维持沸腾为了使 β 淀粉充分转化成为 α 淀粉, 需要在沸腾的状态下, 温度大约控制在 98 度左右, 维持 20 分钟左右, 可以通过控制继电器的开与闭来实现温度的控制补炊过程断电之后, 温度会慢慢下降, 当温度降到 100 度左右的时候, 在通电一段时间, 将锅内的多余的水分蒸发掉, 补炊的时

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妓雍
7 years ago
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1 SPMC65P2404A 在智能电饭煲中的应用文章来源 : 凌阳单片机推广中心发布时间 : :48:27 摘要 : 本文主要介绍利用 SPMC65P2404A 单片机作为整个电饭煲的主控芯片, 并且结合模糊控制技术来实现电饭煲的各种功能关键词 : 单片机,AD 转换, 温度控制, 继电器, 凌阳单片机, 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 位工业级通用单片机, 最高工作频率为 8MHz, 工作电压 3V~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利用这些资源完成的电饭煲具有以下功能 : 精煮超快煮冷饭加热小米量 45 分稀饭 2 小时粥 1 小时汤 2 小时汤, 并且具有人性化的操作界面, 使用者很容易掌握电饭煲的功能不再只是简简单单的煮饭了, 它可以完成许许多多的功能, 它是人们日常生活中不可缺少的家庭好帮手, 正是由于智能控制的问世, 人们的生活才变得越来越简单 2 电饭煲煮饭过程介绍要想煮出高质量的米饭, 就要掌握各种大米的吸水量, 加温时间, 控温过程, 维持沸腾时间, 停止升温过程, 焖饭过程等规律煮饭的过程实质上就是使大米由难以为人体所消化吸收的 β 淀粉转化成为人体较易吸收的 α 淀粉的过程, 经过大量的实践和探索, 一次理想的煮饭过程可以抽象成以下几个过程 : 吸水过程在适合的温度下, 让大米尽可能的吸收水分, 这样煮出来的米饭的更加的饱满, 口感更好让大米的含水量达到 25% 左右, 温度越高, 吸水越快但是温度一旦超过 60 度, 大米中含有的 β 淀粉就会转化成 α 淀粉, 会变成糊状, 所以控制温度在 60 度以下是非常有必要的, 一般控制在 35 度左右为最佳温度升温过程这一个过程必须使锅内的热量充分对流, 以至于不会造成夹生饭一般说来, 加热值沸腾的时间最佳是 10 分钟

2 维持沸腾为了使 β 淀粉充分转化成为 α 淀粉, 需要在沸腾的状态下, 温度大约控制在 98 度左右, 维持 20 分钟左右, 可以通过控制继电器的开与闭来实现温度的控制补炊过程断电之后, 温度会慢慢下降, 当温度降到 100 度左右的时候, 在通电一段时间, 将锅内的多余的水分蒸发掉, 补炊的时间根据个人而定焖饭过程在补炊过程结束后, 锅内基本上没有太多的水分, 应停止加热, 利用余热来进行焖饭, 促进大米 α 淀粉的生成一般的焖饭时间大约控制在 12 分钟左右保温过程整个煮饭过程结束后, 自动进入保温模式, 温度低于 65 度左右, 加热盘就会对锅体进行加热使用者在此种状态下就可以享用美食了 3 功能介绍利用凌阳 8 位单片机 SPMC65P2404A 开发的智能电饭煲具有以下的两大功能 : 3.1 煲煮功能 1) 精煮选择精煮功能, 按下开始键, 电饭煲开始加热, 大约 45 分钟后电饭煲进入焖饭状态, 此时数码显示 n,10 分钟后, 电饭煲进入保温状态, 数码显示 b, 这表明饭已经煮好 2) 超快煮选择超快煮功能, 按下开始键, 电饭煲开始加热, 大约 30 分钟后电饭煲进入焖饭状态, 此时数码显示 n,8 分钟后饭煮好, 电饭煲进入保温状态, 数码显示 b, 这表明饭已经煮好 3) 冷饭加热选择冷饭加热功能, 按下开始键, 电饭煲开始加热, 大约 15 分钟后电饭煲进入保温状态, 数码显示 b, 这表示冷饭加热完成 4) 小米量煮选择小米量煮功能, 按下开始键, 电饭煲开始加热, 大约 40 分钟后电饭煲进入焖饭状态, 此时数码显示 n,10 分钟后饭煮好, 电饭煲进入保温状态, 这表明小米量的饭已经煮好 5)45 分钟稀饭选择 45 分钟稀饭功能, 按下开始键, 电饭煲开始加热, 此时数码显示 -,45 分钟后粥将煮好 6)2 小时粥选择 2 小时粥功能, 按下开始键, 电饭煲开始加热, 此时数码显示 2,2 小时后粥将煮好 7)1 小时汤选择 1 小时汤功能, 按下开始键, 电饭煲开始加热, 此时数码显示 1,1 小时后汤将熬好 8)2 小时汤选择 2 小时汤功能, 按下开始键, 电饭煲开始加热, 此时数码显示 2, 2 小时后汤将熬好注 : 以上 8 种功能模式中, 每一种功能结束之后都自动进入保温模式, 数码显示 b

3 3.2 定时功能选择相应功能后设置相应的定时时间, 按下开始键, 定时开始, 每过 1 小时显示时间数减 1 在定时时间内, 根据定时的时间和所需过程的时间差电饭锅就能自动启动, 自动加热, 自动保温, 完成选择的功能, 例如果 45 分钟稀饭定时 2 小时的话, 电饭煲会在 1 小时 15 分钟的时候开时启动加热工作, 并进入 45 分钟稀饭功能模式 4 总体方案介绍利用凌阳 8 位单片机 SPMC65P2404A 设计的智能电饭煲控制系统原理框图如图 4-1 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图 4-1 控制系统构成框图 5 系统硬件设计 5.1 单片机主控电路主控电路如图 5-1 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

4 图 5-1 电饭煲的电路原理图芯片特性简介 SPMC65P2404A 是凌阳公司的 8 位工控单片机, 最高工作频率为 8MHz, 工作电压 3V~5.5V, 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利用这些资源, 能够实现电饭煲的功能具体特性包括 : 凌阳科技 8 位单片机 ; 182 条指令 11 种寻址模式最高工作频率为 8MHz 支持位操作 (Set,Clear,Inverse,Test) 2 个 8 位可编程定时器 / 计数器 ( 可自动预置初始计数值 ) 普通的定时 / 计数器具有 8 位捕获功能具有 8 位比较功能 2 个 16 位可编程定时器 / 计数器普通的定时 / 计数器具有 8 或 16 位捕获功能具有 16 位比较功能

5 12 位 PWM 输出中断方式支持 IRQ 和 NMI 中断 4 种外部中断 11 种内部中断工作电压 :2.5V~5V; 8 通道 10 位模数转换 (100KHz) 内置 4K Byte 的 OTP ROM; 内置 192K Byte 的 RAM; 23 个可编程输入 / 输出口 5 种复位功能时钟选择 : 晶体振荡器 RC 振荡外部信号电源模式 :Halt 模式和 Stop 模式低电压复位 (LVR) 功能和低电压监测 (LVD) 功能 ; 一个蜂鸣器输出口可进行 SPI 通信内置在线仿真板 (ICE,In- Circuit Emulator) 接口 5.2 显示电路显示电路由共阳极数码管和 10 个 LED 组成, 通过单片机位选和所送的数据来点亮相应的 LED 和数码管的显示状态其电路原理图如图 5-2 所示 :

6 图 5-2 显示电路 5.3 电源电路电源部分为单片机提供 +5V 的直流稳压源, 并且通过降压整流滤波之后的 +12V 电压对继电器进行供电, 通过控制三极管射极的导通与否来控制继电器的工作状态电源电路原理图如图 5-4 所示图 5-3 电源电路 5.4 温度采集部分电路图 J2 和 J3 是温度传感器的两个接口, 其中 J2 和 J3 分别是顶盖和底盘温度传感器的接口, 单片机检

7 测的信号实际上是与温度传感器分压的电阻的电压值, 因为温度传感器的电阻值会随温度的上升而减小, 所以分压电阻的电压值间接反映了某一时刻的温度, 电路原理图如图 5-4 所示 : 图 5-4 温度传感器电路 6 系统软件设计 6.1 主程序流程整个系统输入包括 2 个温度传感器,5 个按键 ; 输出包括 2 位七段数码管 10 个发光二极管继电器控制信号等根据控制功能, 将程序设计为几个主要的模块, 程序主流程见图 6-1 所示 :

8 6-1 程序主流程图 6.2 子程序介绍 1 诊断子程序诊断程序主要进行温度采集并判断传感器是否良好, 主要对 2 个温度传感器连续检测 20 次, 若测到的数据不在范围内 ( 温度范围 :-10 ~160 ), 则表明传感器短路或断路错误, 数码显示 E, 并禁止按键操作 2 键盘扫描子程序程序每循环一次扫描一次键盘, 如果扫描到有键按下, 则暂存键值, 如果连续 5 次扫描到的键值都一样, 则认为是稳定的键值系统共有 5 个按键, 在不同的状态下, 每个键只要轻按一次就有效系统的五个键接于 PA1 PA3 PA2 PA0 PA4, 如果按键值有效则返回值的相应位为 0, 否则相应位为 1 3 温度采集子程序热敏电阻灵敏度高, 为了防止干扰及其它原因导致测出的温度值变化太快, 引起控制部件频繁动作, 温度采集采用滑动平均值滤波方法即在同一个通道上连续采集三个数据, 取其中的中间值 4 显示子程序系统共有 2 位七段数码管显示及 10 个发光二极管显示数码管主要有 6 种状态需要显示 : 待机状态出错显示焖饭保温煮饭中及定时时间显示发光二极管显示所选择的功能开始及保温状态功能显示需采用轮循方式, 在按下开始键之前, 开始灯闪烁进入保温状态后, 保温指示灯亮 LED 显示程序由位码扫描子程序及数码显示状态选定子程序组成 5 功能执行子程序当执行功能的时候, 判断所选择的功能号,( 每一种煮饭功能对应着一种升温加热曲线 ), 然后按照其升温加热阶段进行煮饭处理 7 结语电饭煲的功能不再只是单纯的煮饭, 它可以完成很多的功能, 利用凌阳的 8 位 MCU 实现的智能电饭煲可以完成煮饭煮粥煮汤冷饭加热等功能, 另外未来的小家电应该具备智能安全多功能节约以及环保这五大功能首先, 小家电应该具备智能化的功能它的使用与设计应更多地运用高科技, 尤其是运用先进的电子计算机技术, 使人们的生活变得更加的简单, 更适合现代人的生活节奏其次, 小家电也应完善安全功能安全是一个普遍关注的问题, 如果在人们使用的过程中存在着安全隐患, 那么这就会对使用者的生命财产构成威胁第三, 小家电应具备多功能的优势, 具有多功能的商品才会使得消费者有购买的欲望, 多功能已经成为一个主流, 消费者最看中的就是它的多功能性第四, 家电应该具备节能功能在我们生活的今天和未来, 每个家庭都将拥有很多种家用电器, 而我国的能源工业尤其是电力工业, 有可能因为投资不足而难以满足和适应这个节奏, 假如小家电耗能巨大, 家庭经济支出将负担很重 8 参考文献

9 [1] 肖健华, 经顺林. 模糊控制在家电产品中的应用与展望. 五邑大学学报 ( 自然科学版 ),2001 [2] 顾勇. 模糊控制及其应用. 现代物理知识,1998. 相关文章 [top] SPMC65P2404A 在电动自行车中的应用 [ ] SPMC65P2404A 做行列式键扫描 [ ] SPMC65P2404A 做红外接收 [ ] SPMC65P2408A 在双 mic 辨识方向中的应用 [ ] SPMC65 单片机 Q-Writer 工具的使用 [ ] 版权所有 : 北京凌阳爱普科技有限公司本站网络实名通用网址 : 凌阳单片机未经许可网站内容严禁复制转载, 任何人不得擅自使用京 ICP 备号

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