微波爐語音控制系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文1

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1、 畢 業(yè) 論 文（設(shè) 計(jì)） 題 目： 微波爐語音控制系統(tǒng) （Title）： Voice control system for microwave oven 系 別： 電氣工程系 專 業(yè)： 電子信息工程 姓 名： 學(xué) 號： 2009020143111

2、 指導(dǎo)教師： 日 期： 2013年5月 微波爐語音控制系統(tǒng) 摘要 本系統(tǒng)是由單片機(jī)、語音識別模塊、鍵盤、顯示等的組成部分，用來模擬微波爐控制電路及其功能實(shí)現(xiàn)。主控部分是由單片機(jī)和語音模塊部分構(gòu)成，顯示部分是由LCD顯示模塊和LED工作模擬部分構(gòu)成。 微波爐控制器系統(tǒng)以AT89S52單片機(jī)為核心，由液晶顯示模塊、 語音識別電路模塊、鍵盤模塊、掉電存儲模塊、電源模塊等功能模塊組成。本系統(tǒng)對語音功能和定時(shí)功能進(jìn)行了重點(diǎn)設(shè)計(jì)。此外，還設(shè)置

3、了微波火力八級檔位設(shè)定、烹調(diào)模式、語音識別、烹調(diào)預(yù)約時(shí)間設(shè)置，對微波爐的基本功能進(jìn)行設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。本系統(tǒng)把語音識別模塊內(nèi)嵌到微波爐中，設(shè)計(jì)出一種語音識別控制微波爐。用戶只需用簡單、 人性化的語音指令告訴微波爐——它要執(zhí)行的任務(wù)之后它就愉快地幫主人完成系統(tǒng)操作。 關(guān)鍵詞: AT89C52單片機(jī)；語音控制系統(tǒng) Voice control system for microwave oven Summary The system is composed of microcomputer, a speech recognition module, keyboa

4、rd, display, used to simulate microwave oven control circuit and its realization. The main control part is composed of single-chip computer and voice module, display part is composed of a LCD display module and LED analog parts. Microwave oven controller system based on AT89S52 microcontroller as t

5、he core, by the liquid crystal display module, voice recognition circuit module, keyboard module, power-down memory module, power supply module. The system is focused on the design of function sets the basic and timing functions. In addition, extend the microwave power level eight gear set, cooking

6、mode, speech recognition, cooking appointment time setting, the basic function of the microwave oven is designed and implemented. The speech recognition module is embedded into the microwave oven, design a speech recognition control of microwave oven. After the user only need a simple, user-friendly

7、 voice instructions that tell the microwave oven - which task to perform it happy to help the master to complete the system operation. Keyword: AT89S52 microcontroller；Voice control system 目錄 1 緒論 1 1．1設(shè)計(jì)的背景 2 1．2設(shè)計(jì)的意義 2 2 設(shè)計(jì)任務(wù)與要求 3 2．1設(shè)計(jì)路線 3 2．2設(shè)計(jì)方案 3 2．3實(shí)現(xiàn)功能 4 3總體方案論證與比較 5 3．1芯片選擇

8、 5 3．2語音識別模塊選擇 6 3．3顯示模塊方案選擇 11 3．4鍵盤模塊選擇 13 3．5語音電路方案選擇 14 3．6電源方案選擇 16 3．7定時(shí)方案選擇 17 3．8掉電存儲模塊選擇 18 3．9火力輸出方案選擇 18 4 系統(tǒng)設(shè)計(jì)及操作說明 21 4．1系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 21 4．2硬件電路設(shè)計(jì) 23 5 總結(jié) 31 參考文獻(xiàn) 36 致謝 38 附錄A 40 附錄B 41 附錄C 42 附錄D 43 語音控制微波爐系統(tǒng) 一、 緒論 1.1設(shè)計(jì)的背景 隨著人們生活水平的不斷提高,現(xiàn)代化的廚房電器已成為人們?nèi)粘２豢扇鄙俚募矣秒娖?。不斷更新?/p>

9、現(xiàn)代化家用廚房電器，極大地方便和豐富了們的家庭生活。如微波爐已經(jīng)成為現(xiàn)代城市生活中人們不可缺少的烹飪工具，現(xiàn)在的微波爐已經(jīng)可以做到煎、煮、烤、烘、燜、燉、蒸、燴等多種烹飪方式，做出各種營養(yǎng)美味的食物。與其他烹飪工具相比，微波爐具有熱效率高、耗電量少、烹調(diào)速度快等優(yōu)點(diǎn)。合乎經(jīng)濟(jì)原則，也比傳統(tǒng)烹飪節(jié)省時(shí)間。由于獨(dú)特的加熱原理，它可以有效保持食物原有的色、香、味與營養(yǎng)成份，還可以迅速解凍食物，保持食物的水分與鮮嫩。而且微波爐使用中絕少產(chǎn)生油煙與熾熱空氣，使廚房保持清潔。微波爐有如此強(qiáng)大的功能與新技術(shù)的不斷應(yīng)用是分不開的。例如，微波爐的智能化、多功能化、節(jié)能化、健康化、操作簡便化的發(fā)展，使得微波爐的發(fā)

10、展前景越來越好，越來越受到人們的歡迎。微波爐，顧名思義是用微波來加熱，用的頻率是24. 5億赫左右的超短波，它由磁控管產(chǎn)生，經(jīng)微波爐金屬器壁反射再反射后，被爐中的食物吸收。食物能吸收微波是因?yàn)槭澄镏泻兴諿1]。水分子為極性分子，一端為正極，一端為負(fù)極，而微波是電磁波，有正半周與負(fù)半周。24. 5億赫即表示該微波在一秒鐘內(nèi)變換正負(fù)極達(dá)24. 5億次，每換一次，水分子即跟隨反轉(zhuǎn)一次；由于水分子一直振動反射，也就摩擦生熱，熱被食物分子吸收，食物就會變熱、變熟[2]。微波爐控制器系統(tǒng)以AT89C52單片機(jī)為核心，由液晶顯示模塊、語音電路模塊、鍵盤模塊、掉電存儲模塊、電源模塊等功能模塊組成。本系統(tǒng)對

11、基本的功能設(shè)置、語音識別控制功能、數(shù)據(jù)裝入和定時(shí)功能進(jìn)行了重點(diǎn)設(shè)計(jì)。此外，還擴(kuò)展了微波火力八級檔位設(shè)定、烹調(diào)模式、語音提示、烹調(diào)預(yù)約時(shí)間設(shè)置等功能，對微波爐的基本功能進(jìn)行設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。 1.2設(shè)計(jì)的意義 在現(xiàn)代人快節(jié)奏生活中，微波爐已成為便捷生活的一部分，為人們節(jié)省了時(shí)間，為社會節(jié)約了能源．隨著控制技術(shù)和智能技術(shù)的發(fā)展。微波爐也向著智能化、信息化發(fā)展．除了可以實(shí)現(xiàn)常規(guī)解凍，烹調(diào)．烘烤三項(xiàng)基本功能外，又進(jìn)行了創(chuàng)新設(shè)計(jì)，增加了溫度涮量和壓力測量，定時(shí)，防微波泄漏檢測，自定義烹調(diào)，程序烹調(diào)等功能。采用數(shù)碼顯示工作狀態(tài)和時(shí)聞，預(yù)留液晶顯示端口，顯示更直觀更人性化． 微波爐是一種用微波加熱的現(xiàn)代化烹調(diào)

12、灶具，它由電源、磁控管、控制電路和烹調(diào)腔組成。其中，微波爐控制器部分完成和工作狀態(tài)之間的切換功能。雖然現(xiàn)今之微波爐的功能巳大大不同與以前。也由于此，更多的控制按鍵及不同要求的屏幕出現(xiàn)以配合不同的要求。系統(tǒng)的操作變得更煩瑣。在市場上有些高檔次的微波爐用了非常復(fù)雜的溫度感應(yīng)器加上高準(zhǔn)及高靈敏度的濕度控制器，這類產(chǎn)品使生產(chǎn)成本大為提高, 同時(shí)軟件結(jié)構(gòu)變得更加復(fù)雜直接影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 然而語言是人類傳遞信息的主要手段，語音識別技術(shù)是目前世界上最熱門和最具發(fā)展前景的新型信息技術(shù)之一。采用語音識別作為人機(jī)接口的設(shè)備能夠具有簡便、快捷、靈活的優(yōu)點(diǎn)，其在軍事、民用和商業(yè)領(lǐng)域都發(fā)揮了巨大的作用，并在未來一定

13、會成為新一代操作系統(tǒng)的接口。語音控制技術(shù)在聲控汽車、智能家電操作、自動導(dǎo)航、自動售票系統(tǒng)和智能玩具等方面有著廣泛的應(yīng)用。本文以嵌入式微處理器為核心，采用ICRoute公司的高性能LD3320語音識別芯片和相關(guān)控制電路，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了微波爐的語音控制系統(tǒng)。由于LD3320芯片集成了語音識別處理器和外部電路，包括AD和DA轉(zhuǎn)換器、麥克風(fēng)、聲音輸出等接口，且不需要外接任何的輔助芯片如Flash、RAM等。在現(xiàn)有的產(chǎn)品中直接集成即可實(shí)現(xiàn)語音識別／聲控，人機(jī)對話功能，識別的關(guān)鍵詞語列表是可以任意動態(tài)編輯的，因而滿足了小體積、低功耗和可通用的要求，因而本聲控系統(tǒng)有著廣泛的應(yīng)用前景。 本課題把語音識別模塊內(nèi)嵌

14、到微波爐中，設(shè)計(jì)出一種語音識別控制微波爐。用戶只需用簡單, 人性化的語音指令告訴微波爐-它要執(zhí)行的任務(wù)之后它就愉快地幫主人完成系統(tǒng)操作。 二、設(shè)計(jì)任務(wù)與要求 2.1設(shè)計(jì)路線 本項(xiàng)目詳細(xì)分析微波爐控制器的原理和組成結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)一個(gè)語音識別控制的具有定時(shí)和信息顯示功能的微波爐控制器。微波控制器系統(tǒng)可由以下五個(gè)電路模塊組成：語音識別控制模塊：其功能是識別微波爐工作過程中語音指令并執(zhí)行操作；顯示模塊：其功能是顯示各種工作模式、微波爐火力檔的設(shè)定、預(yù)約時(shí)間和工作時(shí)間等等圖文復(fù)雜的信息；語音電路模塊，其功能是在按鍵模式工作時(shí)，芯片可以通過 LED 管腳給出信號來提示芯片的工作狀態(tài)，并且伴隨有提示音，

15、用戶也可自定 4 種提示音效； 計(jì)時(shí)電路，其功能是對時(shí)鐘進(jìn)行減法計(jì)數(shù)，提供烹調(diào)完成時(shí)的狀態(tài)信號；顯示譯碼電路，其功能是顯示微波爐控制器的各狀態(tài)信息。單片機(jī)及外圍電路 單片機(jī)及外圍電路 單片機(jī)及外圍電路 2.2設(shè)計(jì)方案 設(shè)計(jì)一個(gè)語音識別控制的具備定時(shí)和信息顯示功能的微波爐控制器。 要求： （1） 該微波爐控制器能夠在任意時(shí)刻取消當(dāng)前工作，復(fù)位為初始狀態(tài)。 （2）可以根據(jù)需要設(shè)置烹調(diào)時(shí)間的長短，系統(tǒng)最長的烹調(diào)時(shí)間為 59 分 59 秒；開始烹調(diào)后能 夠顯示剩余時(shí)間的多少。 （3） 顯示微波爐控制器的烹調(diào)狀態(tài)。 （4） 語音通過語音識別芯片和單片機(jī)的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)輸出控制，實(shí)現(xiàn)

16、語音控制微波爐各種操作。 （5） 設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)耐鈬娐?，?shí)現(xiàn)微波爐系統(tǒng)功能。 2.3實(shí)現(xiàn)功能 （1） 語音識別菜單功能：識別微波爐工作過程中語音指令并執(zhí)行操作。例如：語音輸入命令：“上”、“下”、“左”、“右”、“確定”、“返回”可語音識別控制液晶顯示屏選擇對應(yīng)的模式，確定烹飪模式和火力大小，調(diào)節(jié)定時(shí)并開始微波。 （2） 烹飪功能：烹飪模式有幾種可選：有燒烤、解凍、湯類、蒸菜模式，同時(shí)人性化的增加了自定義模式，可自行選擇適合的模式進(jìn)行微波?？赏ㄟ^語音識別或加、減按鍵和確定鍵來對時(shí)間進(jìn)行設(shè)置或預(yù)約，首先是對時(shí)間的設(shè)置，按確定鍵再對分進(jìn)行設(shè)置，接著對秒進(jìn)行設(shè)置，每次設(shè)置完就要按一次確定鍵

17、，以完成對時(shí)間的設(shè)置。時(shí)間設(shè)置完畢返回等待系統(tǒng)開始烹飪。 （3） 火力調(diào)節(jié)功能：火力模式有對應(yīng)的烹飪模式中有固定的火力大小，也可自定義選擇火力大小。固定的烹飪模式的火力大小有：燒烤模式6檔火力、解凍模式3檔火力、湯類模式7檔火力、蒸菜模式5檔火力?？赏ㄟ^語音識別或加、減鍵來設(shè)置烹飪時(shí)間，最高是8檔，最低是1檔，流程同預(yù)約時(shí)間的設(shè)置相同，時(shí)間設(shè)置完畢就直接開始烹飪 （4） 液晶顯示功能：液晶顯示屏使用12864顯示屏，液晶顯示子程序顯示各模式的工作狀態(tài)，如顯示火力模式、烹飪模式、預(yù)約時(shí)間和烹飪時(shí)間、也可顯示“作者名”和“歡迎使用 語音控制微波爐系統(tǒng)”。液晶顯示器采用的是并行通訊的工作方式。

18、 （5） 定時(shí)服務(wù)功能：程序檢測系統(tǒng)是否開始烹飪，當(dāng)系統(tǒng)已經(jīng)進(jìn)入烹飪狀態(tài)，定時(shí)服務(wù)子程序開始工作，首先通過按鍵掃描判斷預(yù)約時(shí)間標(biāo)志按鍵是否被按下，當(dāng)有按鍵按下進(jìn)入預(yù)約時(shí)間的定時(shí)服務(wù)，如果沒有按鍵按下，直接進(jìn)入烹飪時(shí)間的定時(shí)服務(wù)。各固定烹飪模式的定時(shí)時(shí)間為燒烤模式定時(shí)十分鐘、解凍模式定時(shí)五分鐘、湯類模式定時(shí)一分三十秒、蒸菜模式定時(shí)八分鐘。 三、總體方案論證與比較 3.1芯片選擇 方案一：采用數(shù)字邏輯芯片 本系統(tǒng)有功能設(shè)置、數(shù)據(jù)裝入、定時(shí)、顯示、音響控制多個(gè)功能模塊。各個(gè)狀態(tài)保持或轉(zhuǎn)移的條件依賴于鍵盤控制信號。由于鍵盤控制信號繁多，系統(tǒng)的邏輯狀態(tài)以及相互轉(zhuǎn)移更是復(fù)雜，用純粹的數(shù)字電路或

19、小規(guī)模的可編程邏輯電路實(shí)現(xiàn)該系統(tǒng)有一定的困難，需要用中大規(guī)模的可編程邏輯電路。這樣，系統(tǒng)的成本就會急劇上升〔相對于方案二〕。因此，本設(shè)計(jì)并未采用這種方案。 方案二：采用單片機(jī)作為整個(gè)控制系統(tǒng)的核心 鑒于市場上常見的51系列8位單片機(jī)的售價(jià)比較低廉，我們的設(shè)計(jì)采用了P89V51RB2FN單片機(jī)作為主控制器，AT89C52 是一款微控制器，包含16kB Flash 和256 字節(jié)的數(shù)據(jù)RAM ，3 個(gè)16 位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，8 個(gè)中斷源，4 個(gè)中斷優(yōu)先級，2 個(gè)DPTR 寄存器[3]；主要負(fù)責(zé)系統(tǒng)的控制與協(xié)調(diào)工作。具體方案如下：首先，利用單片機(jī)檢測各種模擬信號，通過接收鍵盤送來的命令，確認(rèn)功能

20、設(shè)置，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)裝入和實(shí)時(shí)監(jiān)控，其次，根據(jù)CPU發(fā)出的信號控制語音播報(bào)、顯示等功能，用軟件實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)定時(shí)功能，節(jié)省了硬件成本的開銷。這樣的設(shè)計(jì)使安裝和調(diào)試工作可以并行進(jìn)行，極大地縮短了總體設(shè)計(jì)和制造的時(shí)間，綜合考慮以上因素。 我們采用了方案二，本方案的基本原理如圖1所示，控制系統(tǒng)的原理圖見附錄。 單片機(jī)及外圍電路 交流輸入 整流慮波 輸出 調(diào)整 單元 液晶顯示模塊 圖1 系統(tǒng)原理框圖 掉電存儲模塊 鍵盤模塊 語音模塊 3.2 語音識別模塊選擇 語音識別模塊選用LD3320語音識別模塊（圖2），該模塊有16個(gè)單片機(jī)IO口，其中有一組8位IO擴(kuò)展接口、1個(gè)定時(shí)器、1個(gè)外

21、部中斷，可做為單片機(jī)最小系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)控制功能，可配套其他單片機(jī)也可獨(dú)自完成工作。LD3320芯片（圖3）是一款“語音識別”專用芯片，由ICRoute公司設(shè)計(jì)生產(chǎn)。該芯片集成了語音識別處理器和一些外部電路，包括AD、DA轉(zhuǎn)換器、麥克風(fēng)接口、聲音輸出接口等。本芯片在設(shè)計(jì)上注重節(jié)能與高效，不需要外接任何的輔助芯片如Flash、RAM等，直接集成在現(xiàn)有的產(chǎn)品中即可以實(shí)現(xiàn)語音識別／聲控／人機(jī)對話功能。并且，識別的關(guān)鍵詞語列表是可以任意動態(tài)編輯的。 圖2 語音識別模塊 圖3 語音識別芯片 3.2.1 功能介紹 （1）通過ICRoute公司特有的快速

22、而穩(wěn)定的優(yōu)化算法，完成非特定人語音識別。不需要用戶事先訓(xùn)練和錄音，識別準(zhǔn)確率95%。 （2）不需要外接任何輔助的Flash芯片，RAM芯片和AD芯片，就可以完成語音識別功能。真正提供了單芯片語音識別解決方案。 （3）每次識別最多可以設(shè)置50項(xiàng)候選識別句，每個(gè)識別句可以是單字，詞組或短句，長度為不超過10個(gè)漢字或者79個(gè)字節(jié)的拼音串。另一方面，識別句內(nèi)容可以動態(tài)編輯修改，因此可由一個(gè)系統(tǒng)支持多種場景。 （4）芯片內(nèi)部已經(jīng)準(zhǔn)備了16位A/D轉(zhuǎn)換器、16位D/A轉(zhuǎn)換器和功放電路，麥克風(fēng)、立體聲耳機(jī)和單聲道喇叭可以很方便地和芯片管腳連接。立體聲耳機(jī)接口的輸幽功率為20mW，而喇叭接口的輸出功率為

23、550mW，能產(chǎn)生清晰響亮的聲音。 （5）支持并行和串行接口，串行方式可以簡化與其他模塊的連接。 （6）支持MP3播放功能，無需外圍輔助器件，主控MCU將MP3數(shù)據(jù)依次送入LD3320芯片內(nèi)部就可以從芯片的相應(yīng)PIN輸出聲音。產(chǎn)品設(shè)計(jì)可以選擇從立體聲的耳機(jī)或者單聲道喇叭來獲得聲音輸出。支持MPEGI(ISO/IEC11172-3), MPEG2(ISO/IEC13818-3)和MPEG 2.5 layer 3等格式。 （7）工作供電為3. 3V，如果用于便攜式系統(tǒng)，使用3節(jié)AA電池就可以滿足供電需要。 3.2.2 電路說明 圖4

24、內(nèi)部電路的簡單邏輯圖 （1）電壓要求： VDD 數(shù)字電路用電源輸入 3. 0 V - 3. 3 V VDDIO 數(shù)字1/0電路用電源輸入 1. 65 V - VDD VDDA 模擬電路用電源輸入 3. 0 V - 4. 0 V 芯片管腳輸入電壓范圍：高電壓（邏輯“1”）：0. 7；lcVDDIOVDDIO 低電壓（邏輯“0”）：00. 3~VDDIO （2）時(shí)鐘(Clock) 芯片必須連接外部時(shí)鐘，可接受的頻率范圍是4-48MHz；而芯片

25、內(nèi)部還有PLL頻率合成器，可產(chǎn)生特定的頻率供內(nèi)部模塊使用。 （3）復(fù)位 對芯片的復(fù)位信號（RSTB：1：）必須在VDD/VDDA/VDDIO都穩(wěn)定后進(jìn)行。無論芯片正在進(jìn)行何種運(yùn)算，復(fù)位信號都可以使它恢復(fù)初始狀態(tài)，并使各寄存器復(fù)位。如果沒有后續(xù)的指令（對寄存器的設(shè)置），復(fù)位后芯片將進(jìn)入休眠狀態(tài)。此后，一個(gè)CSB：1：信號就可以重新激活芯片進(jìn)入工作狀態(tài)。 （4）并行接口 本芯片可通過并行方式和外部主CPU連接，此時(shí)使用8根數(shù)據(jù)線（PO-P7），4個(gè)控制信號（WRB#，RDB#，CS冰，AO），以及一個(gè)中斷返回信號（INTB#）。 （5）串行接口 串行接口通過SPI協(xié)議和外部主CPU連接

26、，首先要將MD接高電平，而將（SPIS：1：）接地。此時(shí)只使用4個(gè)管腳：片選（SCS冰）、SPI時(shí)鐘(SDCK)、SPI輸入(SDI)和SPI輸出(SDO)。 （6）寄存器 對芯片的設(shè)置和命令，包括傳送數(shù)據(jù)和接受數(shù)據(jù)，都是通過對寄存器的操作來完成的。例如進(jìn)行語音識別時(shí)，設(shè)置識別的關(guān)鍵詞語列表，設(shè)定芯片的識別模式，諛別完成后獲得識別結(jié)果都是通過讀／寫寄存器來完成。播放聲音時(shí)，就是將MP3格式的數(shù)據(jù)循環(huán)放入FIFO對應(yīng)的寄存器。（識別結(jié)果是通過寄存器返回識別出的關(guān)鍵詞語在關(guān)鍵詞語列表中的排列序號Index數(shù)值，該Index數(shù)值是在設(shè)置關(guān)鍵詞語列表時(shí)指定）。 （7）喇叭音量的外部控制 除了特

27、定寄存器來控制音量以外，芯片外部的電路可以控制喇叭的音量增益。使用的是EPI、EP2、EP3對應(yīng)的管腳。 3.2.3 管腳分布圖 圖5 管腳分布圖 3.3 顯示模塊方案選擇 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)最常用的顯示器是LED（發(fā)光二極管顯示器）和LCD（液晶顯示器）[2]。這兩種顯示器可顯示數(shù)字、字符及系統(tǒng)的狀態(tài)。它們的驅(qū)動電路簡單、易于實(shí)現(xiàn)且價(jià)格低廉，因此得到了廣泛應(yīng)用。現(xiàn)在就這兩種顯示模塊進(jìn)行分析，選擇符合微波爐控制器的模塊。 方案一：數(shù)碼管LED顯示模塊 常用的LED顯示器有LED狀態(tài)顯示器（俗稱發(fā)光二極管）、LED七段顯示器（俗稱數(shù)碼管）和LED十六段顯示器。發(fā)光二極管可顯示兩種狀態(tài)，

28、用于系統(tǒng)狀態(tài)顯示；數(shù)碼管用于數(shù)字顯示；LED十六段顯示器用于字符顯示。無論是單個(gè)LED（發(fā)光二極管）還是LED七段碼顯示器（數(shù)碼管），都不能顯示字符（含漢字）及更為復(fù)雜的圖形信息，這主要是因?yàn)樗鼈儧]有足夠的信息顯示單位。所以，在一些要求顯示圖文的系統(tǒng)中，不適宜用LED顯示模塊。 方案二：液晶顯示器LCD模塊 LCD是一種被動顯示器，具有功耗低，顯示信息大，壽命長和搞干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，它不僅省電，而且能顯示大量的信息如文字、曲線、圖形等，其顯示界面較之?dāng)?shù)碼管有了質(zhì)的提高，在低功耗的單片機(jī)系統(tǒng)中得到大量使用。[4]隨著液晶顯示技術(shù)的發(fā)展，LCD顯示器的規(guī)格眾多，其專用驅(qū)動芯片也相互配套，使LC

29、D在控制和儀表系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用提供了極大的方便。 本微波爐控制器系統(tǒng)要顯示各種工作模式、微波爐火力檔的設(shè)定、預(yù)約時(shí)間和工作時(shí)間等等圖文復(fù)雜的信息，故選擇液晶顯示器作為顯示模塊。本系統(tǒng)采用的是FYD12864-0402B[17]型號的液晶顯示器。 FYD12864-0402B液晶顯示器是一種具有4位/8位并行、2線或3線串行多種接口方式，內(nèi)部含有國標(biāo)一級、二級簡體中文字庫的點(diǎn)陣圖形液晶顯示模塊；其顯示分辨率為12864, 內(nèi)置8192個(gè)16*16點(diǎn)漢字，和128個(gè)16*8點(diǎn)ASCII字符集.利用該模塊靈活的接口方式和簡單、方便的操作指令，可構(gòu)成全中文人機(jī)交互圖形界面?？梢燥@示84行1616點(diǎn)陣

30、的漢字，也可完成圖形顯示；低電壓低功耗是其又一顯著特點(diǎn)。[6]由該模塊構(gòu)成的液晶顯示方案與同類型的圖形點(diǎn)陣液晶顯示模塊相比，不論硬件電路結(jié)構(gòu)或顯示程序都要簡潔得多，且該模塊的價(jià)格也略低于相同點(diǎn)陣的圖形液晶模塊。 本系統(tǒng)中，液晶顯示的工作方式是采用并行的工作方式。 3.4鍵盤模塊選擇 方案一：獨(dú)立式按鍵結(jié)構(gòu) 獨(dú)立式按鍵是直接用I/O口線構(gòu)成的單個(gè)按鍵電路，其特點(diǎn)是每個(gè)按鍵單獨(dú)占用一根I/O口線，每個(gè)按鍵的工作不會影響其它I/O口線的狀態(tài)。獨(dú)立式按鍵的典型應(yīng)用如圖3.1所示。圖中按鍵輸入均采用低電平有效，些外，上拉電阻保證了按鍵斷開時(shí)，I/O口線有確定的高電平。當(dāng)I/O口線內(nèi)部有上拉電阻時(shí)

31、，外電路可不接上拉電阻。 獨(dú)立式按鍵電路配置靈活，軟件結(jié)構(gòu)簡單，但每個(gè)按鍵必須占用一根I/O口線，因此，在按鍵較多時(shí)，I/O口線浪費(fèi)較大，不宜采用。[12] 方案二：矩陣式按鍵 單片機(jī)系統(tǒng)中，若使用按鍵較多時(shí)，通常采用矩陣式（也稱行列式）鍵盤。矩陣式鍵盤由行線和列線組成，按鍵位于行、列線的交叉點(diǎn)上。 一個(gè)4*4的行、列結(jié)構(gòu)可以構(gòu)成一個(gè)含有16個(gè)按鍵的鍵盤，顯然，在按鍵數(shù)量較多時(shí)，矩陣式鍵盤較之獨(dú)立式按鍵鍵盤要節(jié)省很多I/O口。 矩陣式鍵盤中，行、列線分別連接到按鍵開關(guān)的兩端，行線通過上拉電阻接到+5V上。當(dāng)無按鍵按下時(shí)，行線處于高電平狀態(tài)；當(dāng)有鍵按下時(shí)，行、列線將導(dǎo)通，此時(shí)，行線電平

32、將由與此行線相連的列線電平?jīng)Q定。這是識別按鍵是否按下的關(guān)鍵。然而，矩陣鍵盤中的行線、列線和多個(gè)鍵相連，各按鍵按下與否均影響該鍵所在行線和列線的電平，各按鍵間將相互影響，因此，必須將行線、列線信號配合起來作適當(dāng)處理，才能確定閉合鍵的位置。[13] 矩陣式鍵盤大大節(jié)省了I/O口線，比較適合微波爐控制系統(tǒng)的要求，為其它的模塊省了很多I/O口線，減小了整個(gè)系統(tǒng)的硬件開銷。 3.5語音電路方案選擇 方案一：蜂鳴器 蜂鳴器聲音單一，無法實(shí)現(xiàn)一連串的語音播放，對一些要求比較高的系統(tǒng)來說，蜂鳴器不適合。本系統(tǒng)要求每次烹飪結(jié)束或者預(yù)約時(shí)間結(jié)束都要語音提示，所以本系統(tǒng)不采用蜂鳴器。 方案二：語音處理電路

33、 在本設(shè)計(jì)中，提示音及語音播報(bào)功能都需要語音電路實(shí)現(xiàn)。本設(shè)計(jì)采用了ISD1730芯片實(shí)現(xiàn)語音處理功能，ISD1730屬于華邦I(lǐng)SD公司2007 年新推出的單片優(yōu)質(zhì)語音錄放電路，該芯片 提供多項(xiàng)新功能，包括內(nèi)置專利的多信息管理系統(tǒng)，新信息提示（ vAlert ） , 雙運(yùn)作模式（獨(dú)立 & 嵌入式），以及可定制的信息操作指示音效。芯片內(nèi)部 包含有自動增益控制、麥克風(fēng)前置擴(kuò)大器、揚(yáng)聲器驅(qū)動線路、振蕩器與內(nèi)存等的全方位整合系統(tǒng)功能。 其特點(diǎn)為可錄、放音十萬次，存儲內(nèi)容可以斷電保留一百年；兩種控制方式，兩種錄音輸入方式，兩種放音輸出方式；可處理多達(dá) 255 段信息；有豐富多樣的工作狀態(tài)提示；多種采樣

34、頻率對應(yīng)多種錄放時(shí)間；通過音頻放大器放大輸出；音質(zhì)好，電壓范圍寬，應(yīng)用靈活，價(jià)廉物美。該電路可以在單片機(jī)的控制下實(shí)現(xiàn)按地址錄、放音，并能檢測到放音是否結(jié)束。根據(jù)設(shè)計(jì)需要，語音提示音播放伴有LED燈閃爍提示，直觀方便。 ISD1730 的獨(dú)立按鍵工作模式錄放電路非常簡單（見圖6），而且功能強(qiáng)大。不僅有錄、放功能，還有快進(jìn)、擦除、音量控制、直通放音和復(fù)位等功能。這些功能僅僅通過按鍵就可完成。 圖6 語音電路 3.6電源方案選擇 方案一：開關(guān)電源 用開關(guān)穩(wěn)壓電源給整機(jī)供電，此方案能夠完成本作品電流源的供電，但開關(guān)電源比較復(fù)雜，而且何種也比較大，制作不便，因而此方案難以實(shí)現(xiàn)。 方

35、案二：LM7805三端穩(wěn)壓電源 單片機(jī)控制系統(tǒng)以及外圍芯片供電采用LM7805三端穩(wěn)壓器件，通過橋式整流，然后進(jìn)行濾波穩(wěn)壓?？商峁?V直流給單片機(jī)，如下圖7所示。 圖7 電源電路 3.7定時(shí)方案選擇 方案一：采用實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片 針對計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對實(shí)時(shí)時(shí)鐘功能的普遍需求，各大芯片生產(chǎn)廠家陸續(xù)推出了一系列的實(shí)時(shí)時(shí)鐘集成電路，如DS1287、DS12887、DS1302等。這些實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片具備年、月、日、時(shí)、分、秒計(jì)時(shí)功能和多點(diǎn)定時(shí)功能，計(jì)時(shí)數(shù)據(jù)的更新每秒自動進(jìn)行一次，不需程序干預(yù)。計(jì)算機(jī)可通過中斷或查詢方式讀取計(jì)時(shí)數(shù)據(jù)并進(jìn)行顯示，因此計(jì)時(shí)功能的實(shí)現(xiàn)無需占用CPU的時(shí)間，程序簡單。此外，實(shí)

36、時(shí)時(shí)鐘芯片多數(shù)帶有鋰電池做后備電源，具備永不停止的計(jì)時(shí)功能；具有可編程方波輸出功能，可用做實(shí)時(shí)測控系統(tǒng)的采樣信號等；有的實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片內(nèi)部還帶有非易失性RAM，可用事業(yè)存放需長期保存但有時(shí)也需變更的數(shù)據(jù)。由于功能完善，精度高，軟件程序設(shè)計(jì)相對簡單，且計(jì)時(shí)不占用CPU時(shí)間，因此，在工業(yè)實(shí)時(shí)測控系統(tǒng)中多采用這一類專用芯片來實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)時(shí)鐘功能。但是實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片對硬件要求較高，成本相對而言比較高，所以不采用該方案。[5] 方案二：軟件控制 利用P89V51RB2FN內(nèi)部的T0定時(shí)/計(jì)數(shù)器進(jìn)行中斷定時(shí)，配合軟件延時(shí)實(shí)現(xiàn)時(shí)、分、秒的計(jì)時(shí)，還有烹飪預(yù)約時(shí)間和烹飪時(shí)間的設(shè)置。該方案不但節(jié)省硬件成本，且能夠加深

37、我們對定時(shí)/計(jì)數(shù)器的使用、中斷及程序設(shè)計(jì)方面的理解與提高，簡化硬件設(shè)計(jì)，使整個(gè)設(shè)計(jì)整體小巧玲瓏易攜帶。軟件設(shè)計(jì)較適合現(xiàn)階段我們的學(xué)習(xí)和鍛煉，因此本系統(tǒng)將采用軟件方法實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)和定時(shí)。[6] 3.8掉電儲存模塊 為了在斷電的情況下能保存好已經(jīng)設(shè)置好的時(shí)間和菜單等數(shù)據(jù)，為此系統(tǒng)采用24C01 E2PROM。24C01是一個(gè)4Kb的支持I2C 總線數(shù)據(jù)傳送協(xié)議的串行CMOS E2PROM 可用電擦除，可編程自定時(shí)寫周期（包括自動擦除時(shí)間不超過10ms 典型時(shí)間為5ms）的串行E2PROM。 當(dāng)系統(tǒng)在工作過程中，遇到突然斷電的情況下，系統(tǒng)會把斷電前的狀態(tài)和數(shù)據(jù)自動存進(jìn)24C01 E2PROM中，在

38、系統(tǒng)重新開始工作時(shí)自動從24C01 E2PROM中讀取數(shù)據(jù)，以繼續(xù)完成沒有完成的工作，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的掉電存儲功能。 圖8 掉電存儲模塊 3.9火力輸出方案選擇 微波爐的心臟是磁控管。這個(gè)叫磁控管的電子管是個(gè)微波發(fā)生器，它能產(chǎn)生每秒鐘振動頻率為24.5億赫的微波。這種肉眼看不見的微波，能穿透食物達(dá)5cm深，并使食物中的水分子也隨之運(yùn)動，劇烈的運(yùn)動產(chǎn)生了大量的熱能，于是食物煮熟了。這就是微波爐加熱的原理。 磁控管工作原理大意是把家用220V電轉(zhuǎn)換20000伏高壓，經(jīng)過磁控管轉(zhuǎn)化成2450MHZ的電磁波。磁控管陽極高壓3000V-7000V，工作頻率2450MHz，陽極電流為300mA-1

39、200Ma[21]，微波爐功率調(diào)整的原理就是通過高速控制磁控管的開停時(shí)間來調(diào)整功率，磁控管的功率是不可變的，因此直接控制磁控管的開關(guān)狀態(tài)以實(shí)現(xiàn)對微波爐的火力設(shè)置是不可取的，現(xiàn)有兩種方案選擇。 方案一：開關(guān)電源 使用開關(guān)電源方式可以達(dá)到更高頻率的開停速度，而且這個(gè)開關(guān)頻率是可變的，這就實(shí)現(xiàn)的微波功率的精度控制，開關(guān)電源的使用以電子元件代替了高成本的高壓變壓器[18]，大大節(jié)省了制造成本，但是相比較方案二，開關(guān)電源還是不合適。 方案二：PWM使能脈寬調(diào)節(jié)模式 P89V51RB2FN單片機(jī)內(nèi)部的可編程計(jì)數(shù)器陣列（PCA ）功能模塊含有一個(gè)特殊的16 位定時(shí)器，有5 個(gè)16 位的捕獲/比較模塊

40、與之相連。每個(gè)模塊可編程工作在4種模式下：上升/下降沿捕獲、軟件定時(shí)器、高速輸出或脈寬調(diào)節(jié)器。每個(gè)模塊都與P1 口向連。模塊0 連接到P1.3 （CEX0 ），模塊1 連接到P1.4 （CEX1 ），依此類推。寄存器CH 和CL 的內(nèi)容是正在自由遞增計(jì)數(shù)的16 位PCA 定時(shí)器的當(dāng)前值。PCA 定時(shí)器是5 個(gè)模塊的公共時(shí)間基準(zhǔn)，可通過編程工作在：1/6 振蕩頻率、1/2 振蕩頻率、定時(shí)器0 溢出或ECI 腳的輸入（P1.2 ）。定時(shí)器的計(jì)數(shù)源由CMOD SFR 的CPS1 和CPS0 位來確定。所有PCA 模塊都可用作PWM 輸出（如圖3.6）。輸出頻率取決于PCA 定時(shí)器的時(shí)鐘源。由于所有模

41、塊共用僅有的PCA 定時(shí)器，所有它們的輸出頻率相同。各個(gè)模塊的輸出占空比是獨(dú)立變化的，與使用的捕獲寄存器CCAPnL 有關(guān)。當(dāng)PCA CL SFR 的值小于CCAPnL SFR 時(shí)，輸出為低，當(dāng)PCA CLSFR 的值等于或大于CCAPnL 時(shí)，輸出為高。當(dāng)CL 的值由FF 變?yōu)?0 溢出時(shí)，CCAPnH 的內(nèi)容裝載到CCAPnL 中。這樣就可實(shí)現(xiàn)無干擾地更新PWM 。要使能PWM 模式，模塊CCAPMn 寄存器的PWM 和ECOM位必須置位，如圖9所示。 本系統(tǒng)采用了PCA的模塊0（P1.3）的使能脈寬調(diào)節(jié)模式（PWM）來控制單片機(jī)輸出脈沖的占空比，通過改變輸出占空比控制變壓器初級繞組的通

42、斷電狀態(tài)，即對其陽極電壓的變壓器初級繞組通斷電的控制來實(shí)現(xiàn)對磁控管的開關(guān)控制。以此控制變壓器的初級繞組微波爐磁控管的停和轉(zhuǎn)，以實(shí)現(xiàn)對烹調(diào)功率的控制。 PCA方框圖和PCA模塊的PWM模式的方框圖分別如圖8和圖9所示，表10就是輸出的火力檔位對應(yīng)的電壓。 表1 火力檔位設(shè)置表 檔 位(檔) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 輸出電額(V) 0.2 0.7 1.35 1.95 2.55 3.15 3.75 4.35 4.95 四、系統(tǒng)設(shè)計(jì)及操作說明 本章主要是介紹微波爐控制器設(shè)計(jì)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及系統(tǒng)的操作說明，系統(tǒng)的液晶顯示模塊采用并行通訊的

43、工作方式，鍵盤方面則采用程序掃描的工作方式，下面就各模塊的軟件設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。本系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)的程序見附錄。 4.1系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 根據(jù)實(shí)際的硬件電路，為了有效地實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的基本功能，用軟件方法實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的定時(shí)功能、控制系統(tǒng)的語音播放、控制液晶顯示等等。軟件設(shè)計(jì)主程序流程圖、按鍵功能掃描子程序圖、預(yù)約時(shí)間子程序圖、火力模式子程序圖、火力自定義子程序圖、烹飪模式子程序圖、液晶顯示子程序圖、語音播放子程序圖、定時(shí)服務(wù)子程序圖和按鍵掃描子程序圖分別如下圖所示。 4.1.1主程序 主程序負(fù)責(zé)與各子程序模塊的接口和檢查鍵盤功能號，流程圖如圖11所示。 4.1.2按鍵功能掃描子程序 本系統(tǒng)

44、的矩陣式鍵盤的工作方式采用的是程序掃描方式，為了能及時(shí)發(fā)現(xiàn)有鍵按下，CPU必須不斷調(diào)用鍵盤處理程序，對鍵盤進(jìn)行掃描以確定調(diào)用哪個(gè)功能子程序。通過調(diào)用按鍵程序掃描子程序，檢測哪些功能按鍵被按下就進(jìn)入哪種狀態(tài)模塊，以調(diào)用哪個(gè)功能子程序，進(jìn)入哪種工作狀態(tài)，不斷地循環(huán)掃描，流程圖如圖12和圖13所示。 4.1.3烹飪預(yù)約時(shí)間子程序 進(jìn)入烹飪預(yù)約時(shí)間子程序，通過加、減按鍵和確定鍵來對時(shí)間進(jìn)行設(shè)置，首先是對時(shí)的設(shè)置，按確定鍵再對分進(jìn)行設(shè)置，接著對秒進(jìn)行設(shè)置，每次設(shè)置完就要按一次確定鍵，以完成對時(shí)間的設(shè)置。時(shí)間設(shè)置完畢返回等待系統(tǒng)開始烹飪，流程圖如圖14所示。 4.1.4火力模式子程序 進(jìn)入火力模式

45、，通過加、減鍵，來設(shè)置烹飪時(shí)間，流程同預(yù)約時(shí)間的設(shè)置相同，時(shí)間設(shè)置完畢就直接開始烹飪，流程圖如圖15所示。 4.1.5火力自定義子程序 火力自定義模式，既要設(shè)置火力，也要設(shè)置烹飪時(shí)間，流程是先通過加、減鍵設(shè)置火力檔，最高是8檔，最低是1檔，確定以后再通過加、減鍵開始設(shè)置烹飪時(shí)間，火力和烹飪時(shí)間都設(shè)置完畢，直接開始烹飪，流程圖如圖16所示。 4.1.6烹飪模式子程序 烹飪模式是系統(tǒng)預(yù)先已經(jīng)設(shè)置好烹飪時(shí)間和烹飪火力，只要按確定鍵就馬上進(jìn)入開始烹飪狀態(tài)。流程圖如圖17所示。 4.1.7液晶顯示子程序 液晶顯示子程序顯示各模式的工作狀態(tài)，如顯示火力模式、烹飪模式、預(yù)約時(shí)間和烹飪時(shí)間，液晶顯

46、示器采用的是并行通訊的工作方式。流程圖如圖18所示。 4.1.8定時(shí)服務(wù)子程序 程序檢測系統(tǒng)是否開始烹飪，當(dāng)系統(tǒng)已經(jīng)進(jìn)入烹飪狀態(tài)，定時(shí)服務(wù)子程序開始工作，首先通過按鍵掃描判斷預(yù)約時(shí)間標(biāo)志按鍵是否被按下，當(dāng)有按鍵按下進(jìn)入預(yù)約時(shí)間的定時(shí)服務(wù)，如果沒有按鍵按下，直接進(jìn)入烹飪時(shí)間的定時(shí)服務(wù)。流程圖如圖19所示。 4.1.9語音播放子程序 進(jìn)入語音播放子程序，當(dāng)預(yù)約時(shí)間結(jié)束，響應(yīng)播放語音提示，當(dāng)烹飪時(shí)間結(jié)束，響應(yīng)播放語音提示。語音播放有三種情況，分別是開始烹飪、烹飪時(shí)間結(jié)束、烹飪預(yù)約時(shí)間結(jié)束三種情況，由三個(gè)按鍵模擬后三種情況，程序不斷地對這五種情況進(jìn)行掃描，當(dāng)任何一種情況發(fā)生，系統(tǒng)立即響應(yīng)并播放

47、提示音給用戶。流程圖如圖20所示。 開始 初始化 液晶初始化 調(diào)用鍵盤掃描子程序 調(diào)用液晶顯示子程序 調(diào)用語音播放子程序 結(jié)束 圖10 主程序流程圖 調(diào)用語音或按鍵操作子程序 保護(hù)現(xiàn)場 調(diào)用預(yù)約時(shí)間子程序 調(diào)用火力模式子程序 調(diào)用預(yù)約時(shí) 間子程序 調(diào)用火力模 式子程序 Y N Y 調(diào)用火力自定義子程序 N Y 調(diào)用火力自 定義子程序 調(diào)用烹飪模式子程序 N 調(diào)用烹飪模 式子程序 恢復(fù)現(xiàn)場 返回 圖11 按鍵功能掃描子程序 Y N 保護(hù)現(xiàn)場 預(yù)約時(shí)+1>99? 預(yù)約時(shí)=0 是減鍵? 預(yù)約時(shí)-1=0xF

48、F? 預(yù)約時(shí)=99 確定鍵? 圖12 烹飪預(yù)約時(shí)間子程序 恢復(fù)現(xiàn)場 返回 是加鍵? 預(yù)約分設(shè)置 預(yù)約秒設(shè)置 確定鍵? 確定鍵? Y Y Y Y N N N N N N N 保護(hù)現(xiàn)場 是減鍵? 是加鍵? 火力檔位+1>8? 火力檔位=8 火力檔位-1=0? 火力檔位=0 確定鍵? 調(diào)用火力模式子程序 恢復(fù)現(xiàn)場 返回 圖13 火力自定義子程序 N N N N N Y Y Y Y Y 保護(hù)現(xiàn)場 保護(hù)現(xiàn)場 確定鍵? 開始烹飪 返回 恢復(fù)現(xiàn)場 圖14 烹飪模式子程序 顯示火力模式 保護(hù)現(xiàn)場

49、 顯示烹飪模式 顯示預(yù)約時(shí)間 顯示烹飪時(shí)間 返回 圖15 液晶顯示子程序 取消鍵 返回初始狀態(tài) Y Y N N 保護(hù)現(xiàn)場 預(yù)約時(shí)間標(biāo)志位為1? 是否開始烹飪 預(yù)約時(shí)間秒-1=0xFF? 預(yù)約時(shí)間秒=59 預(yù)約時(shí)間分-1=0xFF? 預(yù)約時(shí)間分=59 預(yù)約時(shí)間時(shí)-1=0xFF? 預(yù)約時(shí)間結(jié)束 烹飪時(shí)間秒-1=0xFF? 烹飪時(shí)間秒=59 烹飪時(shí)間分-1=0xFF? 烹飪時(shí)間分=59 烹飪時(shí)間時(shí)-1=0xFF? 烹飪時(shí)間結(jié)束 恢復(fù)現(xiàn)場 返回 圖16 定時(shí)服務(wù)子程序 Y Y N N N N N N N N 保護(hù)現(xiàn)

50、場 恢復(fù)現(xiàn)場 有鍵閉合嗎？ 二次調(diào)用延時(shí)子 程序延時(shí)12ms 有鍵閉合嗎？ 求閉合鍵的鍵號 閉合鍵釋放否？ 鍵號送到A 返回 延時(shí)6 ms 圖17 按鍵掃描子程序 N N Y Y N Y 圖18 語音播放子程序 保護(hù)現(xiàn)場 預(yù)約時(shí)間結(jié)束? 播放語音提示 烹飪時(shí)間結(jié)束? 播放語音提示 無水？ 播放語音提示 播放語音提示 恢復(fù)現(xiàn)場 返回 N N N N Y Y Y Y 爐門是否關(guān)? 無物？ 播放語音提示 N Y 4.2硬件電路設(shè)計(jì) 4.2.1常規(guī)模式測試 在該模式下，主要對烹調(diào)、解凍和燒烤三個(gè)功能

51、分別進(jìn)行測試。在每個(gè)功能下，通過鍵盤和液晶顯示器選擇菜單，設(shè)置完后，按啟動鍵，開始模擬加熱。這個(gè)過程中，液晶顯示屏顯示火力強(qiáng)度和烹飪時(shí)間，烹飪時(shí)間倒計(jì)時(shí)工作，系統(tǒng)正常工作。 總之，對系統(tǒng)各種功能測試均正常，具備一般微波爐系統(tǒng)的功能 4.2.2定時(shí)時(shí)間測試 表2 定時(shí)時(shí)間誤差測量表 倒計(jì)時(shí)設(shè)定值 實(shí)際測得值 計(jì)時(shí)誤差 10分10秒 10分10秒 0 25分25秒 25分25秒 0 34分08秒 59分59秒 34分08秒 59分58秒 0 1 定時(shí)時(shí)間測試如表21所示，就是設(shè)置食物的烹飪時(shí)間或烹飪預(yù)約時(shí)間與實(shí)際時(shí)間的誤差，由表21可知，當(dāng)定時(shí)時(shí)間較短時(shí)，

52、系統(tǒng)的定時(shí)誤差為0；當(dāng)系統(tǒng)的定時(shí)時(shí)間較長時(shí)，如一個(gè)小時(shí)，則出現(xiàn)了誤差，誤差為一個(gè)小時(shí)有一秒的誤差。造成誤差的原因是由于晶振和單片機(jī)定時(shí)器的累積誤差而導(dǎo)致系統(tǒng)定時(shí)誤差的產(chǎn)生。 4.2.3語音控制模塊測試 語音輸入命令：“上”、“下”、“左”、“右”、“確定”、“返回”、“開門”可語音識別控制液晶顯示屏選擇對應(yīng)的模式，確定烹飪模式和火力大小，調(diào)節(jié)定時(shí)并開始微波。使系統(tǒng)進(jìn)入工作狀態(tài)，當(dāng)烹飪預(yù)約時(shí)間結(jié)束和烹飪時(shí)間結(jié)束，則語音模塊正常工作； 五、總結(jié) 本系統(tǒng)以AT89C52單片機(jī)為核心部件，根據(jù)綜合電子技術(shù)、數(shù)字與模擬電子電路以及單片機(jī)原理的知識，通過軟件實(shí)現(xiàn)了微波爐的可編程控制系統(tǒng)，且各

53、項(xiàng)功能達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中，我們力求硬件線路簡單，充分發(fā)揮軟件編程方便靈活的特點(diǎn)，并最大限度挖掘單片機(jī)片內(nèi)資源，來滿足系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求。因時(shí)間有限，該系統(tǒng)還有許多值得改進(jìn)的地方：例如硬件系統(tǒng)的集成度還可以進(jìn)一步提高，控制系統(tǒng)的智能性有待于進(jìn)一步加強(qiáng)，按鍵和系統(tǒng)性能有望進(jìn)一步優(yōu)化以增強(qiáng)用戶使用的安全性與方便性，軟件中某些邏輯判斷方面的算法還有待于進(jìn)一步優(yōu)化。 兩個(gè)多月終于過去了，心情終于放松了一點(diǎn)點(diǎn)了，通過兩個(gè)多月的設(shè)計(jì)，讓我對以前的知識溫故而知新，把以前所學(xué)的知識都很好地聯(lián)系起來，對以前所學(xué)的知識更加鞏固。此次的設(shè)計(jì)讓我深深的體會到數(shù)字電路的世界是如此的復(fù)雜和明了，特別是一些簡單的

54、電路的設(shè)計(jì)，在此之前，我并不怎么會設(shè)計(jì)電路。在設(shè)計(jì)檔位燈的控制和時(shí)鐘脈沖的關(guān)段和開通以及檔位選擇的控制電路中，我通過復(fù)習(xí)以前的知識，看以前的實(shí)驗(yàn)課本以及一些圖書館的資料，我終于應(yīng)付了設(shè)計(jì)電路這一關(guān)。在設(shè)計(jì)過程中，雖然遇到許多的困難，但是經(jīng)過細(xì)心的研究還是突破了難關(guān)，現(xiàn)在回味還是無窮的。焊電路的時(shí)候特別需要耐心，沒有耐心是無法完成這個(gè)即又簡單又枯燥的任務(wù)，每一條連線和拉線錯(cuò)綜復(fù)雜，既考眼力，又考腦力，在努力了整整五天，才把整塊板焊好。調(diào)試的時(shí)候特別興奮，當(dāng)看到自己的勞動有成果的時(shí)候，那時(shí)的心情別提有多開心，就像中獎(jiǎng)一樣。當(dāng)然在調(diào)試過程中也發(fā)現(xiàn)在了很多問題，但是我不氣妥，有問題才有進(jìn)步，解決問題的

55、過程就是學(xué)習(xí)的過程，我一直堅(jiān)信這一點(diǎn)，通過不斷的調(diào)試，發(fā)現(xiàn)問題并解決問題，我從中學(xué)到了很多。雖然剛開始一點(diǎn)頭緒都沒有，心情依然很煩躁。但是只要用心去專研，持之以恒，就會有新的發(fā)現(xiàn)。在設(shè)計(jì)的過程當(dāng)中，通過與同學(xué)互相交流，互相學(xué)習(xí)討論，受益匪淺。在兩個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)當(dāng)中，我學(xué)會了如何面對困難和解決困難。 參考文獻(xiàn) [1]江立 主編 《單片機(jī)原理與應(yīng)用技術(shù)》 清華大學(xué)出版社； [2]恰汗合孜爾 主編 《C語言程序設(shè)計(jì)（第二版）》 中國鐵道出版社； [3]雷思孝，李伯成，雷向莉.單片機(jī)原理及實(shí)用技術(shù).西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2010 [4]謝宜仁. 《單片機(jī)接口技術(shù)實(shí)用寶

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58、[Z]．． [18]翟 雷、羅權(quán)威、王光鋒．可編程微波爐控制器系統(tǒng)設(shè)計(jì)報(bào)告[R]．山東：中國海洋大學(xué)工程學(xué)院，2008． [19]P89V51RD2器件手冊[Z]．廣州：廣州周立公單片機(jī)發(fā)展有限公司．． [20]海爾家用微波爐使用說明書[Z]．青島：青島海爾微波制品有限公司．2009.1.第一版． ． [21]李廣弟.單片機(jī)基礎(chǔ).北京航空航天大學(xué)出版社.2011 10-156 [22]萬福君，潘松峰.單片機(jī)微機(jī)原理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用.中國科技大學(xué)出版社. 2010 10-31 [23]高鵬, 安濤, 寇懷成.Protel 99入門與提高. 人民郵電出版社 2012.07 15-11

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60、omputers User’s Manual.2010 [30] 趙德安等.單片機(jī)原理與應(yīng)用.機(jī)械工業(yè)出版社.2008.04 10-113 [31] AT89C51 DATA SHEEP Philips Semiconductors 2009.dec 致謝 從剛開始的一片空白到如今的成果展現(xiàn)最離不開的就是鐘立華老師對我的細(xì)心指導(dǎo)，在這接近半個(gè)學(xué)期的學(xué)習(xí)研究中，隨著老師的思路指引我們學(xué)會了很多！不僅僅是理論上的，更多的是我的實(shí)踐能力得到了質(zhì)的飛躍。老師為了我們放棄假日休息，我由衷的感動和感謝！ 我從申報(bào)課題，組成小組到確定課題方向和分組，之后我約見指導(dǎo)老師，隨之又在老師的指導(dǎo)下

61、論證方案，設(shè)計(jì)電路草圖，程序框圖，完成開題報(bào)告，在老師一遍又一遍的講解開導(dǎo)下，我也一遍又一遍的修改電路草圖，修改程序框圖，在很多次的修改后我完善了初步設(shè)計(jì)，工作不是到此就結(jié)束了，接下來的日子完成了電路原理圖，我對電路參數(shù)又進(jìn)行了詳細(xì)的分析，最后我在鐘立華老師的指導(dǎo)下，進(jìn)行了電路板的焊接，即實(shí)物制作，又把程序進(jìn)行來了調(diào)試，確保萬無一失。至此，我們的實(shí)踐告一段落了。 畢業(yè)設(shè)計(jì)是個(gè)繁瑣而漫長的過程，因?yàn)榇蠹叶疾辉趯W(xué)校，大部分的人在實(shí)習(xí)，而且分布各個(gè)地方，這個(gè)原因又給畢業(yè)設(shè)計(jì)帶來了極大的困難，老師有什么想法不好和我們進(jìn)行面對面的交流，討論在一定程度上受到了阻礙?？墒晴娏⑷A老師有什么想法都會在第一時(shí)間

62、內(nèi)發(fā)郵件給我們，或者電話聯(lián)系，或者QQ聊天！總之想到一切之可行辦法聯(lián)系我們，絕不耽誤我們的畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)程，在此，我忠誠的向鐘立華老師說謝謝，謝謝您鐘立華老師，這段日子您辛苦了！ 不積跬步何以至千里，本設(shè)計(jì)能夠順利的完成，也歸功于各位任課老師的認(rèn)真負(fù)責(zé)，使我能夠很好的掌握和運(yùn)用專業(yè)知識，并在設(shè)計(jì)中得以體現(xiàn)。正是有了他們的悉心幫助和支持，才使我的畢業(yè)論文工作順利完成，在此向電氣工程系的全體老師表示由衷的謝意。感謝他們?nèi)陙淼男燎谠耘唷? 通過本次設(shè)計(jì)，使我對以前所學(xué)的知識進(jìn)行了一個(gè)系統(tǒng)的復(fù)習(xí)，獲得了許多新的知識，以及對以前不理解或不懂的地方進(jìn)行了復(fù)習(xí)，讓我有了新的認(rèn)識和理解。通過設(shè)計(jì)，更讓我有了實(shí)

63、際的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，對即將走上工作崗位的我來說，是一個(gè)很好的鋪墊。尤其是在單片機(jī)系統(tǒng)方面，讓我對以前的知識得到了強(qiáng)化，也學(xué)到了以前沒有學(xué)到的知識，對系統(tǒng)的設(shè)計(jì)有進(jìn)一步的理解。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使自己在理論上作一個(gè)歸納和總結(jié)。 作畢業(yè)設(shè)計(jì)需要各個(gè)方面的資料，光靠課堂上所學(xué)的那點(diǎn)書本知識是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，因此，就需要查閱大量的資料，廣泛的查閱資料，可以開闊自己的眼界。不僅加深對系統(tǒng)設(shè)計(jì)的認(rèn)識，而且可以拓寬自己的思路，通過查閱資料，了解別人或參考別人設(shè)計(jì)的思路和方法，從而減少在設(shè)計(jì)中縮短設(shè)計(jì)周期，減少設(shè)計(jì)成本，使設(shè)計(jì)過程少走很多彎路。 總之，本次設(shè)計(jì)是對大學(xué)四年來的一個(gè)檢驗(yàn)和總結(jié)，通過設(shè)計(jì)鍛煉了自己的動手能

64、力和分析問題的能力，以及相互協(xié)作的團(tuán)隊(duì)精神，是走向工作崗位的一次模擬考試。在設(shè)計(jì)中也遇到了很多的問題，鍛煉了我們解決問題的能力。同時(shí)我也深知自己知識的貧乏和不足，以及一些基礎(chǔ)知識的不牢固。我希望自己在以后的工作和學(xué)習(xí)中，一定要努力完善自己。在本次的設(shè)計(jì)中，由于本人水平有限，有很多不足之處在所難免，望老師和同學(xué)們加以指正。謝謝！ 附錄A 元件清單 元器件清單 元器件名稱 型號/個(gè)數(shù) 元器件名稱 型號/個(gè)數(shù) 單片機(jī) AT89C52 / 1 液晶顯示模塊 LCD12864 / 1 掉電存儲芯片 24C01 / 1 語音識別模塊 LD3320 / 1

65、電解電容 10U / 5 電阻 10K / 1 電容 30P / 2 電阻 82K / 3 排阻 4.7K / 1 可調(diào)電阻 10K / 5 復(fù)位開關(guān) -- / 10 晶振 12M / 1 40腳芯片座 -- / 1 直流電源 5V / 1 附錄B 實(shí)物作品圖 附錄C 電路原理圖 附錄D 完整程序 #include #include #define nop _nop_ #define uchar unsig

66、ned char #define uint unsigned int sbit RS=P1^7; sbit RW=P1^6; sbit E=P1^5; #define DB P0 sbit FWD=P1^2; sbit PLAY=P1^3; sbit RESET=P1^4; sbit KEY1=P2^0; sbit KEY2=P2^1; sbit KEY3=P2^2; sbit KEY4=P2^3; sbit KEY5=P2^4; sbit KEY6=P2^5; //sbit KEY7=P2^6; sbit OPEN1=P1^5; sbit OPEN2=P1^6; sbit OPEN3=P1^7; uchar key_up,key_x; //按鍵變量 uchar fire,min,sec;