片內(nèi)有4K的ROM存儲(chǔ)器，8051單片機(jī)比8031多了一個(gè)內(nèi)部的4KROM,他可以用編程器燒寫程序，但寫完之后也不能刪除。綜合單片機(jī)的各局部資源及本錢問題，本設(shè)計(jì)選用了后者，因?yàn)槭褂煤笳呱賹懗绦蚋奖?。信?hào)顯示的選擇本設(shè)計(jì)有兩種數(shù)據(jù)需要顯示，一種是時(shí)間信號(hào)，另一種是信號(hào)燈狀態(tài)顯示信號(hào)。對(duì)于前者可以選用數(shù)碼管顯示，也可以用液晶顯示，但是液晶顯示比數(shù)碼管的本錢高了很多，因此選用液晶并不經(jīng)濟(jì)。信號(hào)燈狀態(tài)顯示可以選用LED，LED不僅亮度高、壽命長，而且本錢比擬低。2.4軟件開發(fā)環(huán)境匯編語言是一種用文字助記符來表示機(jī)器指令的符號(hào)語言，是最接近機(jī)器碼的一種語言。其主要有優(yōu)點(diǎn)是占用資源少、執(zhí)行率高，但在編寫復(fù)雜程序時(shí)，相對(duì)高級(jí)語言代碼量較大，而且匯編語言依賴于具體的處理器體系結(jié)構(gòu)不能通用，因此不能直接在不同處理器體系結(jié)構(gòu)之間移植。C語言是一種結(jié)構(gòu)化的高級(jí)語言。其優(yōu)點(diǎn)是可讀性好、移植容易、代碼量小、開發(fā)周期短，是普遍使用的一種計(jì)算機(jī)語言。缺點(diǎn)是占用資源較多，執(zhí)行效率沒有匯編高。對(duì)于目前的普遍使用8bitMCU來說，其內(nèi)部ROM、RAM等資源都是有限的，如果使用C語言編寫，一條C語言指令編譯后，會(huì)變成很多條機(jī)器碼，很容易出現(xiàn)ROM空間不夠、堆棧溢出等問題。而且一些單片機(jī)廠家也不一定能提供C編譯器，而匯編語言，一條指令就對(duì)應(yīng)一個(gè)機(jī)器碼，每一步執(zhí)行什么動(dòng)作都很清楚，并且程序大小和堆棧調(diào)用情況都容易控制，調(diào)試起來也比擬方便，所以本設(shè)計(jì)采用匯編語言編寫源程序。第3章電路主要器件性能3.1AT89C51內(nèi)部結(jié)構(gòu)及管腳說明3.1.1AT89C51內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖3-1AT89C51內(nèi)部結(jié)構(gòu)AT89C51是標(biāo)準(zhǔn)的40引腳雙列直插式集成電路芯片，引腳排列如圖3-2所示：AT89C51AT89C51圖3-2AT89C51管腳圖3.1.2AT89C51局部管腳說明Pin9:RST/VPD復(fù)位信號(hào)復(fù)用腳，當(dāng)AT89C51通電時(shí)，時(shí)鐘電路開始工作，在RST引腳上出現(xiàn)24個(gè)時(shí)鐘周期以上的高電平，系統(tǒng)即初始復(fù)位。初始化后，程序計(jì)數(shù)器PC指向0000H，P0-P3輸出口全部為高電平，堆棧指針寫入07H，其它專用存放器被清“0”。RST由高電平下降為低電平后，系統(tǒng)即從0000HAT89C51的復(fù)位方式可以是自動(dòng)復(fù)位，也可以是手動(dòng)復(fù)位，此外，RST/VPD還是一復(fù)用腳，Vcc掉電其間，此腳可接上備用電源，以保證單片機(jī)內(nèi)部RAM的數(shù)據(jù)不喪失。Pin30:ALE/PROG當(dāng)訪問外部程序存儲(chǔ)器時(shí)，ALE(地址鎖存器)的輸出用于鎖存地址的低位字節(jié)。而訪問內(nèi)部程序存儲(chǔ)器時(shí)，ALE端將有一個(gè)1/6時(shí)鐘頻率的正脈沖信號(hào)，這個(gè)信號(hào)可以用于識(shí)別單片機(jī)是否工作，也可以當(dāng)作一個(gè)時(shí)鐘向外輸出。Pin29:PSEN當(dāng)訪問外部程序存儲(chǔ)器時(shí)，此腳輸出負(fù)脈沖選通信號(hào)，PC的16位地址數(shù)據(jù)將出現(xiàn)在P0和P2口上，外部程序存儲(chǔ)器那么把指令數(shù)據(jù)放到P0口上，由CPU讀入并執(zhí)行。Pin31:EA/Vpp程序存儲(chǔ)器的內(nèi)外部選通線，89C51內(nèi)置有4kB的程序存儲(chǔ)器，當(dāng)EA為高電平并且程序地址小于4kB時(shí)，讀取內(nèi)部程序存儲(chǔ)器指令數(shù)據(jù)，而超過4kB地址那么讀取外部指令數(shù)據(jù)。假設(shè)EA為低電平，那么不管地址大小，一律讀取外部程序存儲(chǔ)器指令。3.2單片機(jī)芯片內(nèi)并行I/O口AT89C51共有4個(gè)8位的并行I/O口，分別記作P0、P1、P2、P3，每個(gè)口都包含一個(gè)數(shù)據(jù)鎖存器、一個(gè)輸出驅(qū)動(dòng)電路和兩個(gè)輸入緩沖器。在訪問片外擴(kuò)展存儲(chǔ)器時(shí)，低8位地址和數(shù)據(jù)由P0口傳送，高8位地址由P2口傳送。在無片外擴(kuò)展存儲(chǔ)器的系統(tǒng)中，這4個(gè)口的每一位均可作為雙向的I/O端口使用。P1口的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖3-3所示：圖3-3P1口內(nèi)部結(jié)構(gòu)3.374LS245芯片74LS245是一種三態(tài)輸出的8總線收發(fā)器，74LS245通常用于數(shù)據(jù)的雙向傳送、緩沖和驅(qū)動(dòng)。其邏輯電路圖和引腳圖如圖3-4所示：圖3-474LS245內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖從3-4圖可見，該收發(fā)器有16個(gè)雙向傳送的數(shù)據(jù)端，即A1－A8，B1－B8，另有兩個(gè)控制端－使能端口，方向控制端DIR，該芯片的功能如表3-5:表3-574LS245的真值表3.4MOC3020芯片光電耦合器是以光為媒介傳輸電信號(hào)的一種電一光一電轉(zhuǎn)換器件。它由發(fā)光源和受光器兩局部組成，把發(fā)光源和受光器組裝在同一密閉的殼體內(nèi)，此間用透明絕緣體隔離。發(fā)光源的引腳為輸入端，受光器的引腳為輸出端常見的發(fā)光源為發(fā)光二極管，受光器為光敏二極管、光敏三極管等。光電耦合器的種類較多，常見有光電二極管型、光電三極管型、光敏電阻型、光晶閘管型等。在光電耦合器輸入端加電信號(hào)使發(fā)光源發(fā)光，光的強(qiáng)度取決鼓勵(lì)電流的大小，此光照射到封裝在一起的受光器上后，因光電效應(yīng)而產(chǎn)了光電流，由受光器輸出端引出，這樣就實(shí)現(xiàn)了電一光一電的轉(zhuǎn)換。MOC3020為光電耦合器，通過對(duì)其引腳控制可以實(shí)現(xiàn)對(duì)大電壓和大功率功率管進(jìn)行觸發(fā)控制。MOC3020為dip6腳封裝。1、2為單片機(jī)控制端，當(dāng)有電流時(shí)內(nèi)部發(fā)光管導(dǎo)通發(fā)光而受控管導(dǎo)通來觸發(fā)外部雙向可控硅進(jìn)行工作。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如圖3-6所示：圖3-6Moc3020內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖第4章電路硬件設(shè)計(jì)4.1電源電路4.1.1電源電路的工作原理電子設(shè)備對(duì)電源電路的要求就是能夠提供持續(xù)穩(wěn)定、滿足負(fù)載要求的電能，所以一般需要單獨(dú)設(shè)計(jì)電源電路，單片機(jī)要求電源中應(yīng)盡量減少紋波,電壓要恒定，且單片機(jī)復(fù)位電路要穩(wěn)定、可靠，因此需要設(shè)計(jì)一個(gè)直流穩(wěn)壓電源給單片機(jī)和光耦供電，其工作原理是先將市電電網(wǎng)電壓經(jīng)變壓器轉(zhuǎn)為交流電，再通過橋堆對(duì)輸入的交流電進(jìn)行整流，然后通過電容濾波，穩(wěn)壓器進(jìn)行穩(wěn)壓，使后續(xù)電路的電壓穩(wěn)定為+5V，電路板能通電,說明該模塊能正常工作。這里采用了線性穩(wěn)壓電源芯片LM7805和LM7812作為電源的核心器件。LM7805和LM7812是LM78系列三端穩(wěn)壓IC中的兩種，用它來組成穩(wěn)壓電源所需的外圍元件極少,電路內(nèi)部還有過流、過熱及調(diào)整管的保護(hù)電路,使用起來可靠、方便,而且價(jià)格廉價(jià)。如圖4-1為7805和7905工作電路圖：圖4-1圖4-1三端穩(wěn)壓電路的應(yīng)用電路VV+_+_ioCC12IN(TAB)2OUT3LM7812VV+_+_ioCC121IN1OUT3LM780524.1.2電源電路硬件構(gòu)成該設(shè)計(jì)電源電路由變壓器JP、橋式整流器D1、濾波電容、集成穩(wěn)壓塊7805和7812兩個(gè)穩(wěn)壓管組成，其工作原理為220v交流電經(jīng)過變壓器降壓后由次級(jí)線圈輸出的電壓為24v的交流電，然后經(jīng)過橋式整流后成為波動(dòng)的直流電壓，再經(jīng)過濾波電路，輸入集成電壓穩(wěn)壓器，最后輸出+5V±5%和+12V±5%直流電壓,提供應(yīng)整個(gè)電路。+5V為單片機(jī)、光耦器和74LS245等提供工作電壓，+12V為隔離電路提供工作電壓，其電源電路如圖4-2所示圖4-2系統(tǒng)工作電源電路4.2顯示電路4.2.1數(shù)碼管顯示電路工作原理1.7段LED數(shù)碼顯示器俗稱“數(shù)碼管〞，其工作原理是將要顯示的十進(jìn)制數(shù)碼分成7段，每段為一個(gè)發(fā)光二極管，利用不同發(fā)光段組合來顯示不同的數(shù)字。圖4-3〔a〕所示為數(shù)碼管的外形結(jié)構(gòu)。圖4-37段顯示器LED的外形圖及二極管的連接方式數(shù)碼管中的7個(gè)發(fā)光二極管有共陰極和共陽極兩種接法,分別如圖4-3(a)、(b)所示，圖中的發(fā)光二極管a～g用于顯示十進(jìn)制碼的10個(gè)數(shù)字0～9，h用于顯示小數(shù)點(diǎn)。從圖中可以看出，對(duì)于共陰極的顯示器，某一段接高電平時(shí)發(fā)光；對(duì)于共陽極的顯示器，某一段接低電平時(shí)發(fā)光，使用時(shí)每個(gè)二極管要串聯(lián)一個(gè)約100Ω的限流電阻。7段數(shù)碼管是利用不同發(fā)光段組合來顯示不同的數(shù)字。以共陰極顯示器為例，假設(shè)a、b、c、d、g各段接高電平，那么對(duì)應(yīng)的各段發(fā)光，顯示出十進(jìn)制數(shù)字3；假設(shè)b、c、f、g各段接高電平，那么顯示十進(jìn)制數(shù)字4。a～g組合成為7位代碼，要顯示的數(shù)字一般首先轉(zhuǎn)換成為7段碼，然后驅(qū)動(dòng)7段數(shù)碼管顯示。LED顯示器的特點(diǎn)是：清晰悅目、工作電壓低〔1.5～3V〕，BS202每段最大驅(qū)動(dòng)電流約為10mA，體積小、壽命長〔大于100KH〕、響應(yīng)速度快〔1～100ns〕、顏色豐富(有紅、綠、黃等色)、工作可靠。2.LED數(shù)碼顯示器的接口方法與電路〔1〕LED數(shù)碼顯示的接口方法單片機(jī)與LED數(shù)碼顯示器有以硬件為主和以軟件為主的兩種接口方法，以硬件為主的接口方法，這種接口方法的電路如圖4-4所示：單單片機(jī)51驅(qū)動(dòng)電路圖4-4LED數(shù)碼管常用驅(qū)動(dòng)電路〔2〕LED數(shù)碼顯示器的接口電路實(shí)際使用的LED數(shù)碼顯示器位數(shù)較多。為降低本錢，大局部以軟件為主的接口方法。對(duì)于多位LED數(shù)碼管顯示器，通常采用動(dòng)態(tài)掃描顯示方法，即逐個(gè)循環(huán)點(diǎn)亮各位顯示器，這樣雖然在任一時(shí)期只有一位顯示器被點(diǎn)亮，但是由于人眼有視覺殘留效應(yīng)，看起來與全部顯示持續(xù)點(diǎn)亮的效果根本一樣〔在亮度上要有差異〕?！?〕驅(qū)動(dòng)器LED顯示是單片機(jī)控制產(chǎn)品中常見的應(yīng)用。使用LED模塊,這種模塊中帶有LED顯示管和LED驅(qū)動(dòng)電路,用起來比擬方便。一般用戶直接采用單片機(jī)LED驅(qū)動(dòng)器和LED顯示管的方式,現(xiàn)在本設(shè)計(jì)使用的LED驅(qū)動(dòng)74LS245，它作為共陰極數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)器，用單片機(jī)端口直接進(jìn)行片選，它是集成電路組件。4.2.2數(shù)碼管顯示電路該系統(tǒng)顯示電路由四個(gè)共陰數(shù)碼管和驅(qū)動(dòng)芯片74LS245構(gòu)成,所要顯示的數(shù)據(jù)由P0口送出，經(jīng)74LS245提高驅(qū)動(dòng)能力之后直接接在數(shù)碼管的a到dp端口線上，四個(gè)數(shù)碼管的片選有P2口低電平進(jìn)行片選，從而完成顯示電路的工作，使系統(tǒng)更具有可視化操作。其電路如圖4-5所示：圖4-5數(shù)碼管顯示電路4.3功率控制電路4.3.1單片機(jī)控制大功率電路工作原理單片機(jī)控制輸出電壓和電流都很小，不能驅(qū)動(dòng)高電壓和大功率用電器，機(jī)械性開關(guān)不便于集成和自動(dòng)化智能控制。為了防止機(jī)械接觸開關(guān)的缺點(diǎn)，本系統(tǒng)選用可控硅為主體的完全光電隔離的中間驅(qū)動(dòng)電路?？煽毓枋谴蠊β书_關(guān)型半導(dǎo)體器件，能在高電壓、大電流條件下工作，具有無器械接觸、體積小、便于安裝等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于電力電子設(shè)備中。光電隔離保證了系統(tǒng)的平安性和外界電壓波動(dòng)對(duì)系統(tǒng)的影響。系統(tǒng)工作電路如圖4-6所示：單片機(jī)單片機(jī)光耦驅(qū)動(dòng)器高電壓大功率負(fù)載圖4-6功率控制電路4.3.2單片機(jī)控制大功率電路單片機(jī)的P2.0和P2.1各控制一個(gè)光耦器，當(dāng)單片機(jī)內(nèi)部完成預(yù)定的時(shí)間時(shí)此兩個(gè)端口會(huì)產(chǎn)生兩個(gè)低電壓使MOC1和MOC2兩個(gè)光耦工作，MOC1控制220V電壓的導(dǎo)通，當(dāng)光耦1工作時(shí)4、6腳成低阻狀態(tài)時(shí)，內(nèi)部的過零檢測(cè)電路使光耦輸出一個(gè)高電壓來觸發(fā)雙向可控硅使其導(dǎo)通，在一直保持高電平的同時(shí)雙向可控硅一直工作來完成對(duì)電飯煲的電源翻開。Rk3和ck為濾波電路，減少高壓對(duì)雙向可控硅影響。另一個(gè)光耦控制機(jī)械局部的工作，使電飯煲的工作開關(guān)翻開,從而來控制電飯煲的實(shí)時(shí)控制。功率控制局部由如圖4-7所示：圖4-7功率控制電路4.4附屬電路4.4.1鍵盤電路工作原理及構(gòu)成1.鍵盤分類按照結(jié)構(gòu)原理按鍵可分為兩類，一類是觸點(diǎn)式開關(guān)按鍵，如機(jī)械式開關(guān)、導(dǎo)電橡膠式開關(guān)等；另一類是無觸點(diǎn)式開關(guān)按鍵，如電氣式按鍵，磁感應(yīng)按鍵等。前者造價(jià)低，后者壽命長。目前，微機(jī)系統(tǒng)中最常見的是觸點(diǎn)式開關(guān)按鍵。2.按鍵結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)微機(jī)鍵盤通常使用機(jī)械觸點(diǎn)式按鍵開關(guān)，其主要功能是把機(jī)械上的通斷轉(zhuǎn)換成為電氣上的邏輯關(guān)系。也就是說，它能提供標(biāo)準(zhǔn)的TTL邏輯電平，以便與通用數(shù)字系統(tǒng)的邏輯電平相容。機(jī)械式按鍵再按下或釋放時(shí)，由于機(jī)械彈性作用的影響，通常伴隨有一定時(shí)間的觸點(diǎn)機(jī)械抖動(dòng)，然后其觸點(diǎn)才穩(wěn)定下來。其抖動(dòng)過程如圖4-8所示，抖動(dòng)時(shí)間的長短與開關(guān)的機(jī)械特性有關(guān)，一般為5~10ms。圖4-8抖動(dòng)過程在觸點(diǎn)抖動(dòng)期間檢測(cè)按鍵的通與斷狀態(tài)，可能導(dǎo)致判斷出錯(cuò)，即按鍵一次按下或釋放被錯(cuò)誤地認(rèn)為是屢次操作，這種情況是不允許出現(xiàn)的。為了克服按鍵觸點(diǎn)機(jī)械抖動(dòng)所致的檢測(cè)誤判，必須采取去抖動(dòng)措施。這一點(diǎn)可從硬件、軟件兩方面予以考慮。在鍵數(shù)較少時(shí)，可采用硬件去抖，而當(dāng)鍵數(shù)較多時(shí)，采用軟件去抖。由于本設(shè)計(jì)所用的按鍵數(shù)較少，所以采用硬件去抖。單片機(jī)工作時(shí)有外接鍵盤輸入信號(hào)，當(dāng)檢測(cè)到有哪一個(gè)鍵被按下時(shí)，單片機(jī)內(nèi)部執(zhí)行相應(yīng)的工作程序。該系統(tǒng)的鍵盤由5個(gè)獨(dú)立鍵盤構(gòu)成，包括一個(gè)中斷鍵盤單元，來完成智能電飯煲的手動(dòng)控制。鍵盤的一腳接在單片機(jī)的P1.1至P1.4腳上，另外一腳接在電源地上，當(dāng)有鍵盤按下時(shí)對(duì)應(yīng)的鍵盤就會(huì)有一低電平送進(jìn)單片機(jī)內(nèi)部，由單片機(jī)內(nèi)部程序進(jìn)行消抖處理然后確定哪一個(gè)鍵盤被按下后來執(zhí)行程序完成該系統(tǒng)的指定工作。該系統(tǒng)鍵盤接口電路如圖4-9所示：圖4-9系統(tǒng)按鍵開關(guān)電路4.4.2訊響電路工作原理及構(gòu)成正常情況下單片機(jī)P1.7腳是低電平，蜂鳴器不工作，當(dāng)單片機(jī)開始工作時(shí)會(huì)由于P1.7腳為高電平而發(fā)聲，而輸出端P1.7處于低電平時(shí)，無電流通過蜂鳴器，蜂鳴器那么不發(fā)聲；當(dāng)預(yù)定時(shí)間到達(dá)需要蜂鳴器響時(shí)，P1.7端口電壓由低電平變?yōu)楦唠娖?，蜂鳴器通電，從而發(fā)出報(bào)警聲，R1為限流電阻。其工作電路為如圖4-10所示：圖4-10系統(tǒng)訊響電路4.4.3工作指示電路工作原理及構(gòu)成電路正常工作時(shí)，單片機(jī)內(nèi)部程序會(huì)執(zhí)行，所以本設(shè)計(jì)采用內(nèi)部程序執(zhí)行與否來判斷電路是否工作，彌補(bǔ)了在電源處加指示燈亮而程序不工作的錯(cuò)誤弊端。該電路指示為每當(dāng)程序執(zhí)行一秒時(shí)燈就會(huì)閃動(dòng)一下，來指示電源電路和程序執(zhí)行工作。每當(dāng)P1.0的上下電平變化一次，指示燈就會(huì)閃動(dòng)一下，其電路圖為圖4-11所示：圖4-11工作指示電路第5章軟件設(shè)計(jì)5.1程序設(shè)計(jì)流程圖整個(gè)系統(tǒng)輸入包括5個(gè)按鍵；輸出包括4位七段數(shù)碼管、3個(gè)發(fā)光二極管、光耦控制器等。根據(jù)系統(tǒng)控制功能，程序主流程圖見圖5-1所示：始相關(guān)變量初始化顯示程序K1是否按下K2是否按下K3是否按下K4是否按下圖5-1主程序流程圖5.2系統(tǒng)的調(diào)試5.2.1單片機(jī)系統(tǒng)的調(diào)試單片機(jī)系統(tǒng)是指單片機(jī)能正常工作所必需的外圍元件，主要分為時(shí)鐘電路和復(fù)位電路。本設(shè)計(jì)采用的是AT89C51芯片，它內(nèi)部自帶4KB的FLASH程序存儲(chǔ)器，一般情況下，這4KB的存儲(chǔ)空間足夠我們使用，所以本設(shè)計(jì)將AT89C51芯片的第31腳固定接高電平，所以我們只用芯片內(nèi)部的4KB程序存儲(chǔ)器。單片機(jī)的時(shí)鐘電路有一個(gè)12MHz的晶振和兩個(gè)30pF的小電容組成，它決定了單片機(jī)的工作時(shí)間精度為1微妙。復(fù)位電路有22uF的電容和1kΩ的的電阻〔實(shí)際經(jīng)驗(yàn)〕，其好處是在滿足單片機(jī)可靠復(fù)位的前提下降低了復(fù)位引腳對(duì)地的阻抗，可以顯著增強(qiáng)單片機(jī)復(fù)位電路的抗干擾能力。判斷單片機(jī)芯片及時(shí)鐘系統(tǒng)是否正常工作：用萬用表測(cè)量單片機(jī)晶振引腳〔18、19〕的對(duì)地電壓。以正常工作的單片機(jī)用數(shù)字萬用表測(cè)量為例：18腳對(duì)地約2.24V，19腳對(duì)地約2.09V。對(duì)于疑心是復(fù)位電路故障而不能正常工作的單片機(jī)也可以用模擬復(fù)位的方法來判斷，單片機(jī)正常工作時(shí)第9腳對(duì)地電壓為零，可以用導(dǎo)線短時(shí)間和+5V連一下，模擬一下上電復(fù)位，如果單片機(jī)正常工作了，說明復(fù)位有問題。5.2.2軟件調(diào)試第一步，原程序代碼在KeiluVision2進(jìn)行編譯，編譯成功以后生成.hex文件。第二步，把.hex文件加載在AT89C51芯片里，最后在protues里調(diào)試。當(dāng)電路上電后，定時(shí)標(biāo)志清零，蜂鳴器響之后指示燈閃爍。當(dāng)按下Key1鍵時(shí)設(shè)置當(dāng)前時(shí)間，設(shè)置完按下Key4鍵，然后蜂鳴器響之后指示燈閃爍。當(dāng)按下Key2鍵時(shí)設(shè)置定時(shí)時(shí)間，設(shè)置完按下Key4鍵，然后指示燈閃爍，最后再按下Key4鍵后蜂鳴器響時(shí)，說明現(xiàn)在已經(jīng)開通定時(shí)功能，當(dāng)定時(shí)時(shí)間和當(dāng)前時(shí)間相等時(shí)，蜂鳴器響，電飯煲的指示燈亮，這時(shí)該控制電路會(huì)完成電飯煲的自動(dòng)給電功能和機(jī)械動(dòng)作功能，從而在按照使用者預(yù)先設(shè)定的時(shí)間來完成規(guī)定的任務(wù)。其仿真結(jié)果如5-1，2,3圖所示：圖5-2設(shè)置當(dāng)前時(shí)間圖5-3設(shè)置定時(shí)時(shí)間圖5-4定時(shí)到達(dá)時(shí)的狀態(tài)結(jié)論這次畢業(yè)設(shè)計(jì)經(jīng)歷了將近半年的時(shí)間，其中遇到了許多的麻煩和困難，但是幾乎都解決了，通過發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題，我又學(xué)到了許多新的知識(shí)，并在一定程度上加強(qiáng)了理論學(xué)習(xí)和工程實(shí)踐相融合、穩(wěn)固根底知識(shí)與培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)相結(jié)合等方面的能力。在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)遇到最大的問題是在仿真的時(shí)候，蜂鳴器不響，最后在馬斌老師的幫助下，問題解決了。從設(shè)計(jì)前期的系統(tǒng)開發(fā)方案制定，到中間具體單元電路的制作，再到后期軟硬件的聯(lián)合調(diào)試，都需要我們親自參與。對(duì)于設(shè)計(jì)中所遇到的難點(diǎn)和不明白的地方，需要自己主動(dòng)地去解決，不再是像以前一樣老師將大局部的工作做好，然后由學(xué)生完成剩下的任務(wù)。本設(shè)計(jì)以AT89C51單片機(jī)為根底，主要包括了按鍵電路、上電復(fù)位電路、晶振電路、LED顯示電路、機(jī)械控制電路等，先在KeiluVision2軟件中進(jìn)行編程，然后在Proteus中進(jìn)行軟硬件仿真。相比擬市場(chǎng)上的這些儀器主要簡化了操作，降低了本錢，有利于普及。因此，該設(shè)計(jì)投放市場(chǎng)后，將會(huì)有較好的市場(chǎng)開展前景，將產(chǎn)生較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。另外，通過畢業(yè)設(shè)計(jì)我們對(duì)四年來的所學(xué)知識(shí)進(jìn)行了一個(gè)系統(tǒng)的總結(jié)。一方面，從理論上再一次對(duì)以前的知識(shí)進(jìn)行了復(fù)習(xí)，并根據(jù)我們的需要在某些方面進(jìn)行了深入的研究；另一方面緊密結(jié)合實(shí)際設(shè)計(jì)的需要將我們的理論知識(shí)融入實(shí)踐的設(shè)計(jì)當(dāng)中，并結(jié)合當(dāng)前最新的技術(shù)，使我們的設(shè)計(jì)能緊跟科技的前沿。因此，我們的設(shè)計(jì)不僅僅是一個(gè)重新學(xué)習(xí)的過程，而且也是對(duì)我們科研能力的培養(yǎng)。通過在設(shè)計(jì)中和同學(xué)的緊密協(xié)調(diào)工作，進(jìn)一步培養(yǎng)了自己的合作精神，為以后走向社會(huì)參與社會(huì)競(jìng)爭奠定了根底。致謝時(shí)光如梭，轉(zhuǎn)眼間本科學(xué)習(xí)生涯即將結(jié)束。時(shí)間雖短，我卻從中學(xué)到了很多的東西。我由衷地感謝關(guān)心、教誨、幫助、支持和鼓勵(lì)我完成學(xué)業(yè)的老師、朋友。特別感謝我的導(dǎo)師鄭輝老師，在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中，鄭老師對(duì)該論文從選題，構(gòu)思到最后定稿的各個(gè)環(huán)節(jié)給予細(xì)心指引與教導(dǎo)。在學(xué)習(xí)中，鄭老師以其嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的治學(xué)態(tài)度、豐富淵博的知識(shí)、精益求精的工作態(tài)度以及侮人不倦的師者風(fēng)范和大膽創(chuàng)新的進(jìn)取精神對(duì)我產(chǎn)生很大影響，是我終生學(xué)習(xí)的楷模，將會(huì)永遠(yuǎn)鼓勵(lì)著我。其次，感謝那些給予我?guī)椭耐瑢W(xué)，感謝他們，特別是王燕和魏現(xiàn)賓同學(xué)在設(shè)計(jì)的過程中也給予了莫大的幫助，在此，對(duì)他們表示衷心的謝意！再次，感謝那些關(guān)心此次畢業(yè)設(shè)計(jì)的領(lǐng)導(dǎo)們，在他們的英明領(lǐng)導(dǎo)下，學(xué)校越辦越好，為社會(huì)不斷輸送高素質(zhì)的人才！最后，我要向百忙之中抽時(shí)間對(duì)我的設(shè)計(jì)進(jìn)行審閱、評(píng)議和參與本人論文辯論的各位老師表示感謝。參考文獻(xiàn)[1]邊海龍，孫永奎.單片機(jī)開發(fā)與典型工程工程實(shí)例詳解[J].電子工業(yè)出版社，2023，(10)：143-160.[2]王文青，邱文勛.51單片機(jī)開發(fā)案例精選[J].人民郵電出版社，2001，(5)：45-47.[3]睢丙東.單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)與實(shí)例.電子工業(yè)出版社,1998,7[4]張?chǎng)危A臻，陳書謙.單片機(jī)原理及應(yīng)用[J].電子工業(yè)出版社，2023，(5).[5]張洪潤，張亞凡.單片機(jī)原理及應(yīng)用[J].清華大學(xué)出版社，2005,(4).[6]李廣弟.單片機(jī)根底［Ｍ］.北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2004[7]李華.MCS-51系列單片機(jī)實(shí)用接口技術(shù).北京：北京航空航天大學(xué)出版社,1993,5[8]蔣輝平，周國雄.基于Proteus的單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真實(shí)例[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2023.[9]張毅坤.單片微型計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用[M].西安電子科技大學(xué)出版社，1998.[10]雷麗文等.微機(jī)原理與接口技術(shù)[M].北京電子工業(yè)出版社，1997.2[11]張毅剛.單片機(jī)原理及應(yīng)用.北京：高等教育出版社，2004[12]辛順友.胡永生.單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).福建：福建科學(xué)技術(shù)出版社,2005,3

[13]余錫存，曹國華.單片機(jī)原理及接口技術(shù)[M].西安電子科技大學(xué)出版社，2000.7[14]梅麗鳳,王艷秋,汪毓鐸.單片機(jī)原理及接口技術(shù).北京：清華大學(xué)出版社,2003,5[15]黃智偉.凌陽單片機(jī)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)[J].北京航空航天大學(xué)出版社，2007,(6).附錄一：硬件電路原理圖硬件電路圖附錄二：源程序代碼;~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~;文件名稱：電飯煲智能控制核心程序;該系統(tǒng)能完成24小時(shí)電飯煲預(yù)約工作;及其可視化操作且進(jìn)行電氣隔離控制;~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~;~~~~~~~~ 程序初始化 ~~~~~~;定義存放計(jì)時(shí)單元的地址ALBEQU20H.0;定時(shí)設(shè)置標(biāo)志BUFEQU30H ;30~33H存放連續(xù)4個(gè)字節(jié)顯示器數(shù)據(jù)HOUREQU34H ;存放小時(shí)變量MINEQU35H ;分鐘變量SECEQU36H ;秒鐘變量DEDAEQU37H ;存放5ms計(jì)數(shù)值HHEQU38H ;定時(shí)設(shè)置小時(shí)變量MMEQU39H ;定時(shí)設(shè)置分鐘變量;按鍵輸入引腳定義K1EQUP1.4K2EQUP1.3K3EQUP1.2K4EQUP1.1K5EQUP3.2;蜂鳴器和指示燈引腳定義SPKEQUP1.7WLEDEQUP1.0;程序開始執(zhí)行地址ORG0HJMPMAINORG03HLJMPTO_INT0ORG0BHJMPTO_SRV~~~~~~~~~~~~主程序~~~~~~~~~MAIN:SETBEASETBIT0SETBEX0CLRALB ;去除定時(shí)標(biāo)志ACALLBZ ;蜂鳴器連續(xù)響兩聲ACALLBZ ACALLLED_BL ;led閃動(dòng)表示程序開始執(zhí)行ACALLINIT ;初始化變量ACALLINIT_TIME;設(shè)置定時(shí)器~~~~~~~~~~~~加載顯示器初始數(shù)據(jù)~~~~~~~~~~~~MOVA,#03FHMOVP0,ALOOP: ;無窮循環(huán)ACALLCONVACALLTIME_PRO ;檢查定時(shí)時(shí)間ACALLDISP ;掃描顯示JBK1,M1 ;未按下k1鍵ACALLLED_BL ;led閃動(dòng)ACALLSET_TIME ;設(shè)置目前時(shí)間JMPLOOP ;跳轉(zhuǎn)到loop處執(zhí)行M1:JBK2,M2 ;未按下k2鍵繼續(xù)掃描ACALLLED_BLACALLSET_ATIME ;設(shè)置定時(shí)時(shí)間JMPLOOP ;跳轉(zhuǎn)到loop處執(zhí)行M2:JBK3,M3JMPLOOPM3:JBK4,M4 ;未按下k4將，那么繼續(xù)掃描JNBK4,$CPLALBJNBALB,M31ACALLBZ;定時(shí)確定三次發(fā)出響聲ACALLBZACALLBZSETBP2.0SETBP2.1JMPLOOP ;跳轉(zhuǎn)到loop處執(zhí)行M31:ACALLBZ ;定時(shí)取消，發(fā)出一聲響JMPLOOP ;跳轉(zhuǎn)到loop處執(zhí)行M4:JMPLOOP ;跳轉(zhuǎn)到loop處執(zhí)行~~~~~~~~~~實(shí)現(xiàn)走時(shí)功能的子程序~~~~~~~~~INIT_TIME:MOVTMOD,#00000001B ;設(shè)置定時(shí)器T0工作模式1MOVIE,#10000010B ;啟用定時(shí)器T0中斷產(chǎn)生SETBET0MOVTL0,#78H;加載初始值MOVTH0,#0ECHSETBTR0 ;啟動(dòng)定時(shí)器T0開始計(jì)時(shí)RET~~~~~~~~中斷效勞程序~~~~~~~TO_SRV: ;定時(shí)器T0計(jì)時(shí)中斷程序每隔5秒中斷一次PUSHACC ;將a壓入堆棧MOVTL0,#78H ;重加載初始值MOVTH0,#0ECHINCDEDA ;加1;秒述出MOVA,DEDACJNEA,#200,TT1;是否1秒到了MOVDEDA,#0 ;計(jì)數(shù)器清零CPLWLED ;LED燈亮滅變化INCSEC ;秒計(jì)數(shù)加1MOVA,SECCJNEA,#60,TT1 ;是否1分鐘到了;分輸出INCMIN ;分加1MOVSEC,#0 ;秒清零MOVA,MINCJNEA,#60,TT1 ;是否1h到了INCHOUR ;時(shí)加1MOVMIN,#0 ;分清零MOVA,HOURCJNEA,#24,TT1 ;是否24h到了MOVSEC,#0 ;時(shí)分秒全部清零MOVMIN,#0MOVHOUR,#0 TT1:POPACC ;將a由堆棧取出RETI~~~~~~~實(shí)現(xiàn)顯示功能子程序~~~~~~~CONV:;轉(zhuǎn)化小時(shí)數(shù)據(jù)MOVA,HOURMOVB,#10DIVABMOVDPTR,#TABLE ;查表轉(zhuǎn)換MOVCA,@A+DPTRMOVBUF,AMOVA,BMOVCA,@A+DPTRMOVBUF+1,AMOVA,MINMOVB,#10DIVABMOVDPTR,#TABLE;查表轉(zhuǎn)換MOVCA,@A+DPTRMOVBUF+2,AMOVA,BMOVCA,@A+DPTRMOVBUF+3,ARETTABLE:;字符型數(shù)據(jù)編碼表DB3FH,06H,5BH,4FHDB66H,6DH,7DH,07HDB7FH,6FH,77H,7CHDB39H,5EH,79H,71H~~~~~~~~掃描顯示~~~~~~~~DISP:MOVA,33HMOVP0,ACLRP2.7MOVR5,#2ACALLDELAYSETBP2.7MOVA,32HMOVP0,ACLRP2.6MOVR5,#2ACALLDELAYSETBP2.6MOVA,31HMOVP0,ACLRP2.5MOVR5,#2ACALLDELAYSETBP2.5MOVA,30HMOVP0,ACLRP2.4MOVR5,#2ACALLDELAYSETBP2.4RET~~~~~~~~實(shí)現(xiàn)調(diào)時(shí)功能的子程序~~~~~~~~SET_TIME:;設(shè)置目前時(shí)間CLRTR0 ;定時(shí)器工作暫停MOVSEC,#0 ;秒鐘變量清楚為0L0:ACALLDISP ;掃描顯示JBK2,L1 ;未按下k2鍵，那么繼續(xù)掃描JNBK2,$ ;按下那么等待放開K2小時(shí)調(diào)整INCHOUR ;小時(shí)加1MOVA,HOURCJNEA,#24,L11 ;是否到了24hMOVHOUR,#0 ;小時(shí)變量清零L11:ACALLCONV ;轉(zhuǎn)換小時(shí)數(shù)據(jù)ACALLDISP ;掃描顯示JMPL0 ;繼續(xù)程序執(zhí)行L1:JBK3,L2 JNBK3,$ K3分調(diào)整INCMINMOVA,MINCJNEA,#60,L21MOVMIN,#0L21:ACALLCONVACALLDISPJMPL0 ;跳轉(zhuǎn)到L0處執(zhí)行L2:JBK4,L0 ;未按下k4，那么繼續(xù)掃描JNBK4,$ ;按下那么等待放開ACALLBZ ;蜂鳴器響一聲ACALLLED_BL ;LED閃動(dòng)SETBTR0 ;啟動(dòng)定時(shí)器RET~~~~~~~~蜂鳴器和指示燈等其它程序~~~~~~~~INIT:;計(jì)時(shí)單元清0MOVDEDA,#0 ;5ms計(jì)時(shí)器清零MOVSEC,#0 ;秒分小時(shí)清零MOVMIN,#0 MOVHOUR,#0 RET~~~~~~~~蜂鳴器~~~~~~~~BZ: ;蜂鳴器響一聲MOVR6,#250B1:ACALLDEXCPLSPKDJNZR6,B1MOVR5,#50ACALLDELAYRET~~~~~~~~工作指示~~~~~~~~LED_BL: ;工作指示燈閃爍MOVR4,#6LE1:CPLWLED ;位反向MOVR5,#25ACALLDELAYDJNZR4,LE1 ;延時(shí)50msRET~~~~~~~~延時(shí)子程序~~~~~~~~DELAY: ;總延時(shí)時(shí)間2ms×R5MOVR6,#10D1:MOVR7,#100DJNZR7,$DJNZR6,D1DJNZR5,DELAYRET~~~~~~~~蜂鳴器短暫延時(shí)子程序~~~~~~~~DEX:MOVR7,#180 ;短暫延時(shí)DE1:NOPDJNZR7,DE1RET~~~~~~~~增加定時(shí)時(shí)間控制程序局部~~~~~~~~SET_ATIME:;設(shè)置定時(shí)時(shí)間ACALLCONVA ;加載定時(shí)時(shí)間數(shù)據(jù)N0:ACALLDISPJBK2,N1 ;未按下k2鍵。那么繼續(xù)掃描JNBK2,$ ;按下那么等待放開K2調(diào)整小時(shí)INCHH ;小時(shí)數(shù)加1MOVA,HHCJNEA,#24,N11;是否到24小時(shí)MOVHH,#0 ;小時(shí)變量清零N11:ACALLCONVA ;加載定時(shí)時(shí)間數(shù)據(jù)ACALLDISP ;掃描顯示JMPN0 ;跳轉(zhuǎn)到N0處執(zhí)行N1:JBK3,N2JNBK3,$K3調(diào)整分鐘INCMMMOVA,MMCJNEA,#60,N21MOVMM,#0N21:ACALLCONVAACALLDISPJMPN0N2:JBK4,N0JNBK4,$ACALLLED_BL；K4設(shè)置完成ACALLCONVARET~~~~~~~~加載定時(shí)時(shí)間數(shù)據(jù)~~~~~~~~CONVA:;轉(zhuǎn)換小時(shí)數(shù)據(jù)MOVA,HHMOVB,#10DIVAB;~~~~~~~~~~~~~~~MOVDPTR,#TABLE ;查表轉(zhuǎn)換MOVCA,@A+DPTRMOVBUF,A;~~~~~~~~~~~~~~MOVA,BMOVCA,@A+DPTRMOVBUF+1,A;轉(zhuǎn)換分鐘數(shù)據(jù)MOVA,MMMOVB,#10DIVAB;~~~~~~~~~~~~~~~MOVDPTR,#TABLE;查表轉(zhuǎn)換MOVCA,@A+DPTRMOVBUF+2,A;~~~~~~~~~~~~~~MOVA,BMOVCA,@A+DPTRMOVBUF+3,ARET~~~~~~~~檢查定時(shí)時(shí)間處理程序~~~~~~~~TIME_PRO:;檢查是否啟動(dòng)定時(shí)控制JBALB,TI3RETTI3:;檢查定時(shí)時(shí)間是否到了MOVA,HOURMOVB,HHCJNEA,B,BK;~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~MOVA,MINMOVB,MMCJNEA,B,BK ;檢查定時(shí)分鐘時(shí)間;~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ACALLTIME_OUT：;檢查定時(shí)時(shí)間，到了進(jìn)行時(shí)間處理BK:RET~~~~~~~~執(zhí)行定時(shí)時(shí)間處理~~~~~~~~TIME_OUT:;所設(shè)置的時(shí)間到了ACALLLED_BLNOPACALLBZNOPACALLTO_INTO_CHULIJBK4,$SETBP2.0CLRALB ;去除定時(shí)位RET~~~~~~~~中斷效勞程序~~~~~~~~TO_INT0:PUSHACCPUSHPSW；保護(hù)CLRP2.0NOPNOPCLRP2.1DELAY2S：MOVR3,#10；電磁鐵延時(shí)1.5sD13：MOVR2,#200 D12:MOVR1,#250DJNZR1,$DJNZR2,D12DJNZR3,D13SETBP2.1POPPSWPOPACCRETI；中斷返回TO_INTO_CHULI:；控制處理子程序PUSHACCPUSHPSWCLRP2.0NOPNOPCLRP2.1DELAY1S:MOVR3,#10D3:MOVR2,#200D2:MOVR1,#250DJNZR1,$DJNZR2,D2DJNZR3,D3SETBP2.1POPPSWPOPACCRETEND附錄三：外文資料及翻譯AT89C51〔8-bitMicrocontrollerwith4KBytesFlash〕TheAT89C51isalow-power,high-performanceCMOS8-bitmicrocontrollerwith4KbytesofIn-SystemProgrammableFlashmemory.ThedeviceismanufacturedusingAtmel'shigh-densitynonvolatilememorytechnologyandiscompatiblewiththeindustry-standard80C51instructionsetandpinout.Theon-chipFlashallowstheprogrammemorytobereprogrammedin-systemorbyaconventionalnonvolatilememoryprogrammer.Bycombiningaversatile8-bitCPUwithIn-SystemProgrammableFlashonamonolithicchip,theAtmelAT89C51isapowerfulmicrocontrollerwhichprovidesahighly-flexibleandcost-effectivesolutiontomanyembeddedcontrolapplications.

Features：

.CompatiblewithMCS.-51Products

4KBytesofIn-SystemProgrammable(ISP)FlashMemory

一Endurance：1000Write/EraseCycles

4.0Vto5.5VOperatingRange

FullyStaticOperation：0Hzto33MHz

Three-levelProgramMemoryLock

128x8-bitInternalRAM

32ProgrammableI/OLines

Two16-bitTimer/Counters

SixInterruptSources

FullDuplexUARTSerialChannel

Low-powerIdleandPower-downModes

InterruptRecoveryfromPower-downMode

WatchdogTimer

DualDataPointer

Power-offFlag

FastProgrammingTime

FlexibleISPProgramming(ByteandPageMode)TheAT89C51providesthefollowingstandardfeatures：4KbytesofFlash,128bytesofRAM,32I/Olines,Watchdogtimer,twodatapointers,two16-bittimer/counters,afiveinterruptarchitecture,afullduplexserialport,on-chiposcillator,andclockcircuit.Inaddition,theAT89C51isdesignedwithstaticlogicforoperationdowntozerofrequencyandsupportstwosoftwareselectablepowersavingmodes.TheIdleModestopstheCPUwhileallowingtheRAM,timer/counters,serialport,andinterruptsystemtocontinuefunctioning.ThePower-downmodesavestheRAMcontentsbutfreezestheoscillator,disablingallotherchipfunctionsuntilthenextexternalinterruptorhardwarereset.

VCC：

Supplyvoltage(allpackagesexcept42-PDIP).

GND：

Ground(allpackagesexcept42一PDIP；for42-PDIPGNDconnectsonlythelogiccoreandtheembeddedprogrammemory).

Port0：

Port0isan8-bitopendrainbi-directionalI/Oport.Asanoutputport,eachpincansinkeightTTLinputs.When1sarewrittentoport0pins,thepinscanbeusedashigh一impedanceinputs.

Port0canalsobeconfiguredtobethemultiplexedlow-orderaddress/databusduringaccessestoexternalprogramanddatamemory.Inthismode,P0hasinternalpull-ups.

Port0alsoreceivesthecodebytesduringFlashprogrammingandoutputsthecodebytesduringprogramverification.Externalpull-upsarerequiredduringprogramverification.

Port1：

Port1isan8一bitbi-directionalI/Oportwithinternalpull一ups.ThePort1outputbufferscansink/sourcefourTTLinputs.When1sarewrittentoPort1pins,theyarepulledhighbytheinternalpull一upsandcanbeusedasinputs.Asinputs,Port1pinsthatareexternallybeingpulledlowwillsourcecurrent(lip)becauseoftheinternalpull一ups.

Port2：

Port2isan8一bitbi-directionalI/Oportwithinternalpull一ups.ThePort2outputbufferscansink/sourcefourTTLinputs.When1sarewrittentoPort2pins,theyarepulledhighbytheinternalpull一upsandcanbeusedasinputs.Asinputs,Port2pinsthatareexternallybeingpulledlowwillsourcecurrent(lip)becauseoftheinternalpull一ups.

Port2emitsthehigh-orderaddressbyteduringfetchesfromexternalprogrammemoryandduringaccessestoexternaldatamemorythatuses16-bitaddresses(MOVX@DPTR).Inthisapplication,Port2usesstronginternalpull一upswhenemitting1s.Duringaccessestoexternaldatamemorythatuses8-bitaddresses(MOVX@RI),Port2emitsthecontentsoftheP2SpecialFunctionRegister.

Port2alsoreceivesthehigh-orderaddressbitsandsomecontrolsignalsduringFlashprogrammingandverification.

Port3：

Port3isan8一bitbi-directionalI/Oportwithinternalpull一ups.ThePort3outputbufferscansink/sourcefourTTLinputs.When1sarewrittentoPort3pins,theyarepulledhighbytheinternalpull一upsandcanbeusedasinputs.Asinputs,Port3pinsthatareexternallybeingpulledlowwillsourcecurrent(lip)becauseofthepull-ups.

Port3receivessomecontrolsignalsforFlashprogrammingandverification.

Port3alsoservesthefunctionsofvariousspecialfeaturesoftheAT89C51，asshowninthefollowingtable.

RST：

Resetinput.Ahighonthispinfortwomachinecycleswhiletheoscillatorisrunningresetsthedevice.ThispindrivesHighfor98oscillatorperiodsaftertheWatchdogtimesout.TheDISRTObitinSFRAUXR(address8EH)canbeusedtodisablethisfeature.InthedefaultstateofbitDISRTO,theRESETHIGHoutfeatureisenabled.

ALE/PROG：

AddressLatchEnable(ALE)isanoutputpulseforlatchingthelowbyteoftheaddressduringaccessestoexternalmemory.Thispinisalsotheprogrampulseinput(PROG)duringFlashprogramming.Innormaloperation,ALEisemittedataconstantrateof1/6theoscillatorfrequencyandmaybeusedforexternaltimingorclockingpurposes.Note,however,thatoneALEpulseisskippedduringeachaccesstoexternaldatamemory.

Ifdesired,ALEoperationcanbedisabledbysettingbit0ofSFRlocation8EH.Withthebitset,ALEisactiveonlyduringaMOVXorMOVCinstruction.Otherwise,thepinisweaklypulledhigh.SettingtheALE-disablebithasnoeffectifthemicrocontrollerisinexternalexecutionmode.

PSEN：

ProgramStoreEnable(PSEN)isthereadstrobetoexternalprogrammemory.

WhentheAT89C51isexecutingcodefromexternalprogrammemory,PSENisactivatedtwiceeachmachinecycle,exceptthattwoPSENactivationsareskippedduringeachaccesstoexternaldatamemory.

EA/VPP：

ExternalAccessEnable.EAmustbestrappedtoGNDinordertoenablethedevicetofetchcodefromexternalprogrammemorylocationsstartingat0000HuptoFFFFH.Note,however,thatiflockbit1isprogrammed,EAwillbeinternallylatchedonreset.

EAshouldbestrappedtoVccforinternalprogramexecutions.

Thispinalsoreceivesthe12-voltprogrammingenablevoltage(VPP)duringFlashprogramming.

XTAL1：

Inputtotheinvertingoscillatoramplifierandinputtotheinternalclockoperatingcircuit.

XTAL2：

Outputfromtheinvertingoscillatoramplifier

SpecialFunctionRegisters：

Notethatnotalloftheaddressesareoccupied,andunoccupiedaddressesmaynotbeimplementedonthechip.Readaccessestotheseaddresseswillingeneralreturnrandomdata,andwriteaccesseswillhaveanindeterminateeffect.

Usersoftwareshouldnotwrite1stotheseunlistedlocations,sincetheymaybeusedinfutureproductstoinvokenewfeatures.Inthatcase,theresetorinactivevaluesofthenewbitswillalwa