基于AT89C51單片機(jī)的微波爐控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、摘 要近年來(lái)隨著計(jì)算機(jī)在社會(huì)領(lǐng)域的滲透和大規(guī)模集成電路的發(fā)展，單片機(jī)的應(yīng)用正在不斷地走向深入，由于它具有功能強(qiáng)，體積小，功耗低，價(jià)格便宜，工作可靠，使用方便等特點(diǎn)，因此特別適合于與控制有關(guān)的系統(tǒng)，越來(lái)越廣泛地應(yīng)用于自動(dòng)控制，智能化儀器，儀表，數(shù)據(jù)采集，軍工產(chǎn)品以及家用電器等各個(gè)領(lǐng)域，單片機(jī)往往是作為一個(gè)核心部件來(lái)使用，再根據(jù)具體硬件結(jié)構(gòu)，以及針對(duì)具體應(yīng)用對(duì)象特點(diǎn)的軟件結(jié)合，以作完善。微波爐控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)采以微控制器（MCU）為核心，基于MCU 編制軟件系統(tǒng)，結(jié)合8位數(shù)碼管（LED）顯示以及必要的外圍電路，完成微波爐的可編程智能控制。系統(tǒng)由計(jì)時(shí)控制、火力設(shè)定、用戶(hù)界面、音響發(fā)生幾大模塊組成。能夠根

2、據(jù)鍵盤(pán)輸入完成相應(yīng)的功能，同時(shí)使用LED 顯示系統(tǒng)狀態(tài),并進(jìn)行響鈴提示。關(guān)鍵詞：微控制器；微波爐；控制器ABSTRACTWith the computer penetration in the social sphere in recent years, and the development of large scale integrated circuits, microcontroller applications are continually developing deeply, because of its powerful function, small size, low po

3、wer consumption, cheap price, reliable performance, easily using, etc, it is particularly suitable for systems with control. It is used more and more widely in automatic control, intelligent instruments, meters, data acquisition, military products and home appliances etc, SCM is often used as a core

4、 component in according to the specific hardware architecture, and it is often combined with application-specific features of the software objects to make perfect. Microwave oven control system design used the microcontroller as the core, based on MCU preparation software system, combined with eight

5、 digital tube (LED) display and necessary peripheral circuits to complete the microwave oven programmable intelligent control. System consisted of several modules such as the time controlling , fire setting, the user interface, sound design. It could complete the function under the keyboard , meanwh

6、ile used the LED to display the status of system, and prompted us through a ringer. Key words： microcontroller; microwave oven; controller南京工程學(xué)院自動(dòng)化學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc325358043 HYPERLINK l _Toc325358044 第一章 緒論 PAGEREF _Toc325358044 h 1 HYPERLINK l _Toc325358045 1.1引言 PAGE

7、REF _Toc325358045 h 1 HYPERLINK l _Toc325358046 1.2課題背景 PAGEREF _Toc325358046 h 1 HYPERLINK l _Toc325358047 1.3課題研究來(lái)源 PAGEREF _Toc325358047 h 2 HYPERLINK l _Toc325358048 1.4本文主要研究工作 PAGEREF _Toc325358048 h 3 HYPERLINK l _Toc325358049 1.5本文結(jié)構(gòu) PAGEREF _Toc325358049 h 3 HYPERLINK l _Toc325358050 第二章 控制

8、系統(tǒng)總述 PAGEREF _Toc325358050 h 5 HYPERLINK l _Toc325358051 2.1工作原理 PAGEREF _Toc325358051 h 5 HYPERLINK l _Toc325358052 2.1.1 系統(tǒng)框圖 PAGEREF _Toc325358052 h 5 HYPERLINK l _Toc325358053 2.1.2 系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn) PAGEREF _Toc325358053 h 5 HYPERLINK l _Toc325358054 2.2控制電路設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc325358054 h 6 HYPERLINK l _Toc325

9、358055 2.3軟件設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc325358055 h 7 HYPERLINK l _Toc325358056 2.4本章小結(jié) PAGEREF _Toc325358056 h 8 HYPERLINK l _Toc325358057 第三章 各模塊設(shè)計(jì)方案 PAGEREF _Toc325358057 h 10 HYPERLINK l _Toc325358058 3.1 檔位輸出方案 PAGEREF _Toc325358058 h 10 HYPERLINK l _Toc325358059 3.2 計(jì)時(shí)控制方案 PAGEREF _Toc325358059 h 10 HYPERL

10、INK l _Toc325358060 3.3 鍵盤(pán)設(shè)計(jì)方案 PAGEREF _Toc325358060 h 11 HYPERLINK l _Toc325358061 3.4 顯示設(shè)計(jì)方案 PAGEREF _Toc325358061 h 11 HYPERLINK l _Toc325358062 3.5 火力輸出方案 PAGEREF _Toc325358062 h 12 HYPERLINK l _Toc325358063 3.5.1 微波爐火力輸出原理 PAGEREF _Toc325358063 h 12 HYPERLINK l _Toc325358064 3.5.1 微波爐火力輸出方案 PAG

11、EREF _Toc325358064 h 12 HYPERLINK l _Toc325358065 3.5 響鈴提示方案 PAGEREF _Toc325358065 h 12 HYPERLINK l _Toc325358066 3.6 本章小結(jié) PAGEREF _Toc325358066 h 12 HYPERLINK l _Toc325358067 第四章 硬件設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc325358067 h 14 HYPERLINK l _Toc325358068 4.1 系統(tǒng)核心AT89C51介紹 PAGEREF _Toc325358068 h 14 HYPERLINK l _Toc3

12、25358069 4.1.1 AT89C51主要性能 PAGEREF _Toc325358069 h 14 HYPERLINK l _Toc325358070 4.1.2 AT89C51的引腳及功能 PAGEREF _Toc325358070 h 14 HYPERLINK l _Toc325358071 4.1.3 AT89C51單片機(jī)的內(nèi)置功能 PAGEREF _Toc325358071 h 16 HYPERLINK l _Toc325358072 4.2 時(shí)鐘電路設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc325358072 h 18 HYPERLINK l _Toc325358073 4.3 鍵盤(pán)電路

13、設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc325358073 h 18 HYPERLINK l _Toc325358074 4.4 檔位顯示電路設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc325358074 h 19 HYPERLINK l _Toc325358075 4.5 顯示電路設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc325358075 h 20 HYPERLINK l _Toc325358076 4.5.1 驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管芯片 PAGEREF _Toc325358076 h 20 HYPERLINK l _Toc325358077 4.5.2 數(shù)碼管 PAGEREF _Toc325358077 h 22 HYPERLINK

14、l _Toc325358078 4.6 響鈴、提示電路設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc325358078 h 23 HYPERLINK l _Toc325358079 4.6.1 蜂鳴器發(fā)聲原理 PAGEREF _Toc325358079 h 23 HYPERLINK l _Toc325358080 4.7 火力大小輸出設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc325358080 h 24 HYPERLINK l _Toc325358081 4.8 電源電路設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc325358081 h 24 HYPERLINK l _Toc325358082 4.9電路板設(shè)計(jì) PAGEREF _To

15、c325358082 h 25 HYPERLINK l _Toc325358083 4.9.1 電路原理圖繪制 PAGEREF _Toc325358083 h 25 HYPERLINK l _Toc325358084 4.9.2 PCB圖繪制 PAGEREF _Toc325358084 h 27 HYPERLINK l _Toc325358085 4.10 本章小結(jié) PAGEREF _Toc325358085 h 28 HYPERLINK l _Toc325358086 第五章 軟件設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc325358086 h 29 HYPERLINK l _Toc325358087

16、5.1 顯示程序設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc325358087 h 29 HYPERLINK l _Toc325358088 5.2鍵盤(pán)模塊程序設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc325358088 h 30 HYPERLINK l _Toc325358089 5.3 計(jì)時(shí)模塊程序設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc325358089 h 31 HYPERLINK l _Toc325358090 5.4系統(tǒng)待機(jī)程序設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc325358090 h 32 HYPERLINK l _Toc325358091 5.5 用戶(hù)設(shè)定程序設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc325358091 h 33

17、HYPERLINK l _Toc325358092 5.6 響鈴、提示程序設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc325358092 h 35 HYPERLINK l _Toc325358093 5.6.1 按鍵發(fā)音程序設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc325358093 h 35 HYPERLINK l _Toc325358094 5.6.2 提示程序設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc325358094 h 35 HYPERLINK l _Toc325358095 5.7 本章小結(jié) PAGEREF _Toc325358095 h 36 HYPERLINK l _Toc325358096 第六章 仿真驗(yàn)證 PA

18、GEREF _Toc325358096 h 37 HYPERLINK l _Toc325358097 6.1 仿真軟件 PAGEREF _Toc325358097 h 37 HYPERLINK l _Toc325358098 6.2 仿真過(guò)程 PAGEREF _Toc325358098 h 38 HYPERLINK l _Toc325358100 6.3仿真結(jié)果 PAGEREF _Toc325358100 h 44 HYPERLINK l _Toc325358101 6.5 仿真中出現(xiàn)的問(wèn)題 PAGEREF _Toc325358101 h 45 HYPERLINK l _Toc32535810

19、2 6.5 本章小結(jié) PAGEREF _Toc325358102 h 45 HYPERLINK l _Toc325358103 第七章 結(jié)論 PAGEREF _Toc325358103 h 46 HYPERLINK l _Toc325358104 7.1 論文總結(jié) PAGEREF _Toc325358104 h 46 HYPERLINK l _Toc325358105 7.1.1 主要工作及結(jié)論 PAGEREF _Toc325358105 h 46 HYPERLINK l _Toc325358106 7.1.2 存在的問(wèn)題 PAGEREF _Toc325358106 h 46 HYPERLIN

20、K l _Toc325358107 7.2 感想或者收獲 PAGEREF _Toc325358107 h 46 HYPERLINK l _Toc325358108 致謝 PAGEREF _Toc325358108 h 48 HYPERLINK l _Toc325358109 參 考 文 獻(xiàn) PAGEREF _Toc325358109 h 49 HYPERLINK l _Toc325358110 附錄A：硬件設(shè)計(jì)原理圖與PCB圖 PAGEREF _Toc325358110 h 50 HYPERLINK l _Toc325358111 附錄B：軟件程序清單 PAGEREF _Toc32535811

21、1 h 52 HYPERLINK l _Toc325358112 附錄C：仿真驗(yàn)證結(jié)果 PAGEREF _Toc325358112 h 65 HYPERLINK l _Toc325358113 附件：畢業(yè)論文光盤(pán)資料 PAGEREF _Toc325358113 h 66 PAGE 66緒 論引言現(xiàn)在可以說(shuō)單片機(jī)是百花齊放，百家爭(zhēng)鳴的時(shí)期，世界上各大芯片制造公司都推出了自己的單片機(jī)，從8位、16位到32位，數(shù)不勝數(shù)，應(yīng)有盡有，有與主流C51系列兼容的，也有不兼容的，但它們各具特色，互成互補(bǔ)，為單片機(jī)的應(yīng)用提供廣闊的天地。目前，在生活、生產(chǎn)的各領(lǐng)域中，凡是有自動(dòng)控制要求的地方幾乎都會(huì)有單片機(jī)的身影

22、；從簡(jiǎn)單到復(fù)雜，從空中、地面到地下，凡是能想象到的地方幾乎都有使用單片機(jī)的需求?，F(xiàn)在盡管單片機(jī)的應(yīng)用已經(jīng)很普遍了，但仍有許多可以用單片機(jī)控制而尚未實(shí)現(xiàn)的項(xiàng)目，因此，單片機(jī)的應(yīng)用大有前景和拓展空間。 單片機(jī)的應(yīng)用有利于產(chǎn)品的小型化、多功能化和智能化，有助于提高勞動(dòng)效率，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，提高產(chǎn)品質(zhì)量，改善勞動(dòng)環(huán)境，減少能源和材料消耗，保證操作安全等。隨著數(shù)字集成電路技術(shù)的發(fā)展，加上采用了先進(jìn)的石英技術(shù)，自動(dòng)控制具有計(jì)算準(zhǔn)確、性能穩(wěn)定、攜帶方便等優(yōu)點(diǎn)。單片機(jī)應(yīng)用的意義絕不僅限于它的廣闊范圍以及所帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益上，更重要的意義還在于：?jiǎn)纹瑱C(jī)的應(yīng)用正從根本上改變著傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)方法。從前必須

23、有模擬電路或數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)的大部分功能，現(xiàn)在已能使用單片機(jī)通過(guò)軟件方法實(shí)現(xiàn)了。這種以軟件取代硬件并提高系統(tǒng)性能的控制系統(tǒng)“軟化”技術(shù)，稱(chēng)之為微控制技術(shù)。微控制技術(shù)是一種全新的概念，是對(duì)傳統(tǒng)控制技術(shù)的一次革命。隨著單片機(jī)應(yīng)用的推廣普及，微控制技術(shù)必將不斷發(fā)展、日益完善和更加充實(shí)。1 21965年，喬治福斯特對(duì)微波爐進(jìn)行大膽改造，與斯本塞一起設(shè)計(jì)了一種耐用和價(jià)格低廉的微波爐。1967年，微波爐新聞發(fā)布會(huì)兼展銷(xiāo)會(huì)在芝加哥舉行，獲得了巨大成功。從此，微波爐逐漸走入了千家萬(wàn)戶(hù)。由于用微波烹飪食物又快又方便，不僅味美，而且有特色，因此有人詼諧地稱(chēng)之為“婦女的解放者”。傳統(tǒng)的微波爐容易產(chǎn)生設(shè)定誤差，定時(shí)不夠準(zhǔn)

24、確，會(huì)造成過(guò)快或者過(guò)慢，這樣會(huì)影響食物的美味?；趩纹瑱C(jī)的微波爐控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，正是利用單片機(jī)的多功能控制的特點(diǎn)，進(jìn)行微波爐的系統(tǒng)控制設(shè)計(jì)，改變了傳統(tǒng)微波爐時(shí)間不明顯，控制零件繁多的局面，所以利用微處理器進(jìn)行定時(shí)、準(zhǔn)點(diǎn)控制，具有很大的應(yīng)用市場(chǎng)潛力。課題背景單片機(jī)自1976年由Intel公司推出MCS-48開(kāi)始，迄今已有二十多年了。由于單片機(jī)集成度高、功能強(qiáng)、可靠性高、體積小、功耗地、使用方便、價(jià)格低廉等一系列優(yōu)點(diǎn)，目前已經(jīng)滲入到人們工作和生活的方方面面，幾乎“無(wú)處不在，無(wú)所不為”。單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域已從面向工業(yè)控制、通訊、交通、智能儀表等迅速發(fā)展到家用消費(fèi)產(chǎn)品、辦公自動(dòng)化、汽車(chē)電子、PC機(jī)外圍以及

25、網(wǎng)絡(luò)通訊等廣大領(lǐng)域。 單片機(jī)有兩種基本結(jié)構(gòu)形式:一種是在通用微型計(jì)算機(jī)中廣泛采用的，將程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器合用一個(gè)存儲(chǔ)器空間的結(jié)構(gòu)，稱(chēng)為普林斯頓結(jié)構(gòu)。另一種是將程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器截然分開(kāi)，分別尋址的結(jié)構(gòu)，一般需要較大的程序存儲(chǔ)器，目前的單片機(jī)以采用程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器截然分開(kāi)的結(jié)構(gòu)為多。 20世紀(jì)80年代中期以后，Intel公司以專(zhuān)利轉(zhuǎn)讓的形式把8051內(nèi)核技術(shù)轉(zhuǎn)讓給許多半導(dǎo)體芯片生產(chǎn)廠家，如ATMEL、PHILIPS、ANALOG、DEVICES、DALLAS等。這些廠家生產(chǎn)的芯片是MCS-51系列的兼容產(chǎn)品，準(zhǔn)確地說(shuō)是與MCS-51指令系統(tǒng)兼容的單片機(jī)。這些兼容機(jī)與8051的系統(tǒng)結(jié)

26、構(gòu)（主要是指令系統(tǒng)）相同，采用CMOS工藝，因而，常用80C51系列來(lái)稱(chēng)呼所有具有8051指令系統(tǒng)的單片機(jī)，它們對(duì)8051單片機(jī)一般都作了一些擴(kuò)充，更有特點(diǎn)。其功能和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力更強(qiáng)，不該把它們直接稱(chēng)呼為MCS-51系列單片機(jī)，因?yàn)镸CS只是Intel公司專(zhuān)用的單片機(jī)系列型號(hào)。MCS-51系列及80C51單片機(jī)有多種品種。它們的引腳及指令系統(tǒng)相互兼容，主要在內(nèi)部結(jié)構(gòu)上有些區(qū)別。目前使用的MCS-51系列單片機(jī)及其兼容產(chǎn)品通常分成以下幾類(lèi)：基本型、增強(qiáng)型、低功耗型、專(zhuān)用型、超8位型、片內(nèi)閃爍存儲(chǔ)器型。 本文討論的單片機(jī)多功能數(shù)字鐘系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心是目前應(yīng)用極為廣泛的51系列單片機(jī)，多功能數(shù)字鐘配置了

27、外圍設(shè)備，構(gòu)成了一個(gè)可編程的計(jì)時(shí)定時(shí)系統(tǒng)，具有體積小，可靠性高，功能強(qiáng)等特點(diǎn)。不僅能滿(mǎn)足生產(chǎn)、生活需要而且還有很多功能可供開(kāi)發(fā)，有著廣泛的應(yīng)用前景。課題研究來(lái)源在日常生活和工作中，我們常常用到定時(shí)控制，如擴(kuò)印過(guò)程中的曝光定時(shí)、洗衣機(jī)定時(shí)警報(bào)等。早期常用的一些時(shí)間控制單元都使用模擬電路硬件設(shè)計(jì)制作的，其定時(shí)準(zhǔn)確性和重復(fù)精度都不是很理想，精確度低，不能實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)點(diǎn)控制。現(xiàn)在基本上都是基于數(shù)字技術(shù)的新一代產(chǎn)品，隨著單片機(jī)性能價(jià)格比的不斷提高，新一代產(chǎn)品的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛，大可構(gòu)成復(fù)雜的工業(yè)過(guò)程控制系統(tǒng)，如數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)，自動(dòng)化生產(chǎn)線系統(tǒng)等，完成復(fù)雜的控制功能。小則可以用于家電控制，甚至可以用于兒童電子

28、玩具。單片機(jī)功能強(qiáng)大，體積小，質(zhì)量輕，靈活好用，配以適當(dāng)?shù)慕涌谛酒梢詷?gòu)造各種各樣、功能各異的微電子產(chǎn)品。 隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，家用電器和辦公電子設(shè)備逐漸增多，不同的設(shè)備都有自己的控制器，種類(lèi)繁多，這樣使用起來(lái)很不方便。根據(jù)這種實(shí)際情況，設(shè)計(jì)了一個(gè)單片機(jī)多功能定時(shí)系統(tǒng)，它可以避免多種控制器的混淆，利用一個(gè)控制器對(duì)多路電器進(jìn)行控制，既減少了繁多的多控制器，同時(shí)又可以進(jìn)行時(shí)鐘校準(zhǔn)和定點(diǎn)打鈴。它可以執(zhí)行不同的時(shí)間表的打鈴，可以任意設(shè)置時(shí)間。這種具有人們所需要的智能化特性的產(chǎn)品減輕了人的勞動(dòng)，提高了生產(chǎn)率，擴(kuò)大了數(shù)字化的范圍，為家庭數(shù)字化提供了可能。本文主要研究工作本課題主要是對(duì)家用微波爐控制系

29、統(tǒng)的研究，確定系統(tǒng)的整體方案，編寫(xiě)程序來(lái)實(shí)現(xiàn)微波爐控制的基本功能。主要工作是掌握單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)，顯示技術(shù)，電子技術(shù)等相關(guān)知識(shí)，設(shè)計(jì)制作一個(gè)微波爐控制器電路，具有三檔微波加熱功能，分別表示微波加熱為大火、中火、小火，模擬仿真中用不同顏色LED模擬。實(shí)現(xiàn)工作步驟：復(fù)位待機(jī)檢測(cè)顯示電路設(shè)置輸出功能和定時(shí)器初值啟動(dòng)定時(shí)和工作開(kāi)始結(jié)束加熱、音響提示。在上電或手動(dòng)按復(fù)位鍵時(shí)，控制器輸出的微波功率控制信號(hào)為0，微波加熱處于待機(jī)狀態(tài)，時(shí)間顯示電路顯示為00-00-00。具有8位時(shí)間預(yù)置電路，按鍵啟動(dòng)時(shí)間設(shè)置，最大預(yù)設(shè)數(shù)為23小時(shí)59分59秒。設(shè)定時(shí)間初值后，按檔位選擇鍵，啟動(dòng)相應(yīng)的微波加熱；另一方面使計(jì)時(shí)電路

30、以秒為單位作倒計(jì)時(shí)。當(dāng)計(jì)時(shí)到時(shí)間小于20s（可以通過(guò)軟件修改任意響鈴提示時(shí)間）則斷開(kāi)微波加熱器，并給出聲音提示，即揚(yáng)聲器輸出提示音。設(shè)計(jì)中具體的問(wèn)題有：（1）如何進(jìn)行時(shí)間設(shè)置（時(shí)、分、秒）和時(shí)鐘倒計(jì)時(shí)功能；（2）如何設(shè)計(jì)智能火力控制（3）如何設(shè)計(jì)顯示模塊顯示時(shí)間；（4）如何設(shè)計(jì)按鍵設(shè)置；（5）如何設(shè)計(jì)音響提示聲音；（6）如何設(shè)計(jì)微波爐工作或者停止本文結(jié)構(gòu)本文以微波爐的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)為研究對(duì)象，以單片機(jī)的應(yīng)用為背景，對(duì)微波爐系統(tǒng)基本功能進(jìn)行設(shè)計(jì)與研究。全文主要分七章，各章的主要內(nèi)容如下：第一章 主要介紹了單片機(jī)的特點(diǎn)、概念、發(fā)展背景以及微波爐的發(fā)展背景；第二章 主要研究了微波爐控制系統(tǒng)的總體概述、

31、工作原理、電路設(shè)計(jì)及軟件設(shè)計(jì)總體要求；第三章 主要根據(jù)微波爐的工作原理確定控制系統(tǒng)的各個(gè)控制模塊，以及對(duì)各個(gè)控制模塊設(shè)計(jì)方案進(jìn)行比較，然后作出最優(yōu)選擇；第四章 根據(jù)前一章的分析比較論證進(jìn)行系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)；第五章 主要進(jìn)行系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)，根據(jù)流程圖設(shè)計(jì)相應(yīng)的合理的程序，并進(jìn)行調(diào)試； 第六章 依據(jù)設(shè)計(jì)好的硬件電路和軟件程序，用Proteus軟件進(jìn)行仿真驗(yàn)證； 第七章 總結(jié)了全文的研究工作，給出了存在的問(wèn)題和進(jìn)一步的研究方向?？刂葡到y(tǒng)總述 工作原理2.1.1 系統(tǒng)框圖系統(tǒng)待機(jī)用戶(hù)設(shè)定開(kāi)始加熱完成、提示一般的家用微波爐操作流程都包括定時(shí)、檔位選擇、啟動(dòng)等。所以微波爐工作大致可以四個(gè)步驟：系統(tǒng)待機(jī)用戶(hù)

32、時(shí)間、檔位、火力設(shè)置系統(tǒng)工作完成、提示。具體系統(tǒng)框圖如圖2.1.1。圖2.1.1 系統(tǒng)框圖2.1.2 系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，8位數(shù)碼管顯示零時(shí)、零分、零秒，即00-00-00?；鹆敵鰴n位通過(guò)三個(gè)不同顏色的發(fā)光二極管顯示(分別表示大火、小火、中火)。鍵盤(pán)分按鍵K0,K1,K2,K3,K4,K5,K6,RESET八個(gè)按鍵（RESET復(fù)位鍵采用獨(dú)立式鍵盤(pán)）。K0鍵為微波爐的啟動(dòng)與關(guān)閉。K1、K2、K3鍵為檔位選擇鍵，分別代表大火、中火、小火，選擇后相應(yīng)的發(fā)光二極管會(huì)發(fā)亮。K4鍵為時(shí)、分、秒設(shè)定選擇鍵。K5、K6鍵分別為時(shí)間的加減設(shè)定。RESET為復(fù)位鍵。每次按下按鍵后系統(tǒng)都會(huì)啟動(dòng)音響發(fā)生模塊發(fā)出

33、“嘀”的聲音。選擇合適的檔位，微波爐啟動(dòng)數(shù)碼管開(kāi)始倒計(jì)時(shí)，當(dāng)?shù)褂?jì)時(shí)到軟件程序設(shè)定的固定時(shí)間（20s）會(huì)進(jìn)行倒計(jì)時(shí)提醒，此時(shí)會(huì)發(fā)出提示聲音。各功能實(shí)現(xiàn)如圖2.1.2。 工作狀態(tài)檔位設(shè)置用戶(hù)設(shè)置系統(tǒng)待機(jī)系統(tǒng)上電時(shí)間設(shè)定系統(tǒng)復(fù)位按K0啟動(dòng) 初始時(shí)間為00-00-00K1、K2、K3分別代表大、中、小Reset復(fù)位K4、K5（+）、K6（-）圖2.1.2 系統(tǒng)功能圖 控制電路設(shè)計(jì) 微波爐控制系統(tǒng)以AT89C51單片機(jī)為核心，通過(guò)外接設(shè)備進(jìn)行微波爐的顯示、火力輸出、定時(shí)設(shè)計(jì)，來(lái)完成系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求。具體框圖如圖2.2.1。 內(nèi)部定時(shí)器電源電路單片機(jī)音響發(fā)生電路矩陣鍵盤(pán)電路檔位顯示電路8位數(shù)碼管顯示電路門(mén)電

34、路設(shè)計(jì)火力輸出電路圖2.2.1 系統(tǒng)的總體框圖控制電路設(shè)計(jì)部分以AT89C51單片機(jī)控制電路為核心，由定時(shí)器電路，顯示電路，鍵盤(pán)電路，門(mén)電路，電源電路，音響發(fā)聲電路，火力輸出電路，檔位顯示電路共同組成微波爐控制系統(tǒng)電路,在本設(shè)計(jì)中，我們對(duì)火力輸出電路原理只作解釋?zhuān)蛔饔布娐返脑O(shè)計(jì)。 軟件設(shè)計(jì)隨著科技的飛速發(fā)展，C語(yǔ)言的地位顯得日益重要。 C語(yǔ)言是一種結(jié)構(gòu)化的語(yǔ)言，它層次清晰便于按模塊化方式組織程序。它可以用于系統(tǒng)軟件的開(kāi)發(fā)，同樣也適用于應(yīng)用軟件的開(kāi)發(fā)。C語(yǔ)言具有效率高，可移植性強(qiáng)等特點(diǎn)。如果以前采用的是匯編語(yǔ)言寫(xiě)的程序，在日后升級(jí)和維護(hù)相當(dāng)困難，別人寫(xiě)的程序不易被讀懂，但用C語(yǔ)言寫(xiě)程序時(shí)，相

35、當(dāng)便利。所以本次程序設(shè)計(jì)采用C語(yǔ)言編寫(xiě)，既能保證設(shè)計(jì)的精度，又能使程序通俗易懂。本次設(shè)計(jì)采用Keil 4作為編寫(xiě)軟件，并通過(guò)Keil 4進(jìn)行編譯調(diào)試。軟件界面如圖2.3.1。圖2.3.1 軟件界面Keil C51是美國(guó)Keil Software公司出品的51系列兼容單片機(jī)C語(yǔ)言軟件開(kāi)發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比，C語(yǔ)言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢(shì)，因而易學(xué)易用。Keil提供了包括C編譯器、宏匯編、連接器、庫(kù)管理和一個(gè)功能強(qiáng)大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開(kāi)發(fā)方案，通過(guò)一個(gè)集成開(kāi)發(fā)環(huán)境（uVision）將這些部分組合在一起。運(yùn)行Keil軟件需要WIN98、NT、WIN2000、WINXP等操

36、作系統(tǒng)。如果你使用C語(yǔ)言編程，那么Keil幾乎就是你的最佳選擇，即使不使用C語(yǔ)言而僅用匯編語(yǔ)言編程，其方便易用的集成環(huán)境、強(qiáng)大的軟件仿真調(diào)試工具也會(huì)令你事半功倍。Keil C51軟件提供豐富的庫(kù)函數(shù)和功能強(qiáng)大的集成開(kāi)發(fā)調(diào)試工具，全Windows界面。另外重要的一點(diǎn)，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會(huì)到Keil C51生成的目標(biāo)代碼效率非常之高，多數(shù)語(yǔ)句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。在開(kāi)發(fā)大型軟件時(shí)更能體現(xiàn)高級(jí)語(yǔ)言的優(yōu)勢(shì)。Keil C51生成的目標(biāo)代碼效率非常之高，多數(shù)語(yǔ)句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。在開(kāi)發(fā)大型軟件時(shí)更能體現(xiàn)高級(jí)語(yǔ)言的優(yōu)勢(shì)。與匯編相比，C語(yǔ)言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、

37、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢(shì)，因而易學(xué)易用。用過(guò)匯編語(yǔ)言后再使用C來(lái)開(kāi)發(fā)，體會(huì)更加深刻。 Keil C51軟件提供豐富的庫(kù)函數(shù)和功能強(qiáng)大的集成開(kāi)發(fā)調(diào)試工具，全Windows界面。2009年2月發(fā)布Keil Vision4，Keil Vision4引入靈活的窗口管理系統(tǒng)，使開(kāi)發(fā)人員能夠使用多臺(tái)監(jiān)視器，并提供了視覺(jué)上的表面對(duì)窗口位置的完全控制的任何地方。新的用戶(hù)界面可以更好地利用屏幕空間和更有效地組織多個(gè)窗口，提供一個(gè)整潔，高效的環(huán)境來(lái)開(kāi)發(fā)應(yīng)用程序。新版本支持更多最新的ARM芯片，還添加了一些其他新功能。2011年3月ARM公司發(fā)布最新集成開(kāi)發(fā)環(huán)境RealView MDK開(kāi)發(fā)工具中集成了最新版本的Kei

38、l uVision4，其編譯器、調(diào)試工具實(shí)現(xiàn)與ARM器件的最完美匹配?；贙eil的完美性能，我們將采用Keil 4 作為本設(shè)計(jì)軟件程序的編寫(xiě)、編譯、調(diào)試工具，因?yàn)楸敬卧O(shè)計(jì)將使用C語(yǔ)言編寫(xiě)程序，C語(yǔ)言編寫(xiě)程序通俗易懂、便于后期修改完善、靈活性高，滿(mǎn)足設(shè)計(jì)精度要求所以使用Keil作為編寫(xiě)、編譯、調(diào)試的工具，是不二之選。 本章小結(jié)通過(guò)對(duì)微波爐控制系統(tǒng)的整體概述，我們已經(jīng)基本熟悉了微波爐的工作原理、硬件電路設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)等各個(gè)方面。硬件電路大體包括定時(shí)電路、門(mén)電路、鍵盤(pán)電路、顯示電路、響鈴電路、火力輸出電路幾個(gè)主要模塊。軟件設(shè)計(jì)也將從這幾個(gè)模塊入手。因此，我們對(duì)微波爐控制系統(tǒng)有了初步的了解，并且確定

39、了微波爐控制系統(tǒng)的大致研究方向，了解了微波爐控制的各個(gè)模塊的功能，為進(jìn)一步研究、細(xì)化各模塊功能奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。各模塊設(shè)計(jì)方案微波爐控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)是以AT89C51單片機(jī)為核心的。系統(tǒng)具體包含顯示電路，鍵盤(pán)電路，計(jì)時(shí)控制電路，火力輸出電路，響鈴提示電路等多個(gè)部分，根據(jù)我們所了解的，每個(gè)部分都可以采用不同的方案來(lái)實(shí)現(xiàn)，但不同的方案有實(shí)現(xiàn)的難易的不同，不同的設(shè)計(jì)要求所采取的方案也各不相同，有的需要考慮高精度，有的需要保證低功耗等等，所以通過(guò)思考分析，最終做出最合理的選擇，使之更加科學(xué)和合理，達(dá)到設(shè)計(jì)要求。下面對(duì)各模塊設(shè)計(jì)方案做分析和選擇。3.1 檔位輸出方案方案一：我們可以通過(guò)擴(kuò)展芯片對(duì)單片機(jī)的I/

40、O口進(jìn)行擴(kuò)展，將單片機(jī)的一個(gè)I/O端口擴(kuò)展成三個(gè)輸出端口以便節(jié)省單片機(jī)的I/O口資源。方案一如圖3.1.1。方案二：直接利用單片機(jī)的三個(gè)I/O口進(jìn)行檔位控制。方案二如圖3.1.2。單片機(jī)擴(kuò)展芯 片單片機(jī) I/O I/O I/O圖3.1.1方案一 圖3.1.2方案二結(jié)論：鑒于單片機(jī)含有豐富的I/O口資源，所以我們采用方案二，無(wú)須擴(kuò)展。3.2 計(jì)時(shí)控制方案 方案一：使用專(zhuān)門(mén)的時(shí)鐘芯片控制，我們可以采用專(zhuān)門(mén)的時(shí)鐘控制芯片能夠保證高精度、操作簡(jiǎn)單等，能夠?qū)崿F(xiàn)單片機(jī)的準(zhǔn)點(diǎn)定時(shí)控制。方案二：AT89C51 單片機(jī)內(nèi)部就含有定時(shí)器，我們可以使用一個(gè)定時(shí)器和計(jì)數(shù)器結(jié)合，加上12M晶振的驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)定時(shí)、計(jì)數(shù)控制

41、。結(jié)論:我們采用方案二，單片機(jī)靈活性高，方案二節(jié)省器件，使電路簡(jiǎn)化，有很高的性?xún)r(jià)比，對(duì)于計(jì)時(shí)的精度我們可以通過(guò)軟件設(shè)計(jì)來(lái)彌補(bǔ)調(diào)整。3.3 鍵盤(pán)設(shè)計(jì)方案方案一：獨(dú)立式鍵盤(pán)，每個(gè)獨(dú)立按鍵單獨(dú)占有一根I/O接口線，每個(gè)I/O口的工作狀態(tài)互不影響，此類(lèi)鍵盤(pán)采用端口直接掃描方式。缺點(diǎn)是當(dāng)按鍵較多時(shí)占用單片機(jī)的I/O數(shù)目較多，優(yōu)點(diǎn)是電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，且編程極其容易。在按鍵不多的情況下我們可以采用獨(dú)立式鍵盤(pán)。獨(dú)立式鍵盤(pán)如圖3.3.1。方案二：44矩陣式鍵盤(pán)，此類(lèi)鍵盤(pán)是采用行列掃描方式，優(yōu)點(diǎn)是當(dāng)按鍵較多時(shí)可以降低占用單片機(jī)的I/O口數(shù)目，節(jié)省單片機(jī)的I/O口資源。結(jié)論：我們采用方案二，因?yàn)楸敬卧O(shè)計(jì)采用了多個(gè)按鈕，

42、如果使用獨(dú)立式鍵盤(pán)，將占用大量的I/O口資源，所以我們采用44矩陣式鍵盤(pán)，這樣可以節(jié)省大量的I/O口資源。矩陣式鍵盤(pán)如圖3.3.2。接單片機(jī)圖3.3.1 獨(dú)立式鍵盤(pán) 圖3.3.2 矩陣式鍵盤(pán)3.4 顯示設(shè)計(jì)方案方案一：采用數(shù)碼管顯示，數(shù)碼經(jīng)濟(jì)適用，只需簡(jiǎn)單的驅(qū)動(dòng)芯片，即可驅(qū)動(dòng)顯示，但是信息量少。方案二：采用液晶顯示，某些液晶顯示器具有漢字顯示功能，用液晶來(lái)實(shí)現(xiàn)顯示功能，不僅可以實(shí)現(xiàn)基本的顯示信息，而且可以顯示豐富的符號(hào)指示信息以及文字指示信息，如AM/PM，鬧鐘符號(hào)等，信息量豐富且直觀易懂。而且液晶顯示有功耗低，體積小，重量輕，壽命長(zhǎng)，綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。結(jié)論：根據(jù)設(shè)計(jì)要求，我們只需實(shí)現(xiàn)定時(shí)顯示，

43、只要能顯示時(shí)間即可，信息量少，只需顯示時(shí)、分、秒。所以我們采用8位數(shù)碼管進(jìn)行顯示，完全能夠達(dá)到設(shè)計(jì)要求。3.5 火力輸出方案3.5.1 微波爐火力輸出原理微波爐內(nèi)部含有一個(gè)器件叫功率調(diào)節(jié)器，也稱(chēng)火力調(diào)節(jié)器，它實(shí)際上也是個(gè)時(shí)間開(kāi)關(guān)，功能是在微波爐工作期間周期性地不斷接通和斷開(kāi)磁控管的電源，使磁控管有規(guī)律地間歇工作，即工作時(shí)間 和休止時(shí)間有一定的比例關(guān)系，改變這個(gè)比例，就使磁控管在微波爐整個(gè)加熱時(shí)間段中的工作時(shí)間得以相應(yīng)改變，從而起到調(diào)節(jié)微波輸出功率的作用。功率調(diào)節(jié)器也由定時(shí)器所用的同一電機(jī)驅(qū)動(dòng)。 實(shí)際工作時(shí)，當(dāng)設(shè)定好功率值后，功率調(diào)節(jié)器便控制磁控管工作一段時(shí)間再休止一段時(shí)間，并按一定周期不斷循環(huán)

44、這個(gè)過(guò)程，直至微波爐工作結(jié)束。這里假設(shè)磁控管在個(gè)循環(huán)周期內(nèi)的工作時(shí)間為t1，休止時(shí)間為t2，則一個(gè)循環(huán)周期T=t1+t2，可清楚地看出功率調(diào)節(jié)器控制微波輸出功率的方式。循環(huán)周期T取值很有講究，從加熱角度考慮取短些好，但太短將使功率調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)頻繁動(dòng)作，影響磁控管的工作穩(wěn)定和使用壽命。通常機(jī)械式功率調(diào)節(jié)器的T都取 30s左右，實(shí)踐證明比較理想。當(dāng)T=30s時(shí)，若設(shè)磁控管工作時(shí)間t1分別為6、12、15、24、30s，那么對(duì)應(yīng)6s的微波輸出功率為保溫功率，這是爐子額定微波輸出功率Po的20的功率，又稱(chēng)溫火擋。對(duì)應(yīng)12s的為解凍功率(40Po，又稱(chēng)低功率或低火)、對(duì)應(yīng)15s的為中功率(50Po， 又稱(chēng)中

45、火)、對(duì)應(yīng)24s的為中高功率(80Po，又稱(chēng)中高火)、對(duì)應(yīng)30s的為高功率(100Po，又稱(chēng)高火或全功率)。普通微波爐大多設(shè)有這樣的5 擋功率(火力)調(diào)節(jié)擋，當(dāng)然各擋的功率設(shè)定值可能有所不同。少數(shù)微波爐有更多功率擋，可達(dá)812擋之多，以求更適應(yīng)烹飪和解凍不同食品之需。 3.5.1 微波爐火力輸出方案根據(jù)設(shè)計(jì)要求，只需設(shè)計(jì)高、中、低三檔功能，無(wú)需多檔位控制。只需輸出大火、中火、小火三檔火力。因此，我們只需模擬出三檔火力即可。我們通過(guò)三種不同顏色的發(fā)光二極管即可達(dá)到設(shè)計(jì)要求。3.5 響鈴提示方案 我們可以使用單片機(jī)的一個(gè)I/O端口，然后接上揚(yáng)聲器，通過(guò)軟件方式，修改延時(shí)、周期，來(lái)達(dá)到響鈴提示的效果

46、。3.6 本章小結(jié)經(jīng)過(guò)比較和分析，得出了較理想的方案：（1）計(jì)時(shí)單元由軟件編程來(lái)實(shí)現(xiàn)。定時(shí)采用單片機(jī)內(nèi)部定時(shí)器來(lái)實(shí)現(xiàn)，即通過(guò)單片機(jī)內(nèi)部定時(shí)器產(chǎn)生中斷，再通過(guò)軟件編程實(shí)現(xiàn)進(jìn)行計(jì)數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)時(shí)、分、秒的倒計(jì)時(shí)。（2）時(shí)間顯示采用8位LED數(shù)碼管顯示時(shí)、分和秒。檔位顯示采用3個(gè)不同顏色的發(fā)光二極管顯示，分別表示大火、中火、小火三檔火力。（3）鍵盤(pán)采用單片機(jī)44矩陣式鍵盤(pán)，端口輸入電平，通過(guò)單片機(jī)掃描相應(yīng)端口電平來(lái)判斷按鍵的抬起與按下。（4）響鈴提示直接由單片機(jī)控制輸出，連接在揚(yáng)聲器在電阻上疊加推動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)聲。通過(guò)各種方案的比較和論證之后，明確了各個(gè)模塊的實(shí)現(xiàn)方案。然后，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)總體進(jìn)行設(shè)計(jì)，形成一

47、個(gè)清晰的設(shè)計(jì)方向，并構(gòu)思出系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)的工作原理和系統(tǒng)的框圖，使整個(gè)設(shè)計(jì)方案具有總體性。硬件設(shè)計(jì)4.1 系統(tǒng)核心AT89C51介紹4.1.1 AT89C51主要性能 4KB可改編程序Flash存儲(chǔ)器（可經(jīng)受1000次的寫(xiě)入/擦除周期） 全靜態(tài)工作：0Hz24MHz三級(jí)程序存儲(chǔ)器保密1288字節(jié)內(nèi)部RAM32條可編程I/O線2個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器5個(gè)中斷源可編程串行通道片內(nèi)時(shí)鐘振蕩器4.1.2 AT89C51的引腳及功能AT89C51單片機(jī)的管腳說(shuō)明如圖4.1.2所示。圖4.1.2 AT89C51的管腳(1) 電源引腳 VCC 電源端 GND 接地端(2) 外接晶體引腳XTAL1、XTAL2

48、XTAL1 接外部晶體的一個(gè)引腳。在單片機(jī)內(nèi)部，它是構(gòu)成片內(nèi)振蕩器的反相放大器的輸入端。當(dāng)采用外部振蕩器時(shí)，該引腳接收振蕩器的信號(hào)，既把此信號(hào)直接接到內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端。 XTAL2 接外部晶體的另一個(gè)引腳。在單片機(jī)內(nèi)部，它是上述振蕩器的反相放大器的輸出端。采用外部振蕩器時(shí)，此引腳應(yīng)懸浮不連接。(3) 控制或與其它電源復(fù)用引腳RST、ALE/PROG、/PSEN和/EA/VPP RST 復(fù)位輸入端。 當(dāng)振蕩器運(yùn)行時(shí)，在該引腳上出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期的高電平將使單片機(jī)復(fù)位。 ALE/PROG 當(dāng)訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，ALE（地址鎖存允許）的輸出用于鎖存地址的低位字節(jié)。即使不訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器，ALE端仍以

49、不變的頻率（此頻率為振蕩器頻率的1/6）周期性地出現(xiàn)正脈沖信號(hào)。因此，它可用作對(duì)外輸出的時(shí)鐘，或用于定時(shí)目的。然而要注意的是：每當(dāng)訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過(guò)一個(gè)ALE脈沖。在對(duì)Flash存儲(chǔ)器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖（/PROG）。 /PSEN 程序存儲(chǔ)允許（/PSEN）輸出是外部程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)。當(dāng)AT89C51/LV52由外部程序存儲(chǔ)器取指令（或常數(shù)）時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期兩次/PSEN有效（既輸出2個(gè)脈沖）。但在此期間內(nèi)，每當(dāng)訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的/PSEN信號(hào)將不出現(xiàn)。/EA/VPP 外部訪問(wèn)允許端。要使CPU只訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器（地址為0000HFFFFH），

50、則/EA端必須保持低電平（接到GND端）。當(dāng)/EA端保持高電平（接VSS端）時(shí)，CPU則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲(chǔ)器中的程序。(4) 輸入/輸出引腳 P0.0 P0.7、P1.0P1.7、P2.0 P2.7 和P3.0P3.7P0端口（P0.0 P0.7） P0是一個(gè)8位漏極開(kāi)路型雙向I/O端口。作為輸出口用時(shí)，每位能以吸收電流的方式驅(qū)動(dòng)8個(gè)TTL輸入，對(duì)端口寫(xiě)1時(shí)，又可作高阻抗輸入端用。P1端口（P1.0 P1.7） P1是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O端口。P1的輸出緩沖器可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流方式）4個(gè)TTL輸入。對(duì)端口寫(xiě)1時(shí)，通過(guò)內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電位，這時(shí)可用作輸入口。作輸入口時(shí)

51、，因?yàn)橛袃?nèi)部的上拉電阻，那些被外部信號(hào)拉低的引腳會(huì)輸出一個(gè)電流。 P2端口 （P2.0P2.7） P2是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O端口。P2的輸出緩沖器可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流方式）4個(gè)TTL輸入。對(duì)端口寫(xiě)1時(shí)，通過(guò)內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電位，這時(shí)可用作輸入口。P2作輸入口使用時(shí)，因?yàn)橛袃?nèi)部的上拉電阻，那些被外部信號(hào)拉低的引腳會(huì)輸出一個(gè)電流。P3端口（P3.0P3.7） P3口管腳是8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個(gè)TTL門(mén)電流。當(dāng)P3口寫(xiě)入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流，這是由于上拉的緣故。P3口也可作

52、為AT89C51的一些特殊功能，這些特殊功能見(jiàn)表4.1.3。表4.1.3 P3端口的特殊功能 端口引腳 兼 用 功 能 P3.0RXD （串行輸入口） P3.1TXD （串行輸出口） P3.2/INT0 （外部中斷0） P3.3/INT1 （外部中斷1） P3.4T0 （ 定時(shí)器0的外部輸入） P3.5T1 （定時(shí)器1的外部輸入） P3.6/WR （外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通） P3.7/RD （外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通）4.1.3 AT89C51單片機(jī)的內(nèi)置功能AT89C51單片機(jī)與MCS-51完全兼容。 定時(shí)/計(jì)數(shù)器：AT89C51單片機(jī)內(nèi)含有2個(gè)16位的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器。當(dāng)用于定時(shí)器方式時(shí)，定時(shí)器的

53、輸入來(lái)自?xún)?nèi)部時(shí)鐘發(fā)生電路，每過(guò)一個(gè)機(jī)器周期，定時(shí)器加1，而一個(gè)機(jī)器周期包含有12個(gè)振蕩周期，所以，定時(shí)器的技術(shù)頻率為晶振頻率的1/12，而計(jì)數(shù)頻率最高為晶振頻率的1/24。為了實(shí)現(xiàn)定時(shí)和計(jì)數(shù)功能，定時(shí)器中含有3種基本的寄存器：控制寄存器、方式寄存器和定時(shí)器/計(jì)數(shù)器。控制寄存器是一個(gè)8位的寄存器，用于控制定時(shí)器的工作狀態(tài)，方式寄存器是一個(gè)8位的寄存器，用于確定定時(shí)器的工作方式，定時(shí)器/計(jì)數(shù)器是16位的計(jì)數(shù)器，分為高字節(jié)和低字節(jié)兩部分。RAM：高于7FH內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的地址是8位的，也就是說(shuō)其地址空間只有256字節(jié)，但內(nèi)部RAM的尋址方式實(shí)際上可提供384字節(jié)。的直接地址訪問(wèn)同一個(gè)存儲(chǔ)空間，高于7

54、FH的間接地址訪問(wèn)另一個(gè)存儲(chǔ)空間。這樣，雖然高128字節(jié)區(qū)分與專(zhuān)用寄器 ，即特殊功能寄存器區(qū)的地址是重合的，但實(shí)際上它們是分開(kāi)的。究竟訪問(wèn)哪一區(qū)，存是通過(guò)不同的尋址方式加以區(qū)分的。SFR：SFR是具有特殊功能的所有寄存器的集合，共含有22個(gè)不同寄存器，它們的地址分配在80HFFH中。雖然如此，不是所有的單元都被特殊功能寄存器占用，未被占用的單元，其內(nèi)容是不確定的。如對(duì)這些單元進(jìn)行讀操作，得到的是一些隨機(jī)數(shù)，而寫(xiě)入則無(wú)效，所以在編程時(shí)不應(yīng)該將數(shù)據(jù)寫(xiě)入這些未確定的地址單元中，特殊功能寄存器主要有累加器ACC、B寄存器、程序狀態(tài)字寄存器PSW、堆棧指針SP、數(shù)據(jù)指針DPTR、I/O端口、串行口數(shù)據(jù)緩

55、沖器SBUF、定時(shí)器寄存器、捕捉寄存器、控制寄存器。中斷系統(tǒng)：AT89C51單片機(jī)有5個(gè)中斷源，中斷系統(tǒng)主要由中斷允許寄存器IE、中斷優(yōu)先級(jí)寄存器IP、優(yōu)先級(jí)結(jié)構(gòu)和一些邏輯門(mén)組成。IE寄存器用于允許或禁止中斷；IP寄存器用于確定中斷源的優(yōu)先級(jí)別；優(yōu)先級(jí)結(jié)構(gòu)用于執(zhí)行中斷源的優(yōu)先排序；有關(guān)邏輯門(mén)用于輸入中斷請(qǐng)求信號(hào)。在整個(gè)中斷響應(yīng)過(guò)程中CPU所執(zhí)行的操作步驟如下（1）完成當(dāng)前指令的操作（2）將PC內(nèi)容壓入堆棧（3）保存當(dāng)前的中斷狀態(tài)（4）阻止同級(jí)的中斷請(qǐng)求（5）將中斷程序入口地址送PC寄存器（6）執(zhí)行中斷服務(wù)程序（7）返回接單片機(jī)時(shí)鐘電路：AT89C51系列單片機(jī)的內(nèi)部振蕩器，由一個(gè)單極反相器組成

56、。XTAL1反相器的輸入，XTAL2為反相器的輸出?？梢岳盟鼉?nèi)部的振蕩器產(chǎn)生時(shí)鐘，只要XTAL1和XTAL2引腳上一個(gè)晶體及電容組成的并聯(lián)諧振電路，便構(gòu)成一個(gè)完整的振蕩信號(hào)發(fā)生器，此方式稱(chēng)為內(nèi)部方式。另一種方式由外部時(shí)鐘源提供一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)到XTAL1端輸入，而XTAL2端浮空。在組成一個(gè)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)，多數(shù)采用這種方式，這種方式結(jié)構(gòu)緊湊，成本低廉，可靠性高。C1和C2的作用有兩個(gè)：其一是使振蕩器起振，其二是對(duì)振蕩器的頻率f期微調(diào)作用。（C1,C2變大，f變?。涞湫椭禐?0pF。振蕩器在加電后10ms開(kāi)始起振，XTAL2輸出3V左右的正弦波。振蕩器產(chǎn)生的時(shí)鐘脈沖送至單片機(jī)內(nèi)部的各個(gè)部件。

57、NMOS型單片機(jī)也可以不適用內(nèi)部時(shí)鐘電路，直接總外部輸入時(shí)鐘脈沖。我們一般采用12M的晶振，因?yàn)橐粋€(gè) HYPERLINK /z/Search.e?sp=S%E6%9C%BA%E5%99%A8%E5%91%A8%E6%9C%9F&ch=w.search.yjjlink&cid=w.search.yjjlink t _blank 機(jī)器周期為1/12時(shí)鐘周期，所以這樣用12M的話(huà)，一個(gè)時(shí)鐘周期為12us那么 HYPERLINK /z/Search.e?sp=S%E5%AE%9A%E6%97%B6%E5%99%A8&ch=w.search.yjjlink&cid=w.search.yjjlink t

58、_blank 定時(shí)器計(jì)一次數(shù)就是1us了，時(shí)鐘電路電路圖如圖4.1.4。圖4.1.4時(shí)鐘電路內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖復(fù)位電路: 復(fù)位電路的基本功能是：系統(tǒng)上電時(shí)提供復(fù)位信號(hào)，直至系統(tǒng)電源穩(wěn)定后，撤銷(xiāo)復(fù)位信號(hào)。為可靠起見(jiàn)，電源穩(wěn)定后還要經(jīng)一定的延時(shí)才撤銷(xiāo)復(fù)位信號(hào)，以防電源開(kāi)關(guān)或電源插頭分-合過(guò)程中引起的抖動(dòng)而影響復(fù)位。如圖4.1.5所示的RC復(fù)位電路可以實(shí)現(xiàn)上述基本功能。左邊的電路為高電平復(fù)位有效。 （右邊為低電平,RESET為手動(dòng)復(fù)位開(kāi)關(guān) ，C可避免高頻諧波對(duì)電路的干擾）圖4.1.5 RC復(fù)位電路4.2 時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)計(jì)時(shí)控制模塊是微波爐控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心，用來(lái)完成基本功能中的加熱倒計(jì)時(shí)，以及時(shí)間顯示和定時(shí)兩

59、項(xiàng)擴(kuò)展功能。時(shí)間顯示功能被用來(lái)在待機(jī)狀態(tài)顯示當(dāng)前的時(shí)間和用戶(hù)預(yù)先設(shè)定的時(shí)間。允許手動(dòng)調(diào)時(shí)，并且會(huì)自動(dòng)與計(jì)算機(jī)進(jìn)行時(shí)間同步。定時(shí)啟動(dòng)則會(huì)根據(jù)用戶(hù)設(shè)定的火力屬性，在預(yù)定的時(shí)間內(nèi)啟動(dòng)任務(wù)。為了實(shí)現(xiàn)上述功能，在設(shè)計(jì)中，我們采用AT89C51 的內(nèi)部定時(shí)器與軟件計(jì)數(shù)器相結(jié)合的方式獲得1Hz的時(shí)鐘。定時(shí)器0自動(dòng)裝入模式以保證精度。這時(shí)定時(shí)器周期T可由下式表示：T = (28K) 12/ CLK （1）其中K 為定時(shí)器初值、CLK 為系統(tǒng)晶振?？紤]到串口通信，我們選定CLK為11.0592MHz， K 為27。從式（1）中不難看出，這時(shí)要獲取1Hz 的時(shí)鐘，計(jì)數(shù)器的預(yù)置數(shù)N 應(yīng)對(duì)T/1取整，即：N=2211

60、8400/12（256-27）=8049 （2）則系統(tǒng)獲取的時(shí)鐘頻率即為：f = 12/22118400（28-27）8049 1.000011Hz完全可以滿(mǎn)足系統(tǒng)的計(jì)時(shí)要求。 4.3 鍵盤(pán)電路設(shè)計(jì)在按鍵設(shè)計(jì)中，為了滿(mǎn)足設(shè)計(jì)的要求，需要使用的按鍵較多所以我們采用44矩陣式鍵盤(pán)，矩陣式鍵盤(pán)比較節(jié)省單片機(jī)的I/O的資源。鍵盤(pán)的接口分別連入單片機(jī)I/O接口的P0.0,P0.1,P0.2,P0.3,P0.4,P0.5,P0.6,P0.7。通過(guò)單片機(jī)內(nèi)部判斷這些I/O接口來(lái)確定按鍵是否被按下。Key05、Key06、Key07、Key08通過(guò)一個(gè)與門(mén)接到P3.2接口，這樣可以通過(guò)P3.2口來(lái)判斷有沒(méi)有按