毕业设计_单片机--微波炉控制系统

电气与电子信息工程学院

《单片机》课程设计报告

题目：微波炉控制系统

专业班级：

学号： 201

姓名：

指导教师：胡蔷、汤立刚

设计时间：2013年12月23日—2013年12月27日设计地点： K2-407单片机、微机原理实验室

2013年11月20日

单片机课程设计成绩评定表

答辩或质疑记录：

记录：

1、微波炉控制系统的火力档位在仿真过程中，是有三个不同的发光二极管来控制，并没有热传感器来连接，因为是仿真所以无法做出效果来。

2、开关键控制显示屏，使其启动至用户状态。可以关闭显示屏以及工作灯，但是并不能控制加热中的微波炉停止。

问题：

1、为什么使用矩阵式键盘？

答：本次设计采用了多个按钮，如果使用独立式键盘，将占用大量的I/O口资源，所以我们采用4×4矩阵式键盘，这样可以节省大量的I/O口资源。

2、为什么要使用MAX7221这个芯片？

答：可以很方便地和单片机相连，未经扩展最多可用于8 位数码显示或64 段码显示。经实际使用发现，该芯片具有占用单片机I/O 口少（仅三线）。

成绩评定依据：

课程设计考勤情况（5％）：

课程设计仿真测试情况（15％）

课程设计答辩情况（30％）：

完成设计任务及报告规范性（50％）：

最终评定成绩（以优、良、中、及格、不及格评定）

指导教师签字：

2013 年12 月日

课程设计任务书

2013～2014 学年第 1 学期

专业班级：指导教师：胡蔷汤立刚

工作部门：电气与电子信息工程学院电气自动化教研室

一、课程设计题目单片机课程设计

二、课程设计内容（含技术指标）

1．设计目的及要求

（1）根据具体设计课题的技术指标和给定条件，以单片机为核心器件，能独立而正确地进行方案论证和电路设计，完成仿真操作。要求概念清楚、方案合理、方法正确、步骤完整；

（2）熟悉、掌握各种外围接口电路芯片的工作原理和控制方法；

（3）熟练使用单片机汇编语言或C51进行软件设计；

（4）熟练使用Proteus、Keil软件进行仿真电路测试；

（5）熟练使用Protel软件设计印刷电路板；

（6）学会查阅有关参考资料和手册，并能正确选择有关元器件和参数；

（7）编写设计说明书，参考毕业设计论文格式撰写设计报告。

2．设计内容（题目名称：微波炉控制系统）

本课题主要是对家用微波炉控制系统的研究，确定系统的整体方案，编写程序来实现微波炉控制的基本功能。微波炉控制系统设计是以AT89C51单片机为核心的。系统具体包含显示电路，键盘电路，计时控制电路，火力输出电路，响铃提示电路等多个部分。设计制作一个微波炉控制器电路，具有三档微波加热功能，分别表示微波加热为大火、中火、小火，模拟仿真中用不同颜色发光二极管模拟。实现工作步骤：复位待机——〉检测显示电路——〉设置输出功能和定时器初值——〉启动定时和工作开始——〉结束加热、音响提示。

按键启动时间设置，最大预设数为23小时59分59秒。设定时间初值后，按档位选择键，启动相应的微波加热；另一方面使计时电路以秒为单位作倒计时。当计时到时间小于20s，给出声音提示，即扬声器输出提示音。

三、课程设计考核办法与成绩评定

根据过程、报告、答辩等确定设计成绩，成绩分优、良、中、及格、不及格五等。

2013年月日

第一章 控制系统总述

一.工作原理

1.系统框图

一般的家用微波炉操作流程都包括定时、档位选择、启动等。所以微波炉工作大致可以四个步骤：系统待机——用户时间、档位、火力设置——系统工作——完成、提示。

系统框图

2.系统功能实现

系统启动时，8位数码管显示零时、零分、零秒，即00-00-01。火力输出档位通过三个不同颜色的发光二极管显示(分别表示大火、小火、中火)。键盘分按键K0,K1,K2,K3,K4,K5,K6,RESET 八个按键（RESET 复位键采用独立式键盘）。K0键为微波炉的启动与关闭。K1、K2、K3键为档位选择键，分别代表大火、中火、小火，选择后相应的发光二极管会发亮。K4键为时、分、秒设定选择键。K5、K6键分别为时间的加减设定。RESET 为复位键。每次按下按键后系统都会启动音响发生模块发出“嘀”的声音。选择合适的档位，微波炉启动数码管开始倒计时，当倒计时到软件程序设定的固定时间（20s ）会进行倒计时提醒，此时会发出提示声音。

工作状态

档位设置

用户设置

系统待机 系统上电 时间设定 系统复位

按K0启动 初始

时间为00-00-01

K1、K2、K3分别代表大、中、小

Reset 复位

K4、K5（+）K6（-）

系统待机 用户设定 开始加热 完成、提示

3.控制电路设计

微波炉控制系统以AT89C51单片机为核心，通过外接设备进行微波炉的显示、火力输

出、定时设计，来完成系统设计的要求。

系统的总体框图

控制电路设计部分以AT89C51单片机控制电路为核心，由定时器电路，显示电路，键盘电路，门电路，电源电路，音响发声电路，火力输出电路，档位显示电路共同组成微波炉控制系统电路,在本设计中，我们对火力输出电路原理只作解释，不作硬件电路的设计。

第二章 方案论证

1. 档位输出方案

方案一：我们可以通过扩展芯片对单片机的I/O 口进行扩展，将单片机的一个I/O 端口扩展成三个输出端口以便节省单片机的I/O 口资源。

方案二：直接利用单片机的三个I/O 口进行档位控制。 I/O I/O I/O

方案一 方案二

结论：鉴于单片机含有丰富的I/O 口资源，所以我们采用方案二，无须扩展。

2. 计时控制方案

方案一：使用专门的时钟芯片控制，我们可以采用专门的时钟控制芯片能够保证高精度、操作简单等，能够实现单片机的准点定时控制。

内部定时器

矩阵键盘电路 音响发生电路 电源电路

8位数码管显示电路 火力输出电路

门电路设计

档位显示电路

单 片 机

单

片机 扩展芯 片

单片机