基于单片机的电磁炉设计

摘要

微波炉已在我国民用领域中普及开来。微波炉加热的独特原理就是用微波来煮饭烧菜，由于其独特的加热原理，可以有效地保持原有食品的颜色、气味、口感和营养成分，也能在迅速解冻食品时保持食物的水分不丢失和新鲜度。使用微波炉的过程中也很少产生烟气和热气，可保持厨房的清洁。微波炉之所以有这么优良的性能，其原因就在于微波炉的广泛应用，它的广泛应用又促进了相关新技术的探索和发现，这些发现和新技术转而又被应用于微波炉性能的改造，这些都是息息相关的。现在的微波炉技术已相当成熟。

本次设计研究主要是微波炉的控制系统。本次设计的控制核心是89C52单片机，之所以选择单片机控制，是因为它的功能强、体积小、功耗低、工作可靠、价格便宜、使用简单方便等特点，特别适合应用于控制有关的系统。整个微波炉控制系统设计主要包括主电路、电源电路、驱动电路、光电耦合隔离、89C52最小系统、键盘输入、液晶显示、PWM波输出等。

本设计有预设模式和人工输入模式两种，对微波炉工作的时间和火力进行调节，通过输出占空比不同的PWM波来模拟微波炉工作在不同火力下的状态，液晶显示屏能准确显示当前工作状态，我们可以根据自己的意愿继续、暂停、退出当前工作方式。

经过模拟仿真以及现场调试后，设计的微波炉控制系统安全可靠，工作稳定，顺利实现预期的各项功能。

关键词：89C52单片机；微波炉；控制电路；

Abstract

In our country, microwave ovens have in civilian areas in popularity, due to its unique heating principle, it can effectively keep the original food color, smell, taste and nutrients, also can rapid thawing foods, keep the moisture of food and fresh. And in the use of the microwave oven almost do not produce fumes and hot air, so that the kitchen to keep clean. Microwave oven which has so good performance is relation with the application of new technology .

This paper analyzes the control system of home microwave oven, and compares various control methods, and determines the overall control scheme of the system.. Because the monolithic integrated circuit has the characteristics of strong function, small size, low power consumption, cheap, reliable work, convenient use and the like. Therefore, it is especially suitable for control system, the design of the final selection of 89C52 single chip microcomputer as the control core, supplemented by the keyboard input module, LCD display module, photoelectric coupling isolation module and analog microwave modules to form a control circuit of the microwave. This design by default mode or manual input mode microwave oven working time and fire control, and through different output accounted for duty ratio PWM waves to mimic the microwave oven under different thermal working condition, LCD screen as man-machine interface synchronous display the current working state.

After the simulation and the on-site debugging, the electric control system of the microwave oven is safe and reliable, and the work is stable, and the function of the microwave oven is smoothly realized.

Keywords: MCU; microwave oven; control circuit;

目录

摘要..................................................................... I 1 引言. (1)

1.1 微波炉简介 (1)

1.2 本文主要研究工作 (2)

2 微波炉的工作原理和总体方案设计 (3)

2.1 微波炉的工作原理 (3)

2.2 微波炉的基本构造 (4)

2.2.1 控制电路 (4)

2.2.2 高压变压器 (4)

2.2.3 磁控管 (5)

2.2.3 炉腔 (8)

2.2.4 炉门 (8)

2.3 总体方案设计 (8)

3 硬件电路设计 (9)

3.1 主电路的设计 (10)

3.1.1 主电路方案分析 (10)

3.1.2 主电路方案设计 (12)

3.2 驱动电路的设计 (14)

3.3 单片机选型及介绍 (15)

3.3.1 单片机的选型 (15)

3.3.2 单片机STC89C52的特点 (15)

3.3.3 单片机最小系统设计 (16)

3.4 光耦隔离控制模块的设计 (19)

3.5 键盘输入和液晶显示电路 (20)

3.5.1 键盘输入电路方案的选择 (20)

3.5.2 显示电路方案的选择 (22)

3.6 蜂鸣器电路 (25)

3.7 风扇冷却电路 (26)

4 软件设计 (28)

4.1 主程序流程图 (28)

4.2 PWM波控制子程序 (30)

4.3 火力调节子程序设计 (30)

4.4 烹饪时间设定子程序设计 (31)

4.4.1 设置定时模式的方法 (31)

4.4.2 时间设定程序流程图 (34)

4.5 键盘扫描子程序设计 (34)

4.6 液晶显示模块程序设计 (37)

5 系统仿真调试和实物制作 (38)

5.1 系统的仿真调试 (38)

5.1.1 仿真结果及分析 (38)

5.2 实物制作 (42)

6 结论与展望 (45)

6.1 论文总结 (45)

6.1.1 主要工作及结论 (45)

6.1.2 存在的问题 (45)

6.2 感想及收获 (45)

6.3 展望 (46)

致谢................................................... 错误！未定义书签。参考文献. (49)

附录I: 仿真图 (50)

附录II 原理图 (51)

附录III: 源程序 (51)

1 引言

1.1 微波炉简介

微波炉（图1-1）已成为生活中不可或缺的烹饪工具，是小家电的重要组成部分，现代的微波炉具有多种烹饪方式，可以很简单、快速、方便地做出各种美味佳肴。相比于其它烹饪工具，例如地锅、煤炉、燃气灶、电磁炉，微波炉拥有热效率高即是电能利用率高进而耗电能就少、可以全自动烹饪即是无需人全程参与烹饪过程、环保即是利用率高耗电少，另一方面就是在烹饪过程中很少产生传统烹饪方式产生的烟雾、灰尘等优点。微波炉的这些优点符合经济、节约、环保原则，也比传统烹饪方式节约时间、降低能耗。微波炉的智能、多功能、环保、操作简便等优点，也颇受欢迎，所以当今微波炉已进入千万个城乡家庭之中，成为人们生活的好帮手，微波炉的发展前景是越来越好的。

图1-1 微波炉实物

微波是一种波长很短、高频率的电磁波，它是由交变的电场和磁场组成的，微波具有比通常的无线电波大得多的能量。金属则对微波具有反射的作用；然而对于水和食物等会吸收微波而使自身发热。微波炉（Microwave oven）就是利用微波的这种特性来加热食物的。微波炉是现代家庭常见的烹饪工具。家用微波炉是利用食物在微波场中吸收微波能量而使自身加热的烹饪器具。在微波炉的磁控管中产生微波，微波经过天线、波导传输到炉腔内形成微波场，微波均匀穿过食物使食物内分子运动产生热量，温度升高加热食物。也就是说微波炉加热食物是通过使食物内分子本身振荡产生热量来自身加热的。

微波在传播过程中遇到物体时，依物体材料的不同，会被不同程度的反射、透射

或吸收。自然界中也存在很多微波，主要是由于它在自然界中比较分散，现在技术还不能将它们收集起来，所以不能被加热食物。

1.2 本文主要研究工作

本文主要的研究工作是基于89C52单片机设计家用微波炉的控制系统，首先要确立明确的系统整体方案，接着的工作就是通过整体方案设计各部分电路方案，进一步实现预期功能。首要工作是按照任务的目的和要求制作一个微波炉控制器电路，具有自动设置工作档位、时间和直接选择烹饪模式两种功能并存，程序内预设有若干种烹饪方式均可通过一键操作实现，通过1602LCD 液晶屏显示。

工作实现步骤如图1-2所示：

设计中具体的任务有：

(1)电源的设计；

(2)开关、驱动电路和光耦隔离电路的硬件设计；

(3)时间（分、秒）设置以及倒计时功能的设计；

(4)智能火力控制的设计；

(5)显示模块和蜂鸣器提示的设计；

(6)按键的设置；

(7)微波炉工作、返回与停止的设计；

图1-2 微波炉工作顺序流程图 复位待机检测显示电路设置工作模式和时间

设置启动定时和工作开始结束加热、鸣响提示

2 微波炉的工作原理和总体方案设计

微波炉是当今使用比较普遍的烹调灶具，主要是因为微波炉功能齐全、操作方便、安全环保的特点是现代快节奏生活所需求的。它的工作原理就是用微波对食物进行加热。微波炉外部实物主要由腔体、炉门、控制面板等部分组成。微波炉内部实物主要由门体部件、炉体部件、底盘部件等组成。本章就着重介绍微波炉的工作原理、基本构造和本设计的总体方案。

2.1 微波炉的工作原理

微波炉就是在磁控管中将电能转化为微波能，家用微波炉的振荡频率一般为2450MHz，微波以这样的振荡频率穿过食物，食物上的极性分子（比如水），这些极性分子的取向会随着微波电场的变化而变化。如图2-1，当,不加电场时，这些极性分子是杂乱无章的、中性；当加上外加电场时，这些极性分子就会随着电场极性变化，分子开始排列有序，当外加电场消失时，分子又开始运动，最终还是杂乱无章的，当外加电场的极性发生变化时，分子又开始运动，根据新的电场重新排列，又回到有序状态。当外加电场的极性间歇不停变化式，极性分子便随着电场变化进行摆动，在不断运动过程中，相邻极性分子之间会互相碰撞，在电场快速变化时分子运动比较快碰撞后会产生大量摩擦热。微波炉就是利用分子之间碰撞的摩擦热，使极性分子自身温度升高，进而食品温度上升，达到加热食品的目的。本设计由按钮键盘自动输入控制其烹饪时间和火力强度来进行各种各样方式的烹饪过程。

图2-2是家用微波炉的原理框图，220V 市电通过高压电路的安全保护装置熔丝管、操作面板连接高压变压器，高压变压器变压后分两路提供磁控管工作电压，（一路升压后再经过整流电路转换成约4000V 左右的直流电压，给磁控管阳极供电；一路由高压变压器直接送到磁控管阴极）。产生的微波经天线、波导传输到炉腔，炉腔进口处有类似风扇叶的搅拌器，将进入的微波均匀分散开，一部分微波直接穿过食物，食物总有一些极性分子（如水、脂肪、蛋白质、糖等）受到微波场能的变化而以每秒24亿5千万次的速度高速振荡，在振荡过程中，各相邻极性分子间就会互相碰撞而产生大量摩擦热使食物的温度升高，里外同时快速加热食物。

2.2 微波炉的基本构造

2.2.1 控制电路

控制电路—微波炉整机控制的核心，它的主要任务是发送控制信号给磁控管。控制电路从最初的机械式经过不断改进、创新到现在较为普遍的微电脑式，种类繁多，目前的微电脑控制型，其控制芯片内烧写有厂家自己设计的程序，并已设计好多种加热工作模式。

2.2.2 高压变压器 图2-1 极性分子变化规律

220V 交流电源安全保护装置（熔丝管）

控制面板高压变压器

2450MHZ

微波能

磁控管阴极4000V 直流电高压整流器

炉腔食物分子随微波场

能的变化而

高速振荡食物被加热

磁控管阳极图2-2 微波炉工作原理框图

如图2-3中的高压变压器，是一种将100V ～230V 的低压交流电变成一般在2000V 左右的高压交流电的变压器，是一种升压变压器（又称高压稳压器、漏感变压器），有三个绕组（一次绕组、二次绕组、灯丝绕组）及磁分路装置、硅钢片刀等。微波炉高压变压器的作用就是将一次侧的220V 交流市电，分两组变压，一组是降压提供3.3V 灯丝电压，另一组是将电压升至2000V 左右，再经高压整流器电路（高压电容、高压二极管）将此高压整流为4100V 左右的直流高压，供磁控管工作。微波炉中的高压变压器主要作用是给磁控管提供工作电压。

2.2.3 磁控管

图2-4是俗称微波发生器的磁控管，是微波炉工作的“心脏”，作用是将通过它的直流电转化为微波发射出去。微波炉的磁控管管内的电子运动方向、恒定磁场和恒定电场三者相互垂直，所以磁控管也是正交场器件。电子在恒定电场中运动将电能转化成电子的动能，电子在恒定电场和恒定磁场的作用下与管内高频的电磁场相互作用，储存在电子中的动能转变成微波能量释放，微波能就产生了。

图2-3 高压变压器

磁控管（图2-5）是真空器件。它主要由阴极(灯丝)、阳极、环形磁钢、耦合环、天线(即微波能量输出器)、散热器和灯丝插头等部件构成。磁控管的阳极为圆筒状，用铜材制成的，被多个翼片分割成多个扇形空间，这些扇形空间就是阳极谐振腔，谐振频率就是磁控管的工作频率。阳极的外壳上嵌有一对环形永久磁钢，形成磁场的主要用于控制阳极腔内的微波振荡能量。微波能量通过耦合环传送到天线，再经波导向加热腔体发送微波能，对食物进行微波加热。

图2-4 磁控管

如图2-6所示，在磁控管工作时，阳极相对于阴极加有4100V 的高压形成压差，这样在阳极和阴极之间就形成一个径向直流高压电场，磁场由环状磁铁产生。磁控管的阴极加上电压时，阴极就会有电子发出，在电场力作用下向阳极运动，电子运动就会产生电流，所以阳极就会产生高压电流。运动的电子在又会在磁场力作用下绕阴极轴线运动。同时，阳极谐振腔内也有高频电场，作绕动飞行的电子的旋转速度与谐振腔中高频的固有频率同步时便发生共振，振荡能量以微波形式产生。而能量的损耗，则由电子束的强度补偿，以维持高频振荡。

家用微波炉磁控管的发射功率一般为400W ～1000W ，需要4000V 左右的工作电压，在高电压的作用下电场力就会很大，电子束的强度与电场力是成正比的，同样也很大，阳极电流随之增大，功耗增加。高电压、高电流、高功耗使磁控管外表面温度 图2-5 磁控管

图2-6 磁控管内部结构

不断升高，这时火力控制级别就会出现失调，使磁控管不能正常工作，所以必须有相应的自动保护措施。

磁控管外表面安装固定有KSD301温控开关（图2-7），它是一种内置双金属片的热敏保护开关。在温度正常时，双金属片保持闭合状态使电路接通。当温度超过预设的阀值时，双金属片就会反方向弯曲断开，切断电路从而起到电路保护作用。

2.2.3 炉腔

炉腔是烹调食物和烘烤食物的地方。微波炉炉腔常用的有钢板喷涂和不锈钢两种材料，一般被设计为矩形。腔的左边和顶部一般开有通风孔。微波由天线、波导管传入炉腔，一部分直接射过食物，对食物加热；而一部分经过腔壁反射后穿透食物，对食物进行加热。

2.2.4 炉门

炉门的作用主要是四点：便于取放食物；便于观察烹调时的情况；是构成炉腔的前臂；是微波炉防止微波泄漏的屏障。在炉门的卡勾上安装门控开关，当打开炉门时主电路断开，从而保证使用的安全。炉门由门面、门体、门封、门钩等组成。

2.3 总体方案设计

在总体方案设计过程中，通过对比各种软件控制，在性能、成本和可实现性等方面综合考虑，最终选择单片机作为本设计的控制核心，单片机的信号控制完全可以实现这次设计信号的控制，而且单片机简单易学、操作方便、价格低廉，增加了本设计的可实施性。因此本设计采用89C52作为控制核心，主要由89C52

单片机最小系统图2-7 KSD301温控开关

与电源模块、输入显示模块等外设模块构成；微波发生部分以输出PWM 波模拟代替。整个控制电路的结构框图如图2-8所示。 89C52单片机5V 电源

键盘输入液晶显示PWM 波输出

蜂鸣器电路

风扇冷却电路

光耦隔离控制火力开关磁控管

图2-8 总体设计框图

3 硬件电路设计

本次微波炉系统设计中，整个微波炉控制电路的设计主要是硬件设计和软件设计两大部分。硬件设计分为强电和弱电两个部分，弱电部分即是控制电路，强电部分即为微波发生电路，整个设计既要考虑软硬件的兼容，又要保证弱电部分和强电部分之间操作的安全及可靠。

3.1 主电路的设计

3.1.1 主电路方案分析

本次设计实现的主要功能是用户人为的按键操作对微波炉磁控管的工作时间和火力大小进行控制，本设计预定有四中不同占空比的PWM波，实现对微波炉火力时间长短的控制，进而实现对火力大小的控制。

微波炉火力开关的接通时间主要是通过控制装置调整来实现的。火力开关的接通时间是可调的，一般在5～30秒范围内，开关的最短接通时间应大于等于5秒，最长接通时间小于或等于30秒。这就是说，微波炉的输出功率是通过调节磁控管发射微波的时间长短来实现控制的。微波炉工作时发出的微波是断续的，而不是连续的，火力开关接通的时间的长短和磁控管的工作时间的长短成正比，微波发射的时间长短和加热火力的大小成正比。

例如将火力开关选择按钮设置在解冻档位时，火力开关的接通时间是11s，断开时间就为19s，此时微波炉的输出功率约为额定功率的11/30=0.366约为37%（约为296W）；而当火力选择按钮高火档位被按下时，火力选择开关接通时间是最长的为30s，断开时间就为0s，这时微波炉的输出功率最大，为额定功率的30/30=1为100%（即800W）。总而言之，对火力选择的控制，就是对微波发射的开关控制，其接通与断开时间的计时工作，与定时器的设定位置同步。

通过上面的论述，我们自然而然就会想到，微波炉的功率控制就是通过把输入的交流电“斩”成不同的宽度，即是改变电流的通和断时间改变功率。这就是在电力电子技术课程中学到的PWM控制技术，通过对电力电子这块知识稍加复习就能学以致用，通过PWM控制技术实现对微波炉功率控制。

PWM（Pulse Width Modulation）控制就是对脉冲宽度进行调制的技术。就是为了获得所需要的波形，通过对一系列脉冲的宽度进行调制来等效。采样控制理论中有一个重要的结论：在具有惯性的环节的电路上输入充量相等而形状不同的脉冲时，输出效果大致相同。冲量即指窄脉冲的面积。效果大致相同，就是惯性环节输出的波形基

本相同。把各个输入波形用傅里叶变换分析，可以看出在低频段输出非常接近，仅仅在高频段略有差异。这就是面积等效原理，它是PWM控制技术的重要理论基础，是学习和应用PWM的重要知识储备。

图3-1的电路是一个具体的例子，图中e(t)为电压窄脉冲输入，图a为矩形脉冲，图b为三角形脉冲，图c为正弦波半脉冲，图d为单位冲击脉冲，它们的面积（即冲量）都等于1。这些输入加在可以看成惯性环节的R-L电路上，设其电流i(t)为电路的输出。f给出了不同窄脉冲时i(t)的响应波形。从图中不同的曲线可以看出，在i(t)的上升段，输入的脉冲不同时，i(t)的形状也是稍微有些区别的。在下降段无论输入的波形是什么，输出却几乎完全相同。脉冲越窄，各i(t)波形差异也越小。如果按一定周期地输入上述脉冲，则响应输出i(t)也是周期性的。上述原理即为面积等效原理，它是PWM控制技术的重要理论基础。

b

图3-1 冲量相同的窄脉冲的响应波形

通过对上述PWM 波控制理论的学习，我们可以通过单片机编程，利用单片机的定时器输出不同占空比的PWM 波的输出，控制电路开关器件的通断，进而控制微波电路的输出功率。单片机用于输出控制火力的方波脉冲输出，当方波脉冲输出高电平时，火力开关闭合，则高压变压器工作，变压器次级线圈中产生感应电动势，磁控管工作；当方波脉冲输出低电平时，火力开关断开，变压器中无电流流过，磁控管不工作，由于方波脉冲是在单片机控制下产生的，因此适当的改变方波的占空比就可以改变Q 的导通时间，从而改变磁控管的输出功率。

3.1.2 主电路方案设计

基于上一节主电路方案的分析，主电路工作原理图如3-2所示：

接通电源后，220V 的交流市电先经过一个由MOEFET 管组成的火力开关来控制电流的通断，随后经过一个高压变压器将电压分为两路，一路将220V 市电降为3.3V 左右的交流电给磁控管灯丝供电。另一路将220V 电压升至2000V 左右的交流高压，最后经过高压限流电容C1，整流二极管D5组成的整流电路后得到约为4100V 的直流高压加至磁控管阴极（阳极接地），由于阴阳两极的电压差而形成加速电场，磁控管阴极发射出的电子在强电场力作用下向阳极加速运动。电子加速运动的过程中还要受到阳极腔外壳上永久磁铁所形成的强磁场作用，所以电子是边加速边旋转向阳极方向运动，旋转的速度在加速过程中也在不断加快。电子通过扇形谐振腔时发生振荡，且振荡频率不断升高直至达到2450MHz 时形成微波，由波导管口发射出去，再传输到炉腔内对食品进行加热。

本次设计中采用的磁控管型号为2M210，额定功率为600W ～900W ，容量为20～图3-2 主电路原理图

25L 。

微波炉的火力开关则是通过单片机输出的PWM 波来控制MOEFET 的通断，当220V 交流电为正半周时，D1和V1通道导通，D3和V3来提供续流通道；而220V 交流电为负半周时，D2和V2通道导通，D4和V4提供续流通道。

220V 交流电的最大值为380V 左右，MOSFET 管IRF830（图3-3）的承受的最大电压为500V ，常温下，电流连续时漏极电流为4.5A ，完全满足本次设计的要求，故V1～V4均选用IRF830。二极管1N4004（图3-4）所能承受的最大电压为400V ，满足本设计的要求，故D1～D4均选用1N4004即可。

本次设计的主电路中采用的是二倍压电路为磁控管供电，电路原理如图3-5所示。电路由高压绕组T 、高压电容C 也称倍压提升电容、高压二极管D 也称倍压提升二极管组成的。

倍压电路的原理为：当高压绕组一次侧1e 为正半周期时，二次侧2e 为正半周，由二极管单向导电性可知D 导通，电流通过如图3-5方向通过二极管D 对电容C 充电，使C 上的电压接近2e 的峰值22e 且大致上稳定不变。当变压器T 高压绕组二次侧中感应电动势2e 为负半周期时，高压二极管D 反向截止，无电流通过，高压电容C 上的充电电压（等于

22e ）与e2串联，方向相同叠加，即是图中3-4中A 、B 两点间的电压为22

2e ，电压提升为原来一倍。当变压器T 高级绕组二次侧中的感应电动势

2e 又为正半周期时，高压电容C 又重复上述过程开始充电，从而使A 点保持2e 峰值电压图3-3 IRF830实物图 图3-4 IN4004实物图

图3-5 倍压电路图

的2倍。所以，高压电容C 在此电路设计中主要起到倍压提升的作用，高压二极管D 利用其单向导电性，其主要起开关的作用。

由于1.08uf 高压电容CH85可承受2300V 左右电压，高压整流二极管T4512可承受12000V 高压，所通电流为0.45A ，均满足本设计的要求。故本设计高压电容采用CH85，高压二极管采用T4512。

3.2 驱动电路的设计

在3.1.2的主电路中采用了MOSFET 管IRF830作为开关器件，通过查阅资料，了解学习了MOSFET 管驱动的相关知识后，本设计最终采用IRF2125作为驱动器，来驱动IRF830工作。

IR2125是高压、高速MOSFET 及IGBT 驱动器，它的内部自带有限制过电流和过流保护电路。IR2125由先进的高压集成电路和门闩COMS 技术制成，它的输入电平与标准的CMOS 和TTL 电平是兼容的。IR2125中具有大电流脉冲缓冲设计的输出驱动特性，并限制栅极驱动电压，并可编程检测到过电流与封锁脉冲之间的时间间隔，由于内部采用的自举技术，因此IR2125可用来驱动一个工作于电路中高端或低端的N 沟道MOSFET 或IGBT ，并可用于工作母线电压低于500V 的任意场合。IR2125驱动电路完全满足本设计的要求，因此驱动模块采用IR2125驱动电路，如图3-6。

IR2125管脚图如图3-7所示：

Vcc ：输入电源电压。 IN ：PWM 信号输入端。

ERR ：误差信号电压，ERR 端口和COM 端口需接10PF 电容。

COM ：接地端，和Vcc 端之间接1uF 电容。

VB ：高端浮动电源电压，与Vcc 端接自举二极管。

HO ：高端浮动输出电压，需要串接100Ω电阻接Mos 管G 极。 图

3-6 IR2125驱动电路

CS ：电流信号检测电压，接Mos 管S 极，主要用于检测电流。

Vs ：高端浮动失调电压，与CS 端串接电阻接Mos 管S 极。串接电阻大小为R=0.23/Imax ，Imax 为输出最大电流，本设计是0.5A ，故电阻可以选用0.5Ω。

3.3 单片机选型及介绍

3.3.1 单片机的选型

STC89C52是由STC 公司生产的一种低功耗，性能高、CMOS 8位的微控制器。STC89C52使用了经典的MCS-51的内核，自身具有8K 字节的系统可编程Flash 存储器，但STC 公司自己做了很多改进，使得芯片具有传统的51单片机不具有的功能，再加上低廉的价格，使该型号的单片机在国内占据了很大的市场。

考虑到本设计所需实现的功能大小以及单片机的价格等因素，本设计采用51系列的STC89C52单片机作为此次设计系统的核心芯片。

3.3.2 单片机STC89C52的特点

本设计采用STC89C52单片机（图3-8为单片机引脚图），下面针对STC89C52做个简单的介绍。

STC89C52主要特性如下：

(1)增强型8051单片机，指令代码完全兼容传统8051。相对来说，程序编写较简单，能够轻松掌握。

(2)通用I/O 口（32个）：

P0.0～P0.7为P0口的8位双向口线。

P1.0～P1.7为P1口的8位双向口线;内部具有上拉电阻。

P2.0～P2.7为P2口的8位双向口线;内部具有上拉电阻。

P3.0～P3.7为P3口的8位双向口线;内部具有上拉电阻，还具有第二功能见表

3-1 图3-7 IR2125引脚图

（3）共3个16位定时器/计数器。即定时器T0、T1、T2。外部中断4路，下降沿中断或低电平触发电路。

表3-1 P3口的第二功能

口线第二功能信号名称

P3.0 RXD 串行数据接收

P3.1 TXD 串行数据发送

P3.2 INT0 外部中断0的申请

P3.3 INT1 外部中断1的申请

P3.4 T0 定时器/计数器0计数输入

P3.5 T1 定时器/计数器1计数输入

P3.6 WR 外部RAM写选通

图3-8-单片机引脚图

P3.7 RD 外部RAM读选通

3.3.3 单片机最小系统设计

STC89C52的最小系统是指能够让单片机正常运行所具备的最小系统。如图3-9

为本设计中最小系统的设计。

单片机最小系统是单片所组成的最小的组成单元，包括：MCU、复位电路、时钟振荡电路以及电源耦合电路；

（1）复位电路：简单的理解就是单片机程序的重新启动按键，即程序重新从函数的第一块执行。复位电路通常存在两种形式：上电复位、开关复位。上电复位要求

基于单片机控制系统电磁炉的设计毕业设计论文

毕业设计（论文）设计（论文）题目《基于单片机控制系统电磁炉的设计》 办学点（系）江苏城市职业学院南通办学点专业电气自动化技术 班级12电气 学号 学生姓名 起讫日期 地点 指导教师 2014年12 月01 日 江苏城市职业学院教务处制

毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期：

学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名：日期：年月日 导师签名：日期：年月日

基于单片机的广告灯课程设计

单片机课程设计报告书 课题名称 基于单片机的广告灯课程设计 姓 名 学 号 院 系 专 业 指导教师 2011年 6月10日 ※ ※※※※※※※※ ※※ ※※ ※※ 2008级学生单片机 课程设计

基于单片机的广告灯课程设计 1、设计目的 本设计以AT89S51单片机为核心并用它来控制发光二极管双灯点亮循环的实验装置，用AT89S51单片机控制16个发光二极管发光，实现亮点从高到低位，从左到右，从单到双的循环移动。通过PROTEL软件设计、仿真，并能从中掌握通过软件控制发光二极管的思路和技巧。这次设计重点就在于利用单片机的知识去控制系统的运行。 2、设计要求 1）广告流水灯具有控制的功能。 2）设置一个系统使广告流水灯能够规律性和周期性的闪烁功能。 3）能够使其制动化和中断的功能。 3、设计总框图与方案 图3.1系统框图 本次课程设计是用流水灯的变化来表示不同的效果。主体选用AT89S51单片机使用多个发光二极管，通过编程来实现“流水灯”的花样变化。 4、硬件电路的设计 4.1系统电路图

图4.1 广告灯的硬件原理电路图 这个电路图中都为低电位亮，高电位灭即‘0’亮‘1’灭，就这样通过查表控制‘0’与‘1’的变化来控制发光二极管的亮灭。中断中也是如此，通过取反的手段来控制灯的亮灭。按照图4.1进行仿真，通过编程来实现“流水灯”的花样变化。AT89S51的P1、P3口分别接一组发光二极管，发光二极管另一端接电源输出，故为高电平。P1、P3口输出电平的变化控制二极管的发光情况。当P1、P3口的输出电平为低时，LED灯亮；反之，不亮。 5、软件设计 5.1 流程图与程序 图5.1程序总流程图 本实验流程中，用AT89S51单片机控制16个发光二极管发光。其中二极管一端接高电平，另一端接AT89S51芯片输出端口，通过控制各输出端口高低电平的变化决定二极管是否发光，从而使广告流水灯能够规律性和周期性地分别实现一个亮灯的左右移动、一个不亮灯的左右移动、灯的从两边到中间及单双等交替闪烁等花样变化。 6、系统仿真 在Proteus的ISIS 7.1sp2软件环境下画出电路原理图，接下来就是将设计的程序在Keil C51 μVision2开发集成环境上编译成机器语言，进入Proteus 的ISIS，鼠标左键点击菜单“Debug”，选中“use romote debuger monitor”，便可实现KeilC与Proteus连接调试。首先在Proteus中双击单片机AT89C51,将KeilC下编程生成的 .HEX文件导入到AT89C51中,可在Proteus中单击全速仿真运行按钮，进行现象的查看,能清楚地观察到芯片上每一个引脚的电平变化，红色代表高电平，蓝色代表低电平；如果现象不正确，则在KeilC中单步调试程序，并在Proteus观察现象，那一步不正确则对该段的程序进行修改，调试直到仿真完全成功为止。 图6.1 Proteus软件环境下画出电路原理图 图6.2效果一

年度中国电磁炉行业报告

电磁炉行业分析报告 全国交电商品科技经济情报中心站 二00三年十二月 主要结论 1、行业竞争激烈，价格大幅度下降。规模化、配套能力强的企业才能形成真正 的竞争实力，市场处于高速成长期。 2、对于全行业来讲，电磁炉的销售总量增幅在70%以上，知名品牌的市场占有 率上升，品牌集中化程度有所提高。 3、电磁炉产品的使用方便初步得到了消费者的认可，但对其它功能不甚了解， 需要行业的共同努力，。 4、认识与选择存在差异，影响电磁炉进入家庭的主要障碍在于传统观念的影响 及宣传力度不够。从长远来看，需要整个行业的努力，才能最终形成与其它 厨房家电齐名的市场地位。 2003年电磁炉行业分析报告 电磁炉市场在经历了2001年、2002两年的高速增长以后，2003年的增长势头依然强劲，行业总销量达到了650万台，比去年增长70%以上，成为目前小家电行业销量增长最快的产品。 2003年以来，由于知名品牌介入电磁炉行业，专业电磁炉生产厂家的实力，各品牌更加注重产品的研发和相关技术的提高，使得电磁炉质量有了很大提高。并且，电磁炉销量中品牌的集中度进一步提高，排名在前十名的品牌已经占据了市场75%以上的份额。主要电磁炉生产企业的产销量都有了大幅度的增长，个别企业的增长已经达到了一倍以上。 ◆附图1-01 2003年，除了新加入小企业，知名大企业涉足者也为电磁炉行业竞争增添

了新的亮点。TCL、格兰仕等品牌都是在电磁炉的高速成长期扩大自己的产品种类，借助渠道和品牌的优势进入电磁炉行业。而美的电磁炉的快速发展，也为其它企业涉足提供了成功的典型。 2003年电磁炉行业的一个突出现象是产品价格的进一步降低。2003年电磁炉的价格，平均降幅为25%-30%，个别单品的降幅更是达到70%。价格降低的原因很多，大品牌产量的大幅增长使得电磁炉的单位成本降低，零配件供应价格的下降也是电磁炉价格下降的原因之一。同时，个别小厂家使用劣质零配件压低产品零售价格来冲击市场。虽然电磁炉市场形势大好，但从渠道的角度分析，目前电磁炉的主力市场在西南、西北等几个区域，还没有真正全国铺开，而且其他区域集中在一级市场，二、三级市场尚未开发或者开发力度很小，主要是消费者的认知度低，各方面的透明度不高，因此整个电磁炉行业发展的空间仍然很大。 第一部分：行业现状分析 一、企业现状 电磁炉企业80%在广东地区，以顺德和中山为最多，多数是年产量几千台的小企业，其余20%则分布在江浙一带，规模也都比较小。由于加工配套能力较弱，其它地区的电磁炉生产企业很少。 目前全国各级市场的电磁炉品牌大约有400个左右，但是多数是无名的小牌子，在一级市场销售的品牌在60个左右。市场上电磁炉大致可以分为全国品牌和区域品牌,无论从销售量还是销售区域分布来看, 富士宝、美的、尚朋堂属一线品牌,产销量在80万台以上，较2002年有大幅增长，总产销量已经占市场的40%。这三个品牌的产品涵盖了高中低档各类产品，种类都在十几种以上，营销策略上可谓各有所长，销售和服务网络遍及全国各地，无明显的弱势区域。二、

单片机基于80C51单片机的步进电机控制系统

中国地质大学长城学院 本科课程设计题目:基于80C51单片机的步进电机控制系统 系别信息工程系 学生姓名 专业电气工程及其自动化 学号 指导教师 职称讲师 2014 年6 月11 日

摘要 本文研究基于51系列单片机的步进电机控制系统设计，该系统包括以下几个部分：数据采集、数据处理、终端接收，该系统以汇编语言为单片机的驱动程序语言，单片机控制步进电机，主要任务是把二进制数变成脉冲序列，按相序输入脉冲以实现电机转动方向控制，利用单片机实现对步进电机的远距离实时监控，从而达到高效、节能的控制步进电机工作的目的,该系统具有成本低、控制方便的特点。使用单片机驱动四相步进电机，控制步进电机以四相八拍的方式运行，来实现步进电机正向/反向旋转，P1.0～P1.3分别控制步进电机；P1.5～P1.7分别控制步进电机的停止、正转、反转。 关键词：51单片机；步进电机；数据采集；汇编语言；

目录 摘要 0 1 设计目的 (1) 2设计内容与要求 (1) 3 总体设计方案 (1) 3.1整体方案 (1) 3.2具体方案实现 (1) 4系统硬件设计 (2) 4.1复位电路 (2) 4.2晶振电路 (2) 4.3按键电路 (3) 4.4指示灯电路 (3) 4.5驱动电路 (4) 4.6步进电机 (4) 5程序软件设计 (5) 5.1程序流程图 (5) 5.2源程序 (6) 6系统调试与仿真 (7) 7总结 (8)

1设计目的 1．掌握单片机控制步进电机的硬件接口电路。 2．掌握步进电机驱动程序的设计和调试方法。 3．熟悉步进电动机的工作特性。 2设计内容与要求 1．查阅资料，了解步进电机的工作原理。 2．通过单片机给定参数控制电机转动。 3．通过按钮控制正转、反转和停止。 3总体设计方案 3.1整体方案 本系统主要是由AT89C51，步进电机控制器ULN2004，步进电机，通过单片机编程，实现步进电机控制的脉冲分配，使电机实现正转，反转以及停止等功能 3.2具体实现方案 根据系统要求画出单片机控制步进电机的控制框图，见下图。系统包括单片机、按键、驱动电路和步进电机。 键盘80c51单片机 步进电机 驱动电路

单片机课设(三篇课设均带带仿真图和源程序代码)

12232 LCD PROTEUS仿真（51C） 12232在proteus 里模型用关键字P ，“12232”查不出LCD的，要用1232 查找。 好不容易得到模型，编写程序，一直不能成功。第一个字符正常，后面的就乱了。最后才明白：12232的模型和实物不一样，共４页（这和实物一样），每页只能从地址０开始，水平方向从左往右显示。另外，按实物的程序，仿真中显示是相反的，所以初始化时应改为反向显示，仿真显示才正常。 //12232LCD proteus仿真 //2012 01 20 E:\DPJ_C\12232\12232UV4\12232_2C.C #include #include #include"chr16.h" #define uchar unsigned char #define uint unsigned int #define LCD_DB P0 sbit E2=P3^5; sbit E1=P3^6; sbit A0=P3^7; void WR_Mcom(uchar i) { E1=1; _nop_();

A0=0; _nop_(); _nop_(); LCD_DB=i; _nop_(); _nop_(); E1=0; _nop_(); _nop_(); } void WR_Mdat(uchar i) { E1=1; _nop_(); _nop_(); A0=1; _nop_(); _nop_(); LCD_DB=i; _nop_(); _nop_(); E1=0; _nop_(); _nop_(); } void WR_Scom(uchar i) { A0=0; _nop_(); _nop_(); E2=1; _nop_(); _nop_(); LCD_DB=i; _nop_(); _nop_(); E2=0; _nop_();

基于单片机的电磁炉设计

摘要 微波炉已在我国民用领域中普及开来。微波炉加热的独特原理就是用微波来煮饭烧菜，由于其独特的加热原理，可以有效地保持原有食品的颜色、气味、口感和营养成分，也能在迅速解冻食品时保持食物的水分不丢失和新鲜度。使用微波炉的过程中也很少产生烟气和热气，可保持厨房的清洁。微波炉之所以有这么优良的性能，其原因就在于微波炉的广泛应用，它的广泛应用又促进了相关新技术的探索和发现，这些发现和新技术转而又被应用于微波炉性能的改造，这些都是息息相关的。现在的微波炉技术已相当成熟。 本次设计研究主要是微波炉的控制系统。本次设计的控制核心是89C52单片机，之所以选择单片机控制，是因为它的功能强、体积小、功耗低、工作可靠、价格便宜、使用简单方便等特点，特别适合应用于控制有关的系统。整个微波炉控制系统设计主要包括主电路、电源电路、驱动电路、光电耦合隔离、89C52最小系统、键盘输入、液晶显示、PWM波输出等。 本设计有预设模式和人工输入模式两种，对微波炉工作的时间和火力进行调节，通过输出占空比不同的PWM波来模拟微波炉工作在不同火力下的状态，液晶显示屏能准确显示当前工作状态，我们可以根据自己的意愿继续、暂停、退出当前工作方式。 经过模拟仿真以及现场调试后，设计的微波炉控制系统安全可靠，工作稳定，顺利实现预期的各项功能。 关键词：89C52单片机；微波炉；控制电路；

Abstract In our country, microwave ovens have in civilian areas in popularity, due to its unique heating principle, it can effectively keep the original food color, smell, taste and nutrients, also can rapid thawing foods, keep the moisture of food and fresh. And in the use of the microwave oven almost do not produce fumes and hot air, so that the kitchen to keep clean. Microwave oven which has so good performance is relation with the application of new technology . This paper analyzes the control system of home microwave oven, and compares various control methods, and determines the overall control scheme of the system.. Because the monolithic integrated circuit has the characteristics of strong function, small size, low power consumption, cheap, reliable work, convenient use and the like. Therefore, it is especially suitable for control system, the design of the final selection of 89C52 single chip microcomputer as the control core, supplemented by the keyboard input module, LCD display module, photoelectric coupling isolation module and analog microwave modules to form a control circuit of the microwave. This design by default mode or manual input mode microwave oven working time and fire control, and through different output accounted for duty ratio PWM waves to mimic the microwave oven under different thermal working condition, LCD screen as man-machine interface synchronous display the current working state. After the simulation and the on-site debugging, the electric control system of the microwave oven is safe and reliable, and the work is stable, and the function of the microwave oven is smoothly realized. Keywords: MCU; microwave oven; control circuit;

电磁炉触摸控制原理与检修技术

电磁炉触摸控制原理与检修技术 虽然机械按键（轻触键）控制技术很成熟，且电路结构简单、成本低廉，已在很多电子产品中广泛应用，但由于机械按键本身具有易磨损，并受温度、湿度影响较大，所以故障率一直较高。另外，采用机械式按键控制电路的电磁炉，需要在面板按键的相应位置开孔，然后粘贴一张薄膜进行覆盖，如图1所示。 图1 机械式按键使用时间一长，薄膜会破裂、变形或者脱胶，薄膜就容易与面板粘贴处开裂，如图2所示。电磁炉在使用过程中，面板难免会沾上一些水分、油渍，这些水分、油渍就会从开裂处渗人到内部，轻则引发多种故障，严重时将烧毁元器件。 图2 新一代电容触摸感应式控制技术完全能够弥补机械式按键的缺点，具有耐磨损、防水保护及不受温度、湿度影响，且造价低廉等优点，成为新一代电器产品控制电路的新宠。电容触摸感应式控制技术已广泛地应用于手机、影碟机、电磁炉、抽油烟机、洗衣机，微波炉、电子秤、MP3、MP4、数码相框、多媒体音箱、液晶电视、液晶显示器等产品中。由于该类控制没有传统的机械按键，不需要在

面板上开孔，面板可以采用一块整体的玻璃、陶瓷或塑料等材质，既方便清洁，还美观大方。另外，将触摸技术应用在电磁炉产品中，同时也消除了从面板上渗水的故障隐患。 一、电容触摸感应式控制技术的基本原理 所谓电容触摸感应式控制技术，其核心就是利用张弛振荡器产生数百千赫兹的正弦波，然后将这个正弦波信号加在各个弹簧导电盘上，当用户的手指接触到导电盘的时候（即使有面板隔开，但对于高频信号而言，玻璃、陶瓷、塑料等材质面板仍相当于导体），相当于给弹簧导电盘对地接了一只电容，利用电容通交隔直的特性，高频信号通过电容分压，弹簧盘上的信号电平将降低。 这个降低的信号电压施加在阈值检测器上（或者被送到比较器内部电路进行处理，使相应输出端输出电平翻转），即可以产生触摸/无触摸的信号。 市场上常见的采用电容触摸感应式控制技术的电磁炉，按控制接口类型分类主要有二种： 第一种是将张弛振荡器产生的数百千赫兹的正弦波加到各个功能键弹簧导电盘上。并将 各个功能键与比较器的输人端分别相连，通过比较器内部电路进行比较，在输出端实现高低电平的变化，并且一个按键对应一个I/O口，每个I/O口分别用高或低两种不同的电平来表示按键的开或关。这种方式的优点是：不需改动以往主系统的软硬件，只需单独做一块键盘小板就可以实现触摸按键功能，很适用于老产品改造，因此这种方式在较早电磁炉上较常见，其工作原理示意如图3所示。

基于单片机的电子时钟课程设计报告

目录 一、引言········ 二、设计课题········· 三、系统总体方案········· 四、系统硬件设计······ 1.硬件电路原理图 2.元件清单 五、系统软件设计········· 1.软件流程图 2.程序清单 六、系统实物图········ 七、课程设计体会········ 八、参考文献及网站········· 九、附录·········

一．引言 单片机因将其主要组成部分集成在一个芯片上而得名，就是把中央处理器、随机存储器、只读存储器、中断系统、定时器/计数器以及I/O接口电路等部件集成在一个芯片上。 基于单片机设计的数字钟精确度较高，因为在程序的执行过程中，任何指令都不影响定时器的正常计数，即便程序很长也不会影响中断的时间。 数字钟是采用数字电路实现对日期、时、分、秒，数字显示的计时装置，由于数字集成电路的发展和石英晶体振荡器的广泛应用，使得数字钟的精度，远远超过老式钟表，钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便，而且大大地扩展了钟表的报时功能。数字钟已成为人们日常生活中的必需品，广泛应用于家庭、车站、码头、剧院、办公室等场所，给人们的生活、学习、工作带来极大的方便。不仅如此，在现代化的进程中，也离不开电子钟的相关功能和原理，比如机械手的控制、家务的自动化、定时自动报警、按时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播、自动起闭路灯、定时开关烘箱、通断动力设备、甚至各种定时电气的自动启用等，所有这些，都是以钟表数字化为基础的。而且是控制的核心部分。因此，研究数字钟及扩大其应用，有着非常现实的意义。 本设计使用12MHZ晶振与单片机AT89C51相连接，以AT89C51芯片为核心，采用动态扫描方式显示，通过使用该单片机，加之在显示电路部分使用HD74LS373驱动电路，实现在8个LED数码管上显示时间，通过4个按键进行调时、复位等功能，在实现各功能时数码管进行相应显示。软件部分用C语言实现，分为显示、延迟、调时、复位等部分。通过软硬件结合达到最终目的。

电磁炉行业未来发展前景最新分析

电磁炉行业未来发展前景最新分析 电磁炉在国内市场已经有近二十年的时间了，因为一直处于普及和推广阶段，所以基本的技术研究也是停滞在单炉的开发和应用这个较低的水平上。普通电磁炉目前处于市场成熟期，品牌林立，竞争白热化。而商用电磁炉及火锅电磁炉由于多种原因，与普通电磁炉相比，在市场周期上至少落后于普通家用电磁炉两个相位，基本处于市场培育期。 就商用市场而言，以地方品牌为主要竞争格局，所以行业集中度尚未形成。如：深圳环球、深圳金肯、北京新丽、东莞蓝威，明钢、塞米空，莫力丝，厨禾、东莞沁鑫、东莞厨中厨等等。而美飞扬酒店厨房火锅设备作为一名后起之秀，已在商用大功电磁炉及火锅电磁炉两大市场奋起直追，公司自2012年已累计投入了100多万研发资金，期望在这两个市场开辟一个新领地。而大功率技术作为电磁炉的“高段位”却缺乏技术工程人员的基础研究，行业规范和标准期待建立。此外，国内知名小功率电磁炉生产企业及大家电企业尚未大规模介入，反倒是很多传统厨具制造企业较早介入商用电磁灶市场 由于没有大品牌产品，同时市场处于无主导品牌的混乱竞争状态，所以，SMR 的分析师对行业关键成功要素进行了一个简单排序，并给出了相应权重分值，作为其市场影响力的基本判断标准，结果是，资源关系排名第一，渠道能力排名第二，产品价格排名第三，解决方案排名第四，售后服务排名第五，依次的分值为：5,4,3,2,1。 导致上述现象的原因是：由于商用市场的特殊性，商用电磁炉的渠道与民用产品的渠道是完全不同的。民用产品属于小家电行业，在卖场中就可以购买到。而商用产品已经脱离小家电行业，产品具有明显的非标准化属性（工程性质）。商用电磁炉应用行业比较多，不同的场所就会有自己的独特的要求。例如，很多的营业场所提出的方案是在多人同时用餐的环境下的，而企业也不单单是提供一个简单的产品，而是一整套完整的解决方案，属于工程性质了。包括给轮船的气化灶具改造为电磁炉的整套解决方案等等。所以销售的渠道也是独立的，也属于工程的性质。 据不完全数据统计：全世界灶具使用数量约为300多亿台，中国约有约60亿台，但几乎有70%以上还是用燃气或燃油作燃料，如果逐步由商用电磁炉加以改造，结合政府倡导节能环保政策之生产与销售，市场将有几千亿元的份额全国餐饮业的大小餐厅、饭店、酒楼等厨房有500多万个，且每年以12%的速度迅猛增长；未来两年，按照10%的商用电磁厨房市场需求率、每个厨房4台设备基本配置来计算，有两百万台的市场容量。总计约400亿以上的市场需求，每个城市的市场需求量均过亿元，市场容量巨大。商用厨房数量有多少，商用电磁炉的需求就有多少。 全国高校每年在能源消耗上的费用平均为1520万元，各高校均为如何降低能耗费用而想尽办法。据统计，全国专科以上普通院校共约2780所，民办高校235所，平均每个学校3个食堂，未来5年内，按照全国院校传统厨房30%替换需求率、每个学校10台设备需求计算，未来五年内，有约10亿元的市场需求行业挑战。 综上所述，笔者认为，2015将各电磁炉厂家进军电磁炉商用市场的大好时机。

单片机仿真课程设计——基于51单片机的实时时钟

基于51系列单片机及DS1302时钟芯片的实时时钟仿真设计 一、课程设计目的意义 通过本次课程设计可以灵活运用单片机的基础知识，依据课程设计内容，能够完成从硬件电路图设计，到软件编程及系统调试实现系统功能，完成课程设计，加深对单片机基础知识的理解并灵活运用。 二、实现目标 本设计主要为实现一款可正常显示时钟/日历的实时电子时钟。对当前电子钟开发手段进行了比较和分析，最终确定了采用单片机技术实现电子时钟。本设计应用AT89C52芯片作为核心，LCD显示屏，使用DS1302实时时钟日历芯片完成时钟/日历的基本功能。这种实现方法的优点是电路简单，性能可靠，实时性好，时间精确，操作简单，编程容易。 三、硬件设计 本设计采用具有32根I/O引脚的AT89C52单片机。AT89C52单片机是一款低功耗，低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含4KB（可经受1000次擦写周期）的FLASH可编程可反复擦写的只读程序存储器（EPROM），器件采用CMOS工艺和ATMEI公司的高密度、非易失性存储器（NURAM）技术制造，其输出引脚和指令系统都与MCS-52兼容。片内的FLASH存储器允许在系统内可改编程序或用常规的非易失性存储器编程器来编程。因此，AT89C52是一种功能强，灵活性高且价格合理的单片机，可方便的应用在各个控制领域。 AT89C52具有以下主要性能： 1.4KB可改编程序Flash存储器； 2.全静态工作：0——24Hz； 3.128×8字节内部RAM； 4.32个外部双向输入/输出（I/O）口； 5.6个中断优先级； 2个16位可编程定时计数器； 6.可编程串行通道； 7.片内时钟振荡器。 DS1302是美国DALLAS公司推出的一种高性能、低功耗的实时时钟日历芯片，附加31字节静态RAM，采用SPI三线接口与CPU进行同步通信，并可采用突发方式一次传送多个字节的时钟信号和RAM数据。实时时钟可提供秒、分、时、日、星期、月和年，一个月小于

HT46R22单片机在电磁炉功率控制中的应用

HT46R22单片机在电磁炉功率控制中的应用 摘要：介绍了电磁炉的基本工作原理，并提出了一种采用HT46R22单片机实现电磁炉功率稳定输出的功率控制方法，最后简单介绍了该方法的软硬件设计过程。 关键词：电磁炉；HT46R22；功率控制 引言 近年来，随着环保和节能意识的逐步提高，一种新兴的"绿色的厨具"--电磁炉正在家庭中普及。它改变了传统的明火烹调方式，利用电磁感应原理，使电流通过内置的线圈时产生磁场，磁场内的磁力线感应到铁制器皿，产生无数高速运动的小涡流，涡流产生的巨大循环能量转换为有效热能，使锅具自行高速加热，最终直接加热食物。电磁炉的热效率达到90％以上，同时它无烟无灰，无污染，不升高室温，不产生一氧化碳等有害物质，安全环保。电磁炉还采用了微电脑控制，能够随意控制温度。正是由于上述种种优点，电磁炉在发达国家的家庭普及率已经达到80％以上。 为了提高电热转换率，家用电磁炉一般采用的是高频电磁炉，须将工频电整流成直流电后再逆变成20kHz以上的高频振荡电流，在高频下，稳定功率输出和实时检测就成了设计的难点和关键所在。采用Holtek公司产的A/D型单片机HT46R22可以方便地实现定温控制、实时检测、报警检测和功率控制，本文着重介绍功率控制的实现。 1 功率控制设计原理 1.1 电磁炉的工作原理

电磁炉的工作原理如图1所示，由主电路和控制电路构成。主电路中220V交流电经整流滤波后加在由电容C1及C2和电感L1与IGBT管S组成的电压谐振变换器上。变换器主要起两个作用，一是将工频转换为20～40kHz的高频交流电，二是将电能转换为磁能。高频交流电加在励磁线圈上，通过电磁感应，直接作用于锅具底部，产生涡流，使锅具迅速加热。控制电路采用单片机HT46R22作为主控制芯片，它能实现许多必要的检测和保护，同时由它产生控制所需的PWM信号，控制电磁炉的输出功率。 1.2 电磁炉的功率控制原理 功率控制，就是当工频交流电稳定的情况下，电磁炉能按设定的功率稳定地输出，以使电磁炉能稳定地工作。因为，负荷电流能反映输出功率的大小，所以，控制的对象可以转化为负荷电流，同时将负荷电流的大小设计为由PWM信号的占空比决定，占空比越大，负荷电流就越大。 用户设定的火力档（功率档）依次为1600W、1400W、1200W、1000W、800W，实测原电磁炉的输出功率（W）、负荷电流（A）、市电电压（V）、负荷电流检测值CRU电压（V）及PWM占空比的关系如表1所列。 表1 输出功率与负荷电流占空比等关系 由表1可以得到PWM信号占空比和负荷电流得关系曲线如图2所示。 2 功率控制的实现 2.1 单片机HT46R22 HT46R22是Holtec公司生产的一种8位高性能精简指令集单片机，特别适合于需要A/D转换的产品设计。其管脚分布如图3所示。 它有3个I/O口，一个PWM输出通道。其低功耗、可编程分频器、计数器、振荡器选择、多通道A/D转换、PC通信等功能，使之广泛应用于工业控制、马达控制、消费类产品等。

基于单片机的LED点阵显示课程设计

1 LED电子显示屏原理 1.1 L ED电子显示屏概述 LED电子显示屏（Light Emitting Diode Panel）是由几百--几十万个半导体发光二极管构成的像素点，按矩阵均匀排列组成。利用不同的半导体材料可以制造不同色彩的LED像素点。目前应用最广的是红色、绿色、黄色。而蓝色和纯绿色LED的开发已经达到了实用阶段。LED显示屏是一种通过控制半导体发光二极管的亮度的方式，来显示文字、图形、图像、动画、行情、视频、录像信号等各种信息的显示屏幕。 LED显示屏分为图文显示屏和条幅显示屏，均由LED矩阵块组成。图文显示屏可与计算机同步显示汉字、英文文本和图形；而条幅显示屏则适用于小容量的字符信息显示。LED显示屏因为其像素单元是主动发光的，具有亮度高，视角广、工作电压低、功耗小、寿命长、耐冲击和性能稳定等优点。因而被广泛应用于车站、码头、机场、商场、医院、宾馆、银行、证券市场、建筑市场、拍卖行、工业企业管理和其它公共场所。 LED显示屏的发展前景极为广阔，目前正朝着更高亮度、更高气候耐受性、更高的发光密度、更高的发光均匀性，可靠性、全色化方向发展。 1.2 LED显示屏动态显示原理 LED点阵显示系统中各模块的显示方式：有静态和动态显示两种。静态显示原理简单、控制方便，但硬件接线复杂，在实际应用中一般采用动态显示方式，动态显示采用扫描的方式工作，由峰值较大的窄脉冲电压驱动，从上到下逐次不断地对显示屏的各行进行选通，同时又向各列送出表示图形或文字信息的列数据信号，反复循环以上操作，就可显示各种图形或文字信息。 点阵式LED汉字广告屏绝大部分是采用动态扫描显示方式，这种显示方式巧妙地利用了人眼的视觉暂留特性。将连续的几帧画面高速的循环显示，只要帧速率高于24帧/秒，人眼看起来就是一个完整的，相对静止的画面。最典型的例子就是电影放映机。在电子领域中，因为这种动态扫描显示方式极大的缩减了发

单片机课程设计——基于C51简易计算器

单片机十进制加法计算器设计 摘要 本设计是基于51系列的单片机进行的十进制计算器系统设计，可以完成计 算器的键盘输入，进行加、减、乘、除3位无符号数字的简单四则运算，并在LED上相应的显示结果。 设计过程在硬件与软件方面进行同步设计。硬件方面从功能考虑，首先选择内部存储资源丰富的AT89C51单片机，输入采用4×4矩阵键盘。显示采用3位7段共阴极LED动态显示。软件方面从分析计算器功能、流程图设计，再到程序的编写进行系统设计。编程语言方面从程序总体设计以及高效性和功能性对C 语言和汇编语言进行比较分析，针对计算器四则运算算法特别是乘法和除法运算的实现，最终选用全球编译效率最高的KEIL公司的μVision3软件，采用汇编语言进行编程，并用proteus仿真。 引言 十进制加法计算器的原理与设计是单片机课程设计课题中的一个。在完成理论学习和必要的实验后，我们掌握了单片机的基本原理以及编程和各种基本功能的应用，但对单片机的硬件实际应用设计和单片机完整的用户程序设计还不清楚，实际动手能力不够，因此对该课程进行一次课程设计是有必要的。 单片机课程设计既要让学生巩固课本学到的理论，还要让学生学习单片机硬件电路设计和用户程序设计，使所学的知识更深一层的理解，十进制加法计算器原理与硬软件的课程设计主要是通过学生独立设计方案并自己动手用计算机电路设计软件，编写和调试，最后仿真用户程序，来加深对单片机的认识，充分发挥学生的个人创新能力，并提高学生对单片机的兴趣，同时学习查阅资料、参考资料的方法。 关键词：单片机、计算器、AT89C51芯片、汇编语言、数码管、加减乘除

目录 摘要 (01) 引言 (01) 一、设计任务和要求............................. 1、1 设计要求 1、2 性能指标 1、3 设计方案的确定 二、单片机简要原理............................. 2、1 AT89C51的介绍 2、2 单片机最小系统 2、3 七段共阳极数码管 三、硬件设计................................... 3、1 键盘电路的设计 3、2 显示电路的设计 四、软件设计................................... 4、1 系统设计 4、2 显示电路的设计 五、调试与仿真................................. 5、1 Keil C51单片机软件开发系统 5、2 proteus的操作 六、心得体会.................................... 参考文献......................................... 附录1 系统硬件电路图............................ 附录2 程序清单..................................

微电脑电磁炉控制面板及工作流程分析

微电脑电磁炉控制面板及工作流程分析 一、电磁炉原理简介 电磁炉是应用电磁感应加热原理，利用电流通过线圈产生磁场，该磁场的磁力线通过铁质锅底部的磁条形成闭合回路时会产生无数小涡流，使铁质锅体的铁分子高速动动产生热量，然后加热锅中的食物. 产品特点： 1、在进行烹饪的时候微电脑能够在极短的时间内将电磁炉的温度迅速的上升，大大节约了烹调时间。 2、功能多样。微电脑电磁炉能够实现炒、蒸、煮、炖、涮，不论是要烹饪哪一种菜肴，它都能轻松的实现。 3、节能、微电脑电磁炉相比燃气灶等烹饪工具，它在使用的时候不会产生出明火，使得锅体能够自动进行加热，减少了热量的传递和损失，因此电磁炉使用起来会更加的节能。 方便清洁。电磁炉在使用的时候不会产生出燃料的残渣而污染锅具，因此使用电磁炉烹饪不论是电磁炉还是锅具清洁起来都是比较方便的。 二、电磁炉的原理方块图

三．各部件名称及按键功能介绍 1.各部件名称及示意图 （微电脑电磁炉实物图） 220V/50HZ 输入 熔断器 平衡 滤波 1:3000 互感器 桥式 整流 扼流 圈 电磁线盘(LC IGBT 功率检测 浪涌检测 锅具材 同步检 反压抑 驱动回路 闭环振 IGBT 过热保护 PWM 输出 主控CPU 炉面温度检测 控制面板 至风机 至蜂鸣 电压变换 整 流 18V 至风扇 5V 到CPU 18V 至驱动 过欠压

（各部分名称示意图） 2.控制面板示意图、各功能键的操作及流程图 （1）LED控制面板 A.示意图： B.按键功能介绍： 开/关：产品插上电源处于待机状态时，电源指示灯闪烁；按“开/关”键电源指示灯亮， 电磁炉进入工作状态。 功能：连续按“功能”键可以对本产品的7个功能进行转换，选择所需要的功能；前3个为手动功能（火锅、煎炒、烧烤），后4个为自动功能（煲粥/煲汤、煮饭、煲茶/烧水、暖酒/热奶）。 火力调小：在功能选择为手动功能时，按此按键可以减小火力（从270℃ 至80℃连续5档调节）。 火力调大：在功能选择为手动功能时，按此按键可以增大火力（从80℃ 至270℃连续5档调节）。 C.工作流程图：

基于单片机的秒表课程设计

基于单片机的秒表课程设计

基于单片机的秒表课程设计 姓名： 班级： 学号： 专业： 指导老师： 年月日

目录1、总体设计方案简介 1.1设计课程任务 1.2系统分析 1.3系统方案 1.4方案论证 2、硬件设计 2.1控制芯片的介绍 2.2硬件接线 2.2.1硬件接线接口 2.2.2硬件接线图 3、软件设计 3.1程序设计思路 3.2流程图 3.3源程序 3.4仿真结果 4、元件清单 5、心得体会

基于单片机的秒表课程设计 摘要 本设计的成品是在单片机最小系统的基础上增加显示电路和控制电路来完成数字式秒表的硬件电路的。电子秒表电路主要由AT89S51单片机最小系统电路、七段数码管动态显示电路和控制电路组成，它能实现八段数码显示和计时，能通过控制电路控制时间的暂停和开始。 关键字：AT89S51 数码管最小系统 1总体设计方案简介 1.1设计课题任务 设计一个具有特定功能的数字式秒表。用AT89C52设计一个2位LED 数码显示“秒表”,显示时间为00-59,另设计一个“开始”按钮和一个“复位”按钮。按键说明：按“开始”按键，开始计数，数码管从00开始每秒自动加一；按“复位”按键，系统清零，数码管显示00。 1.2系统分析 设计的电路主要是能多次计时，计时的多少通过显示电路出来，设计框图如图所示； 控制部 分技术和 存储部显示部分

1.3系统方案 利用AT89C52单片机设计数显定时器。此方案采用AT89C52单片机系统来实现。AT89C52芯片内含8KB 的EEPROM ，不需要外扩展存储器，可是系统整体结构更为简单。设计框图如图所示； 1.4方案论证 此方案是以AT89C52芯片为中心控制系统，可实现计时、清零等功能，大大提高了系统的智能化，也是的系统所测结果精度大大提高。所以此方案可行。 2硬件设计 2.1控制芯片的介绍 AT89S52是一种低功耗、高性能的片内含有4KB 快闪可编程/擦除只读存储器，的8位CMOS 微控制器，使用高密度、非易失存储技术制造， 外部控制开关 AT89C52 单 片 机 七段数码显示

电磁灶商用市场现状和发展前景分析

近年来，电磁炉的家用市场竞争非常激烈，行业的利润微薄。而同时，大功率产品在上海商用产品的前景则显露出明显的优势。因此，很多企业对电磁炉的商用市场给予了很多的关注。 商用电磁灶的特点 1、功率范围大：国内市场和国际市场的商业产品的功率是不同的。一般民用电磁炉的功率单炉在3.5KW以下，而中国的商用电磁灶功率范围在0.3—25KW之间，基本涵盖了整个国内商用产品的范围。而在国际市场中，因为西餐基本上没有爆炒，商用产品为了市场的需求，基本没有高于8KW的产品。 国内外商用电磁灶现状 1、国外电磁灶功率一般在8KW以下，以平面灶为主；国内炉灶功率较国外商用产品的功率大，一般在25KW以下，并且以凹灶居多。这都是基于国内爆炒等饮食习惯的基础上的。 2、商用电磁灶的应用领域一般为：宾馆，酒店，中西快餐业，火车餐车，轮船餐厅，部队、企业、机关食堂，火锅店和袋装油炸食品电磁加热设备等，非常广泛。除以上领域外，电磁炉在食品加工商用市场的发展前景也是非常可观的。例如，在小型食品加工厂，按照传统的加工方式，食用油的浪费很大。使用电磁炉之后，这种情况得到了很大的改观，既节约了能源，也节省了油。 商用电磁灶市场特点 1、商用领域刚起步。截止2006年底，全国的餐饮业数量(不含食堂)已超过400万家，但使用电磁灶具的餐饮店不到1% 。和民用电磁灶相

比，商用电磁灶市场占有量要小得多。按照400万家计算，每家平均使用3~4台的电磁炉，尽管总的需求量并不大，但是其总的销售额规模和潜在的市场带动作用是很大的。 2、不同用户要求不同。一般西餐厅厨房台式结构的灶具应用比较广，品种多（趴炉）；中式餐厅厨房应用分体式结构灶具较多。这种情况对于行业的规模发展是不利的，也使得产品的成本无法有效降低。 3、由于商用市场的特殊性，产品具有明显的非标准化属性（工程性质）。商用电磁炉应用行业比较多，不同的场所就会有自己的独特的要求。例如，很多的营业场所提出的方案是在多人同时用餐的环境下的，而我们也不单单是提供一个简单的产品，而是一整套完整的解决方案，属于工程性质了。包括给轮船的气化灶具改造为电磁炉的整套解决方案等等。 4、商用电磁炉的渠道与民用产品的渠道是完全不同的。民用产品属于小家电行业，在卖场中就可以购买到。而商用产品已经脱离小家电行业，所以销售的渠道也是独立的，也属于工程的性质。 商用电磁灶市场发展前景 1、商用电磁灶将逐步取代以油、气燃料为主的加热炊具，市场前景广阔。这是基于电磁炉的特性决定的。例如在轮船上，燃料基本上是油，灶具在使用之前要将油气化，要有高压泵房，这套系统既有噪音污染，无形中也浪费了轮船有限的空间。因此，电磁炉的优越性就更强。 2、中、西快餐业将成为商用电磁灶市场首先应用和推广的主力。全国现已有肯德基近2000个门店、麦当劳700个门店、不同品牌的匹萨

电磁炉工作原理=电路图

电磁炉工作原理 简介 1.1 电磁加热原理 电磁灶是一种利用电磁感应原理将电能转换为热能的厨房电器。在电磁灶内部，由整流电路将50/60Hz 的交流电压变成直流电压，再经过控制电路将直流电压转换成频率为20-40KHz 的高频电压，高速变化的电流流过线圈会产生高速变化的磁场，当磁场内的磁力线通过金属器皿( 导磁又导电材料) 底部金属体内产生无数的小涡流，使器皿本身自行高速发热，然后再加热器皿内的东西。 1.2 47 系列筒介 47 系列是由正夫人旗下中山电子技术开发制造厂设计开发的全新一代电磁炉,面板有LED 发光二极管显示模式、LED 数码显示模式、LCD 液晶显示模式、VFD 莹光显示模式、TFT 真彩显示模式机种。操作功能有加热火力调节、自动恒温设定、定时关机、预约开/ 关机、预置操作模式、自动泡茶、自动煮饭、自动煲粥、自动煲汤及煎、炸、烤、火锅等料理功能机种。额定加热功率有500W~3400W 的不同机种, 功率调节范围为额定功率的90%, 并且在全电压范围内功率自动恒定。200~240V 机种电压使用范围为160~260V, 100~120V 机种电压使用范围为90~135V 。全系列机种均适用于50 、 60Hz 的电压频率。使用环境温度为-23 ℃~45 ℃。电控功能有锅具超温保护、锅具干烧保护、锅具传感器开/ 短路保护、 2 小时不按键( 忘钾机) 保护、IGBT 温度限制、IGBT 温度过高保护、低温环境工作模式、IGBT 测温传感器开/ 短路保护、高低电压保护、浪涌电压保护、VCE 抑制、VCE 过高保护、过零检测、小物检测、锅具材质检测。 47 系列须然机种较多, 且功能复杂, 但不同的机种其主控电路原理一样, 区别只是零件参数的差异及CPU 程序不同而己。电路的各项测控主要由一块8 位4K 内存的单片机组成, 外围线路简单且零件极少, 并设有故障报警功能, 故电路可靠性高, 维修容易, 维修时根据故障报警指示, 对应检修相关单元电路, 大部分均可轻易解决。 二、电磁炉工作原理分析 2.1 特殊零件简介 2.1.1 LM339 集成电路