摘 要
电饭锅的出现改变了人们的生活方式，随着科学技术的进步，电饭锅也在不断的更新换代。本设计主要是根据电饭锅产品发展的现状，以简洁化，方便化，人性化为设计理念，实现对电饭锅定时功能、加热功能、保温功能、显示功能等的控制。
整个设计分为硬件设计和软件设计。硬件设计部分是以单片机为核心控制器件，以DS18B20为温度检测器件，包括时钟电路、复位电路、加热盘电路、显示电路、轻触按键电路、继电器控制电路、开关电源。软件设计部分选择C语言实现对系统的时间定时、温度显示、加热以及保温等的控制，包括主程序和按键子程序、显示子程序、加热子程序、保温子程序、时钟子程序、采集子程序、保护子程序。
关键词： STC89C51单片机；DS18B20温度传感器；定时
1、引 言
每个人的生活都离不开一日三餐，据说世界上大约有一半人的主食是米饭。随着社会的进步和时代的发展，人们对美好生活的向往越来越高，因此工作变得越来越忙碌。可是普通煤气煮饭的时间不但长，还要时不时的盯着，从而造成了时间的浪费。有句话说：“时间就是金钱，效率就是生命”，为了合理利用我们每天有限的时间，定时煮饭已经成为了不可阻挡的时代趋势，其中最有代表性的科技产物就是电饭锅。
1.1选题的目的和意义
现如今，电饭锅已经成为了我们现代日常生活不可或缺的家用电器，它的问世改变了我们原有的生活方式[1]。我们生活中见到过各种各样的电饭锅，它们价格不一，质量也是参差不齐。本文选题的目的就是利用大学掌握的一些知识和课外掌握的拓展知识设计出一款单片机控制下的集屏幕显示功能、定时功能、加热功能、保温功能于一体的廉价综合控制系统。
电饭锅的问世我们的生活提供了诸多的便利。第一，电饭锅的出现改变了传统煤气煮饭的方式。它是可以将电能转化为热能的系统，通过电能来煮饭，使用起来清洁卫生，减少了对大气的污染，减少了家庭的支出。第二，电饭锅的出现提高了煮饭的效率。例如原本蒸米饭需要30分钟左右，而通过电饭锅来煮饭只需要不到15分钟的时间，大大的缩减了家庭在煮饭上所用的的时间[2]。第三，电饭锅的按键控制和屏幕显示功能。按键控制和屏幕显示功能使用起来简洁方便，省力省时，在现代社会颇受好评。由此看来，电饭锅控制系统有着极其重要的研究意义。
本文设计的电饭锅控制系统设置了简单合理的按键，而且带有保温功能。操作者可以自己设定煮饭的时间，设置时间的不同也决定了食物的熟烂程度，使煮出来的饭具有不同的味道和硬度，满足了不同家庭的对味道需求，有利于提高人民群众的幸福感。
1.2文献综述与发展现状
1.2.1文献综述
马文成在《电饭锅选用知识11招》中指出电饭锅的使用率高、功率大，我们应正确选用电饭锅，多余的用不到的功能的没必要选，功率大的不一定费电，反之，功率小的不一定省电[3]。我们要根据实际情况来选用合适的电饭锅。
车天翔在《浅谈家用电饭煲工作原理及发展历史》中指出电饭锅可以分为机械式、电子式与电脑式三个发展阶段。微电脑的与电子式电饭锅均采用芯片控制的原理，每个功能的运行都与芯片内的控制程序一一对应。用户可以通过屏幕随时了解电饭锅里面的工作情况。虽然电饭锅产品不断地更新换代，但是永远不会改变的是利用加热盘煮饭的形式[4]。
曲桂楠在《国内电饭煲发展呈现四大方向》中指出电饭锅的份额以低端价位为主，电饭锅的价格在不断下降，降幅达百分之二三十左右，而且超过2000元的电饭锅几乎都是国外的品牌，这是中国企业家不太生产高端电饭锅的原因[5]。
1.2.2发展现状
我国电饭锅产品跟随科学技术的脚步不断更新，生产规模逐渐壮大，2015年时，在城市家庭的使用情况不必多说，在农村也已经普及到了大多数家庭[6]。
现如今，我国所使用的电饭锅通常分为两类，机械式电饭锅和智能电饭锅。假若除去价格因素，智能电饭锅的屏幕显示让使用者对剩余加热时间以及加热温度了如指掌，能给使用者带来更好的体验，显然更符合现代人们对生活的追求。日韩等国家早在2015年时就几乎将传统的机械式电饭锅全部淘汰，而我国的市场到2019年还存在各种各样的机械式电饭锅，但是在近3到5年来，我国机械式电饭锅市场占比是逐年降低的，智能电饭煲稳占据市场主导地位，家电智能化趋势不可否认。
单片机具有生产成本低、控制能力强、操作简单等特点，可以很好的实现电饭煲的控制。就目前形势而言，由于科学技术的冲击促使单片机和相关元器件生产成本不断下滑，电饭锅的发展迎来了新的契机，智能电饭锅的价格也会随着不断走低。在2020年以后，我国机械式电饭锅的淘汰以及智能电饭锅实现普及也只是时间问题。
1.3研究内容和研究方法
1.3.1研究内容
目前，虽然常规的基于单片机的电饭锅控制系统已经有了很好的发展，但是仍然存在很多问题，例如：
功能繁杂，操作麻烦，很多功能在我们生活中毫无可用之处，在提高成本的同时造成了资源的浪费。温度的采集控制太过繁琐。虽然电饭锅价格降低，但是对于普通家庭还是过于昂贵。
对于常规电饭锅上存在的问题，设计中将选取STC89C51单片机作为系统的主控制芯片，来合理的控制电饭锅各种功能的运行情况，将简化电饭锅冗余繁琐的功能，优化电饭锅的基本功能。与常规电饭锅比较，设计的实现将具有以下优势：
成本低廉，按键操作简单，使用方便，老人也能很快学会使用。当温度超过警告值，自动进入保温状态。温度采集简单，不经过繁杂的转换过程。加热结束后，提供恒温保温。操作者可以自行设定加热的时间。
1.3.2研究方法
运用实证研究法，运用软件的仿真的方式实现单片机控制下的电饭锅控制系统的煮饭过程。
运用文献研究法，通过调查文献来获取资料，正确了解单片机和电饭锅相关知识。
1.4课题设计的主要目标
本文设计的电饭锅控制系统主要应用于对电饭锅的控制，使用者可以通过按键设置或者修改程序来设定电饭锅煮饭的时间，通过修改程序来设置加热的温度上限，并且可以随时了解加热的实时温度以及加热所剩下时间。具体目标如下：
（1）采用DS18B20传感器，最高温度不超过125℃。
（2）屏幕实时进行显示。
（3）采用单片机作为控制核心。
（4）加热保温用指示灯提示。
（5）拟实现电饭锅功能。
2、总体方案设计
2.1总体设计内容
电饭锅控制系统的实现是由STC89C51单片机以及各种硬件的配合，运用各个硬件的功能来实现对电饭锅各种功能的控制。系统运行时，通过操作设置键、加键、减键设定加热的时间，加热时间设置完毕后，按下设置键确认，此时加热运行时红色指示灯亮绿色指示灯灭，系统开始运行加热功能，加热功能运行时可以通过操作按键显示 DS18B20获取的温度值，加热结束后（时间到了00：00）红色指示灯灭绿色指示灯亮，系统自动进入保温状态，于此同时蜂鸣器响起。
2.2系统硬件设计的总体结构
系统硬件的整体结构由核心控制模块、电源模块、温度感应模块、按键控制模块、显示模块、蜂鸣报警器模块、加热装置模块、保温装置模块、时钟模块8个模块构成，电路硬件设计总体系统框图如图2-1所示：
图 2-1硬件设计总体结构图
2.2.1系统的硬件设计各个模块功能介绍
1.核心控制模块
选用廉价高性能的STC89C51单片机，通过它控制整个系统来实现电饭锅的控制系统的性能。
2.电源模块
为系统输入220v的交流电源，与此同时将5v电源输送给单片机、时钟模块、温度感应模块、屏幕显示模块、按键控制模块等。
3.温度感应模块
系统选用的是ds18b20传感器，单片机通过温度传感器的所检测结果到的结果作出回应从而对系统进行模糊控制。
4.按键控制模块
本系统有三个按键，分别是设置键、加键、减键，各个按键相互独立。
显示模块提供剩余加热时间和温度值的显示。
6.报警模块
当系统加热运行结束时，蜂鸣报警器响起，证明饭已经煮好。
7.加热装置
电源模块为加热装置提供220v的电源，加热装置再为电饭锅提供加热功能。
8.保温装置
当系统加热结束时，保温装置为电饭锅提供保温功能。
9.时钟电路模块
为单片机的控制提供工作的时间和顺序，控制煮饭时间和煮完饭后的保温时间。
2.3系统软件设计的总体结构
系统软件设计包括6个模块，其原理是其中位于中心的是单片机的模糊控制程序模块，它接收时钟程序模块和温度感应程序模块的信息，从而实现对屏幕显示程序模块，报警程序模块，存储器程序模块等进行控制。其结构图如图2-2所示：
图 2-2软件设计总体结构图
2.3.1系统的软件设计各模块功能的介绍
1.单片机模糊控制模块
单片机模糊控制模块的程序是整个程序的核心控制程序，它的子程序对煮饭过程中的各阶段都提供相应的控制。
2.时钟程序模块
为确保单片机的控制工作的时间保持统一的程序控制。
3.温度感应程序模块
程序模块包括两部分，它们分别是采集部分和控制部分，顾名思义，采集部分是收集定时器和传感器的信息，并且和设定的数值进行对照。控制部分则是当收集到的信息与设定的数值产生偏差时对其做出相应的反应。
4.其他程序模块
保护子程序是防止加热温度过高引发危险而进行中断操作的。
蜂鸣器子程序是煮饭结束的标志，当程序设定时间到了00.00，程序设定蜂鸣器鸣响5秒。
保温子程序是当煮饭结束后开始自动运行，将煮熟的饭保持在设定的温度，以防饭过凉。
3、电饭锅控制系统硬件部分的设计及介绍
3.1 STC89C51单片机
3.1.1选用STC89C51的原因
如今我国的各种电器大多数都采用了单片机控制取代传统的控制电路，单片机的出现改变了传统的设计思路和设计方法[7]。对于已知功能的设计，如果选用的单片机的功能太多，不但不能增强设备的性能，而且会增加设计本身的成本；如果选用的单片机过于廉价，往往又会因为功能过少而不能实现设计的全部性能。在单片机的选择时要尽量遵循能选低位不选高位的原则，在保证实现所需功能的前提下，如果用8位的单片机就能实现其性能尽量不要去用16位的，能用16位的单片机就不要去用32位的。以16位单片机为例，相对于8位的单片机来说，16位的单片机开发起来比较复杂，开发周期较长，操作起来较麻烦，增加了设计的难度。因此在单片机的选取时，必须结合价格和需求等多个方面，应考虑到以下几点：
单片机本身的性能。单片机引脚的数目。单片机的工作电压范围、工作温度范围，工作频率。单片机的功耗与抗干扰性。是否具有较高的性价比。综合以上几点，结合设计所要实现的功能，最终选用STC89C51单片机来实现本设计的性能参数。
3.1.2STC89C51单片机的介绍
STC89C51单片机为8位增强型的8051单片机，工作电压为3.4V~5.5V，工作频率的范围为0~80MHz，工作温度为0℃~75℃，具有功耗低，抗干扰性强的特点，适用于LCD1062、DS1062、DS1302、MAX232等多种功能。
单片机的引脚图如图3-1所示，STC89C51单片机共有40个引脚，可分为P0口~P3口、电源VCC和VDD、时钟XTAL1和XTAL2以及4根控制线4种类型[8]。
主要介绍一下P0~P3口：
P0口：8位漏极开路双向I/O口，一个脚口能吸收八个TTL门电流。
P1口：由内部供应上拉电阻的双向8位I/O口，它的输出缓冲级可以接纳和输出四个TTL门电流。
P2口：内部上拉电阻的双向八位I/O口，它的输出缓冲级可以接纳和输出4个TTL门电流。
P3口：8个装有内部上拉电阻的双向I/O口，可接纳和输出4个TTL门电流。最为关键的是，P3口具有复用功能，如表3-1所示。
3.1.3时钟模块
时钟电路的存在是保证单片机正常工作的前提，单片机各种功能的实现必须是在时钟电路的节拍下运行。时钟电路如图3-2所示，时钟模块采用内部方式的时钟电路，连接单片机的XTAL1引脚和XTAL2引脚。一般来说，它是由微调电容C1、微调电容C2以及石英晶体振荡器Y1构成的振荡电路，两个微调电容通常为30PF，振荡器的频率为1.2MHZ~12MHZ左右。
图 3-2时钟电路
3.1.4复位模块
如图3-3所示，复位电路连接单片机的RESET引脚，系统采用单片机原有的自动复位，高电平有效[9]，一般由10k的电阻和10uF的电容两部分构成。复位电路能起到未雨绸缪的作用，一旦运行过程中因发生未知错误而不能正常运行，它的存在可以使发生意外的系统重新开始运作，从而大大减少意外带来的损失。
图 3-3复位电路
3.2温度感应模块
系统的温度感应模块部分的设计选用了DS18B20温度采集芯片，芯片的测量范围为 -55 °C ~+ 125°C，在-10°C~+ 85°C范围内，误差不超过0.5°C ，电压的工作范围3v~5v[10]。它的工作原理和DS1820相仿，都是利用温度对高温度系数晶振和低温度系数晶振的影响不同的原理，分别将产生的信号输送到减法计数器2和减法计数器1。此芯片最特殊的地方在于它只有一个单线接口，因此芯片与单片机连接时也只需要一个引脚，也就是说系统仅需一根总线直接进行传输，这样的做法不仅能提高传输的效率，而且还能增强系统的抗干扰能力。
温度感应模块的原理图如图3-4所示：其中VDD为电源正；I/O为端口；GND为电源地。
图3-4温度检测电路原理图
3.3按键控制模块
按键控制电路就是如图3-5所示的三个相互独立的轻触按键，KEY1~KEY3分别接单片机的p11引脚~P13引脚。轻触按键按键控制模块采用低电平触发，原理为单片机通过检测引脚电平的高低来判断按键是否按下从而对控制的器件或者功能作出相应的反应，例如当按下设置键时，单片机会检测到引脚的电瓶由未按下时的高电平变为低电平，屏幕就会进行相关的显示，其它按键同理。
图3-5按键原理图
3.4电源模块
电源和自锁开关连接单片机的方式如图3-6所示。设计采用USB供电的方式，通过数据线连接给系统输入220V的交流电源，利用变压器变换作用的转换将5V的直流电源输送给单片机以及其他模块。为了对设备通电进行控制，设计时有必要装上一个自锁开关，自锁开关自带机械锁定，在整个电路中相当于电源的开关，自锁开关其中常开的一脚接入DC电源插口电源脚，另一脚则接入VCC。当第一次按下自锁开关时，松开后是不会弹起来的，这时电源接通；当第二次按下时，自锁开关才会弹起来，这时电源断开。一般来说，自锁开关的两侧各有一组触点，在使用时连接任意一组就可以。
图 3-6 电源转换
3.5显示模块
显示模块通常有以下两种方案可以选择：
第一种是采用1062液晶屏显示，芯片的工作电压范围为4.5v~5v。1062LCD是利用液晶导电后的特性，接通电源后电压可以控制屏幕内的成像区域。1062液晶屏具有以下优势:
（1）显示质量优势。1062液晶屏在收到信号后所有点都会保持原有的亮度和色度，发光性能稳定，画面质量高而且闪屏的现象不会发生。
（2）接口优势。1062LCD采用的是数字式的接口，直接接入单片机即可，方便快捷。
（3）体积和质量优势。屏幕体积小，在重量上要比一般的普通显示屏轻。
（4）功耗优势。相对于其他显示屏而言，1062LCD主要由IC和电极两部分在使用功耗，所以功耗低。
液晶屏显示电路图如图3-7所示，采用的是标准16脚带背光接口。其中1GND、2VCC分别接地和电源；3V0的作用是调整显示屏的灰度，它与连接电源之间的阻值大约为10k,与连接地的阻值约为200到1.5K左右；4RS表示寄存器选择，电平高低不同时选择的寄存器不同，高低电平分别代表数据寄存器和指令寄存器；5R/W表示读写信号线，读写操作也是由电平高低决定，高低电平分别代表读操作和写操作；6EN为使能端，当电平由高变低液晶模块执行命令；7D0~14D7表示8根8位双向的数据线；15A、16K分别接的是背光的电源和地。
图3-7 LCD1602原理图
第二种方案是采用4位LED数码管显示，生活中绝大多数的LED数码管都是“8”字显示的，工作原理为单片机对数码管段码的驱动作用将断码点亮从而显示出我们所需的数字。使用LED数码管的优点如下：
（1）寿命优势。由于LED数码管不发热，使用时不存在烧毁的情况。
（2）环保优势。电能转换成光能的的功率接近于100%，比同等亮度的光源耗能少百分之八九十左右。
（3）显示清晰。数码管显示颜色鲜艳，亮度高，在光照较强的地方也可以看清楚。
数码管显示电路如图3-8所示，数码管在连接单片机时，由于数码管工作时所需电流较大，单片机提供不了数码管所需要的工作电流，一般在电路中加上三极管来驱动数码管工作。
图 3-8数码管显示
以上两种方案各有优势，两者不分上下，选择一种方案即可。
3.6上拉电阻
当系统刚通电时，端口的电压不稳定，为了稳定端口的电压，在设计中必须加一个上拉电阻，上拉电阻通常为1K~10k，选用上拉电阻的时候应该考虑到以下几个方面：
（1）电路输出驱动能力与耗电能力的均衡。通常情况下，上拉电阻的阻值越大，电路输出驱动能力反而越小，耗电快。
（2）下级电路所需要的电流。当高电平输出的时候，开关管断开，选择上拉电阻的时候应注意保证向下级输送的电流足够充足。
（3）设置电平的高低。由于每个电路对高低电平的要求是不一样的，选用上拉电阻的大小应能保证合适的电平输出，上拉电阻和开关管在导通时之间的分电压值必须保证在零电平之下。
（4）频率特性。下级电路之间的输入电容和开关管漏源极与上拉电阻间的电容会形成RC延迟，延迟与电阻的大小成正比。选择上拉电阻时应考虑周全。
结合以上四点，系统选用10k上拉电阻，上拉电阻原理图如图3-9所示。
图 3-9上拉电阻
3.7报警模块
报警模块电路开始运行是煮饭结束的标志。报警模块的电路设计如图3-10所示，由于声音的高低由接收的电流大小决定，这里我们必须用到的元器件就是三极管，三极管在这里起到了放大的作用，由于IC=β*IB，电压保持不变，基极电流会变大，功率变大。
图 3-10蜂鸣器电路
3.8继电器控制
现在的温度继电器通用性强、质量轻、体积小、温控精度高。通常来说，继电器就相当于一个“自动开关”，通过继电器实现对保温和加热的控制，用小电流控制大电流，从而起到了保护设备的作用。如图3-11所示，由于单片机的电流很小，不足以驱动继电器，所以连接时要在单片机的P17引脚与继电器之间加上一个三极管。
图3-11继电器控制
3.9加热装置和保温装置
自从电饭锅问世以来，电饭锅加热的形式就是加热盘，因此加热装置模块的电路和保温装置模块的电路统称为加热盘电路。加热装置和保温装置的设计是采用外接主盘和副盘两个加热盘，主加热盘可以贴合在电饭锅内胆快速地加热食物，副盘则起到辅助加热的作用[11]。加热盘电路如图3-12所示，在加热的同时还要考虑的重点就是安全问题，若煮饭的时候放水过少，这样在不注意的时候容易因电饭锅烧干引起火灾，这时应在继电器的回路加一个保险丝，以防发生不测。
图 3-12加热盘电路
3.10发光二极管
发光二极管是日常电器中最常见的器件，它能将电能转化成光能，在设计电路中常作为指示灯。设计中选用红色和绿色两个不同颜色的二极管分别作为加热指示灯和保温指示灯，发光二极管的构造与常见的传统二极管相似，两者皆是有一个PN节构成。如图3-13所示，绿色指示灯连接单片机的p10引脚，红色指示灯连接单片机的p11引脚。在电源为5v的情况下，由于二极管的内阻和电源的内阻都很小，I=U/R，经过该电路的电流过大，进而导致发光二极管的发热功率过大，最终会导致发光二极管烧毁，因此发光二极管在连接单片机时必须连接限流电阻。
图3-13发光二极管
4、软件详细设计
4.1软件部分的设计思路
本设计选用的编程语言为c语言，运用Keil5编程软件进行系统的软件设计。KEIL是一款51单片机的软件开发工具，支持c语言、汇编语言以及混合编程，从项目的创建、程序的编译、链接、程序的调试到生成目标的代码都要通过它来实现[12]。
在软件设计前，必须先分析设计的功能，从整体来看，要实现所有功能的整个程序是复杂的，但是经过把这些功能一一分解开来，再将每个功能视为一个模块，然后再去分析各个模块，这样分析会发现每一个模块的程序并不难。根据以上思路程序编写最终采用了先分写后整合的的方式，先把主程序以及各个模块的子程序分别编写出来，然后一一进行调试，调试成功后进行整合，整合后统一再调试。
编写程序的第一步就是要进行单片机的IO口的定义、指示灯和按键的定义、全局变量的定义以及全局函数的声名，在进行定义和声名的时候一定要合理有序，这样进行下面的编程才不会乱。相关定义及全局函数声名见附录C。
第二步要做的就是程序主函数的编写，主函数是决定各个模块程序有序运行的关键，编写主函数要确定各个模块程序的运行先后顺序，开始时间，运行时间以及结束时间等，详细程序见附录C。
4.2按键子程序
本设计中包括set、 up、 down三个按键，其中按下set键可以时间分、秒、温度值三个转换，up和down的作用是设定煮饭时间的分钟和煮饭时间的秒。系统初始时数码管时间显示00：00，第一次按下set键之后可以调节的是分，第二次按下set键可以调节的是秒，第三次按下就是定时设定成功，设置成功后按下down键可以显示温度值。详细程序见附录C，按键操作流程图如图4-1所示。
图 4-1按键操作流程图
4.3显示子程序
显示子程序要实现的功能是提供剩余加热时间和实时温度值的显示。在显示温度值的时候，要将单片机从温度传感器读取的温度值实时转换。显示子程序的内容主要包括4位数码管的初始化、时间分的单独显示、时间秒的单独显示、时间分秒的共同显示、温度值的显示。详细程序见附录C，部分显示如图4-2所示。
图 4-2数码管显示图
4.4加热子程序和保温子程序
系统设定好加热的时间后，设定的时间不为00：00时系统进入加热状态，加热运行时红色指示灯亮，绿色指示灯灭，继电器开。保温子程序的功能与加热子程序功能类似，首先设定好保温的温度值，保温分为两个阶段，即起始阶段和结束阶段，总的来说时间为00：00时电饭锅就进入保温状态，保温运行时绿色指示灯亮，红色指示灯灭。详细程序见附录C，加热子程序和保温子程序运行流程图如图4-3所示。
图 4-3加热保温运行流程图
4.5时钟子程序
时钟子程序就是分秒的设置以及分秒的计数，操作者设置完加热时间后，时钟子程序开始计时，满60秒退一位。详细程序见附录C。
4.6采集子程序和保护子程序
温度传感器要实时采集加热的温度并将温度值传送给单片机，在进行温度传感器程序编写时首先要写延时函数，然后进行初始化，初始化成功返回1，失败返回0，然后写入和读取字节，最后进行温度转换。为了安全起见，程序编写时设定了一个温度警告值，当系统检测到温度传感器采集到的温度值超过设定的温度警告值时，保护子程序开始运行，这时加热时间变为00：00，红色指示灯灯灭，绿色指示灯亮，程序进入保温状态。详细程序见附录C，采集子程序流程图如图4-4所示，保护子程序流程图如图4-5所示。
5仿真调试及分析
5.1原理图绘制
打开Proteus8,新建工程选择从选中的模板创建原理图，有无固件根据实际情况选择。根据本文第二章硬件设计，点击p,找出合适的元器件，将元器件合理的放入工作区内，连接元器件。找到终端模式，找到电源和地符号放入工作区，进行连接。
5.2原理图检查
检查原理图中导线连接是否错误。原理图的线不但乱而且多，很容易将元器件与单片机引脚连错。检查三极管的使用是否错误。画原理图时容易用错三极管的类型，应注意原理图中所使用的三极管全部为pnp型。检查三极管连接是否错误。系统使用的三极管数量较多，应注意连接时不要接错。注意检查与电源和地之间是否连接，画原理图时特别容易漏连。注意检查电阻电容的大小是否合适。
5.3软件调试
由于软件部分的设计是采用模块化方式，因此在仿真过程中可以多次运用微调法和反复试错法[13]。在我们进行仿真调试前，必须检查各个模块中软件的定义是否与原理图中的硬件对应，如果不对应要及时修改，重新对这个模块进行编写调试。程序运行无误后将程序写入仿真原理图的单片机内，最后运行仿真。在运行仿真时要检查各个元器件的运行情况，在硬件电路原理图检查无误的情况下，如果发现仿真时出现元器件不运行或者运行出错的情况，应及时找出并修改程序中的错误，继续调试，直到成功为止。
5.4仿真结果及分析
程序中将温度上限值设置为35度，默认加热时间设置为3分59秒，由于软件仿真读不了温度传感器的测量值，所以在仿真中温度的值是不能显示的。
仿真步骤：
（1）运用keil5软件编写程序，调试成功后，生成hex文件。
（2）运用Proteus8软件画出原理图。
（3）将hex文件写入到原理图的单片机中。
（4）运行仿真，调试，直到成功运行。
仿真时分别用红色指示灯和绿色指示灯分别表示电饭锅加热功能和保温功能，下面为proteus8的仿真结果：
（1）初始状态，即保温状态，如图5-1所示，时间显示为00：00，绿色保温指示灯亮，保温功能运行。
图 5-1系统初始状态仿真图
（2）运行状态，即加热状态，如图5-2所示，仿真运行时可以通过操作按键设定加热时间，加热时时间显示不为00：00，红色加热指示灯亮，绿色保温指示灯灭，只有加热功能运行。
图 5-2系统运行状态仿真图
（3）结束状态，即加热运行结束后的保温状态，时间00：00,红色加热指示灯灭，绿色保温指示灯亮，保温功能运行。
图 5-3系统结束状态仿真图
6结论
通过完成基于单片机的电饭锅控制系统的设计，巩固了原有的单片机知识的同时也学到了很多单片机方面的拓展知识，更加理解了单片机在我们生活中的实用性，在进行设计进行之前，脑海里的单片机只是一些模糊的理论概念，但是经过完成这次设计之后，单片机在脑海里呈现出了新的面貌，对如何进行单片机的开发及应用也有了深刻的认知。在利用单片机进行开发期间出现了各种错误以及难题，通过不断的分析原因、改进方案以及搜集相关资料，经过了设计的功能分析、原理图的绘制、软件编程、仿真调试等步骤，电饭锅控制系统终于运转起来。
本设计挑选的硬件成本低，使用数量少，运行起来性能高且稳定，具有较高的性价比。按键操作简单，屏幕显示明确。经过了多次的仿真调试，由于温度值必须在实物中才能显示，所以除了温度值不能显示外，其余的功能都能通过软件仿真来实现，拟实现了电饭锅定时功能，显示功能，加热功能与保温功能的过程，基本达到了预期的效果。
此次设计虽然实现了电饭锅基本功能，但是还有很多地方不足，需要改进的地方也很多：
设计的定时时间不够长，设计的煮饭时间最多为59分59秒，如果煮的饭过多，应该扩展到小时。对电饭锅的保护功能设计的还存在不足之处，应该考虑更多使用期间容易发生的状况，完善电饭锅的保护机制。在现代社会的背景下，设计时可以在电饭锅外加一些附加功能，比如远程控制、声控等，操作者可以根据自己的意愿操控系统的运行，给生活带来更多便利。
参考文献
[1]Jin H Y , Zhu Z W . The Analysis and Design of Electric Cooker[J]. Advanced Materials Research, 2014, 1052:543-546.
[2]Yong C , Qingsong Z . Single Chip Microcomputer Remote Control Electric Rice Ccooker[J]. Industrial Technology and Vocational Education, 2016.
[3]马文成. 电饭锅选用知识11招[J]. 家电检修技术, 000(2):P.18-19.
[4]车天翔. 浅谈家用电饭煲工作原理及发展历史[J]. 技术与市场, v.22;No.263(11):143.
1、如文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等，请点击“文章版权申述”（推荐），也可以打举报电话：18735597641(电话支持时间：9:00-18:30)。
2、网站文档一经付费（服务费），不意味着购买了该文档的版权，仅供个人/单位学习、研究之用，不得用于商业用途，未经授权，严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等，侵权必究。
3、本站所有内容均由合作方或网友投稿，本站不对文档的完整性、权威性及其观点立场正确性做任何保证或承诺！文档内容仅供研究参考，付费前请自行鉴别。如您付费，意味着您自己接受本站规则且自行承担风险，本站不退款、不进行额外附加服务。
原创文章，作者：1158，如若转载，请注明出处：https://www.447766.cn/chachong/138081.html,
