基于單片機(jī)的智能電烤箱設(shè)計(jì)與制作

唐 菲

（揚(yáng)州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 江蘇 揚(yáng)州 225127）

0 引言

智能家電是目前家電發(fā)展的重要方向，對(duì)于提升家電的性能以及附加值具有極為重要的意義。電烤箱對(duì)于日常生活也具有十分重要的作用，智能電烤箱能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)于烤箱的全自動(dòng)控制，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)電烤箱的各個(gè)工作狀態(tài)，在烤箱運(yùn)行過程中出現(xiàn)意外情況，系統(tǒng)可以進(jìn)行報(bào)警等智能化控制。

1 電烤箱工作性能概述

智能電烤箱由穩(wěn)定的電源電路、單片機(jī)控制運(yùn)算電路、顯示驅(qū)動(dòng)電路以及智能報(bào)警電路等功能模塊構(gòu)成，同時(shí)根據(jù)工作的需求還可以進(jìn)行工作狀態(tài)的預(yù)先設(shè)置。電源采用了傳統(tǒng)的串聯(lián)型穩(wěn)壓電源模塊，能夠根據(jù)需求輸出6-12V的直流電壓，單片機(jī)控制電路考慮到大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)以及工作性能的要求，采用了臺(tái)灣的荷泰系列的單片機(jī)進(jìn)行控制，經(jīng)過測(cè)試分析能夠完成勝任產(chǎn)品的工作，在顯示部分采用的VFD顯示技術(shù)，以達(dá)到顯示清晰、能見度高、顯示內(nèi)容豐富等家電產(chǎn)品的顯示要求。整體電路的設(shè)計(jì)遵循模塊化的設(shè)計(jì)方案，符合目前智能家電的發(fā)展趨勢(shì)，滿足了智能電烤箱應(yīng)用過程中所有的實(shí)際需求。

2 智能電烤箱設(shè)計(jì)的性能指標(biāo)

根據(jù)實(shí)際的用戶需求調(diào)查，結(jié)合了目前市場(chǎng)上智能電烤箱的特點(diǎn)，制定了智能電烤箱的工作性能指標(biāo)，主要分為以下幾個(gè)方面。為了能夠具有更好的適應(yīng)性，產(chǎn)品設(shè)計(jì)具備3-24V的電源工作范圍；控制電路要能夠具備較強(qiáng)的實(shí)際驅(qū)動(dòng)能力，其輸出阻抗大不大于10千歐，輸出驅(qū)動(dòng)電流不小于20mA；產(chǎn)品要能夠?qū)崿F(xiàn)精確的計(jì)時(shí)，連續(xù)工作兩天，其系統(tǒng)控制時(shí)間誤差小于3秒；產(chǎn)品具備良好的人際界面，方便實(shí)現(xiàn)控制；產(chǎn)品要具備可移植性以及性能提升的空間。

3 智能電烤箱設(shè)計(jì)的工作原理

基于單片機(jī)設(shè)計(jì)的智能電烤箱控制板是由電源電路，單片機(jī)信號(hào)處理，顯示單元，輸出繼電器控制電路，工作狀態(tài)設(shè)置，工作狀態(tài)報(bào)警電路等六個(gè)功能部分構(gòu)成。在電路設(shè)計(jì)中遵循了模塊化的設(shè)計(jì)方案，各個(gè)電路之間的功能相對(duì)獨(dú)立，在電路的連接中要采用了對(duì)應(yīng)的方案，盡量減少了模塊電路之間的耦合。

電源電路的實(shí)現(xiàn)方案較多，目前常用的就是開關(guān)電源以及串聯(lián)型穩(wěn)壓電源，由于設(shè)計(jì)中各個(gè)芯片的電源工作范圍較寬，因此對(duì)于電源的穩(wěn)定度以及紋波系數(shù)的要求不是非常高，從成本的角度考慮，設(shè)計(jì)中采用了結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單性能較好的串聯(lián)型穩(wěn)壓電源。電路采用了經(jīng)典的變壓、整流、濾波以及穩(wěn)壓的工作思路，在輸出加入了兩個(gè)接地電容，有效地減少了輸出信號(hào)的諧波分量，提高了電源的穩(wěn)定性；信號(hào)調(diào)理電路中采用了基于運(yùn)算放大器的放大電路，其核心是比例運(yùn)算放大電路，采取了三級(jí)放大，能夠保證對(duì)于微小信號(hào)的檢測(cè)以及處理；單片機(jī)采用的是性價(jià)比較高，同時(shí)也是家電等控制方面經(jīng)常采用的單片機(jī)型號(hào)，其實(shí)時(shí)性以及控制能力都適應(yīng)家電控制的要求；VFD顯示器要求有較高的電流，因此采用了基于三極管的驅(qū)動(dòng)方案，保證VFD顯示的亮度以及其他效果；報(bào)警模塊采用了直流蜂鳴器實(shí)現(xiàn)，同時(shí)電路具有多個(gè)繼電器的控制，具有較強(qiáng)的外部控制功能。

4 HT48R065單片機(jī)的工作特性

HT48R065單片機(jī)為增強(qiáng)A/D型系列單片機(jī)是8位具有高性能精簡(jiǎn)指令集單片機(jī)，應(yīng)用相當(dāng)廣泛。秉承HOLTEK單片機(jī)具有低功耗、I/O靈活、定時(shí)器功能、振蕩類型可選、看門狗和低電壓復(fù)位等豐富的功能選項(xiàng),增強(qiáng)型I/O單片機(jī)具有極高的性價(jià)比,其內(nèi)部集成了系統(tǒng)振蕩器HIRC,提供三種頻率選擇,不需要增加外部元器件,可以廣泛適用于各種應(yīng)用。

5 智能電烤箱的電路板的設(shè)計(jì)以及控制程序的開發(fā)

在電路原理圖的基礎(chǔ)上就可以應(yīng)用輔助軟件進(jìn)行電子線路板（PCB）的設(shè)計(jì)以及單片機(jī)控制程序的開發(fā)。本產(chǎn)品采用了人工布局元件、自動(dòng)布線的總體設(shè)計(jì)方案。在設(shè)計(jì)開發(fā)過程中先與產(chǎn)品的機(jī)械特性綜合考慮，然后布局產(chǎn)品中的核心控制器件，比如說單片機(jī)等；最后進(jìn)行其他一般元器件的布置，整體電路的布局要能夠體現(xiàn)工藝化的生產(chǎn)要求以及結(jié)構(gòu)化布線的需求進(jìn)行，電路了整體布局美觀使用，布線穩(wěn)定可靠，整體產(chǎn)品工作性能良好。在控制程序的編寫方面，采用了實(shí)時(shí)性較好以及存儲(chǔ)空間要求較小的匯編指令集，在程序中大量應(yīng)用了例子程序，增強(qiáng)了程序的可讀性以及程序的模塊設(shè)計(jì)思路。

6 總結(jié)

智能家電是目前家電發(fā)展的重要方向，對(duì)于提升家電的智能化水平以及家電的實(shí)際應(yīng)用具有重要的作用。智能家電能夠滿足現(xiàn)在社會(huì)對(duì)于家電領(lǐng)域的多樣化要求。在本文中主要討論了智能電烤箱的設(shè)計(jì)方案以及相關(guān)電路的工作原理，對(duì)于其中的關(guān)鍵技術(shù)以及重要內(nèi)容做了詳細(xì)的分析探討，對(duì)于其它智能家電的研發(fā)具有重要的參考意義。

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