微波炉控制器设计报告目录1、项目需求分析31.1、项目目标意义31.2、功能需求分析41.3、系统开发环境、工具需求分析与选择42、项目硬件系统结构52.1、 系统方案原理图52.2、AT89C51原理介绍52.2、按键模块原理62.3、LCD显示模块72.4、测温模块82.5、报警模块93、系统软件体系架构93.1 项目软件系统总架构图93.2 按键子模块流程图114、项目运行效果展示135、总结与心得体会146、附录156.1仿真原理图156.2程序清单151、项目需求分析1.1、项目目标意义微波炉控制板是微波炉的核心控制部件，它能够掌控微波炉的加热功率、时间、温度、亮度等参数，从而控制微波炉的工作状态。控制板的主要作用是提高微波炉的智能化水平，使用户能够更加便捷地操作微波炉，加快烹饪过程，同时也能够保证微波炉的安全性和稳定性，防止因误操作造成危险。因此，微波炉控制板具有非常重要的意义。首先，微波炉控制板让微波炉变得更加智能化。传统的微波炉只有简单的时间控制和微波功率控制，而现代的微波炉控制板则配备了更多的功能，例如预设菜单、快速设定、加热模式选择、自动计时等等。用户可以轻松地选择合适的烹饪模式，控制板会按照设定的参数进行自动加热或烤制，大大减轻了用户的操作难度，使得微波炉更加人性化。其次，微波炉控制板还可以提高微波炉的加热效率，从而缩短加热时间。控制板可以通过调节微波功率大小和加热时间等参数，实现快速、均匀的加热效果。与传统的微波炉相比，现代微波炉可以更加迅速高效地完成烹饪任务，使得用户能够在较短的时间内享用美食。此外，微波炉控制板还可以保证微波炉的安全性和稳定性。微波炉是一种涉及到微波辐射的设备，如果使用不当可能会对人体健康造成危害。现代微波炉控制板则通过加入安全控制功能，例如安全门锁、温度传感器、倾斜传感器等，保证微波炉在工作期间不会出现意外状况，从而保障用户的安全。总之，微波炉控制板对于微波炉来说具有非常重要的意义。它不仅能够提高微波炉的智能化水平、加热效率和用户体验，同时也能够保证微波炉的安全性和稳定性，使得用户能够更加放心地享用美食。随着科技的不断进步，微波炉的控制板也将不断地升级和完善，为用户带来更加方便、快捷、安全、健康的烹饪体验。1.2、功能需求分析微波炉是现代厨房不可或缺的电器之一，它可以方便高效地进行食品加热、烤制、解冻等工作。随着人们生活水平的提高和需求的变化，微波炉的功能也不断升级和创新。下面就从用户角度出发，对现代微波炉的功能需求进行分析。多功能设定现代微波炉需要具备多种不同的功能设定，例如不同的加热模式、烹饪选项、预设菜单、自动计时等等，这些功能可以让用户快速简便地完成不同的烹饪任务，满足用户对于多样化菜品的需求。同时还需要提供手动操作的方式，让用户可以根据自己的需要灵活地控制微波炉。合理的容量设计微波炉的容量也是用户关注的一个重要因素。合理的容量可以满足家庭不同的烹饪需求，同时也能够节省使用空间。因此，现代微波炉需要根据市场需求进行不同容量的设计，从小型单人户型到大型家庭型等，满足不同用户的需求。安全性保障由于微波炉涉及到微波辐射，安全性是用户非常关注的一个方面。微波炉的控制板需要具有安全保障功能，例如安全门锁、温度感应器、倾斜感应器等等，以保障用户在使用微波炉时的安全和健康。高效率的烹饪效果用户也更加关注微波炉的烹饪效果，希望能够在短时间内完成美食的制作，同时也希望微波炉能够保持食品的新鲜和营养。因此，现代微波炉需要具备较高的加热效率，同时还需要有升温、烘焙、烤制等功能，以保证食品的质量和口感。可进行自动化控制自动化控制也是现代微波炉的一个关键需求。通过智能化的控制板，微波炉可以自动化地完成不同的烹饪任务，例如根据食品种类、重量、大小等参数，自动进行加热或烤制，用户可以省去手动控制的烦恼。操作简便易学微波炉的操作也是用户非常关注的因素。现代微波炉需要具备直观易懂的界面设计和操作指南，以便用户快速上手。同时还需要提供一些类似于快捷键的操作方式，使得用户可以轻松、便捷地掌控微波炉的使用。综上所述，现代微波炉的功能需求十分多样化，需要从用户的角度出发，针对市场需求进行创新和升级。通过提供多功能设定、合理的容量设计、安全性保障、高效率的烹饪效果、自动化控制、操作简便易学等方面的需求，才能够满足用户的不同需求和期望，提升微波炉的品质和竞争力。1.3、系统开发环境、工具需求分析与选择本系统是基于Keil C51的单片机开发环境进行的开发，Keil C51是美国Keil Software公司出品的51系列兼容单片机C语言软件开发系统，与汇编相比，C语言在功能上、结构性、可读性、可维护性上有明显的优势，因而易学易用，基于此我们选择C语言进行编程。2、项目硬件系统结构2.1、 系统方案原理图如图是整个系统实现的框图，从图中我们可以看到整个系统包括单片机模块、独立按键输入模块、显示模块、测温模块和报警模块等。系统通过采集按键的数值进行相应的处理，例如设置时间、设置温度等。同时单片机通过显示模块显示一些基本信息。当设定好参数之后进行工作，当工作时间或者温度达到指定数值的时候进行报警。2.2、AT89C51原理介绍通常我们所说的51单片机指的是51内核的单片机，像AT89C51/52，STC89C51/52都属于51单片机，这里我们只介绍AT89C51单片机。AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROMFalsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。本系统应用到的AT89C51的I/O输入输出功能：在32个I/O口中选择，实现按键、显示、驱动等功能，I/O口分为P0、P1和P3三大类；P0可以作普通IO口,也可以在读写外部存储器作低8位的地址总线和8位的数据总线;P1口只作为一般IO口;P2作为一般IO口还在在读写外部存储器作高8位的地址总线;P3口除作为一般IO口还为第二输入/输出功能(P3.0 串行数据接入端;P3.1 串行数据发送端;P3.2外中断0输入端 ;P3.3 外中断1输入端;P3.4 定时或计数器TO 的外部输入端;P3.5 定时或计数器T1的外部输入端;P3.6 外部数据存储器写选通信号;P3.7 外部数据存储器读选通信号;) 本系统应用到的定时器功能：实现定时中断功能，AT89C51有T0和T1两个定时/计数器，分别有定时和计数两种模式、4种（T1为3种）工作方式，方式0-方式3，方式0下、计数工作方式时，计数范围是1-8192，定时工作方式时，定时时间的计算公式是：（213-计数初值）*机器周期；方式1下，与方式0的差别仅在于计数位数不同，方式1为16位计数，作为定时方式使用时，定时时间的计算公式是：（216-计数初值）*机器周期，计数范围是1-65536；方式2下，计数满后自动装入计数初值，精确定时并简化定时初值；方式3只适用于T0，T1不能工作在方式3。2.2、按键模块原理本系统采用独立按键的方式，独立按键直接用I/O口线构成的单个按键电路，其特点式每个按键单独占用一根I/O口线，每个按键的工作不会影响其他I/O口线的状态。单片机独立按键模块的优点包括：方便灵活：使用模块化设计，可以方便地与单片机进行连接和通信，实现快速开发和应用。易操作：按键模块与单片机的连接简单，不需要进行复杂的硬件设计和连接操作。低成本：按键模块采用标准化的硬件和通讯协议，成本相对较低。可靠性高：按键模块采用优质的元件和工艺，具有较高的可靠性和稳定性。单片机独立按键模块的应用场景包括：家庭电器和智能家居：如电视机、空调、灯光等的遥控器。工业自动化控制：如机器人、传感器等设备的控制。智能交通系统：如智能停车场、交通信号灯等设备的控制。总的来说，单片机独立按键模块具有方便灵活、易操作、低成本和可靠性高等优点，是单片机控制和应用的重要组成部分。独立式按键电路配置灵活，软件结构简单，但每个按键必须占用一个I/O口线，因此，在按键较多时，I/O口线浪费较大，不宜采用。独立按键的软件常采用查询式结构。先逐位查询没跟I/O口线的输入状态，如某一根I/O口线输入为低电平，则可确认该I/O口线所对应的按键已按下，然后，再转向该键的功能处理程序。 2.3、LCD显示模块LCD1602液晶显示器是广泛使用的一种字符型液晶显示模块。它是由字符型液晶显示屏（LCD）、控制驱动主电路HD44780及其扩展驱动电路HD44100，以及少量电阻、电容元件和结构件等装配在PCB板上而组成。LCD1602液晶显示模块具有体积小、功耗低、显示内容丰富、超薄轻巧等优点，在嵌入式应用系统中得到越来越广泛的应用，这讲中向大家介绍的LCD1602 液晶显示模块(其内部控制器为HD44780 芯片)，它可以显示两行，每行16 个字符，因此可相当于32 个LED 数码管，而且比数码管显示的信息还多。采用单+5V 电源供电，外围电路配置简单，价格便宜，具有很高的性价比。它属于点阵图形液晶，所谓的点阵图形式液晶是由MN个显示单元组成，假设LCD显示屏有64行，每行有128列，每8列对应1字节的8位，即每行由16字节，共168=128个点组成。显示屏上6416个显示单元与显示RAM区的1024字节相对应，每一字节的内容与显示屏上相应位置的亮暗对应。例如显示屏第一行的亮暗由RAM区的000H00FH的16字节的内容决定，当（000H）=FFH时，屏幕左上角显示一条短亮线，长度为8个点；当（3FFH）=FFH时，屏幕右下角显示一条短亮线；当（000H）=FFH，（001H）=00H，（002H）=00H，（00EH）=00H，（00FH）=00H时，在屏幕的顶部显示一条由8条亮线和8条暗线组成的虚线。这就是LCD显示的基本原理。字符型液晶显示模块是一种专门用于显示字母、数字和符号等的点阵式LCD，常用161，162，202和402等的模块。一般的LCD1602字符型液晶显示器的内部控制器大部分为HD44780，能够显示英文字母、阿拉伯数字、日文片假名和一般性符号。LCD1602 有11 个控制指令。其中，DDRAM ：显示数据RAM，用来寄存待显示的字符代码;CGROM ：字符发生存储器;CGRAM ：用户自定义的字符图形RAM。2.4、测温模块DS18B20测温模块是一种使用数字信号进行通讯的温度传感器模块。它可以测量环境温度并将其转换成数字信号，以便与单片机等设备进行通讯和控制。该模块使用的是DS18B20数字温度传感器芯片，具有较高的温度测量精度和稳定性。DS18B20测温模块通常由DS18B20数字温度传感器、电容、电阻和连接线等元件组成。该模块可通过单线数字接口协议访问和控制，可以与各种类型的单片机进行通信和控制。DS18B20测温模块的优点包括：高精度：DS18B20数字温度传感器具有高精度的温度测量能力，测量精度可达0.5。数字信号接口：该模块使用数字信号进行通讯，具有较高的抗干扰能力和通讯稳定性。易操作：测温模块与单片机的连接简单，不需要进行复杂的硬件设计和连接操作。低成本：DS18B20数字温度传感器芯片价格相对较低，模块成本较低。DS18B2