单片机模糊控制在电饭煲中得应用
基于单片机的电饭煲设计
控制系统综合实训报告学院计算机与控制工程学院专业班级自动化115学生姓名马洪星指导教师朱玲成绩单片机在智能电饭煲控制系统中的应用摘要随着新科技时代的到来，越来越多的新型智能化家电融入了我们的生活。
而电饭煲作为与人们生活息息相关的家电，其功能也向着智能化的方向发展。
本文基于单片微处理器PICl6F872研制成功了YZ系列微电脑电饭煲智能控制器，阐述了工作原理，并给出了硬件电路。
精度高、稳定性高、易操作是本系统的重要特性，中断嵌套是设计软件的难点，温度控制是本系统的重点。
关键词 PIC单片机智能电饭煲硬件分析YZ系列微机电脑电饭煲系统，是应用美国著名芯片Microchip公司合作开发的新一代模糊、逻辑控制智能电饭煲。
采用日本National模糊控制技术原理，能自动根据米饭量的多少。
利用“煮饭专家”的工艺技术，对吸水、加热、沸腾、焖饭、膨胀、保温等六个阶段的工艺自动进行火力调节，从而煮出比一般电脑电饭煲更加松软可口的米饭同时拥有快速煮饭、精确煮饭、一小时粥汤、二小时粥汤、三小时粥汤保温以及预约定时煮饭等功能。
本系统硬件结构简单，运行稳定可靠，软硬兼备，具有完善的控制功能和抗干扰能力。
一、工作电气图图1工作电气图二、工作原理YZ系列微机电脑电饭煲控制器电路包括如下几个部分：单片机，电源及稳压电路，键盘输入电路，蜂鸣报警电路，LED显示电路，温度检测电路及加热控制电路。
其中单片机控制采用PICl6F872封装，它能满足电饭煲的控制需要。
电源及稳压电路由高压器、整流电路和稳压电路组成；键盘输入电路由K1、R13、K2、R14组成；即在A／D输入端键入键盘信号，蜂鸣报警电路由晶体管Q2、SP1及电阻R12组成；LED显示电路由两部分组成。
一部分是7段数码管用于显示预置定时时问，另一部分是6个LED指示灯，用于显示煮饭、快煮、l小时粥汤、2小时粥汤、3小时粥汤及保温。
温度检测电路十分简单，由偏置电阻R10、R1l 和热敏电阻RT1、KT2组成。
模糊单片机控制电饭煲.(肖凡制作1588)
模糊单片机控制电饭煲摘要：介绍用新型HT46R47型单片机和模糊控制技术实现的电饭煲。
他具有电路简单、成本低廉、节省能源、安全可靠目前，市场上的电饭煲大部分采用固定功率的方式加热，能源利用率低、功能单一，难以满足人们的日益增长的生活需求。
开发功能齐全、成本低廉、节省能源、安全可靠的微电脑电饭煲，是非常有必要的。
系统选用以低成本、功耗小、性能良好的8位A／D型HT46R47单片机为控制核心的控制电路。
引脚如图1所示。
他的主要特性如下：·工作电压：fSYS＝4MHz：2．2～5．5V；·13位双向输入／输出口；·8位带溢出中断的可编程定时／计数器，具有7级预分频器；·石英晶体或RC振荡器；·看门狗定时器；·2048×14位的程序存储器PROM；·64×8位的数据存储器RAM；·在VDD＝5V且系统时钟为8MHz时，指令时钟为0．5μs；·四通道9位的A／D转换器；·指令执行时间皆为1或2个指令周期低电压复位功能。
关键词：单片机；模糊逻辑；电路设计；抗干扰；温度采样；电饭煲Fuzzy control electric cookerAbstract：Introduction of new type HT46R47single-chip microcomputer and fuzzy control technology to realize the electric rice cooker.He has the advantages of simple circuit,low cost,energy saving,safety and reliability.Single chip microcomputer;fuzzy logic;circuit design;interference;temperature sampling; electric cookerAt present,the market of electric cooker used most of fixed power heating,low energy efficiency,single function,difficult to meet people's growing demand for life. Development of complete function,low cost,energy saving,safe and reliable computer electric cooker,is very necessary.System selection with low cost,low power consumption,high performance8bit A/D HT46R47single-chip microcomputer to control the core control circuit.Pin as shown in figure1.His main characteristics are as follows:Working voltage,:fSYS=4MHz:2.2~5.5V;,13bidirectional input/output port;In8,with overflow interrupt the programmable timer/counter,with7prescaler; Quartz crystal oscillator,or RC;,the watchdog timer;"2048x14bit program memory PROM;"64x8bit data memory RAM;In VDD=5V and system clock for8MHz,0.5s instruction clock;In four,channel9bit A/D converter;Keywords：Single chip microcomputer fuzzy logic circuit design interference temperature sampling electric cooker目录模糊单片机控制电饭煲 (1)Fuzzy control electric cooker (2)前言 (4)第一章单片机的工作原理 (5)1.1特殊功能寄存器（SFR） (5)1.2程序状态字寄存器（PSW） (6)1.3MCS-51单片机存储结构 (7)第二章模糊电饭锅的工作原理 (8)2.1吸水阶段 (8)2.2加热阶段 (9)2.3沸腾阶段 (9)2.4焖饭阶段 (9)2.5膨胀阶段 (9)2.6保温阶段 (9)第三章电饭锅模糊控制器的设计 (10)3.1.模糊电饭锅的基本功能 (10)3.2模糊控制的硬件设置 (10)3.2.1.电源电路 (11)3.2.2.检测信号的电路 (11)3.2.3.显示电路 (12)3.2.4.加热控制电路 (12)3.3.模糊控制的软件设计 (12)3.3.1系统初始化 (12)3.3.2参数设定 (12)3.3.3.工艺推理及过程控制 (13)第四章模糊控制算法 (15)4.1模糊控制的基本原理 (15)4.2米量的模糊推理 (16)4.3加热功率的模糊推理 (18)4.4工艺过程控制 (20)参考文献 (22)致谢 (23)前言系统选用以低成本、功耗小、性能良好的220v8位A／D型HT46R47单片机为控制核心的控制电路。
单片机模糊控制在电饭煲中的应用
单片机模糊控制在电饭煲中的应用何健雄1,廖炯锋2(11新会区职业介绍服务中心 广东江门 529100;21中山市津威电子有限公司 广东中山 528400)摘 要:介绍用新型H T 46R 47型单片机和模糊控制技术实现的电饭煲。
他具有电路简单、成本低廉、节省能源、安全可靠等特点。
关键词:单片机;模糊逻辑;电路设计;抗干扰;温度采样;电饭煲中图分类号:T P 36811 文献标识码:B 文章编号:1004373X (2003)1304703Appl ica tion of M CU Fuzzy L og ic i n Electr ic CookerH E J ianx i ong 1,L I AO J i ongfeng 2(11X inhui Emp l oy m ent Sevince Center,J iang m en,529100,Ch ina;21Zhongshan J inw ei E lectronics Co 1L td 1,Zhongshan,528400,Ch ina )Abstract :P resen ts that the electric cooker is m ade of a new typeM CU of H T 46R 47and u ses the techno logy of fuzzy logic 1T he cooker is si m p le in circu it design ,and it is low co st ,pow er saving and safety 1Keywords :M CU ;fuzzy logic ;circu it design ;an ti jamm ing ;temperatu re samp ling ;electric cooker收稿日期:20030509 目前,市场上的电饭煲大部分采用固定功率的方式加热,能源利用率低、功能单一,难以满足人们的日益增长的生活需求。
分析单片机远程控制电饭锅
分析单片机远程控制电饭锅作者：陈焕仪来源：《科学与财富》2019年第21期摘要：随着现在网络技术的发展，也带动了物联网和软件技术的应用，各行各业现在也都想有闪光点。
就拿电饭锅来说，现在轻松方便的煮饭方式越来越受到人们的青睐，智能、环保、节能型高端电饭锅也将会成为未来备受瞩目的商品以前的电饭锅温度控制是通过磁钢来完成的，人们控制起来也是十分简单的。
我们现在研究出一种新型的电饭锅就是可远程控制的全自动智能电饭锅，这种电饭锅也将会成为未来发展的方向，这篇文章我们会通过电磁阀控制电路和继电器控制电路对电饭锅进行远程控制，使其具有自动加水、精确控制加水量等特點。
关键词：单片机；电饭锅；远程控制；物联网；前言：我们现在商场里的电饭锅大部分都不是很智能，最奢侈的就是有一个预约做饭的功能，但还是不具备可控制性，还是有很多的地方需要修改。
而且预约的时候还需要提前将米泡在水里，这样还影响了饭的质量。
现在市场上也有许多智能电饭煲，但很少有自动加水、控制加水量、远程控制的功能本作品所需元器件少，制作起来简单，性能稳定，成本低，成品之后是一件性价比颇高的智能家电，非常贴近生活。
1.远程控制电饭锅的概况1.1单片机搭载物联网模块的基本构成利用单片机远程控制电饭锅，是充分的利用了单片机的硬件核心，远程单片机控制的电饭锅和电话电饭锅的区别就是在操作系统中采用了TCP/IP协议。
而且它也具备蓝牙协议的无线连接接口，并且以家用计算机为工具，采用Jini蓝牙技术，利用远程控制软件技术，实现真正的自动控制煮饭。
在某种程度上，真正的解放劳动人民的双手，解放厨房部分劳务。
远程电饭锅装置主要是由远程单片机电饭锅，远程蓝牙控制通讯接口模块、单片机、远程服务器、传感器、水计量器，米计量器等部分组成。
我们在物联网当中储存了几百种煮饭和烹饪的曲线，而且还可以进行升级处理，使智能远程电饭锅做到真正的人工智能，使我们的生活更加方便。
让电饭锅适时的，自己按需要的量加米加水完成煮饭和烹饪的动作，做到真正的人性化处理。
单片机在电饭锅上的应用课程设计
目录引言 (2)1 电饭锅的原理与结构 (3)2 MCS─51单片机在电饭锅上的应用 (6)3 程序设计 (12)6 结束语 (20)参考文献 (20)附录Ⅰ：电路原理接线图 (21)引言电饭锅是一种能够进行蒸、煮、炖、煨、焖等多种加工的现代化炊具。
它不但能够把食物做熟，而且能够保温，使用起来清洁卫生，没有污染，省时省力，是家务劳动现代化不可缺少的用具之一。
随着科技、经济的发展，人们生活水平的不断提高，工作生活节奏亦加快，延时预制食品也成了人们日常工作生活中的需要。
目前，己有的智能电子电饭锅在做饭/粥时，是将米和水同时放入锅中，接通电饭锅的电源后，电饭锅即自动进入做饭/粥程序，当做饭/粥完成后，电饭锅即进入保温状态。
这就需要我们用智能程序控制电饭锅的煮饭保温时间，本设计主要介绍MSC-51系列单片机在电饭锅的应用及程序。
本次设计过程中借鉴的一些智能家电书和设计手册，吸收书中自己本没掌握的知识，并得到徐祖华、肖金凤老师的悉心帮助。
对此深表谢忱。
1、电饭锅的原理及结构电饭锅的原理电饭锅是利用发热板，在铝质锅的底部煮饭。
发热板内藏电热线，这电热线是由自动开关控制，发热板的中央有一圆孔，孔内有一感温软磁，它借着弹簧向上顶贴着锅底。
这是一种纯铁氧体。
它在100℃或以下时，可以被永久磁铁吸引。
但当升至103℃时，则失去磁性，不再受永久磁铁吸引。
当按下开关按键，开关横杆把磁铁向上顶贴着感温软磁；这时，发热线接通，开始加热。
当锅内的饭沸腾后，锅内的水就渐渐减少，当水开始蒸干，锅内的温度就由100℃上升。
当升至103℃时，感温软磁就不受磁铁吸引，开关的杠杆因弹簧的弹力及本身的重力而下降，压使接触点分开，发热线就断电，同时，接通另一保温电路，保持饭的温度在70℃左右。
智能电饭煲主要由电源部分和控制电路组成，主控电路与热敏电阻形成反馈回路，主控电路实现两种功能，一是采集热敏电阻反馈回来的温度值，二是依据用户选用的工作方式，对继电器的工作方式的改变来对电热盘加热的控制。
模糊控制电饭煲设计
模糊控制电饭煲摘要：本文通过研究科学的煮饭时间控制要求，采用调制PWM占空比控制改变加热功率的方法实现对温度系统的模糊控制。
关键词：电饭煲模糊控制单片机PWM模糊电饭煲与传统的电饭煲相比具有许多优越性。
首先，它能根据锅内的米量、水量按要求选择最佳方式，从而做出合适的控制对策，这样既省电，煮出的米饭又松软可口。
本文重点介绍何将模糊逻辑应用于电饭煲的温度控制过程以及具体实现方法。
1、米饭的烹饪过程分析要想做出松软香滑的米饭，必须掌握加热对象的性质以及详细的加热过程，只有这样，才能够将大米中不易溶于水且难以消化的β淀粉转变为易溶于水、易于消化的α淀粉。
经过大量的实验发现，要想达到理想的米饭效果，须要经过吸水、升温、沸腾、焗饭、保温5个阶段。
在整个烧饭过程中，各阶段的持续时间不同，锅内温度的变化规律也各不相同，如图1所示。
下面详细介绍米饭的几个烹饪过程。
1).吸水过程一般情况下，大米本身含有14%的水分，在大功率加热升温之前，小功率低温使米的含水率达到25%左右，可使米粒内部均匀受热，从而使之烧成柔软鼓胀状。
但是，一旦水温超过60℃，米中含有的β淀粉开始转化为α淀粉，米将变成糊状。
因此，必须控制水温在60℃以下，通常使水温保持在35℃左右来完成理想的吸水过程。
模糊推论的第1任务就是要确定吸水时间的长短。
2).快速升温过程把已吸足水分的米采用大功率进行加热，使水温较快地升到沸点，但是速度要适当，通过对不同升温过程下的米饭进行α化，并还原糖量、硬度、粘着力、色泽等综合分析后发现，温度上升时间大约保持10min左右时，烧出的米饭综合效果最佳。
这是模糊控制电饭煲要解决的第2个重要问题。
3).沸腾阶段在水温达到沸腾状态之后，采取小功率加热保持沸腾，促使米粒中的R 淀粉变为a淀粉，同时锅中的水分不断被米粒吸收或蒸发掉。
当达到断电温度时停止加热，使米粒的水分较少，保证米粒颗粒均匀，色泽感强。
实验结果表明，沸腾时间在20min左右以及合理的断电温度是影响米饭质量的又一个重要因素。
利用模糊控制技术改善电器性能的研究
温差变化率的变化区间也设定为【_6，+6l ，其基本论域为EC={ 一6，
一 5，一4 ，一3 ，一 2，一 1， O ， +1 ，+2， +3，十 4， +5 ，+6}，采用 N B 、
N M 、N S、0、PS、PM 、PB 7 个模糊量 描述。设定 模糊决策 C 在 区间
f - 7， +刁上变化，可以得到模糊决策C的论域 C ={一 7，一6 ，一 5 ，一 4， 一3 ，一2，一I ，0，+1 ，+2 ，+3 ，+4 ，+5 ，+6 ，+7} ，也用N B、N M 、 N S、0、 PS 、 PM 、PB 7个模糊量描述。
一6
表3 模蝴控制查i 礁
△ Ecr ‘r ] r 1 广鼍广— r _1 =r _ =矿．F 矿’厂 1r 1 丁—习—干5 —而
屿j q I
7 6 7 6 6 6 7 6 7 76 7 7 6 6 6
4 日 4 4
4
4
4
4
4
4
4
4
2 2 2
l 1
1
0 O O
0 0 O
0 0 O
0 0 0
至 9小茶杯，把输入变量量化为论域 T={～ 3，一 2，一1 ，0 ，1 ， 2， 3f ， 输出变量曩化为论域 Q ={ 一 2，一1 ， O ， 1， 2}。这两组基本论域分 g Ⅱ选 三个模糊子集T1、 T 2、 T 3 和Q1 、Q^Q3 ，表1 是变量T和Q的赋值表。 模糊推理规则为| f T1t henQ l 、i f T2t henQ 2 、i fT3t he nQ3，可计算模糊
实际工作中，多数系统极其复杂，难以确定其控制过程的传送函数或状
模糊控制在电饭锅中的应用
16
模糊控制技术的应用
(3)模糊控制规则的建立 通过对人们控制经验 的总结，得到了有关的温度控制规则表 :
(4) 模糊控制响应表的获取 为了节省内存，提 高运行速度，通过一系列的模糊运算得到了一 个模糊控制响应表
17
模糊控制技术的应用
模糊控制响应表
(5)模糊控制算法的实现 微机(单片机)实时采 集当前的实际锅底温度，可以求得湿度差和速 度差。根据E和SE查模糊控制表可以确定周波 数的变化率，通过控制负载上的平均功率来达 到调节温度的目的。
0 d
锅 顶 传 感 器
室温Tr
模糊控制技术的应用
关于模糊推理法则的例子，假设室温为一定值 ,比如：初期水温为“普通”，温度变化为 “小”，则饭量为Ql。
初期水温和温度变化的隶属度函数分别定义
饭量的隶属度函数定义
10
模糊控制技术的应用
一般情况下，第i个法则的适合度(μ)，在隶属 函数为fij，输入为xij时，可设定为 i min f ij , ( x ij )
模糊控制技术的应用
3 模糊控制的实施过程
(1)模糊控制系统的结构图 第二阶段(升温过程)采用模糊控制方式，使温 度在10min内逼近期望温度曲线，因此，设定 输入信号是一条随时间的增加、温度按一定斜 率上升的曲线。模糊控制器的输入变量为温度 差和速度差，输出变量是负载通电的周波数变 化量(50Hz，一个周期为20ms)。当负载实际通 电的周波数发生变化时，通过负载的电流也将 改变，电热器产生的热量也随之而变。
20
模糊控制电饭锅
模糊电饭锅是一种多功能家用烹任器具，与传 统的电饭锅相比具有许多优越性。 能自动地判定饭量、水/米比等信息，从而做 出合适的控制决策，达到省时、省电的目的; 煮出来的米饭颗粒均匀，富有光泽，口感好， 可提高人的食欲，营养价值高，便于人体吸收 外形美观，功能多，操作使用安全、方便。 模糊控制电饭锅会成为未来电饭锅的新的发展 方向
基于51单片机实现智能电饭煲功能的设计与实现毕业论文
目录前言 (3)第1章绪论 (4)第1.1节智能家电概述 (4)第1.2节本课题主要任务 (5)第2章智能电饭煲整体设计 (6)第2.1节硬件整体框架 (6)第2.2节软件整体框架 (7)第3章智能电饭煲硬件部分的详细设计 (9)第3.1节单片机外围电路设计 (9)第3.2节时钟电路设计 (11)第3.3节复位电路设计 (11)第3.4节 EEPROM扩展电路设计 (12)第3.5节显示电路设计 (12)第3.6节蜂鸣器电路设计 (13)第3.7节键盘接口电路设计 (13)第3.8节温度传感器电路设计 (14)第4章智能电饭煲软件部分的详细设计 (15)第4.1节理想的最佳煮饭方法 (15)第4.2节煮饭功能模糊控制器 (16)第4.3节米量的模糊推理 (18)第4.4节副加热盘的模糊控制 (20)第4.5节整体软件流程图 (25)结论 (32)参考文献 (33)致谢............................................. 错误!未定义书签。
附录 (34)整体电路图 (34)部分源程序 (35)【摘要】：电饭煲是人们日常生活中最普遍的家用电器，随着人们生活水平的提到，电饭煲也日趋智能化，本课题主要基于家电智能化的背景下，根据智能电饭煲的发展和现状，探讨智能电饭煲如何实现智能化的煮饭、预约、再加热等功能。
本文参考的是美的电饭煲，在本设计中实现了其控制面板上的大部分功能，在讨论炊煮时温度控制方面，本文主要采用模糊控制技术实现其加热温度的控制。
在硬件设计上，论文设计了以INTEL公司的8052单片机为核心的控制电路，包括复位电路、振荡电路、LCD显示电路、按键扫描电路、数字温度传感器电路、EEPROM扩展电路和时钟电路。
在软件设计上，首先根据各个功能的典型最佳炊煮温度曲线编写出调试（测试）程序，通过调试程序找出针对产品的对应各个功能的最佳炊煮温度曲线。
针对煮饭功能，提出了易于实现并且有效的米量与实时温度控制的模糊控制理论，制定了不同的煮饭功能对应的炊煮模糊控制方案。
51单片机控制的电饭煲
§ 1.3 研究的目的及意义
中国农业部农产品质量监督检测测试中心实验报告表明：使用智能电饭煲蒸煮 米饭，可以将米饭中维生素 E 的含量提高 55.62%，赖氨酸的含量提高 10.92%，而天 冬氨酸、谷氨酸、丝氨酸、酪氨酸等游离氨基酸更是首次现身米饭当中，从而大大 提升了米饭的营养和口感。
部分文档来自网络收集，如有侵权，请联系作者删除
2
人生有几件绝对不能失去的东西:自制的力量，冷静的头脑，希望和信心
3
第1章 绪论…………………………………………………………………………2
§ 1.1 选题背景 …………………………………………………………………………2
§ 1.2 研究线装………………… ………………………………………………………2
部分文档来自网络收集，如有侵权，请联系作者删除
6
人生有几件绝对不能失去的东西:自制的力量，冷静的头脑，希望和信心
7
图 2-4
§ 2.6 温度传感器电路设计
利用温度传感器 DSl8B20 来检测温度的变化从而使单片机进行模糊控制。 本课题中温度传感器 DSl8B20 采用数据线供电方式，其工作电压范围在 3～5. 5V温，度测量范围在-55℃～125℃精度为±2℃在，-10℃～85℃范围内其，精度为±0 5℃， 可编程为 9～12 位 A/D 转换精度。测温分辨率可达 0．0625 摄氏度，如图 2-5 所 示，为了保证 DSl8B20 温度变换的精确性，当温度转换时，数据线必须提供足够功 率，此时必须提供一个强上拉。该电路通常要求外接一个 4. 7K 的上拉电阻至电源。
智能模糊电饭煲控制系统设计大学论文
信息家电是21世纪家用电器发展的主流方向。
论文通过探讨信息家电的发展和技术要点，从实际工程出发，对传统家用电饭煲进行深入细致研究，实现电饭煲智能化控制设计。
针对电饭煲的加热控制方法和电饭煲炊煮的最佳炊制加温曲线进行理论研究，提出了一种电饭煲炊煮工艺流程的设计方案，详尽分析炊煮流程的各个阶段和异常处理对策。
针对炊煮流程，研制了一个易于实现的米量推算和加热功率的一维模糊控制器。
定制了不同煮饭模式、不同米种、不同米量的炊煮模糊控制和保温、煲粥、蒸煮等状态的加热控制方案，并给出在炊煮各个阶段的参数。
论文分析了模糊电饭煲控制系统的硬件结构和软件系统的设计。
本文重点研究了HT46R47单片机在硬件设计过程中的低成本设计方法。
在软件方面，研究了模糊电饭煲控制系统的软件控制流程并给出其流程图，同时重点介绍了根据推理结果设计的米量判断程序的流程。
关键词：电饭煲 HT46R47 模糊控制The information appliances is the main products of the appliances in the 21th century. The paper discusses the core technique and the development of the information appliances. According to the practical project, the research on the traditional electronic rice cooker has been made and the application of the network and intelligence technique on the electronic rice cooker is realized.According to the heating control rules and the best heating curve of the electronic rice cooker, the paper puts forward a new cooking process of the cooker, analyses all the steps of the cooking process and the exceptions at large. With the new cooking process, a one-dimension fuzzy controller that can calculate the weight of rice and the heating power more easily is designed. In the paper, the fuzzy control way for different cooking modes, different kinds of rice and different weight of rice is provided o The paper also provides the heating control rules and the parameters in the status of heat preservation, cooking conjee, steaming etc.The paper analyses the design of the fuzzy rice cooker form of the hardware's control circuit and the software system. The emphasis of the introduction is HT46R47 MCU. The main software flowchart is show to analysis how the cooker works.What's more,procedure of getting the quantity of rice by reasoning is contrived and the main flow chart is shown.Key words:Electrical Cooker;HT46R47;Fuzzy Control目录第一章绪论 (1)1.1研究的目的和意义及课题来源 (1)1.2国内外在模糊控制方面的研究及分析 (1)1.2.1 国外在模糊控制方面的研究现状 (1)1.2.2 国内发展状况分析 (2)1.3国内外在模糊家电方面的状况分析及发展展望 (2)1.4主要研究内容 (2)第二章智能化电饭煲的设计 (4)2.1电饭煲工作流程设计 (4)2.2电饭煲模糊控制器设计 (9)2.2.1模糊控制的基本思想 (10)2.2.2炊饭量的模糊推理 (11)2.2.3加热功率的模糊控制 (13)第三章电饭煲控制系统的硬件设计 (15)3.1电饭煲硬件系统构成 (15)3.2HT46R47单片机介绍 (16)3.2.1 HT46R47引脚配置图 (16)3.2.2 HT46R47/HT46C47主要特性 (16)3.2.3 HT46R47/HT46C47引脚说明 (17)3.3电饭煲各部分硬件电路设计 (18)第四章电饭煲控制系统的软件设计 (23)4.1模糊电饭煲控制系统软件设计 (23)4.2模糊电饭煲模糊控制软件设计 (24)结论 (26)参考文献 (28)致谢 (29)附录一：电路原理图 (30)第一章绪论1.1研究的目的和意义及课题来源在科学技术进步、日新月异的今天，节能、高效、环保的观念逐渐深入人心，人们对家电智能化的要求也越来越高。
试析模糊控制技术在家用电器中的应用
技术改造— 372 —试析模糊控制技术在家用电器中的应用 祝 贺 马 超 陈常山 王 泉 韩 昱 金 宁（山东省计量科学研究院 山东 济南 250001）摘 要：只要是很难建立数学模型的场所或者不能建立数学模型的都可以采用模糊控制技术来进行操作，模糊控制技术能够把专家或者操作者的知识及控制经验转化成用语言变量解释的控制规则，接下来就可以用规则去控制系统。
模糊控制技术是智能控制的一个重要分支，是模仿人的思维的一种控制技术，是基于模糊推理和语言规划的一种高级控制决策，也是智能控制的一种最高级阶段。
现在，模糊控制技术的理论正日趋成熟，模糊控制技术的应用也在迅速发展，模糊控制技术能够极大地提升家用电器的自动化水平和智能化水平。
本文主要探讨模糊控制技术在家用电器中的应用。
关键词：模糊控制理论；模糊控制技术；家用电器随着现代科学技术的发展，人们对家用电器的需求越来越多，对家用电器的要求也越来越高，家用电器的功能逐渐完善，家用电器的操作也越来越复杂，模糊技术进一步与家用电器进行融合，不但缩短了产品周期，而且使产品更具实用性和独特性，使人们的生活更加的便利。
家用电器的工作模式、运行状态、环境条件的差异非常大，操作者的现有知识水平有很大的差异，操作意识有极大的随意性和很大的经验成分，这些现实情况决定了家用电器的应用模糊技术具有很大的优越性。
模糊控制也就是让人们把实践经验进行形象化的描述和总结，用语言表达为不精准的决策规则和一组定性的条件语句[1]。
模糊控制技术在嵌入式控制系统和家用电器产品中的应用越来越多的一个主要的原因是：单片机上的外围器件和接口对于许多的嵌入式系统来说已经足够使用，所有的模糊编码一般不会给储存空间及处理空间带来问题，大多数的模糊控制技术应用都能够使用较为廉价的标准单片机得到实现，除了少数的有特定要求的应用必须要专用的模糊集成芯片外。
1 模糊控制理论1.1 模糊控制的概念模糊控制技术就是“模糊理论”应用在具体的控制技术上。
基于单片机的智能电饭煲的控制
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 (1)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 (10)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 (14)4.4附属电路 (15)4.4.1 键盘电路工作原理及构成 (15)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 (17)第5章软件设计 (18)5.1程序设计流程图 (18)5.2系统的调试 (19)5.2.1 单片机系统的调试 (19)5.2.2 软件调试 (19)结论 (22)致谢 (23)参考文献 (24)附录一：硬件电路原理图 (25)附录二：源程序代码 (26)附录三：外文资料及翻译 (35)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。
单片机在智能电饭煲中的应用
单片机在智能电饭煲中的应用1 引言目前，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、电脑与机械三大类型、十大不同款式。
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。
本文主要介绍利用SPMC65P2404A芯片来对电饭煲的过程进行控制，SPMC65P2404A是凌阳公司的8位元单片机，最高工作频率为8MHz，工作电压2.5V~5V，有192字节的RAM和4K字节的OTP ROM，有23个可编程IO口，8通道10位A/D转换器，2通道8位定时/计数器，2通道16位定时/计数器，1个12位PWM输出口，有低电压、上电、看门狗、外部信号、错误地址复位，并且有一个蜂鸣器输出口。
2 总体方案介绍利用凌阳8位MCU设计的智能电饭煲控制系统原理框图如图2-1所示，通过按键来选择功能模式、显示电路完成显示当前状态和定时时间；通过温度传感器来对温度进行采样；通过MCU的控制最终实现对继电器的控制，从而来控制对加热盘的加热与否，电源部分完成对单片机系统和外围电路提供5V电源，并且对加热盘进行加热。
点击看原图图2-1 控制系统构成框图3 系统硬件设计1、由单片机SPMC65P2404A控制的电饭煲的硬件原理图如图3-1所示，它包括按键输入部分，温度检测输入电路，复位和晶振电路，PA6、PA7完成对顶盖和底盘的温度的检测，PA5完成对继电器的控制，SPMC65P2404A是系统的核心部分。
模糊控制在电饭煲中的应用
摘要随着人们生活水平的提高，用微电脑控制的模糊电饭煲已经逐渐走入人们的日常生活。
本课题从实际工程出发，对于模糊技术的电饭煲控制系统设计和应用进行了深入的研究。
电饭煲是一种典型的模糊对象，其特性随着其装载物的量和种类的不同而大大不同，而煮饭功能则是电饭煲的主要功能，同时也是衡量电饭煲控制系统优劣的关键功能因此，本文在控制系统的软件设计方面重点研究了电饭煲的煮饭功能。
准确地判断出米全是电饭煲能够实现最佳控制效果的重要保障。
所以，本文着重讨论了在电饭煲煮饭过程中，如何利用模糊推理法进行米量的判断。
首先通过大最的前期实验和测试，在具体了解米盆的大小给系统的状态带来的影响的基础上，选用合适的输入变最用“试错法”设计了一种二维的模糊推理机，并详细讨论了其推理过程。
鉴于具体推理过程的复杂性，在实际计算过程中使用了MATLAB数学工具箱作为计算工具并给出了关键的计算步骤及最终结果.实验结果表明，这种米最判断方法是有效的。
作者将此种米量判断方法应用到实际的电饭煲开发中，取得了良好的效果。
本文实际设计和实现了一种模糊电饭煲控制器，在系统硬件方面，讨论了模糊电饭煲控制系统的硬件结构。
电饭煲是一种典型的消费类家电产品，对其成本控制就显得格外重要，因此，本文重点研究了硬件设计过程中的低成本设计方法。
在软件方面，研究了模糊电饭煲控制系统的软件控制流程并给出其流程图，同时重点介绍了根据推理结果设计的米量判断程序的流程，最后，本文针对模糊电饭煲设计和开发过程中参数调整的复杂性问题，提出了一种基于模糊电饭煲参数调整的专家系统。
由于在参数调整的过程中同样是利用了煮饭专家的经验，而这些经验是有规律可循的，可以用思路清晰的程序语言表达。
因此，用计算机程序代替开发工程师进行参数的调整在理论上是可行的.本文具体介绍了该专家系统的硬件结构框图、工作原理，以及已经设计完成的人机界面。
关键词电饭煲:模糊推理;试错法;低成本设计;专家系统AbstractWith the living quality improved, the micro-computer controlled electrical cookers are getting more and more popular. For practical uses, the design and application of a electrical cooker control system based on fuzzy control technology is studied, which aims at a more effective control strategy.This paper is mainly about the design of a kind of typical fuzzy object-electrical cooker, whose characteristics not only varies with the quantity of stuff in it but also varies with kind of stuff it is.As the result to estimate the amount of rice in round is crucial for control strategy. This paper discusses how to judge the amount of rice in the cooker if the electrical cooker is cooking rice. The differences generated by the amount of rice are found out by lots of tests. Two appropriate variables are selected as the inputs of the fuzzy reasoning machine to judge the amount of rice and the method“try and error”is applied. Details of the procedures of reasoning are displayed. MATLAB is used to calculate and the result —fuzzy judging table is given. The method is proven to be effective and has been put to use with good results achieved.The controller of the system of the fuzzy controlled electrical cooker is setup. Both the hardware and the software are described in the paper. The main structure of the hardware is described in detail and for each parts, a sort of popular circuit module is shown. For electrical cookers are consumptive, the emphasis of the introduction is howto reduce the cost of the hardware. The main software flowchart is show to analysis how the cooker works. What’s more, procedure of getting the quantity of rice by reasoning is contrived and the main flowchart is shown.With all of these done, the design of a king of fuzzy cooker is still so complicated and hard, so an ES is brought forward in the last chapter to use computers instead of engineers to do the “try and error”thing. The ES is established on the experience of the skilled electrical cooker engineers, which is complicated but well-regulated and could be written into programs. The configuration of the hardware is shown and the GUI of the ES is given and tells how to use it. Algorithm to handle with the method of “try and error”is introduced too and the flowchart is given.Keywords: electrical cooker; fuzzy control; try and error; low-cost design; expert system1.1传统控制理论的局限性及模糊控制理论的产生 (8)1.1.1经典控制理论和现代控制理论的局限性 (8)1.1.2 人工控制的启示 (9)1.2 模糊控制理论的发展 (11)1.2.1 基本模糊控制 (11)1.2.2 自组织模糊控制 (12)1.2.3 模糊控制工程 (13)1.3 模糊控制的简单介绍 (15)1.3.1模糊控制的研究对象 (16)1.3.2模糊控制的特点 (17)1.4模糊控制在家用电器中的应用 (17)2.l模糊控制系统 (19)2.1.1模糊控制系统的组成与特点 (19)2.1.2模糊控制系统具有如下优点 (21)3.1传统电饭煲的工作原理 (22)3.1.1 电饭煲的煮饭过程 (22)3.1.2、电饭煲的结构原理 (24)4.1模糊电饭煲的基本结构 (28)4.1.1模糊电饭煲的基本结构 (29)4.1.2模糊电饭煲的模糊控制 (30)4.2 模糊电饭煲的控制电路 (34)5．1软件系统设计 (46)5．2主程序设计 (46)⑴吸水阶段控制模块 (48)⑵升温过程的控制模块 (49)⑶保沸过程控制 (51)⑷补炊过程控制 (52)5．3子程序设计 (53)结论 (55)致谢 (56)第1章绪论随着科学技术的发展，家用电器发生了奇迹的变化。
基于单片机液晶显示电饭煲控制系统设计
基于单片机液晶显示电饭煲控制系统摘要随着社会发展，智能电饭煲的应用已经越来越普遍了，电饭煲的发展也经历了很大的变化，随着单片机技术的飞速发展，在其推动下，现代的电子产品几乎渗透到了社会的各个领域，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高，同时也使现代电子产品性能进一步提高。
本课题以AT89C51单片机为核心器件，设计了智能电饭煲控制系统，并在PROTEUS环境中对设计进行了仿真验证。
首先，对电饭煲的发展状况进行了阐述，分析了电饭煲的发展趋势，以及智能电饭煲的发展优势。
在此基础上，对智能电饭煲控制系统整体设计方案进行了论证，并确定了本课题智能电饭煲控制系统整体设计方案。
其次，从实用性、智能化、节约成本、环保节能等角度出发，对智能电饭煲控制系统的硬件、软件进行了详细设计。
按照电饭煲实现的功能，对硬件、软件进行了功能划分，并对各部分的原理、实现方法进行了详细说明。
最后，在PROTEUS仿真环境中对该设计进行了仿真验证。
仿真结果表明，基于单片机的智能电饭煲控制系统整体设计方案的可行性，软件和硬件设计的正确性，整体效果较为满意。
关键词：智能控制;电饭煲;LCD;单片机;ProteusRice Cooker LCD Display and Control System Based on SCMAbstractWith the development of society, the intelligent electric cooker has been more and more common, and the development of the rice cooker has undergone a great change, with the rapid development of the single chip microcomputer technology, modern electronic product almost permeated every area of society, a powerful impetus to the development of the social productive forces and the enhancement of social informatization, and at the same time, make modern electronic products to further improve the performance.This design with AT89C51 for the whole the core of the system, designs the intelligent control system, and has carried on the simulation to design in the PROTEUS environment. First of all, elaborates the development of the rice cooker, analyzes the development trend of rice cooker and the developmentadvantages of the intelligent electric cooker. On this basis, the overall design scheme of intelligent rice cooker control system is discussed, and determines the overall design scheme of the intelligent electric cooker control system. Secondly, from practical,intelligent, cost saving, environmental protection energy conservation perspective, the intelligent cooker has carried on the detailed design of hardware and software of the control system. According to the function of electric rice cooker to achieve, do the functional division of software and hardware, and the principle of each part, the implementation method are explained in detail.Finally, the design has carried on the simulation in the PROTEUS simulation environment. The simulation results show that, the feasibility of overall design of intelligent electric cooker control system based on single chip microcomputer, and the correctness of the software and hardware design, the overall effect is satisfied.Key words:Intelligent control; Electric cooker; Single chip microcomputer; Proteus; LCD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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
单片机模糊控制在电饭煲中的应用
摘要：介绍用新型HT46R47型单片机和模糊控制技术实现的电饭煲。
他具有电路简单、成本低廉、节省能源、安全可靠等特点。
<--摘
关键词：单片机；模糊逻辑；电路设计；抗干扰；温度采样；电饭煲
目前，市场上的电饭煲大部分采用固定功率的方式加热，能源利用率低、功能单一，难以满足人们的日益增长的生活需求。
开发功能齐全、成本低廉、节省能源、安全可靠的微电脑电饭煲，是非常有必要的。
1 电饭煲的工作原理及硬件组成
系统选用以低成本、功耗小、性能良好的8位A／D型HT46R47单片机为控制核心的控制电路。
引脚如图1所示。
他的主要特性如下：
·工作电压：f SYS＝4 MHz：2．2～5．5 V；
·13位双向输入／输出口；
·8位带溢出中断的可编程定时／计数器，具有7级预分频器；
·石英晶体或RC振荡器；
·看门狗定时器；
·2 048×14位的程序存储器PROM；
·64×8位的数据存储器RAM；
·在V DD＝5 V且系统时钟为8 MHz时，指令时钟为0．5μs；
·四通道9位的A／D转换器；
·指令执行时间皆为1或2个指令周期低电压复位功能。
1．1 工作原理
电饭煲的工作原理如图2所示。
通电后，系统进入待机状态，此时系统可接收用户的功能选择，用户所选功能通过显示电路显示出来，当用户按下确定键时，MCU开始对温度进行监测，对
各种功能进行相应的加热控制，直至功能结束时，发出声音报警提示。
1．2 硬件电路设计
（1）MCU
MCU是电饭煲的核心部分，完成数据采集、输入、处理、输出、显示等功能。
（2）测温元件数的热敏电阻。
由于热敏电阻值的变化与温度的变化是非线性关系，为了提高温度的测量分辨率和系统的抗干扰性能，设计电路如图3所示。
图3中，R t是负温度系数的热敏电阻；与R1并联后的阻值与温度的变化接近线性关系，提高分辨率；R2起分压作用；O点为测量点：当温度变化时，R t阻值发生变化，O点的电压也跟随变化，测量O点则可测量出温度的变化；C1是防止干扰引起O点的电压突变。
（3）加热执行电路
MCU通过PB1输出方波控制信号，通过电容偶合、整流后送到三极管的B极，放大后驱动继电器工作。
这样有方波输出时，继电器接通发热盘电源，没有方波输出时，则断开发热盘电源。
而方波信号是MCU正常工作时才可输出，当单片机死机时，就不可能输出。
也就是说，当单片机受到严重干扰死机时，PB1不可能输出方波，发热盘的电源会自动断开。
这样就可确保系统的安全性。
（4）声音报警电路
MCU通过PD0口输出方波信号，通过三极管放大，驱动交流翁鸣器发出声音报警。
（5）显示按键复用电路
显示电路用分时扫描方式输出，3个公共口7个显示段，形式3×7显示输出。
按键复用7个显示段中的4个。
当扫描按键时，将全部显示关掉，并把以按键相联的I／O口设置为输入口，当扫描结束后，再改为输出口。
（6）时钟电源电路为MCU产生必要的工作条件，用于提供MCU工作所需要的时钟和电源。
2 软件设计
模糊控制的软件流程如图4所示。
在图4中，t1，t2，t3，t01，t02是时间参数，要根据电饭锅的不同功率进行设定，其中t01＜t02。
在典型的750 W电饭锅应用中取值如下：
t1＝2 min，t2＝30 s，t3＝5 min，
t01＝4 min，t02＝8 min主要步骤说明如下：
（1）通电加热后，采用全功率加热至60℃，进入（a）。
（2）（a）阶段：记录加热电饭锅胆从60～70℃所需时间t，t是与锅内米和水的质量成正比的；
（3）（b）阶段：以t1为时间单位，测量起止温度T1，T2当T1＝T2时为沸腾状态；
（4）（c）阶段：根据（a）测米量所得到的时间t，和设定的参数t01，t02做比较，选择适当的加热功率进行加热；
（5）以t2为时间单位，测量起止温度T1，T2，当T1＝T2时为水干状态，停止加热；
（6）用余热加热米钣t3时间，最后饭熟报警提示。
3结语
由于电饭锅采用了模糊逻辑控制，模仿人的思维方式，又结合准确的条件判断，使这种电饭锅即使在不同的海拨高度（有不同的沸点），也能准确地检测到电饭煲内水的沸腾，能做到永不溢出；由于采用模糊逻辑，能准确检测到电饭煲内的水是否已烧干，准确地切断加热的电源，使得煮出的米饭松软、不烧焦。
在模糊逻辑的基础上，再加上时间控制，就使这种模糊控制电饭煲具有的预约定时煮饭、煲汤、煲粥等功能。
另外这种电饭锅电路设计精简可靠，所有控制电路硬件成本只需十多元。
目前，我们设计的这种控制电路已被许多厂家采用，并进行了大批量的生产。
这种单片机模糊控制技术在电饭煲中的广泛应用，对改善人们的生活，将会有深远的影响。