45、基于51单片机电饭煲系统设计

毕设帮助、开题指导、技术解答（有偿）见文末。

摘要

1 引言

1.1 课题研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 课题研究思路

一、硬件方案

二、设计功能

三、实物图

四、原理图

五、PCB图

六、Protues仿真

七、程序

部分代码

八、资料包括

摘要

电饭煲是人们日常生活中最普遍的家用电器，随着人们生活水平的提到，电饭煲也日趋智能化，本课题主要基于家电智能化的背景下，根据智能电饭煲的发展和现状，探讨智能电饭煲如何实现智能化的煮饭、预约、再加热等功能。本文参考的是美的电饭煲，在本设计中实现了其控制面板上的大部分功能，在讨论炊煮时温度控制方面，本文主要采用继电器控制技术实现其加热温度的控制。

在硬件设计上，论文设计了以STC89C52单片机为核心的控制电路，包括复位电路、振荡电路、LCD显示电路、按键扫描电路、数字温度传感器电路、时钟电路以及继电器控制电路对其进行设计。

在软件设计上，首先根据各个功能的典型最佳炊煮温度编写出调试（测试）程序，通过调试程序找出针对产品的对应各个功能的最佳温度控制。针对煮饭功能，提出了易于实现并且有效的设计模式：煮饭、保温、煮粥最基本功能并且通过按键实现预约定时。

关键词: LCD1602液晶；DS18B20温度采集;51单片机；定时；继电器

1 引言

1.1 课题研究背景及意义

随着以计算机技术为核心的信息技术，特别是数字化技术、多媒体技术和网络技术的飞速发展，智能家电产业也在迅速崛起。世界著名的电脑和家电企业如IBM、夏普、微软、英特尔、松下、NEC、东芝等都大力开发研制自己的智能家电产品，我国的许多公司如联想、长虹、海信、TCL、海尔等也都投入到智能家电的开发工作。作为传统家电代表，电饭煲也已融入到系统化的信息家电系统中，它的功能已不再只是单纯的煮饭，功能齐全、操作简便、人性化的界面，烹调过程自动化，甚至是网络控制的信息化电饭煲已成为现代人的新需求。伴随着生活水平的提高，电饭煲的智能化和网络化将成为一种趋势，机械式饭煲必将退出市场舞台。

智能电饭煲因其安全、简便、实用而普及到千家万户。随着科技的不断发展，这类小家电也在不断的完善和提升自己，并向着智能化、节能化、网络化的方向发展。本课题研究的是智能电饭煲的硬件和软件的设计以及煮饭功能的实现过程。智能家用电器不仅仅实现了产品的原始属性，更融入了我们人类的智慧结晶。

1.2 国内外研究现状

自从1955年东芝开发出世界上第一台电饭煲，电饭煲的发展已经过了 50 年，到现在，电饭煲已经成为了现代家庭必备的生活电器之一。随着电饭煲技术的发展，电饭煲的控制技术也经历了几个重要的阶段，首先是机械式控制，然后是电子式控制，再是微电脑控制，再是目前将要成为主流的电磁电饭煲和微压力电饭煲。今天，我们正经历着一个电脑技术迅速发展的时代，电脑芯片、网络和 3C 技术已经开始成熟和普及，成本大幅的下降，这就为我们提供了一个绝好的平台和环境，我们应该有理由也有信心将包括电饭煲在内的所有智能家电控制技术作一次大的提升。因为随着人们生活水平的提高，对电饭煲的要求也越来越高。日后，煮出来的米饭的可口程度、营养以及是否多功能、是否节能这些因素将成为判断一个电饭煲好坏的标准。
目前，市场上的大部分采用机械式或者是采用固定功率的方式加热，能源利用率低，功能单一，难以满足人们日益增长的生活需求。电饭煲从机械式原理到现在的智能电饭煲，期间经历了许多的阶段。电饭煲发挥高新技术优势，以美味炊煮为主导，使产品更加丰富与时尚化，现已形成微电脑、电脑与机械三大类型、十大不同款式。机械电饭煲虽然价格方面体现它的优势之外，其他方面就很难满足人们对现代生活高品质的需求。微电脑或电脑控制的智能电饭煲符合现代人的要求，人性化的界面设计，使得人们一眼看出当前工作状态，让您更安心，各种烹调过程全部由电脑自动控制，并且大多的智能电饭煲采用太空“黑晶”内胆，超硬耐磨，恒久美观，所有的这些特点符合现代人的省时、省力、耐用的观念。
中国农业部农产品质量监督检测测试中心实验报告表明：使用智能电饭煲蒸煮米饭，可以将米饭中维生素E的含量提高55.62%，赖氨酸的含量提高10.92%，而天冬氨酸、谷氨酸、丝氨酸、酪氨酸等游离氨基酸更是首次现身米饭当中，从而大大提升了米饭的营养和口感。
电饭煲是一种把电能转化成热能的新型多功能烹饪器具。在科技发展日新月异的今天,电饭煲也同其它家用电器一样经历了从简单到复杂,从手动到半自动、全自动以及到现在的智能化产品的过程。但因为价格较高,所以它不能为普通家庭所接受。做出一种价格低廉、体积又小、带语音功能的人性化的电饭煲是市场所需求。因此，开发功能齐全，安全可靠的微电脑智能电饭煲是非常用必要的。

1.3 课题研究思路

本实验硬件设计主要是指应用系统的扩展部分设计和各功能模块设计，包括单片机电路设计、扩展电路设计、输入/输出通道设计、控制面板设计等。
（1）单片机电路的设计主要包括时钟电路、复位电路、供电电路、I/O电路的设计；
（2）扩展部分的设计主要完成对电饭煲的预约定时和提醒功能设计。
（3）输入/输出通道的设计包括传感器电路、DS18B20温度采集、继电器控制、模式指示灯设计；
（4）控制面板的设计主要完成按键、显示器、设计。
若单片机内部资源已能满足应用系统的要求，不必进行扩展，只需设计成一个最小应用系统就行了。
硬件电路的设计要仔细推敲，力求正确无误，从而避免硬件电路的大返工，因为系统调试中不易修改硬件。系统的硬件设计还应注意以下几点：
（1）尽可能选择标准化、模块化的典型电路；
（2）在条件允许的情况下，尽可能选择功能强、集成度高的电路或芯片，尽可能采用最新的技术；
（3）系统的扩展、外围设备配置水平和各功能模块的设计，应充分满足应用系统的功能要求，并适当留有余地，以备将来修改、扩展之需要；
（4）整个系统中相关的器件要尽可能做到性能匹配，并且要充分考虑系统各部分的驱动能力；
（5）工艺设计要考虑安装、调试、维修的方面；
（6）可靠性及抗干扰设计是硬件系统设计中不可缺少的一部分，它包括芯片和器件的选择、去耦滤波、绘制电路印制电路板布线等。

一、硬件方案

51单片机+LCD1602液晶显示+按键设置+LED指示灯+蜂鸣器+继电器+加热片+DS18B20温度传感器

本设计基于STC89C51/52（与AT89S51/52、AT89C51/52通用）

二、设计功能

1. lcd1602液晶显示当前模式：煮饭、保温、煮粥温度煮饭时间、定时时间

2. DS18B20温度传感器采集当前温度

3. 上电后液晶第一行闪烁提醒表示选择当前模式

Cook Rice 煮饭模式； Keep Warm：保温； Cook Congee 煮粥模式；

4. 液晶第一行不在闪烁表示进入相应的模式

5. 不同模式下相应的LED指示灯常亮；继电器闭合，加热片进行加热，时间到后蜂鸣器滴滴低进行提醒；

6. 煮饭模式下：20S模拟20分钟；（方便演示）

7. 煮粥模式下：30S模拟30分钟；（方便演示）

8. 保温模式下：温度低于50度，继电器闭合进行加热，温度超过60度停止加热

9. 单独长按下第二个按键进入定时模式，液晶第二行闪烁，第三个按键加，第四个按键减；

10. 再次常按第二个按键退出定时设置模式进行倒计时，倒计时结束后开始进入相应的模式