辽 宁 工 业 大 学
单片机原理及接口技术 课程设计（论文）
题目： 电脑电饭煲控制器设计
院（系）： 电气工程学院 专业班级： 电气11 学 号： 111902010 学生姓名： 杨月 指导教师： （签字） 起止时间：2011.06.02-2011.06.13
课程设计（论文）任务及评语
院（系）：电气工程学院 教研室： 注：成绩：平时20% 论文质量60% 答辩20% 以百分制计算
本课程设计对电脑电饭煲控制器进行设计，在硬件部分，本文在详细说明了单片机控制的温控表电路和定时电路的设计原理及其构造的基础上，对其各个部分进行了设计。即分别对电源电路、CPU 最小系统、温度传感器、温度测量通道、定时显示电路、加热驱动电路进行了设计。CPU 最小系统由单片机、片外RAM 、键盘/显示接口、复位电路构成。其中CPU 选用的是美国ATMEL 公司生产的AT89C51单片机。温度测量通道主要由K 型热电偶、AD595芯片、A/D转换器ICL7135芯片构成。
在软件部分采用了模块化的设计方法。本系统的程序设计主要包括主程序流程图和汇编程序。
关键词：CPU ；传感器；驱动电路；
目 录
第1章 绪论 .......................................................... 1
1.1 电脑电饭煲控制器概况 . ......................................... 1 1.2 本文研究内容 . ................................................. 1 1.3 CPU 的选择 . ................................................... 2 1.4 复位电路设计 . ................................................. 3 1.5 时钟电路设计 . ................................................. 4 1.6 CPU 最小系统图 . ............................................... 5 第2章 控制器输入输出接口电路设计 .................................... 6
2.1 温度传感器的选择 . ............................................. 6 2.2 电脑电饭煲控制器检测接口电路设计 . ............................. 6
2.2.1 A/D转换器选择 . ..................................................................................... 6 2.2.2 模拟量检测接口电路图 ........................................................................ 7 2.3 电脑电饭煲输出接口电路设计 . ................................... 9 2.3.1电源电路的设计 ............................................. 9
2.3.2加热驱动电路的设计 ........................................................................... 10 2.4 人机对话接口电路设计 . ........................................ 11 第3章 控制器软件设计 ............................................... 12
3.1 流程图设计 . .................................................. 12 3.2 程序清单 . .................................................... 14 第4章 课程设计总结 ................................................. 17
参考文献 ......................................................... 18
第1章 绪论
1.1 电脑电饭煲控制器概况
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常用必要的。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、与机械三大类型、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。
电脑电饭煲控制器是一种能对温度实现自动控制的智能仪器。本文对单片机控制的温控表和定时电路进行了硬件和软件两大部分的设计。在硬件部分，本文在详细说明了单片机控制的温控表电路和定时电路的设计原理及其构造的基础上，对其各个部分进行了设计。即分别对电源电路、CPU 最小系统、温度传感器、温度测量通道、定时显示电路、加热驱动电路进行了设计。CPU 最小系统由单片机、片外RAM 、键盘/显示接口、复位电路构成。其中CPU 选用的是美国ATMEL 公司生产的AT89C51单片机。温度测量通道主要由K 型热电偶、AD595芯片、A/D转换器ICL7135芯片构成。在软件部分采用了模块化的设计方法。本系统的程序设计主要包括主程序流程图和汇编程序。
1.2 本文研究内容
本次课程设计所研究电脑电饭煲控制器，包括对电脑电饭煲控制器硬件和软件的设计。硬件设计方面包括对控制器CPU 最小系统进行设计，包括对CPU 、晶振电路、复位电路的选择，和温度传感器的合理选择及接口电路设计；软件设计方面包括对控制器的程序流程图的编写和程序清单。
（Programable Erasable Read Only Memory），可存放应用程序，这个Flash 程序存储器允许用一般的编程器离线编程外，还允许在应用系统中实现在线编程，并且还提供了对程序进行三级加密保护的功能。AT89C51的另一个特点是工作速度更高，晶振频率可高达24MHz ，一个周期仅500μs，比MSC —51快了一倍。
（2）AT89C51增加的功能
AT89C51引脚布置和定义与MCS —51完全兼容，电脑由于它具有片内Fla 程序存储器，一些引脚在编程时能提供专门的用途。
P0口在编程时接受程序代码，校验时输出程序代码。校验时要求将P0口由外部电路上拉（尽管所有的I/O端口都具有内置上拉电路）；
P1口在编程期间有内部多路开关切换到地址总线，接受编程器送来的低8位地址信息；
P2口在编程期间接受编程器送来的高4位地址信息，同时P2口的另外两个引脚（P2.6，P2.7）还接受编程与校验的有关控制信息；
P3口除了具有与MCS —51相同的双功能外，在编程期间，P3.6，P3.7两端口线还接受有关的控制信息；
ALE/PROG端除了输出地址锁存允许（ALE ）脉冲外，在编程期间还作为编程脉冲输入端，参与控制对Flash 存储器的读、写、加密、擦除等工作。一般情况下，ALE 端输出频率为fose/6的脉冲，可作为一个要求并不很严格的时钟源去控制其它芯片和设备。该（ALE ）脉冲串仅在每次外部数据存储器存取周期仅有一个ALE 周期被跳过。如果需要，AT89C51的ALE 脉冲输出可以禁止，只要对特殊寄存器区域8EH 单元的bit0写入1就禁止了ALE ，这时仅当单片机处于MOVX 或MOVC 指令周期时ALE 才生效，否则该引脚呈现弱上拉逻辑状态。如果AT89C51构成的系统使用外部存储器，即处于外部程序执行模式，对8EH 的bit 置1将是无效的，不会对系统的正常工作产生影响；
/EA/Vpp端在寻址片内4KB Flash程序存储器（000H ——FFFH ）时，必须连到Vcc ，如果将此端连到GND 端，将迫使单片机寻址外部000H ——FFFH 范围的程序存储器。如果加密位被编程了，AT89C51的CPU 将对/EA的状态不得与实际使用的内部或外部程序存储器的状态发生矛盾。对那些需要12V 编程电压的器件。这个端子还接受12V 编程使用电压（Vpp ）。
1.4 复位电路设计
复位电路的设计在整个原理的设计中非常重要，并且要结合本项目的功能要求进行复位电路的设计。复位操作可以使单片机初始化，也可以使死机状态下的
单片机重新启动，因此非常重要。单片机的复位都是靠外部复位电路来实现的，在时钟电路工作后，只要在单片机的RESET 引脚上出现24个时钟振荡脉冲（两个机器周期）以上的高电平，单片机就能实现复位。
复位电路如图
图1.2 复位电路
1.5 时钟电路设计
计算机工作时，是在统一的时钟脉冲控制下一拍一拍地进行的，这个脉冲是由单片机控制器中的时序电路发出的。时钟电路用于产生单片机所需的时钟信号，
1.3所示
图1.3 时钟电路
第2章 控制器输入输出接口电路设计
2.1 温度传感器的选择
热电阻传感器主要用于测量温度及与温度有关的参数，在工业生产中被广泛用于测量-200~+500℃范围内的温度，按照热电阻的热度不同，热电阻可以分为金属热电阻和半导体热电阻两类，前者称为热电阻，后者称为热敏电阻。以热电阻或热敏电阻为主要器件制成的传感器称为热电阻传感器或热敏电阻传感器。
根据本设计中所需要测量的温度范围、敏感度、精确度以及考虑其经济性，热敏电阻传感器为最合适的测温元件。
由金属氧化物的粉末按照一定比例混合烧结而成的热敏电阻是今年来出现的一种新型半导体测温元件。热敏电阻的工作原理简单，即在温度的作用下，热敏电阻的有关参数将发生变化，从而变换成电量输出。以具有负温度系数的热敏电阻为例，这类热敏电阻随着温度的上升而阻值下降，并在下降过程中把温度量的变化转换成电量的变化。
本系统的对温度控制的要求是0～150℃，所以选用热电偶作测温元件，热电偶具有结构简单、热容量小、材料的互换性好，滞后效应小，信号能够远距离传送和多点测量，便于检测和控制等优点。在这里根据本系统的测温范围选用国际标准化热电偶的K 标志热电偶，K 型热电偶属于廉金属热电偶，故价格便宜。鉴于以上情况，在设计温度测量系统的前向通道中，从简化电路及程序设计保证采集精度出发，在以K 型热电偶作为温度传感器时选择集成温度放大器AD595使热电偶的冷端温度得到补偿，并使之输出信号放大、线性化选择ICL7135作为A/D转换器，利用它的“BUSY"(引脚21) 输出特性辅以单片机8031的定时器直接计数，通过一个简单算法就可以得到最终的温度值。
2.2 电脑电饭煲控制器检测接口电路设计
2.2.1 A/D转换器选择
A/D转换器接口是数据采集系统前向通道中的一个重要环节。数据采集是在模拟信号源中采集信号，并将其转换为数字信号送入计算机的过程。因此，完成数据采集采集应具备下述基本部件；模拟多路转换开关和信号调节电路，采样/保持放大器，模拟/数字（A/D）转换器，通道控制电路。
前向通道中，被测物理量经传感器转换成电信号，而每一种传感器都有与其配套的接口电路，接口电路再将这一电信号转换成电压信号。多路转换开关用来完成多路模拟信号的切换，信号调节则是将模拟微弱信号转换成能满足A/D转换器需要的电平信号。为了减少动态数据采集的孔径误差，需要加入采样/保持电路。因此，数据采集电路的设计不仅仅限于是单纯A/D转换芯片的接口设计，还必须综合考虑传感器到CPU 的全过程。
ADC0809为多通道8位逐次比较式CMOS A/D转换器，它是目前最流行的中速廉价型产品。片内有多路模拟开关及通道地址译码及锁存电路，可对多路模拟信号进行分时采样与转换；片内配置了三态输出数据缓冲器，提供了与微处理器兼容接口；ADC0809的最大不可调误差为 1LSB ，其分辨率为8位，转换时间为100μs ，工作电源为+5V，8路模拟量输入。
2.2.2 模拟量检测接口电路图
在给出具体的电路之前，先以图2.1所示的框图说明本温度检测通道的组成和工作原理。
图2.1 温度检测通道框图
本温度检测通道主要由K 型热电偶、AD595芯片、A/D转换器ICL7135芯片构成。其中K 型热电偶、AD595芯片构成温度采集电路，ICL7135芯片进行A/D转换。温度检测通道电路如图2.2所示。
图2.2 温度检测电路
2.3 电脑电饭煲输出接口电路设计 2.3.1电源电路的设计
系统采用集成稳压器电源，所谓集成稳压器，就是用半导体工艺或薄膜工艺将稳压电路中的二极管、三极管、电阻、电容等元器件制作在同一半导体或绝缘基片上，形成具有稳压功能的固体电路。本电源中选用的是三端固定输出集成稳压器CW7800系列，三端固定输出集成稳压器是一种串联调整式稳压器，它将全部电路集成在单块硅片上，整个集成稳压电路只有输入、输出和公共（接地）三
2.3.2加热驱动电路的设计
为保证驱动电路可靠工作，其驱动电路应满足如下要求： 1）动态驱动能力强，能提供驱动脉冲，使加热电路迅速导通。
2）能提供适当的正向偏压和足够的反向偏压，使加热电路可靠的开通和关断，一般取正偏电压为+15V，反偏电压为-10V 为宜。
3) 有足够的输入输出电气隔离能力，使信号电路与栅极驱动电路隔离，且具有灵敏的短路、过流保护功能。
所设计的驱动电路如图4.4.3所示。其中HP3101是高速光耦，用于实现输入输出信号的电气隔离，Q1，Q2组成功率放大电路，采用+15V和-10V 双电源供电，保证正负偏压满足要求。OUT1、OUT3来自控制电路。
该驱动电路能安全接受输入信号，在接到正确的控制信号后对加热电路进行驱动，加热电路开始工作，对外部进行加热，最大功率可达到2000W 。从而实现电饭煲的加热过程。
驱动电路工作原理电路如图2.4所示
图2.4 驱动电路工作原理电路
2.4 人机对话接口电路设计
在单片机应用系统中，为了控制其运行状态，需要向系统输入一些命令或数据，因此应用系统中应设有键盘，这些键包括数字键、功能键和组合控制键等。这些键或键盘都是以开关状态来设置控制功能或输入数据的。但是，这些开关绝不仅仅是简单的电平输入。
当所设置的功能键或数字键按下时，单片机应用系统应完成该按键所设定的功能，因此，键盘信息输入是与软件结构密切相关的。对于任何一个单片机应用系统，键盘总要有其相应的接口电路与CPU 相连，通过软件了解键盘输入的信息。
按键电路如图2.5所示
图2.5 按键电路
单片机应用系统中，常用的显示器件有LED （发光二极管）和LCD （液晶显示器）。这两种器件都具有成本低廉、配置灵活、与单片机接口方便的特点。随着电子技术的飞速发展，近年来，也开始出现有配置简易形式的CRT 接口，以方便
第3章 控制器软件设计
3.1 流程图设计
本课程设计的软件设计可以实现电饭煲的自动复位，通过温度传感器对进行反馈处理，此控制器还可以实现定时功能，通过单片机的定时功能，在LED 显示器上显示时间，本控制器能准确完成定时任务。
控制器软件流程图如图3.1所示
图3.1 控制器软件流程图
3.2 程序清单
ORG 0000H SJMP MAIN ORG 0003H LJMP INT ORG 0025H MAIN: MOV SP #60H MOV 20H，#00H MOV 21H，#08H MOV 29H，#0FEH LCALL ZIJIAN LCALL READTHTL LCALL TESTRANGE LCALL DISP SETB INT0 SETB EX0 SETB EA LOOP ：LCALL DELAY LCALL GET-TEMP LCALL TURN LCALL DISPLAY CLR C MOV A，24H CLR C
CJNE A，2DH ，LOOP2 SJMP STOPHOT LOOP2：JNC STOPHOT SJMP KEEP HOTTING ：CLR P3.1 CLR P1.5 SETB P1.6 KEEP ：SJMP LOOP
本科生课程设计（论文）
STOPHOT ：SETB P3.1 SETB P1.5 CLR P1.6 SJMP LOOP ZIJIAN ：MOV 30H，#08H MOV 31H，#08H MOV 32H，#13H MOV 33H，#08H MOV 34H，#13H CLR P1.4 CLR P1.5 CLR P1.6 CLR P1.7 MOV R3，#0FFH WAITO ：ACALL DISPLAY DJNZ R3，WAITO SETB P1.5 SETB P1.6 SETB P1.7 RET
TESTRANGE ：MOV A，2AH
CJNE A，#01H，NOMAX MOV 22H，#08H SJMP EXITTEST NOMAX ：MOVA ，2BH
CJNE A，#00H，MIDD MOV 22H，#02H SJMP EXITTEST MIDD ：MOV 22H，#04H EXITTEST ：RET DISPLAY ：MOV R0，#03H DIS ：MOV DPTR，#TAB MOV A，@R0 MOVC A，@A+DPTR
本科生课程设计（论文）
MOV DPTR，#7FFFH MOVX @DPTR，A INV R0
MOV DPTR，#0BFFFH MOV A，29H MOVX @DPTR，A SETTHTL ：CLR EA ACALL IN1 MOV A，#0CCH ACALL WRITE MOV A，2DH ACALL WRITE MOV A，2EH ACALL WRITE ACALL IN1 MOV A，#0CCH ACALL WRITE MOV A，#48H ACALL WRITE ACALL READTHTL MOV A，27H
CJNE A，2KH ，SETTHTL MOV A，28H
CJNE A，2EH ，SETTHTL SETB EA RET
DELAY ：MOV R2，#0BH HERE0：MOV R3，#00H HERE1：DJNZ R3，HERE1 DJNZ R2，HERE0 RET END 本科生课程设计（论文）
第4章 课程设计总结
家用电器的智能化极大的方便了人们的日常生活，本文从硬件设计上，阐述了电路设计的原理及连接。在软件设计上阐述了各个功能的程序流程。在煮饭的软件实现中引入了电脑电饭煲控制器的理论，着重写了如何进行温度的实时控制，本文中论述了其原理并列举电路图，作为支持理论的依据。本文阐述的功能并不是很全面，只是实现目前电饭煲普遍能实现的功能，其他功能有待今后进一步开发实现。
本课程设计对电脑电饭煲控制器进行设计，在硬件部分，本文在详细说明了单片机控制的温控表电路和定时电路的设计原理及其构造的基础上，对其各个部分进行了设计。即分别对电源电路、CPU 最小系统、温度传感器、温度测量通道、定时显示电路、加热驱动电路进行了设计。CPU 最小系统由单片机、片外RAM 、键盘/显示接口、复位电路构成。其中CPU 选用的是美国ATMEL 公司生产的AT89C51单片机。温度测量通道主要由K 型热电偶、AD595芯片、A/D转换器ICL7135芯片构成。在软件部分采用了模块化的设计方法。本系统的程序设计主要包括主程序流程图和汇编程序。
参考文献
[1] 梅丽凤等编著 单片机原理及接口技术 清华大学出版社2009.7
[2] 赵晶 主编 Prote199高级应用 人民邮电出版社，2000
[3] 于海生 编著 微型计算机控制技术 清华大学出版社2003.4
[4] 邹丽新 主编 单片微型计算机原理 苏州大学出版社 2009.1
[5] 康华光 主编 电子技术基础 高等教育出版社 2006.1
[6] 孙增祈 主编 智能控制理论与技术 清华大学出版社 1997.4
辽 宁 工 业 大 学
单片机原理及接口技术 课程设计（论文）
题目： 电脑电饭煲控制器设计
院（系）： 电气工程学院 专业班级： 电气11 学 号： 111902010 学生姓名： 杨月 指导教师： （签字） 起止时间：2011.06.02-2011.06.13
课程设计（论文）任务及评语
院（系）：电气工程学院 教研室： 注：成绩：平时20% 论文质量60% 答辩20% 以百分制计算
本课程设计对电脑电饭煲控制器进行设计，在硬件部分，本文在详细说明了单片机控制的温控表电路和定时电路的设计原理及其构造的基础上，对其各个部分进行了设计。即分别对电源电路、CPU 最小系统、温度传感器、温度测量通道、定时显示电路、加热驱动电路进行了设计。CPU 最小系统由单片机、片外RAM 、键盘/显示接口、复位电路构成。其中CPU 选用的是美国ATMEL 公司生产的AT89C51单片机。温度测量通道主要由K 型热电偶、AD595芯片、A/D转换器ICL7135芯片构成。
在软件部分采用了模块化的设计方法。本系统的程序设计主要包括主程序流程图和汇编程序。
关键词：CPU ；传感器；驱动电路；
目 录
第1章 绪论 .......................................................... 1
1.1 电脑电饭煲控制器概况 . ......................................... 1 1.2 本文研究内容 . ................................................. 1 1.3 CPU 的选择 . ................................................... 2 1.4 复位电路设计 . ................................................. 3 1.5 时钟电路设计 . ................................................. 4 1.6 CPU 最小系统图 . ............................................... 5 第2章 控制器输入输出接口电路设计 .................................... 6
2.1 温度传感器的选择 . ............................................. 6 2.2 电脑电饭煲控制器检测接口电路设计 . ............................. 6
2.2.1 A/D转换器选择 . ..................................................................................... 6 2.2.2 模拟量检测接口电路图 ........................................................................ 7 2.3 电脑电饭煲输出接口电路设计 . ................................... 9 2.3.1电源电路的设计 ............................................. 9
2.3.2加热驱动电路的设计 ........................................................................... 10 2.4 人机对话接口电路设计 . ........................................ 11 第3章 控制器软件设计 ............................................... 12
3.1 流程图设计 . .................................................. 12 3.2 程序清单 . .................................................... 14 第4章 课程设计总结 ................................................. 17
参考文献 ......................................................... 18
第1章 绪论
1.1 电脑电饭煲控制器概况
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常用必要的。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、与机械三大类型、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。
电脑电饭煲控制器是一种能对温度实现自动控制的智能仪器。本文对单片机控制的温控表和定时电路进行了硬件和软件两大部分的设计。在硬件部分，本文在详细说明了单片机控制的温控表电路和定时电路的设计原理及其构造的基础上，对其各个部分进行了设计。即分别对电源电路、CPU 最小系统、温度传感器、温度测量通道、定时显示电路、加热驱动电路进行了设计。CPU 最小系统由单片机、片外RAM 、键盘/显示接口、复位电路构成。其中CPU 选用的是美国ATMEL 公司生产的AT89C51单片机。温度测量通道主要由K 型热电偶、AD595芯片、A/D转换器ICL7135芯片构成。在软件部分采用了模块化的设计方法。本系统的程序设计主要包括主程序流程图和汇编程序。
1.2 本文研究内容
本次课程设计所研究电脑电饭煲控制器，包括对电脑电饭煲控制器硬件和软件的设计。硬件设计方面包括对控制器CPU 最小系统进行设计，包括对CPU 、晶振电路、复位电路的选择，和温度传感器的合理选择及接口电路设计；软件设计方面包括对控制器的程序流程图的编写和程序清单。
（Programable Erasable Read Only Memory），可存放应用程序，这个Flash 程序存储器允许用一般的编程器离线编程外，还允许在应用系统中实现在线编程，并且还提供了对程序进行三级加密保护的功能。AT89C51的另一个特点是工作速度更高，晶振频率可高达24MHz ，一个周期仅500μs，比MSC —51快了一倍。
（2）AT89C51增加的功能
AT89C51引脚布置和定义与MCS —51完全兼容，电脑由于它具有片内Fla 程序存储器，一些引脚在编程时能提供专门的用途。
P0口在编程时接受程序代码，校验时输出程序代码。校验时要求将P0口由外部电路上拉（尽管所有的I/O端口都具有内置上拉电路）；
P1口在编程期间有内部多路开关切换到地址总线，接受编程器送来的低8位地址信息；
P2口在编程期间接受编程器送来的高4位地址信息，同时P2口的另外两个引脚（P2.6，P2.7）还接受编程与校验的有关控制信息；
P3口除了具有与MCS —51相同的双功能外，在编程期间，P3.6，P3.7两端口线还接受有关的控制信息；
ALE/PROG端除了输出地址锁存允许（ALE ）脉冲外，在编程期间还作为编程脉冲输入端，参与控制对Flash 存储器的读、写、加密、擦除等工作。一般情况下，ALE 端输出频率为fose/6的脉冲，可作为一个要求并不很严格的时钟源去控制其它芯片和设备。该（ALE ）脉冲串仅在每次外部数据存储器存取周期仅有一个ALE 周期被跳过。如果需要，AT89C51的ALE 脉冲输出可以禁止，只要对特殊寄存器区域8EH 单元的bit0写入1就禁止了ALE ，这时仅当单片机处于MOVX 或MOVC 指令周期时ALE 才生效，否则该引脚呈现弱上拉逻辑状态。如果AT89C51构成的系统使用外部存储器，即处于外部程序执行模式，对8EH 的bit 置1将是无效的，不会对系统的正常工作产生影响；
/EA/Vpp端在寻址片内4KB Flash程序存储器（000H ——FFFH ）时，必须连到Vcc ，如果将此端连到GND 端，将迫使单片机寻址外部000H ——FFFH 范围的程序存储器。如果加密位被编程了，AT89C51的CPU 将对/EA的状态不得与实际使用的内部或外部程序存储器的状态发生矛盾。对那些需要12V 编程电压的器件。这个端子还接受12V 编程使用电压（Vpp ）。
1.4 复位电路设计
复位电路的设计在整个原理的设计中非常重要，并且要结合本项目的功能要求进行复位电路的设计。复位操作可以使单片机初始化，也可以使死机状态下的
单片机重新启动，因此非常重要。单片机的复位都是靠外部复位电路来实现的，在时钟电路工作后，只要在单片机的RESET 引脚上出现24个时钟振荡脉冲（两个机器周期）以上的高电平，单片机就能实现复位。
复位电路如图
图1.2 复位电路
1.5 时钟电路设计
计算机工作时，是在统一的时钟脉冲控制下一拍一拍地进行的，这个脉冲是由单片机控制器中的时序电路发出的。时钟电路用于产生单片机所需的时钟信号，
1.3所示
图1.3 时钟电路
第2章 控制器输入输出接口电路设计
2.1 温度传感器的选择
热电阻传感器主要用于测量温度及与温度有关的参数，在工业生产中被广泛用于测量-200~+500℃范围内的温度，按照热电阻的热度不同，热电阻可以分为金属热电阻和半导体热电阻两类，前者称为热电阻，后者称为热敏电阻。以热电阻或热敏电阻为主要器件制成的传感器称为热电阻传感器或热敏电阻传感器。
根据本设计中所需要测量的温度范围、敏感度、精确度以及考虑其经济性，热敏电阻传感器为最合适的测温元件。
由金属氧化物的粉末按照一定比例混合烧结而成的热敏电阻是今年来出现的一种新型半导体测温元件。热敏电阻的工作原理简单，即在温度的作用下，热敏电阻的有关参数将发生变化，从而变换成电量输出。以具有负温度系数的热敏电阻为例，这类热敏电阻随着温度的上升而阻值下降，并在下降过程中把温度量的变化转换成电量的变化。
本系统的对温度控制的要求是0～150℃，所以选用热电偶作测温元件，热电偶具有结构简单、热容量小、材料的互换性好，滞后效应小，信号能够远距离传送和多点测量，便于检测和控制等优点。在这里根据本系统的测温范围选用国际标准化热电偶的K 标志热电偶，K 型热电偶属于廉金属热电偶，故价格便宜。鉴于以上情况，在设计温度测量系统的前向通道中，从简化电路及程序设计保证采集精度出发，在以K 型热电偶作为温度传感器时选择集成温度放大器AD595使热电偶的冷端温度得到补偿，并使之输出信号放大、线性化选择ICL7135作为A/D转换器，利用它的“BUSY"(引脚21) 输出特性辅以单片机8031的定时器直接计数，通过一个简单算法就可以得到最终的温度值。
2.2 电脑电饭煲控制器检测接口电路设计
2.2.1 A/D转换器选择
A/D转换器接口是数据采集系统前向通道中的一个重要环节。数据采集是在模拟信号源中采集信号，并将其转换为数字信号送入计算机的过程。因此，完成数据采集采集应具备下述基本部件；模拟多路转换开关和信号调节电路，采样/保持放大器，模拟/数字（A/D）转换器，通道控制电路。
前向通道中，被测物理量经传感器转换成电信号，而每一种传感器都有与其配套的接口电路，接口电路再将这一电信号转换成电压信号。多路转换开关用来完成多路模拟信号的切换，信号调节则是将模拟微弱信号转换成能满足A/D转换器需要的电平信号。为了减少动态数据采集的孔径误差，需要加入采样/保持电路。因此，数据采集电路的设计不仅仅限于是单纯A/D转换芯片的接口设计，还必须综合考虑传感器到CPU 的全过程。
ADC0809为多通道8位逐次比较式CMOS A/D转换器，它是目前最流行的中速廉价型产品。片内有多路模拟开关及通道地址译码及锁存电路，可对多路模拟信号进行分时采样与转换；片内配置了三态输出数据缓冲器，提供了与微处理器兼容接口；ADC0809的最大不可调误差为 1LSB ，其分辨率为8位，转换时间为100μs ，工作电源为+5V，8路模拟量输入。
2.2.2 模拟量检测接口电路图
在给出具体的电路之前，先以图2.1所示的框图说明本温度检测通道的组成和工作原理。
图2.1 温度检测通道框图
本温度检测通道主要由K 型热电偶、AD595芯片、A/D转换器ICL7135芯片构成。其中K 型热电偶、AD595芯片构成温度采集电路，ICL7135芯片进行A/D转换。温度检测通道电路如图2.2所示。
图2.2 温度检测电路
2.3 电脑电饭煲输出接口电路设计 2.3.1电源电路的设计
系统采用集成稳压器电源，所谓集成稳压器，就是用半导体工艺或薄膜工艺将稳压电路中的二极管、三极管、电阻、电容等元器件制作在同一半导体或绝缘基片上，形成具有稳压功能的固体电路。本电源中选用的是三端固定输出集成稳压器CW7800系列，三端固定输出集成稳压器是一种串联调整式稳压器，它将全部电路集成在单块硅片上，整个集成稳压电路只有输入、输出和公共（接地）三
2.3.2加热驱动电路的设计
为保证驱动电路可靠工作，其驱动电路应满足如下要求： 1）动态驱动能力强，能提供驱动脉冲，使加热电路迅速导通。
2）能提供适当的正向偏压和足够的反向偏压，使加热电路可靠的开通和关断，一般取正偏电压为+15V，反偏电压为-10V 为宜。
3) 有足够的输入输出电气隔离能力，使信号电路与栅极驱动电路隔离，且具有灵敏的短路、过流保护功能。
所设计的驱动电路如图4.4.3所示。其中HP3101是高速光耦，用于实现输入输出信号的电气隔离，Q1，Q2组成功率放大电路，采用+15V和-10V 双电源供电，保证正负偏压满足要求。OUT1、OUT3来自控制电路。
该驱动电路能安全接受输入信号，在接到正确的控制信号后对加热电路进行驱动，加热电路开始工作，对外部进行加热，最大功率可达到2000W 。从而实现电饭煲的加热过程。
驱动电路工作原理电路如图2.4所示
图2.4 驱动电路工作原理电路
2.4 人机对话接口电路设计
在单片机应用系统中，为了控制其运行状态，需要向系统输入一些命令或数据，因此应用系统中应设有键盘，这些键包括数字键、功能键和组合控制键等。这些键或键盘都是以开关状态来设置控制功能或输入数据的。但是，这些开关绝不仅仅是简单的电平输入。
当所设置的功能键或数字键按下时，单片机应用系统应完成该按键所设定的功能，因此，键盘信息输入是与软件结构密切相关的。对于任何一个单片机应用系统，键盘总要有其相应的接口电路与CPU 相连，通过软件了解键盘输入的信息。
按键电路如图2.5所示
图2.5 按键电路
单片机应用系统中，常用的显示器件有LED （发光二极管）和LCD （液晶显示器）。这两种器件都具有成本低廉、配置灵活、与单片机接口方便的特点。随着电子技术的飞速发展，近年来，也开始出现有配置简易形式的CRT 接口，以方便
第3章 控制器软件设计
3.1 流程图设计
本课程设计的软件设计可以实现电饭煲的自动复位，通过温度传感器对进行反馈处理，此控制器还可以实现定时功能，通过单片机的定时功能，在LED 显示器上显示时间，本控制器能准确完成定时任务。
控制器软件流程图如图3.1所示
图3.1 控制器软件流程图
3.2 程序清单
ORG 0000H SJMP MAIN ORG 0003H LJMP INT ORG 0025H MAIN: MOV SP #60H MOV 20H，#00H MOV 21H，#08H MOV 29H，#0FEH LCALL ZIJIAN LCALL READTHTL LCALL TESTRANGE LCALL DISP SETB INT0 SETB EX0 SETB EA LOOP ：LCALL DELAY LCALL GET-TEMP LCALL TURN LCALL DISPLAY CLR C MOV A，24H CLR C
CJNE A，2DH ，LOOP2 SJMP STOPHOT LOOP2：JNC STOPHOT SJMP KEEP HOTTING ：CLR P3.1 CLR P1.5 SETB P1.6 KEEP ：SJMP LOOP
本科生课程设计（论文）
STOPHOT ：SETB P3.1 SETB P1.5 CLR P1.6 SJMP LOOP ZIJIAN ：MOV 30H，#08H MOV 31H，#08H MOV 32H，#13H MOV 33H，#08H MOV 34H，#13H CLR P1.4 CLR P1.5 CLR P1.6 CLR P1.7 MOV R3，#0FFH WAITO ：ACALL DISPLAY DJNZ R3，WAITO SETB P1.5 SETB P1.6 SETB P1.7 RET
TESTRANGE ：MOV A，2AH
CJNE A，#01H，NOMAX MOV 22H，#08H SJMP EXITTEST NOMAX ：MOVA ，2BH
CJNE A，#00H，MIDD MOV 22H，#02H SJMP EXITTEST MIDD ：MOV 22H，#04H EXITTEST ：RET DISPLAY ：MOV R0，#03H DIS ：MOV DPTR，#TAB MOV A，@R0 MOVC A，@A+DPTR
本科生课程设计（论文）
MOV DPTR，#7FFFH MOVX @DPTR，A INV R0
MOV DPTR，#0BFFFH MOV A，29H MOVX @DPTR，A SETTHTL ：CLR EA ACALL IN1 MOV A，#0CCH ACALL WRITE MOV A，2DH ACALL WRITE MOV A，2EH ACALL WRITE ACALL IN1 MOV A，#0CCH ACALL WRITE MOV A，#48H ACALL WRITE ACALL READTHTL MOV A，27H
CJNE A，2KH ，SETTHTL MOV A，28H
CJNE A，2EH ，SETTHTL SETB EA RET
DELAY ：MOV R2，#0BH HERE0：MOV R3，#00H HERE1：DJNZ R3，HERE1 DJNZ R2，HERE0 RET END 本科生课程设计（论文）
第4章 课程设计总结
家用电器的智能化极大的方便了人们的日常生活，本文从硬件设计上，阐述了电路设计的原理及连接。在软件设计上阐述了各个功能的程序流程。在煮饭的软件实现中引入了电脑电饭煲控制器的理论，着重写了如何进行温度的实时控制，本文中论述了其原理并列举电路图，作为支持理论的依据。本文阐述的功能并不是很全面，只是实现目前电饭煲普遍能实现的功能，其他功能有待今后进一步开发实现。
本课程设计对电脑电饭煲控制器进行设计，在硬件部分，本文在详细说明了单片机控制的温控表电路和定时电路的设计原理及其构造的基础上，对其各个部分进行了设计。即分别对电源电路、CPU 最小系统、温度传感器、温度测量通道、定时显示电路、加热驱动电路进行了设计。CPU 最小系统由单片机、片外RAM 、键盘/显示接口、复位电路构成。其中CPU 选用的是美国ATMEL 公司生产的AT89C51单片机。温度测量通道主要由K 型热电偶、AD595芯片、A/D转换器ICL7135芯片构成。在软件部分采用了模块化的设计方法。本系统的程序设计主要包括主程序流程图和汇编程序。
参考文献
[1] 梅丽凤等编著 单片机原理及接口技术 清华大学出版社2009.7
[2] 赵晶 主编 Prote199高级应用 人民邮电出版社，2000
[3] 于海生 编著 微型计算机控制技术 清华大学出版社2003.4
[4] 邹丽新 主编 单片微型计算机原理 苏州大学出版社 2009.1
[5] 康华光 主编 电子技术基础 高等教育出版社 2006.1
[6] 孙增祈 主编 智能控制理论与技术 清华大学出版社 1997.4