文档介绍：编号:E甲1108
2004年山东省大学生电子设计竞赛
可编程微波炉控制器系统设计报告(E题)
作者:翟雷罗权威王光锋
指导教师:解则晓王立红李庆忠
中国海洋大学工程学院自动化专业

目录
摘要 4
一、方案论证 5
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二、硬件电路设计 6
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三、软件设计 12
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(模糊)控制模式 14
四、实验结果与分析 16
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5、结论 16
2003年全国大学生电子设计竞赛试题
可编程微波炉控制器系统设计报告(E题)

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烹调、烘烤、解冻,试验中用LED模拟。示意图如下:
图1系统功能模块图

基本要求
制定一个在不同功能时火力的控制时序表。具有三档微波加热功能,分别表示微波炉工作状态为烹调、烘烤、解冻,试验使用LED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——〉结束烹调、音响提示。
在上电或手动按复位键时,控制器输出的微波功率控制信号为0,微波加热处于待机状态,。
具有4位时间预置电路,按键启动时间设置,最大预设数为99分99秒。
设定初值后,按开启键,一方面按选择的挡位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。当计时到时间为0则断开微波加热器,并给出声音提示,即扬声器输出2~3s的双音频提示音。
若在待机状态时按测试键,则4位数码管交替显示全亮和全灭两种状态,以检测数码管各发光段的好坏。
发挥部分
微波炉火力档位的增加。
输出显示方面的扩展。
实现智能控制、信息控制。
摘要
本系统以可在线下载单片机作为微处理器,实现了微波炉的智能控制。单片机通过采集、处理微波炉的状态、食物状态等信息,实现了所有的基本任务,而且对扩展任务中的智能控制部分进行了很好的实现,利用模糊推理算法实现了微波炉的智能控制,获得了良好的控制效果。
为了便于获取微波炉内部的信息状态,我们用电位器产生直流电压信号直接进行A/D转换,分别模拟微波炉中的温度、湿度、食物的热量和重量,通过对这些信息的检测不仅能保证微波炉安全工作,而且能实现智能控制;对微波炉的火力输出除设计实际的输出电路,还设计了火力强度指示电路,用来直观地显示火力的变化情况。
微波炉的控制分为常规模式和智能模式。在常规模式下对烹调、烧烤和解冻三个功能设计多个火力强度等级,以及它们之间得组合输出;在解冻时也可根据物体的重量自动确定解冻时间,在安全方面,除对炉门的状态进行检测,还增加了对炉内温度和物体重量的检测,以防止温度过高或微波炉的空转。在智能模式下,系统能根据所检测物体的热量和湿度,以及所选择的火力大小通过模糊推理得出需要加热的时间和被加热物体的重量,这种方式避免了人工定时所造成的将食物炭化的现象。
系统的显示器采用能显示中文字符的液晶显示器,人机界面友好,仅需要几个键选择菜单就可以实现丰富的输入功能。
系统实现了设计任务中的基本功能和所有的发挥部分的功能。在常规模式和智能模式下分别进行了测试证明所有的火力等级下定时都很准确;模糊控制具有很强的鲁棒性,在输入信号变化较快的情况仍能计算出合理的加热时间。总之,本系统的功能完全达到了设计任务要求。
一、方案论证
根据题目要求、具体任务和现实条件,要实现对微波炉的控制,并对控制过程进行优化,使食物的烹煮有较好的效果,模糊控制是首选方案,要实现模糊控制思想,采用单片机作为主控单元成为必不可少的条件。为了使用直观方便,醒目的提示也不可缺少,在设计中加入火力强度指示电路。根据上述分析和系统稳定性、控制的可实现性、操作简便性和系统的性价比进行系统方案的选择。下面对系统的实现方案进行论证。

微波炉的控制要求有严格的时序关系,但对微处理器的速度无特别要求,本文拟选用MCS-51系列单片机作为微处理器,常用的8031或8032单片机需要扩展外围为程序存储器和数据存储器,但由于其出现的较早,价格比较便宜。8051片内有4K ROM,更能体现“单片”的简练。但是编写的程序无法烧写到其ROM中,并是一次性的。不方便使用。飞利普