基于单片机控制系统电磁炉的设计毕业设计论文

毕业设计（论文）设计（论文）题目《基于单片机控制系统电磁炉的设计》办学点（系）江苏城市职业学院南通办学点专业电气自动化技术班级12电气学号学生姓名起讫日期地点指导教师2014年12 月01 日江苏城市职业学院教务处制毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。

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作者签名：日期：学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。

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对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。

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作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日注意事项1.设计（论文）的内容包括：1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）2）原创性声明3）中文摘要（300字左右）、关键词4）外文摘要、关键词5）目次页（附件不统一编入）6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论7）参考文献8）致谢9）附录（对论文支持必要时）2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。

3.附件包括：任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）。

4.文字、图表要求：1）文字通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求，无错别字，不准请他人代写2）工程设计类题目的图纸，要求部分用尺规绘制，部分用计算机绘制，所有图纸应符合国家技术标准规范。

图表整洁，布局合理，文字注释必须使用工程字书写，不准用徒手画3）毕业论文须用A4单面打印，论文50页以上的双面打印4）图表应绘制于无格子的页面上5）软件工程类课题应有程序清单，并提供电子文档5.装订顺序1）设计（论文）2）附件：按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）次序装订教研室（或答辩小组）及教学系意见目录目录 (2)摘要 (9)前言 (10)第1章系统总体方案 (11)1.1电磁炉整机零件一般包括如下 (11)1.2方案设计 (13)1.3方案论证 (14)第2章硬件设计 (4)2.1芯片介绍 (4)2.1.1 AT89C51 (4)2.1.2 模数转换器ADC0809 (6)2.1.3 LM339集成电路 (8)2.2电磁炉无锅检测模块 (9)2.3定时控制模块 (10)2.4功率控制模块 (11)2.5PWM脉宽调控电路 (12)2.6振荡电路 (12)2.7 IGBT激励电路 (13)2.8主回路原理分析 (13)2. 9同步电路 (15)2.10 加热开关控制 (16)2.11 散热系统 (16)2.12温度自动控制模块 (16)2.13显示模块 (17)2.14保护电路 (19)2.15按键模块 (20)2.16报警模块 (20)2.17电源电路 (21)第3章程序设计 (19)3.1主程序流程 (19)3.2无锅检测程序流程 (20)3.3A/D转换程序流程 (21)3.4外部中断 (21)3.5定时模块流程 (22)3.5.1内部定时中断 (23)3.5.2定时功能的实现 (24)3.6温度控制程序流程 (26)3.7基本显示模块流程 (26)3.7.1 显示时间程序流程 (26)3.7.2显示温度程序流程图 (27)3.8报警模块流程 (27)3.8.1 定时报警程序流程图 (27)3.8.2 超温报警 (28)第4章系统仿真与调试 (29)4.1系统仿真 (29)4.1.1 原理图绘制 (29)4.1.2 程序的设计与编译 (29)4.2系统调试 (30)4.2.1 定时模块 (31)4.2.2 温度和功率控制模块 (31)4.2.3 无锅检测和保护模块 (31)4.2.4 报警模块调试 (31)结束语 (49)参考文献 (50)致谢 (51)附录 (52)附录Ⅰ程序清单 (52)附录Ⅱ元器件清单 (1)摘要本文介绍了电磁炉的功能控制系统，它利用单片机的多功能控制优势对电磁炉进行智能控制，使之具有高效节能、健康环保、安全可靠等一系列优点。

本设计以AT89C51为核心，实现电磁炉的数码管显示控制、多种安全保护功能、功率自动控制、温度自动控制、定时控制以及各种自动检测报警功能的控制；对单片机AT89C51在系统控制上的应用，从软硬件两方面对控制系统的设计方案做了简单的介绍。

在软件设计上，采用模块化程序设计的思想，对电磁炉控制系统的各个功能模块进行划分和设计。

研究智能锅具检测技术，提高了锅具检测的快速性和准确性，减少电磁污染并节约了电能。

最后，对整个系统进行仿真、调试和性能测试。

测试结果表明，该控制系统设计合理，稳定，安全、可靠性高。

关键词：电磁炉；单片机；多功能；控制前言当今，随着电子技术的高速发展,单片机的应用已经渗透到生产和生活中的各个方面，有力的推动了社会的发展。

单片机以其体积小，集成度高，价格便宜,在数据处理、实时控制等方面无与伦比的强大功能而受到广大科研工作者及生产厂家的亲睐。

目前，市场热销的电磁炉就是单片机控制系统的一个典型应用，其品牌繁多、功能强大且多样。

作为一个毕业设计的课题，对单片机控制系统的应用做了一些初步的尝试和探讨。

以往家用电器采用模拟电路和数字电路设计的整体电路的规模较大，用到的器件多，造成故障率高，难调试，而且电路复杂，维修和生产测试不太方便；而今，采用单片机系统完成设计使电路设计简单可靠，工作可靠性很好，功能强大，实现控制智能化。

为此我们采用了单片机进行设计，相对来说功能强大，用较少的硬件和适当的软件相互配合可以很容易的实现设计要求，且灵活性强，可以通过软件编程来完成更多的附加功能。

针对各种功能的控制，通过软件编程就可以轻易而举的实现。

本设计以AT89C51为核心，实现电磁炉的定时控制、温度自动控制、功率自动控制、保护功能、数码管显示控制以及无锅检测报警功能的控制；对单片机AT89C51在系统控制上的应用，从软硬件两方面阐述了控制系统的设计方案做了简单的介绍。

在软件设计上，采用模块化程序设计的思想，对电磁炉控制系统的各个功能模块进行划分和设计，提高了控制系统的快速性和准确性。

最后，对整个系统进行组装、调试和性能测试。

实验结果表明，该控制系统设计合理，稳定，安全，可靠性高。

第1章系统总体方案1.1电磁炉整机零件一般包括如下1、陶瓷板：又叫微晶玻璃板，位于电磁炉顶部，用于锅具的垫放，具有足够机械强度，耐酸碱腐蚀，耐高低温冲击。

2、上盖：用耐温塑料制成，作为电器的外保护壳。

3、面膜：用塑料薄膜制成，用于功能显示及按键操作指示。

4、灯板：又叫显示控制板，位于壳内，进行功能显示及功能按键操作。

5、炉面传感器组件：位于壳内，嵌在发热盘的中间，用橡胶头或其它方式顶住陶瓷板，用于控制炉面锅具的温度。

6、加热线盘：位于壳内，主工作器件，发射磁力线，自身也会发热。

7、主控板：又叫电源板、主板，位于壳内，作为电转换的控制的主工作部分。

8、电源线及线卡：连接市电与电磁炉，提供电源通道。

9、电风扇：位于壳内，通过吸风将炉内热量带出壳外，起降温作用。

10、下盖：用耐温塑料制成，作为电器的下保护壳，及支撑内部器件及锅具作用。

1.2方案设计方案一：控制部分的核心采用传统的数字逻辑芯片来实现。

系统的逻辑状态以及相互转移更是复杂，用纯粹的数字电路或小规模的可编程逻辑电路来实现该系统有一定的困难，需要用中大规模的可编辑逻辑电路。

这样，系统的成本就会急剧上升。

方案结构图如图1.1：图1.1方案一结构图方案二：以AT89C51系统为核心，利用单片机丰富的I/O端口，及其控制的灵活性，使其实现电磁炉数码管显示控制、多种安全保护功能、功率自动控制、温度自动控制、定时控制以及各种自动检测报警功能的控制。

此系统的硬件和软件都比较容易实现，且满足本题的精度要求，性价比较高的AT89C51具有以下特点：其8K的EPROM可在固化程序上是方便地多次擦写，独有的低功耗性能保证器件的长时间工作；采用最小应用系统设计，电路可靠、稳定。

方案结构图如图1.2：图1.2 方案二结构图1.3方案论证方案一采用模拟电路和数字电路设计的整体电路的规模较大，用独立振荡单元，多个功率管并联、驱动放大电路采用分立元件，如：定时采用555构成的单稳态触发器控制，但是该单稳态电路对输入的脉冲宽度有一定的要求，即触发脉冲宽度要小于暂稳时间，而实际应用中则大于暂稳时间，于是还要先经微分电路后再加到电路的低电平触发端。

仅一个定时控制电路就已经如此复杂，若加上其它的温度、功率、显示等电路，系统电路更为繁杂，由此一来，用到的器件多，造成故障率高，难调试，而且电路复杂，维修和生产测试不太方便；虽然容易实现，但控制和性能方面都很差，硬件设计任务比较麻烦，而且设计的产品实际操作也不方便。

方案二是采用以AT89C51为核心的单片机系统，可以实现数码显示、定时控制、温度功率自动控制等功能，大大提高了智能化自动控制的速度。

显示采用8位一体数码管，既显示定时又显示温度，其中，数码管的前四位显示定时的时和分，后三位显示温度；定时采用单片机内部定时和外部中断结合控制实现；温度和功率控制选用ADC0809和电位器联合控制实现。

由此一来，系统利用单片机强大功能对各个模块进行系统控制，减少分立元器件的使用，使其效率高、体积小、重量轻、噪音小、省电节能、并且系统所测结果的精度和性能都很高，该方案完全具有可行性，同时体现了技术的先进性，经济上也有很大的优势。

综上所述，经比较，本设计采用方案二。