华北水利水电学院North China Institute of Water Conservancy and Hydroelectric Power 毕业设计题目：基于单片机的电饭煲智能控制系统的设计华北水利水电学院毕业设计任务书题目：基于单片机的电饭煲智能控制系统的设计专业：电子信息工程班级学号：200915512姓名: 李玉平指导教师：郑辉设计期限：2011 年2 月21日开始2011年5 月27日结束院、系：信息工程学院2011年2月21 日一、毕业设计的目的通过本次设计掌握产品设计的流程，能熟练的使用AT89C51单片机，并根据设计要求选择合适的元器件，充分理解相关软件，对整个产品设计时的调试等必要的环节有更深刻的体会。
本设计通过选认元件、连线焊接、调试检测等过程，培养了搜集资料和调查研究的能力，方案论证选择的能力，理论分析与设计运算的能力，巩固了计算机软硬件和应用系统设计方面的能力。
二、主要设计内容及基本要求1．本设计包含以下部分：按键电路、上电复位电路、晶振电路、电源电路、显示电路、MCU系统部分、机械控制电路等部分。
2．基本要求：（1）要求定时工作时间和实时时间对比达到长时间精确地定时功能。
（2）要求定时时间和实时时间相同时通过51单片机控制光耦驱动电路来控制电饭煲的工作。
三、重点研究问题1．单片机的内部结构，显示电路的调试。
2．部分功能电路的软件设计：键盘显示电路、报警电路、工作指示电路。
四、主要技术指标或主要设计参数根据模块电路，设计出完整的电路原理图，焊接出实物，并对产品进行调试。
电源部分为单片机系统提供的电压为5V，为光耦提供的电压为12V。
五、设计成果拟做出一个基于AT89C51单片机对电饭煲的智能控制系统的设计，设计出整体原理图，并做出实物，同时做出一份符合要求的毕业论文。
华北水利水电学院本科生毕业设计开题报告2011年3月10日摘要近年来随着科技的飞速发展，单片机的应用正在不断深入，同时带动传统控制技术的日益更新。
如今随着社会的发展和现在人们生活节奏的加快，越来越多的工薪层的人们更是忙碌，除了工作，剩余的时间也越来越少,谁都想越来越多的智能家电在我们身边应用。
用单片机技术设计一种电饭煲的定时控制，要求用键盘输入定时时间和实时时间对比达到长时间精确的定时功能。
本设计主要包括硬件电路的设计和系统程序的设计，硬件电路主要包括主控制器、显示电路等，主控制器主要采用单片机AT89C51、显示电路采用4位共阴极的LED。
系统程序主要包括主程序、显示程序和定时程序等。
本设计采用AT89C51单片机，要求定时时间和实时时间相同时通过光耦驱动电路控制电饭煲的工作。
关键词：单片机; 智能 ; 程序;光耦 ;驱动AbstractWith the rapid development of science and technology in recent years, the application of SCM is continuously strengthening,and driving the innovation of traditional control technology . Now with the development of society and the accelerating rhythm of people's life, it's becoming a common phenomenon that more and more blue-and-white collar workers are more busy，the rest of their time is less and less after completing their regular work ,which makes everybody have a dream of using more and more smart appliances as possible as they can in their daily life.The timing control of a rice cooker designed by SCM technology,which requires timing of time and real-time time input with keyboard in order to achieve long-time timing function accurately by comparison.This design mainly included the design of the hardware electric circuit and the design of system program .The hardware electric circuit of the design mainly included the master controller , display circuit and so on .The master controller mainly used AT89C51 SCM ,the display circuit used 4 altogether cathodes LED numerical code tube .The design adopts AT89C51 MCU,which demands Opto-coupler driver circuit to control the work of electric cooker when the timing time is equal to the real-time time .Keyword : scm; intelligent;procedures;opto –coupler; drivers目录摘要 (I)ABSTRACT (II)第1章概述 (1)1.1 研究背景 (1)1.2主要内容 (1)1.2.1 研究目的和意义 (1)1.2.2 研究内容 (2)第2章设计分析 (3)2.1设计要求 (3)2.2总体设计 (3)2.3系统方案选择 (4)2.4软件开发环境 (4)第3章电路主要器件性能 (6)3.1AT89C51内部结构及管脚说明 (6)3.1.1AT89C51内部结构 (6)3.1.2AT89C51部分管脚说明 (7)3.2单片机芯片内并行I/O口 (7)3.374LS245芯片 (8)3.4MOC3020芯片 (9)第4章电路硬件设计 (10)4.1电源电路 (10)4.1.1 电源电路的工作原理 (10)4.1.2 电源电路硬件构成 (11)4.2显示电路 (11)4.2.1 数码管显示电路工作原理 (11)4.2.2 数码管显示电路 (13)4.3功率控制电路 (14)4.3.1 单片机控制大功率电路工作原理 (14)4.3.2 单片机控制大功率电路 (15)4.4附属电路 (16)4.4.1 键盘电路工作原理及构成 (16)4.4.2 讯响电路工作原理及构成 (17)4.4.3 工作指示电路工作原理及构成 (18)第5章软件设计 (19)5.1程序设计流程图 (19)5.2系统的调试 (20)5.2.1 单片机系统的调试 (20)5.2.2 软件调试 (20)结论 (23)致谢 (24)参考文献 (25)附录一：硬件电路原理图 (26)附录二：源程序代码 (27)附录三：外文资料及翻译 (36)第1章概述1.1 研究背景早在20世纪早期，电子智能控制技术就已经发展起来了，并最先被应用于工业生产中，其后随着控制理论、微电子技术和传感技术的发展，在操作复杂度、可控对象、稳定性、经济性等方面均得到了完善，目前电子智能控制技术在家用电器、汽车电子、智能电源保护、电力自动化和电动工具等领域得到很广泛应用，以促进产品智能化和信息化程度的提高。
例如，在空调、电磁炉、微波炉、洗衣机、电冰箱、电视机等生活家电上，电控板的身影无处不在，而一台高档汽车采用的电子智能控制装置更高达20多处。
而如今随着社会的发展和现在人们生活节奏的加快，越来越多的工薪层的人们更是忙碌，除了工作，剩余的时间也越来越少，谁都想越来越多的智能家电在我们身边应用。
比如：上午你去上班，下午下班回来的时候洗衣机已经把衣服洗好了；清晨6：10，全家还在熟睡中，智能系统已让电饭煲把饭煮好……本课题就是在这样的背景下设计的。
此系统支持24小时预约煮饭，可灵活方便地安排煮饭时间，从而进一步实现智能家庭的梦想。
1.2 主要内容1.2.1 研究目的和意义通过本次设计掌握产品设计的流程，能熟练的使用AT89C51单片机，并根据设计要求选择合适的元器件，通过模块框图到总体电路图再到调试，充分理解相关软件的使用。
本次设计的目的在于通过设计电路图、编写程序、选认元件、连线焊接、调试检测等过程，锻炼自己的实际动手操作能力，从而综合性地巩固所学的理论知识。
通过这次设计我学会了综合的运用所学专业知识去分析、解决实际问题，较熟练地掌握了通过文献检索、资料查询从而获取新知识的方法，更重要的是提高了我的动手操作能力。
1.2.2 研究内容本设计主要采用AT89C51、74LS245和光耦一起制作电饭煲的智能控制系统，主要分为：系统的硬件设计与调试和控制软件的设计与调试。
（1）硬件部分硬件电路主要包括主控制器、驱动电路、键盘电路、光耦电路、显示电路等，主控制器主要采用单片机AT89C51、驱动电路采用74LS245、显示电路采用4位共阴极的LED以动态扫描法只读显示。
键盘电路、驱动电路、显示电路和主控制器一起实现电饭煲24小时的定时预约煮饭的功能。
（2）软件部分软件主要有四大部分组成：设置当前时间程序、设置定时时间程序、中断控制程序和扫描显示程序。
第2章 设计分析2.1 设计要求该设计是在单片机的自动化控制理论原理和实时定时电路工作原理为基础上完成。
要求用键盘输入定时时间和实时时间的对比达到长时间精确的定时功能；在实时时钟工作下，当到达定时时间时该控制电路会完成电饭煲的自动给电功能和机械动作功能，并且按照使用者预先设定的时间来完成规定的任务，从而达到智能实时控制的目的。
2.2 总体设计本设计为电饭煲智能控制，其工作原理为以AT89C51为控制核心，带有定时功能的实时时钟为基础，和光耦进行电气隔离来完成单片机对大功率高电压进行控制。
其工作原理图如图2-1所示：图2-1系统工作原理图2.3 系统方案选择(1）键盘选择独立式键盘：电路简单，易于编程，但需要的I/o口线较多，当需要多个按键时可能造成I/o线资源短缺。