控制系统综合实训报告 学院计算机与控制工程学院专业班自动化115 学生姓名 马红星 导师朱凌 成果 单片机在智能电饭锅控制系统中的应用 摘要 随着新科技时代的到来，越来越多的新型智能化工电器已经出现。融入我们的生活。 作为与人们生活密切相关的家用电器，电饭锅的功能也正在向智能化方向发展。 本文成功研制了基于单片微处理器PICl6F872的YZ系列微电脑电饭锅智能控制器，阐述了其工作原理，并给出了硬件电路。 高精度、高稳定性、操作简便是该系统的重要特点。 中断嵌套是软件设计的难点。 温度控制是该系统的重点。 关键词PIC单片机智能电饭锅硬件分析 YZ系列微机电饭锅系统是与美国著名芯片公司Microchip合作开发的新一代模糊逻辑控制智能电饭锅。 采用日本国家模糊控制技术原理，可根据米量自动调节。 利用“煮饭专家”的工艺技术，在吸水、加热、煮沸、焖饭、膨胀、保温六个阶段自动调节火力，从而煮出比普通电脑更软、更美味的米饭电饭锅同时还具有快速的烹饪时间。 米饭、精准煮饭、一小时粥汤、两小时粥汤、三小时粥汤、定时煮饭功能。 该系统硬件结构简单，软硬件运行稳定可靠，具有完善的控制功能和抗干扰能力。
一、工作电气原理图 图1 工作电气原理图 二、工作原理 YZ系列微电脑电饭锅控制器电路包括以下几部分：单片机、电源及稳压电路、键盘输入电路、蜂鸣器报警电路、LED显示电路、温度检测电路和加热控制电路。 单片机控制采用PICl6F872封装，可以满足电饭锅的控制需要。 供电及稳压电路由高压变换器、整流电路和稳压电路组成； 键盘输入电路由K1、R13、K2、R14组成； 即AD输入端输入键盘信号，蜂鸣器报警电路由晶体管Q2、SP1和电阻器R12组成； LED显示电路由两部分组成。 一部分是7段数码管，用于显示预设的定时时间，另一部分是6个LED指示灯，用于显示煮饭、快煮、1小时粥、2小时粥、3小时粥和保温。 温度检测电路非常简单，由偏置电阻R10、R1l和热敏电阻RT1、KT2组成。 控制器电路如图2所示 图2控制器电路框图 3、硬件电路 根据系统的控制功能和电饭锅机电部件的工作原理，在软件设计过程中，我们力求硬件结构简单，控制可靠，软硬件有良好的协调和互补。 下面将介绍CPU选型和检测控制（温度检测、预约时间控制、绝缘控制、故障检测）等部分控制系统的设计。 1、CPU选型是基于人们生活水平的不断提高，对“米饭”松软可口的要求越来越高。 因此，烹调吸水、加热、沸腾、保温的控制精度比较高。
检测要求精度较高，这就要求系统的AD转换精度相对较高。 CPU需要通过指令来完成所有的动作和功能。 美国Microchip公司的PIcl6F872单片机可以满足系统的这些要求。 PIcl6F872内含10位AD转换器，价格便宜，外围接口电路简单，转换精度高。 本系统控制精度（温度）达到05级。具有256字节可重写EEPROM存储器，每次按键设置提示功能，以便从EEPROM中读取设定值和之前写入的值。可以读出设置值，也可以重新设置密钥并将其写入EEPROM以供以后使用。 下次用。 另外，PIcl6F872拥有814hie FLAXH存储器、3688hie数据SRAM和同步串口模块，为今后的开发和改进提供了充足的资源。 看门狗可以针对软件运行错误提供保护。 RISC（精简指令集计算机）指令易于学习和使用。 2 测温及加热控制电路 热敏电阻RT1和RT2分别安装在电饭锅的顶部和底部，分别检测室温和电饭锅内的水温。 温度测量电路由R10、R19、RT1和R11、R20、RT2组成。 温度测量的原理是热敏电阻的阻值随着温度的变化而变化。 在RA0和RA1上获取每个温度值时的电压，将输入端AN0和AN1的模拟电压值通过内部AD转换转换为数字值，即可以得到热敏电阻的阻值，然后查表即可得到对应的测量温度值。 电路如图3所示。
图3 测温及加热控制电路 本系统完成的控制包括加热控制和保温控制，两者均由Rc7端口的输出控制。 烹饪时，Rc7端口的输出电平通过晶体管Q3驱动继电器J闭合，加热板被加热。 通过软件控制，可以实现不同烹饪程序的不同温度控制。 3、显示及状态指示电路 显示电路由CPU的I0的RB0RB7双位数码管Es1、R1-R8、R15、R16、Q1等组成。 通过CPU的RB0-RB7输出数据，完成故障显示、加热显示等。预约时间显示、保温显示。 状态指示由CPU IO口的Rc0Rc5、LED1～LED6、R17组成。 分别指示煮饭、快煮、1小时粥、2小时粥、3小时粥、保温等功能状态。 其电路如图4所示。 图4 显示及状态指示电路 4、键盘输入电路 家用电器的操作键越少，操作越方便，越受顾客欢迎。 因此，本系统只有以下两个按钮，即K1和K2（见图5）。 （1）功能键在煮饭、快煮、1小时粥汤、2小时粥汤、3小时粥汤、保温之间循环。 所选择的方法由发光二极管LED1至LED6显示。 (2)预约时间按钮循环选择预约时间，从00点到12点。 每按一次，数字增加l，最大预约时间为12小时。 选择完成后，如果5秒内没有进行任何操作，系统将假定用户选择了该工作模式，并自动运行程序来完成相应的功能。
图5 键盘输入和声音输出电路 5、按键音和报警电路 该电路由CPU的Rc6、R12、Q2和SP1组成（见图5）。 每当用户按下某个键时，SP1就会发出“嘟嘟”的声音。 确认音表示操作有效。 并且烹饪完成后，程序会发出三声“嘟、嘟、嘟”的声音，表示该吃饭了。 当整个系统出现故障时，比如太潮湿、不加热等，就会发出声音提醒用户处理。 4、学习心得 经过十天的时间，我完成了智能电饭锅控制器的工作。 在培训过程中，我们学习了很多本课题所涉及的各方面知识，收获颇多。 本次实训利用模糊控制原理，实现电表测量时间确定电表值。 单片机在智能电饭锅控制系统中的应用以单片机为核心，包括温度传感器部分、预约部分、液晶电子显示部分、外接键盘接口、加热板部分、蜂鸣器报警部分部分。 使其具备智能电饭锅的基本功能。 PICl6F872芯片价格相对便宜，性能强大，灵活性高。 可提供液晶显示屏和外部按钮进行人机交互，并具有完善的输入输出、控制端口和内部程序存储空间。 单片机是整个电饭锅的心脏，对系统进行监控和调节，并进行相关处理。 因此，在选择电饭锅的心脏时，要考虑以下标准： （1）内部资源：如果想要的外部元件较少，则需要选择的单片机的内部存储资源较多，这样可以提高电饭锅的性能。系统。 技术指标。
(2)存储空间：单片机的存储器容量以及可向外扩展的存储器均大于实际设计系统所需的容量。 (3)运行速度：设计时选择的单片机的运行速度必须与系统相匹配。 （4）特殊功能：指安全稳定性能、故障监控、断电后系统保护、低功耗等。 (5)可用性：指所选择的单片机是否能够尽可能地被开发利用。 本文描述的功能并不全面。 它们只实现了现在电饭锅的常用功能。 其他功能需要未来进一步开发和实现。 随着物联网的快速发展，在不久的将来我们将可以通过短信、电子邮件等网络媒体来控制电饭锅，让人们的生活更加便捷。 在这个过程中，我通过看、问、学等方法初步了解了培训内容，拓展了所学的专业知识。 为今后正常工作的开展打下了坚实的基础。 从个人发展角度来说，对我影响最大的应该是我作为一个社会人的工作作风以及工作过程中专业知识对我工作的重要作用，因为这些都是我工作的方方面面。 这是我在学校学习期间从未接触过的一个方面，所以我首先在报告中描述一下我在实践培训中积累的这方面的知识和经验。 综合实践训练是每个大学生必须拥有的经历。 它让我们在实践中了解社会，让我们学到很多课堂上学不到的知识。 让我们受益匪浅，开阔了我们的视野，增长了我们的知识。 为我们今后进一步走向社会打下坚实的基础。
本学期即将结束，我的综合实践训练圆满结束。 作为本科生的综合实践训练，由于经验不足，难免存在很多不完善的地方。 感谢导师的监督和指导，以及同学们的支持和帮助，顺利完成。 首先，我要感谢我的导师朱岭老师。 朱老师从选题到具体细节都训练得很仔细，并给出了详细的复习和修改意见。 谨向朱令老师表示深深的谢意！ 同时，也借此机会向给予我大量教导和帮助的各位老师表示诚挚的谢意。 参考文献 1 王友旭 PIC系列单片机接口技术及应用系统设计 北京航空航天大学航天出版社 2 于永泉 模糊控制技术与模糊家电 北京航空航天大学出版社 3 施庆龙 PICl6F87x 单片机原理及特殊应用 电子工业出版社
