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SPMC65P2404A在智能电饭煲中的应用(图

发布时间:2008/5/28 0:00:00 访问次数:485

利用spmc65p2404a单片机作为整个电饭煲的主控芯片,并且结合模糊控制技术来实现电饭煲的各种功能。

目前,市场上的电饭煲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。因此,开发功能齐全、安全可靠的微电脑电饭煲是非常用必要的。微电脑控制的智能电饭煲符合现代人的要求,具有人性化的界面设计,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。

本文主要介绍利用spmc65p2404a芯片来对电饭煲的过程进行控制。利用spmc65p2404a完成的电饭煲具有以下功能:精煮、超快煮、冷饭加热、少米量、45分稀饭、2小时粥、1小时汤和2小时汤,并且具有人性化的操作界面。

要想煮出高质量的米饭,就要掌握各种大米的吸水量,加温时间,控温过程,维持沸腾时间,停止升温过程,焖饭过程等规律。煮饭过程可以抽象成以下几个部分:吸水、升温、维持沸腾、补炊、焖饭和保温过程。整个煮饭过程结束后,自动进入保温模式,温度低于65℃左右,加热盘就会对锅体进行加热。

利用凌阳8位单片机开发的智能电饭煲具有煲煮和定时两大功能。选择相应功能后设置相应的定时时间,按下开始键,定时开始,每过1小时显示时间数减1。在定时时间内,根据定时的时间和所需过程的时间差电饭锅就能自动启动、自动加热、自动保温,完成选择的功能。例如如果45分钟稀饭定时2小时的话,电饭煲会在1小时15分钟的时候开时启动加热工作,并进入45分钟稀饭功能模式。

总体方案介绍


图1:控制系统构成框图

利用凌阳8位mcu设计的智能电饭煲控制系统原理框图如图1所示,通过按键来选择功能模式,显示电路完成显示当前状态和定时时间;通过温度传感器来对温度进行采样;通过mcu的控制最终实现对继电器的控制,从而来控制对加热盘的加热与否,电源部分完成对单片机系统和外围电路提供5v电源,并且对加热盘进行加热。

系统硬件设计


图2:电饭煲的电路原理图

由单片机spmc65p2404a控制的电饭煲的硬件原理图如图2所示,它包括按键输入部分、温度检测输入电路、复位和晶振电路,pa6、pa7完成对顶盖和底盘的温度的检测,pa5完成对继电器的控制,spmc65p2404a是系统的核心部分。

● 芯片特性简介

spmc65p2404a是凌阳公司的8位单片机,最高工作频率为8mhz,工作电压为2.5~5v,有192b的ram和4kb的otp rom,有23个可编程 i/o口,8通道10位a/d转换器,2通道8位定时/计数器,2通道16位定时/计数器,1个12位pwm输出口,有低电压、上电、看门狗、外部信号、错误地址复位,并且有一个蜂鸣器输出口。

凌阳科技8位单片机具有189条指令和11种寻址模式,支持位操作,中断方式包括irq和nmi中断、4种外部中断和11种内部中断。2个8位可编程定时器/计数器可自动预置初始计数值,提供普通的定时/计数功能、8位捕获功能和8位比较功能。2个16位可编程定时器/计数器具有普通的定时/计数功能、8或16位捕获功能、16位比较功能和12位pwm输出。

● 显示电路


图3:显示电路

显示电路由共阳极数码管和10个led组成,通过单片机位选和所送的数据来点亮相应的led和数码管的显示状态。其电路原理图如图3所示。

● 电源电路


图4:电源电路

电源部分为单片机提供+5v的直流稳压源,并且通过降压、整流、滤波之后的+14v电压对继电器进行供电,通过控制三极管射极的导通与否来控制继电器的工作状态。电源电路原理图如图4所示。

● 温度采集部分电路图


图5:温度传感器电路

j2和j3是温度传感器的两个接口,其中j2和j3分别是顶盖和底盘温度传感器的接口,单片机检测的信号实际上是与温度传感器分压的电阻的电压值,因为温度传感器的电阻值会随温度的上升而减小,所以分压电阻的电压值间接反映了某一时刻的温度,电路原理图如图5所示。

系统软件设计

● 主程序流程


图6:程序主流程图

从样机分析中大致设计整个系统,整个系统输入包括2个温度传感器,5个按键;输出包括2位七段数码管、10个发光二极管、继电器控制信号等。根据控制功能,将程序设计为几个主要的模块,程序主流程见图6所示。

● 子程序

(1)诊断子程序

利用spmc65p2404a单片机作为整个电饭煲的主控芯片,并且结合模糊控制技术来实现电饭煲的各种功能。

目前,市场上的电饭煲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。因此,开发功能齐全、安全可靠的微电脑电饭煲是非常用必要的。微电脑控制的智能电饭煲符合现代人的要求,具有人性化的界面设计,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。

本文主要介绍利用spmc65p2404a芯片来对电饭煲的过程进行控制。利用spmc65p2404a完成的电饭煲具有以下功能:精煮、超快煮、冷饭加热、少米量、45分稀饭、2小时粥、1小时汤和2小时汤,并且具有人性化的操作界面。

要想煮出高质量的米饭,就要掌握各种大米的吸水量,加温时间,控温过程,维持沸腾时间,停止升温过程,焖饭过程等规律。煮饭过程可以抽象成以下几个部分:吸水、升温、维持沸腾、补炊、焖饭和保温过程。整个煮饭过程结束后,自动进入保温模式,温度低于65℃左右,加热盘就会对锅体进行加热。

利用凌阳8位单片机开发的智能电饭煲具有煲煮和定时两大功能。选择相应功能后设置相应的定时时间,按下开始键,定时开始,每过1小时显示时间数减1。在定时时间内,根据定时的时间和所需过程的时间差电饭锅就能自动启动、自动加热、自动保温,完成选择的功能。例如如果45分钟稀饭定时2小时的话,电饭煲会在1小时15分钟的时候开时启动加热工作,并进入45分钟稀饭功能模式。

总体方案介绍


图1:控制系统构成框图

利用凌阳8位mcu设计的智能电饭煲控制系统原理框图如图1所示,通过按键来选择功能模式,显示电路完成显示当前状态和定时时间;通过温度传感器来对温度进行采样;通过mcu的控制最终实现对继电器的控制,从而来控制对加热盘的加热与否,电源部分完成对单片机系统和外围电路提供5v电源,并且对加热盘进行加热。

系统硬件设计


图2:电饭煲的电路原理图

由单片机spmc65p2404a控制的电饭煲的硬件原理图如图2所示,它包括按键输入部分、温度检测输入电路、复位和晶振电路,pa6、pa7完成对顶盖和底盘的温度的检测,pa5完成对继电器的控制,spmc65p2404a是系统的核心部分。

● 芯片特性简介

spmc65p2404a是凌阳公司的8位单片机,最高工作频率为8mhz,工作电压为2.5~5v,有192b的ram和4kb的otp rom,有23个可编程 i/o口,8通道10位a/d转换器,2通道8位定时/计数器,2通道16位定时/计数器,1个12位pwm输出口,有低电压、上电、看门狗、外部信号、错误地址复位,并且有一个蜂鸣器输出口。

凌阳科技8位单片机具有189条指令和11种寻址模式,支持位操作,中断方式包括irq和nmi中断、4种外部中断和11种内部中断。2个8位可编程定时器/计数器可自动预置初始计数值,提供普通的定时/计数功能、8位捕获功能和8位比较功能。2个16位可编程定时器/计数器具有普通的定时/计数功能、8或16位捕获功能、16位比较功能和12位pwm输出。

● 显示电路


图3:显示电路

显示电路由共阳极数码管和10个led组成,通过单片机位选和所送的数据来点亮相应的led和数码管的显示状态。其电路原理图如图3所示。

● 电源电路


图4:电源电路

电源部分为单片机提供+5v的直流稳压源,并且通过降压、整流、滤波之后的+14v电压对继电器进行供电,通过控制三极管射极的导通与否来控制继电器的工作状态。电源电路原理图如图4所示。

● 温度采集部分电路图


图5:温度传感器电路

j2和j3是温度传感器的两个接口,其中j2和j3分别是顶盖和底盘温度传感器的接口,单片机检测的信号实际上是与温度传感器分压的电阻的电压值,因为温度传感器的电阻值会随温度的上升而减小,所以分压电阻的电压值间接反映了某一时刻的温度,电路原理图如图5所示。

系统软件设计

● 主程序流程


图6:程序主流程图

从样机分析中大致设计整个系统,整个系统输入包括2个温度传感器,5个按键;输出包括2位七段数码管、10个发光二极管、继电器控制信号等。根据控制功能,将程序设计为几个主要的模块,程序主流程见图6所示。

● 子程序

(1)诊断子程序

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