摘要电饭煲，又称作电锅、电饭锅，是大家耳熟能详的家用电器，使用方便，清洁卫生，还具有对食品进行蒸、煮、炖等多种操作功能。

常见的电饭锅分为保温自动式、定时保温式以及新型的微电脑控制式三类。

普通电饭煲主要由发热盘、限热器、保温开关、杠杆开关、限流电阻、指示灯、插座等组成。

本次课程设计，任务是设计一个微机控制电饭煲的系统智能电饭煲主要由电源部分和控制电路组成，电源部分为220V交流电经过变压器和整流桥后变为一定幅值的直流电，再经过稳压芯片LM7805，输出为+5V的直流电，作为单片机控制部分的电源，控制部分的控制方法大致为：用户按下启动键之后，系统设置一定的加热时间，本系统的加热时间是10分钟，当加热时间到达10分钟或当电热盘温度达到预定的警报限制的要求后，由蜂鸣器和二极管组成的报警系统开始报警，一段时间后，如果没有人员切断电流，系统自动将继电器的开关打开，以切断电热盘的电源，关键词：单片机电饭煲定时报警目录第一章概述 (3)1.1 设计任务 (3)1.2 设计思路 (3)第二章硬件部分介绍 (5)2.1 单片机介绍 (5)2.2 电源电路 (6)2.3 液晶显示电路 (7)2.4 温度检测部分 (10)2.5 光电隔离电路 (12)2.6 继电器控制电路 (13)2.7 其他硬件部分介绍 (15)第三章程序设计 (17)3.1 LCD显示定时时间程序简介 (17)3.2 DS18B20程序 (20)3.3其他程序 (23)总结参考文献第一章概述1.1 设计任务微机控制电饭煲系统的设计任务如下：1.人工操作启动，键盘应设置加热，停止，时间+，时间-选择等2.加热10分钟，可以用液晶显示屏来显示加热时间。

3.加热完成后报警，通过温度传感器或定时器判断加热是否完成，如果完成，单片机发出信号，控制蜂鸣器响。

4.自动或人工切断电流，一旦加热完成，除了报警之外，还应该在一定时间之后切断加热电流，确保电饭煲设备以及其他事物的安全，避免因为电流引起火灾。

1.2 设计思路智能电饭煲主要由电源部分和控制电路组成，电源部分由220V交流电经变压器再通过整流桥变为直流电，作为稳压芯片7805的输入，7805的输出为5V的直流电，为单片机系统提供电源，控制部分的控制方法大致为：用户按下启动键之后，系统自动设定加热时间，本系统的加热时间是10分钟，当加热时间到达10分钟或当电热盘温度达到预定的警报限制的要求后，继电器的开关打开，以切断电热盘的电源，同时单片机系统中的蜂鸣器响来达到报警的功能，当下降到一定的温度范围后通电加热，闭合继电器。

以使电热盘始终保持在适合的温度范围内。

除此之外，对任务书中做出一点改进，即用户可以根据需要自己加时间或者减时间，每按一次改变时间按键，时间减少或增加1分钟，系统的整体框图如下图所示：图1-1 系统框图第二章硬件部分介绍2.1 单片机介绍MCS-51单片机都采用40条引脚的双列直插式封装（DIP），引脚配置如图2-1所示。

图2-1 MCS-51单片机引脚图单片机引脚信号中，信号名称带上划线的表示该信号低电平有效。

40条引脚大致可分为4类：电源、时钟、控制和I/O引脚。

电源：电源引脚接入单片机的工作电源：Vcc接+5V电源；Vss接地。

时钟：单片机的时钟由引脚XTAL1和XTAL2接外部时钟配置电路完成。

控制部分：控制线共有4根：ALE/PROG:地址锁存允许/片内EPROM编程脉冲ALE功能：用来锁存P0口送出的低8位地址PROG功能：片内有EPROM的芯片，在EPROM编程期间，此引脚输入编程脉冲。

PSEN：外ROM读选通信号。

RST/VPD：复位/备用电源RST：复位信号输入端VPD：在Vcc掉电的情况下，接备用电源以保持内部RAM中的数据不丢失。

EA/Vpp：内外ROM选择/片内EPROM编程电源EA：内外ROM选择端。

Vpp：片内有EPROM的芯片，在EPROM编程期间，施加编程电源。

I/O线MCS-51单片机具有4个8位的输入/输出口，P0口、P1口、P2口、P3口，共32个引脚。

P3口还具有第二功能，用于特殊信号输入输出和控制信号。

2.2 电源电路芯片介绍电子产品中常见到的三端稳压集成电路有正电压输出的78××系列和负电压输出的79××系列。

78XX,XX就代表它所输出的电压值，能降低电压4-5V,三端IC是指这种稳压用的集成电路只有三条引脚输出，分别是输入端、接地端和输出端。

用78/79系列三端稳压IC来组成稳压电源所需的外围元件极少,电路内部还有过流、过热及调整管的保护电路。

它的样子象是普通的三极管。

有时在数字78或79后面还有一个M或L，如78M12或79L24,用来区别输出电流和封装形式等，其中78L调系列的最大输出电流为100mA，78M系列最大输出电流为1A，78系列最大输出电流为1.5A。

在实际应用中，应在三端集成稳压电路上安装足够大的散热器（当然小功率的条件下不用）。

当稳压管温度过高时，稳压性能将变差，甚至损坏。

（2）电路原理图电源电路采用78系列芯片产生+5V。

电路图如图2-2：图2-2 电源电路LM7805系列集成稳压器的典型应用电路中，这是一个输出正5V 直流电压的稳压电源电路。

IC采用集成稳压器7805，C1、C2分别为输入端和输出端滤波电容，RL为负载电阻。

当输出电较大时，7805应配上散热板。

2.3 液晶显示电路液晶显示器是常用的人机接口界面，液晶显示的原理是利用液晶的物理特性，通过电压对其显示区域进行控制，有电就有显示，这样即可以显示出图形。

液晶显示器具有厚度薄、适用于大规模集成电路直接驱动、易于实现全彩色显示的特点，在袖珍式仪表和低功耗应用系统中得到越来越广泛的应用。

目前已经被广泛应用在便携式电脑、数字摄像机、PDA移动通信工具等众多领域。

工业字符型液晶1602，能够同时显示16x02即32个字符。

1602字符型LCD通常有14条引脚线或16条引脚线的LCD，多出来的2条线是背光电源线，系统中如下图所示:寄存器选择控制表RS RW 操作说明0 0 写入指令寄存器（清除屏等）0 1 读busy flag（DB7），以及读取位址计数器（DB0~DB6）值1 0 写入数据寄存器（显示各字型等）1 1 从数据寄存器读取数据1602的操作时序如图2-3所示：图2-3 1602读写操作时序2.4 温度检测部分温度检测部分选择的传感器是DALLAS公司生产的DS18B20芯片，DS18B20体积小、经济、灵活。

使用户可以充分发挥“一线总线”的优点。

DS18B20的特性（1）适应电压范围更宽，电压范围：3.0～5.5V，寄生电源方式下可由数据线供电。

（2）独特的单线接口方式，DS18B20在与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与DS18B20的双向通讯。

（3）DS18B20支持多点组网功能，多个DS18B20可以并联在唯一的三线上，实现组网多点测温。

（4）DS18B20在使用中不需要任何外围元件，全部传感元件及转换电路集成在形如一只三极管的集成电路内。

（5）温范围－55℃～＋125℃，在-10～+85℃时精度为±0.5℃。

（6）可编程的分辨率为9～12位，对应的可分辨温度分别为0.5℃、0.25℃、0.125℃和0.0625℃，可实现高精度测温。

（7）在9位分辨率时最多在93.75ms内把温度转换为数字。

（8）测量结果直接输出数字温度信号，以“一线总线”串行传送给CPU，同时可传送CRC校验码，具有极强的抗干扰纠错能力。

（9）负压特性：电源极性接反时，芯片不会因发热而烧毁，但不能正常工作。

DS18B20的管脚排列DS18B20的引脚定义：图2-4-1 DS18B20引脚定义(1)DQ为数字信号输入/输出端。

(2)GND为电源地。

(3)VDD为外接供电电源输入端（在寄生电源接线方式时接地）。

DS18B20在电路中如图2-4-2所示：图2-4 DS18B20在电路图中2.5 光电隔离电路光电耦合器（optical coupler，英文缩写为OC）亦称光电隔离器，简称光耦。

光电耦合器以光为媒介传输电信号。

它对输入、输出电信号有良好的隔离作用，所以，它在各种电路中得到广泛的应用。

目前它已成为种类最多、用途最广的光电器件之一。

光耦合器一般由三部分组成：光的发射、光的接收及信号放大。

输入的电信号驱动发光二极管（LED），使之发出一定波长的光，被光探测器接收而产生光电流，再经过进一步放大后输出。

这就完成了电—光—电的转换，从而起到输入、输出、隔离的作用。

光电隔离电路的作用是在电隔离的情况下,以光为媒介传送信号，对输入和输出电路可以进行隔离，因而能有效地抑制系统噪声，消除接地回路的干扰，有响应速度较快、寿命长、体积小耐冲击等好处，使其在强-弱电接口，特别是在微机系统的前向和后向通道中获得广泛应用。

由于光耦合器输入输出间互相隔离，电信号传输具有单向性等特点，因而具有良好的电绝缘能力和抗干扰能力。

LED能在通电时发光。

光电隔离利用LED与光电探测设备实现隔离阻障，通过光来传输信号。

光电探测设备接受LED发出的光信号，再将其转换成原始电信号。

图3.光电隔离光电隔离是最常用的隔离方法。

使用光电隔离的优势是能够避免电气与磁场噪声。

而缺点则是传输速度受限于LED的转换速度、高功率散射及LED磨损。

2.6 继电器介绍继电器是一种电子控制器件，它具有控制系统（又称输入回路）和被控制系统（又称输出回路），通常应用于自动控制电路中，它实际上是用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关”。

电磁式继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等组成的。

只要在线圈两端加上一定的电压，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点（常开触点）吸合。

当线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置，使动触点与原来的静触点（常闭触点）吸合。

这样吸合、释放，从而达到了在电路中的导通、切断的目的。

符号见下图：2-5 继电器符号图继电器主要产品技术参数1、额定工作电压是指继电器正常工作时线圈所需要的电压。

2、直流电阻（线圈阻抗）是指继电器中线圈的直流电阻，可以通过万能表测量。

3、吸合电流是指继电器能够产生吸合动作的最小电流。

在正常使用时，给定的电流必须略大于吸合电流，这样继电器才能稳定地工作。

而对于线圈所加的工作电压，一般不要超过额定工作电压的1.5倍，否则会产生较大的电流而把线圈烧毁。

4、释放电流是指继电器产生释放动作的最大电流。

当继电器吸合状态的电流减小到一定程度时，继电器就会恢复到未通电的释放状态。