基于单片机的自动煎蛋器*,本文是关于基于单片机方面专科开题报告范文与煎蛋和自动煎蛋器和单片机有关本科论文范文.
基于单片机论文参考文献：
吕欣媛,刘博韬,黄 羽,王 琦
（山西大学自动化系,山西 太原 030006）
摘 要：针对市面现有的厨具不能实现煎蛋过程全自动控制的问题,设计基于单片机的具有熟度控制功能的自动煎蛋器,以80C51单片机作为主控芯片,以温湿度传感器及蜂鸣器等为辅助装置,通过湿度、温度闭环控制,实现煎蛋过程的自动控制,指出该自动煎蛋装置可以将用户从煎蛋烹饪中解放出来,还用户更多的晨间时间.
关键词：自动控制；自动煎蛋；单片机；80C51；温湿度传感器；DHT90
中图分类号：TP29；TP368.11；TP212.1+1文献标志码：ADOI：10.3969/j.issn.1674-9146.2017.05.075
煎蛋是人们青睐的营养早餐,市面现有的厨具尚不能实现煎蛋过程的全自动控制.自动煎蛋装置可以将用户从煎蛋烹饪中解放出来,还用户更多的晨间时间.该课题旨在设计一款具有熟度控制功能的自动煎蛋器,以80C51单片机作为主控芯片,通过湿度、温度闭环控制,实现煎蛋过程的全自动 控制.
1 系统组成与方案设计
该系统由软件和硬件两部分组成.硬件包括核心控制器80C51单片机、DHT90温湿度传感器、电源控制继电器、键盘电路以及报警电路等.图1为电路原理图.用户通过键盘电路选择所需煎蛋熟度.根据DHT90测得的锅体温湿度,80C51单片机完成数据处理和控制信号的输出,从而调节加热器的加热工作.用断电降温和通电加热方式,控制煎蛋过程中总的温度与湿度恒定,保证煎蛋过程中的温度与湿度以及煎好鸡蛋的熟度满足要求.系统设计了温湿度超限的报警功能.软件部分依据上述煎蛋控制编写.
2 硬件设计
2.1 80C51单片机
图2为80C51单片机结构示意图.80C51单片机共40个引脚,可分为电源、时钟、控制线和I/O引脚4类,其中VCC接+5 V直流电源；XTAL1接晶体振荡电路反相输入端,XTAL2接晶体振荡电路反相输出端；4根控制线分别连接：地址锁存允许/片内EPROM编程脉冲（ALE/PROG）、外部存储器ROM读选通信号（PSEN）、复位/备用电源（RST/VPD）、内外ROM选择/片内EPROM编程电源（EA/VPP）；4个8位并行I/O端口分别为P0,P1,P2,P3口[1-2].
80C51单片机有21个特殊功能寄存器,软件开发过程中用到的寄存器主要有：中断使能寄存器、中断优先级寄存器、电源控制寄存器（Power Control Register,PCON）、定时器模式控制寄存器（Timer Mode Control Register,TMOD）[3].
1）中断使能寄存器.表1为中断使能寄存器结构与功能.
2）中断优先级寄存器.表2为中断优先级寄存器结构与功能.
3）电源控制寄存器（不可位寻址）.表3为电源控制寄存器（不可位寻址）结构与功能.
80C51单片机的CHMOS版本可通过软件设置空闲模式和低功耗模式两种节电方式.定时器和串行口都停止工作时,仍将保存随机存取存储器（Random Access Memory,RAM）中的数据,退出低功耗模式只有上电或复位两种方式.
OD位可控制串行通信的波特率,可使定时器1的溢出率或晶振频率产生的波特率翻倍、置位.OD可翻倍工作于方式1,2,3的定时器产生的波特率；当使用定时器2产生波特率时,OD将不影响波特率.
4）定时器模式控制寄存器（不可位寻址）.表4为定时器模式控制寄存器（不可位寻址）结构与功能.
单片机的各引脚分别与DHT90温湿敏传感器、功率放大模块相连接,以采集测量参数并控制加热装置,报警由蜂鸣器来完成.
2.2DHT90温湿度传感器
DHT90温湿度传感器是插针型数字温湿度传感器,可测0～100%RH范围的湿度,-40～123.8 ℃范围的温度,供电电压为2.4～5.5 V,4针单排引脚封装,两线制串行接口,可以连接I2C总线,易于集成和替换,引脚名称按照排列顺序分别为时钟信号SCK、电源VDD、地GND、数据输出DATA.由于能同时测量温湿度,故能用于判断煎蛋熟度[4].
DHT90温湿度传感器仅需要一条数据线与单片控制器相连,实现单片机与DHT90温湿度传感器之间的通信同步.具体接法为P3.7与DHT90温湿度传感器的SCK端相连,P3.6与温湿度传感器的DATA端相连,VDD端接电源,GND端接地.第77页图3为DHT90温湿度传感器测量流程图[5].
2.3键盘电路设计
键盘电路影响着电路总体信号输入,采用3个按键,对应不同湿度,分别代表煎蛋的不同熟度.
2.4蜂鸣器报警电路设计
蜂鸣器本身声音非常弱小,故把它与三极管放大器连接在一起,保证蜂鸣器发出的声音正常并增强音量.此电路用来实现煎蛋结束提示、温度越限的报警功能,还可以在实验中防止误操作.图4为自动煎蛋器的硬件电路[6-8].
3软件设计
C语言具有程序结构简洁、紧凑、规整,表达式简练、使用灵活的特点,单片机的C语言编程自由度大,生成的目标代码质量高,程序执行效率高,故选用C语言程序实现相应的数据采集功能和控制功能.
自动煎蛋器通电后,用户通过键盘设置需要的煎蛋熟度,3个按键分别代表五分熟、七分熟和全熟,分别对应锅内湿度50%,70%和90%.用DHT90温湿度传感器对温湿度进行采集,采集的温度与湿度数据可以直接进入CPU进行处理.当系统湿度未达到系统设定值时,CPU向I/O口发出高电平信号,带动驱动电路运作,启动加热电阻,加热锅体；当系统湿度达到设定值时,继电器断电,加热电阻停止工作,蜂鸣器发出4声鸣叫,提示用户可以就餐,同时系统进入保温状态.当系统温度低于设定的下限温度,或高于设定的上限温度时,通过CPU的I/O口驱动蜂鸣器报警.第78页图5为软件流程图.
4实验结果及分析
调试中发现DHT90温湿度传感器的布置位置直接影响煎蛋的熟度,当DHT90温湿度传感器置于锅盖内壁顶部时,蒸汽直接覆盖传感器,湿度即刻达到最大值,系统停止加热,导致鸡蛋无法煎熟；当DHT90温湿度传感器置于锅盖内壁偏下部时,则可有效避免因蒸汽覆盖传感器造成停止加热的问题.整机调试后的自动煎蛋器,只需用户按下熟度选择按键,就可以全自动地烹制相应熟度的煎蛋,并有蜂鸣器鸣响,提示用户煎蛋烹制完毕.在用户未能及时进餐的情况下,煎蛋器自动进入保温状态,维持最佳的食用温度.
5 结束语
该自动煎蛋器结构合理、操作方便,旨在按照用户设定的熟度要求自动烹制蛋品,节约人们的早餐所用时间以提高学习工作效率,充分考虑了用户需求,具有良好的应用前景和市场推广价值.
在接下来的研究中,可以从构建闭环反馈控制回路、通过调整时钟占空比来调节中断输入与反馈控制、消除加热温度偏差、进一步改善蛋品口感等方面对自动煎蛋器进行改进,并将其自动控制设计经验推广到机械电子过程控制等领域.
回顾述说,该文是一篇关于对写作煎蛋和自动煎蛋器和单片机论文范文与课题研究的大学硕士、基于单片机本科毕业论文基于单片机论文开题报告范文和相关文献综述及职称论文参考文献资料有帮助.
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