1、、本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (論 文) 帶語(yǔ)音的智能電飯煲控制器的設(shè)計(jì)Design of Intelligent Controller of Electric Rice Cooker with Voice 學(xué) 院：_ 理學(xué)院_ 專業(yè)班級(jí)：_ 光信息科學(xué)與技術(shù) 光信121_ 學(xué)生姓名：_、_學(xué) 號(hào)：、指導(dǎo)教師：_ 、_ 2016 年 06 月畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中文摘要帶語(yǔ)音的智能電飯煲控制器的設(shè)計(jì)摘 要：本文將研究了如何利用STC12C5A60S2單片機(jī)做開發(fā)出具有語(yǔ)音功能的電飯煲控制器的核心。根據(jù)煮飯專家加熱曲線，使語(yǔ)音電飯煲控制器控制煮飯的過(guò)程，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了顯示溫度和語(yǔ)音提示的功能。本次設(shè)計(jì)采用的

2、電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用到的器件也比較少，從而達(dá)到了減少體積，節(jié)約成本的目的。STC12C5A60S2單片機(jī)性能良好，在智能電飯煲控制器設(shè)計(jì)上非常適用。本文中，該電路各個(gè)部分的電路原理、功能和設(shè)計(jì)過(guò)程將得到詳細(xì)的介紹，以及通過(guò)本次設(shè)計(jì)，最終獲得的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)。除此之外，在本文中各個(gè)程序的設(shè)計(jì)方法和調(diào)試方法也將得到很好的說(shuō)明，希望能給初學(xué)單片機(jī)的讀者些許借鑒。關(guān)鍵詞：電飯煲控制器；語(yǔ)音功能；STC12C5A60S2單片機(jī)；單片機(jī)應(yīng)用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）外文摘要Design of Intelligent Controller of Electric Rice Cooker with VoiceAbstract：

3、 This paper studies how to use the STC12C5A60S2 microcontroller as the core to develop the electric rice cooker controller with voice function.The voice electric cooker controller according to the cooking expert heating curve to control state in the process of cooking.At the same time, realize the f

4、unction of temperature and voice prompt.The circuit structure is simple, and the device is relatively small, so as to achieve the goal of reducing the volume and saving the cost.STC12C5A60S2 single chip performance is good, very suitable for the application of intelligent electric rice cooker.In thi

5、s paper, the principle, function and design process of each part of the circuit are introduced in detail, and some experience gained during the design process are introduced.In addition, the detailed introduction of each program design and debugging methods, hoping to give beginners a little referen

6、ce .Key word： Electric cooker controller;Speech function;STC12C5A60S2;Application of single chip microcomputer目 錄1 概述12 智能電飯煲可實(shí)現(xiàn)的功能12.1 電飯煲煮飯?jiān)?2.2 控制器功能介紹22.3 設(shè)計(jì)方案介紹53 STC12C5A60S2單片機(jī)的硬件及軟件編程環(huán)境53.1 STC12C5A60S2單片機(jī)簡(jiǎn)介53.2 控制器硬件介紹73.2.1 溫度傳感器DS18B2073.2.2 時(shí)鐘芯片DS130283.2.3 液晶FYD1286493.2.4 音頻解碼芯片M

7、P3-TF-16P103.3 軟件編譯環(huán)境104 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)114.1 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)114.1.1 芯片簡(jiǎn)介114.1.2 電源濾波電路124.1.3 復(fù)位電路125 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)135.1 主程序介紹135.2 主程序流程說(shuō)明18結(jié) 論19致 謝20參 考 文 獻(xiàn)21第 16 頁(yè) 共 21 頁(yè)淮海工學(xué)院二一六屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 概述電飯煲，又被人們叫作電鍋、電飯鍋，是一種新型多功能的烹飪器具，能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)化成內(nèi)能。當(dāng)今時(shí)代，科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展，科技產(chǎn)品日新月異。人們?cè)谌粘Ｉ钪袑?duì)各類家用電器也提出了越來(lái)越多的要求，電飯煲也不例外。它經(jīng)歷了從簡(jiǎn)單到復(fù)雜，從純手動(dòng)到半自動(dòng)化、全自動(dòng)化和智

8、能化產(chǎn)品升級(jí)的過(guò)程。然而，由于智能化電飯煲價(jià)格居高不下，不能被大眾家庭接受。一種領(lǐng)先于老式電飯煲，且價(jià)格低廉、具有語(yǔ)音功能的人性化的電飯煲的設(shè)計(jì)是有相當(dāng)大的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的。2 智能電飯煲可實(shí)現(xiàn)的功能2.1 電飯煲煮飯?jiān)砥胀婏堨业慕Y(jié)構(gòu)組成部分：發(fā)熱盤 保溫開關(guān) 限溫器 杠桿開關(guān) 限流電阻 插座 指示燈發(fā)熱盤：電飯煲煮飯加熱的主要部件是發(fā)熱盤。電飯煲通電之后，發(fā)熱盤內(nèi)有的電阻發(fā)熱絲產(chǎn)生了內(nèi)能。根據(jù)金屬的導(dǎo)熱原理，發(fā)熱盤將熱能傳遞給了電飯鍋。簡(jiǎn)而言之，電飯煲煮飯就是發(fā)熱盤給內(nèi)鍋加熱的過(guò)程。 保溫開關(guān)：又被人叫作恒溫器，保溫開關(guān)的工作原理主要利用的是雙金屬片的在不同溫度表現(xiàn)的不同的伸縮率。雙金屬片由

9、兩片不同的金屬片組成，區(qū)別在于兩片金屬片的熱伸縮率是不同的，這就是導(dǎo)致雙金屬片能夠控制電飯煲加熱保溫的主要原因。電飯煲溫度大于80的時(shí)候，此時(shí)兩片金屬片表現(xiàn)出來(lái)的伸縮率不同，將雙金屬片向上頂起彎曲；與之相反，當(dāng)溫度小于80的時(shí)候，兩金屬片會(huì)復(fù)原。金屬片在溫度80上下浮動(dòng)時(shí)，它的狀態(tài)是不同的，從而控制著加熱部分。使得加熱部分的裝置能夠自動(dòng)的連接電源和斷開電源，達(dá)到保溫的效果。限溫器：又被人稱作磁鋼。取下電飯鍋的內(nèi)鍋，在發(fā)熱盤的中央，我們就能夠觀察到它。限溫器主要利用的是居里溫度的退磁效應(yīng)。當(dāng)開始煮飯的時(shí)候，按下炊飯開關(guān)，電飯煲內(nèi)的發(fā)熱盤通電加熱，是水溫迅速的達(dá)到沸點(diǎn)。當(dāng)加熱一段時(shí)間后，鍋內(nèi)的水分

10、在大米的吸收下和加熱導(dǎo)致水分蒸發(fā)后逐漸減少。進(jìn)而在鍋底形成一層糊精，此時(shí)鍋底溫度將再次上升。由于感溫磁鋼的磁性隨著溫度的升高而減小，當(dāng)溫度達(dá)到居里溫度點(diǎn)的時(shí)候，磁鋼就會(huì)失去大部分的磁性。這時(shí)限溫器的彈簧彈力大于磁鋼的吸力，彈簧頂起，帶動(dòng)杠桿開關(guān)斷開電源，結(jié)束發(fā)熱盤的加熱過(guò)程，從而達(dá)到限溫的作用。杠桿開關(guān)：杠桿開關(guān)完全應(yīng)用了機(jī)械原理。煮飯的時(shí)候，按下炊飯開關(guān)，聯(lián)動(dòng)杠桿開關(guān)，電源供電，加熱指示燈亮。當(dāng)限溫器因居里溫度的退磁效應(yīng)發(fā)揮作用的時(shí)候，杠桿開關(guān)切斷電源，保溫的指示燈亮。此后電飯煲內(nèi)的溫度由保溫開關(guān)控制。限流電阻：限流電阻與發(fā)熱管串聯(lián)，減少電路中流通的電流，起到分壓的作用，從而保護(hù)發(fā)熱管，避免

11、發(fā)熱管被燒毀。電飯煲的煮飯?jiān)恚豪么配摰木永餃囟韧舜诺男?yīng)達(dá)到煮飯的目的，電飯鍋放好了米之后，按下了煮飯開關(guān)，此時(shí)的磁鋼吸合，發(fā)熱管通電了，開始煮飯過(guò)程。因?yàn)橛辛怂拇嬖冢配撛阱伒讬z測(cè)到的溫度不會(huì)超過(guò)100，磁鋼在這個(gè)溫度的時(shí)候不會(huì)分離，電飯鍋會(huì)一直處于一個(gè)加熱的狀態(tài)。當(dāng)米飯被煮熟了之后，水被米吸干了，從而會(huì)在鍋底形成了一層糊精，這個(gè)時(shí)候，鍋底的溫度在發(fā)熱管的加熱下會(huì)超過(guò)100，當(dāng)溫度達(dá)到了140時(shí)，磁鋼到達(dá)居里溫度點(diǎn)（退磁效應(yīng)），磁鋼的磁性消失，彈簧即會(huì)將吸合的磁環(huán)分開，杠桿開關(guān)斷開，電飯鍋進(jìn)入了保溫狀態(tài)，而磁鋼在溫度恢復(fù)到了環(huán)境溫度后，磁性會(huì)自行的恢復(fù)，以便下次煮飯。 2.2 控制器功

12、能介紹本次設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)一個(gè)帶有語(yǔ)音功能的智能電飯煲控制器，用STC12C5A60S2單片機(jī)做控制器的核心。根據(jù)煮飯專家的加熱曲線模擬整個(gè)煮飯過(guò)程中的各種情況，并且對(duì)電飯煲的操作和各種狀態(tài)進(jìn)行語(yǔ)音提示。本設(shè)計(jì)中包括有吸水過(guò)程、快速升溫，保沸，小火燜飯，保溫等5種煮飯模式，同時(shí)實(shí)時(shí)顯示電飯煲的溫度。煮飯專家加熱曲線1、吸水過(guò)程（t0t1）通常的情況下，大米本身里面大概含有了14%的水分。為了使米粒的內(nèi)部受熱能夠均勻，讓它能夠燒成柔軟膨脹狀，根據(jù)煮飯專家的加熱曲線，在開始煮飯的過(guò)程后，小功率低溫加熱一段時(shí)間。低溫加熱最終要使得大米的含水率達(dá)到25%左右。值得注意的是米中含有的淀粉在水溫超過(guò)60之后，將

13、會(huì)轉(zhuǎn)化成淀粉，表現(xiàn)成糊狀。一般的情況下水溫應(yīng)該保持在35左右，低溫加熱10分鐘15分鐘之后，方可達(dá)到理想的吸水效果。浸泡時(shí)間和含水率的變化2、快速升溫（t1t2）吸水過(guò)程后，電飯煲采用大功率來(lái)加熱大米，讓水溫能夠較快的達(dá)到沸點(diǎn)，在加熱的過(guò)程中，升溫的速度要求適當(dāng)。經(jīng)過(guò)多方的收集米飯的化度、硬度、還元糖量、粘著力、色澤在不同升溫的過(guò)程中的數(shù)據(jù)，綜合分析過(guò)后發(fā)現(xiàn)：加熱的過(guò)程大概持續(xù)10分鐘，這樣燒出來(lái)的米飯的效果才是最好的。3、保沸狀態(tài)（t2t3）當(dāng)電飯鍋內(nèi)的水溫達(dá)到沸點(diǎn)溫度后，電飯煲繼續(xù)通電加熱，使水保持沸騰的狀態(tài)。直到米粒里的大部分的淀粉完成轉(zhuǎn)變，轉(zhuǎn)換變成了淀粉。因?yàn)槌掷m(xù)加熱的緣故，電飯鍋內(nèi)的

14、水分會(huì)不斷的被米粒吸收掉或者蒸發(fā)掉。繼續(xù)加熱了一段時(shí)間過(guò)后，電飯鍋內(nèi)的水分會(huì)被米粒吸干，在鍋底的米粒最后會(huì)形成一層薄薄的糊精，這一層薄薄的糊精將最終導(dǎo)致鍋底的溫度超過(guò)100，達(dá)到居里溫度點(diǎn)。這個(gè)時(shí)候電飯鍋會(huì)停止加熱，這樣能夠使得水分較少的殘留在米粒上，使得米粒的顆粒更加均勻、色澤感更強(qiáng)。綜合分析煮飯的各種結(jié)果，可以得出結(jié)論:保沸狀態(tài)應(yīng)該保持在20分鐘左右，同時(shí)合理的斷電溫度可以更好的保證米飯的質(zhì)量。4、 小火燜飯（t3t4）在保沸狀態(tài)過(guò)后，停止加熱。一段時(shí)間后，再次通電加熱，使得剩余的水分完全蒸發(fā)掉，保證了米飯的質(zhì)量。 5、 保溫狀態(tài)（t4t5）小火燜飯狀態(tài)過(guò)后，電飯鍋就會(huì)進(jìn)入保溫的狀態(tài)，此時(shí)

15、電飯鍋內(nèi)的溫度要保持在70左右，等待使用者食用。米飯的保存溫度和米飯的變化本次基于STC12C5A60S2單片機(jī)開發(fā)帶語(yǔ)音的智能電飯煲的控制器的設(shè)計(jì)具有以下的功能：使用者可以根據(jù)個(gè)人的需求對(duì)煮飯的過(guò)程設(shè)定相應(yīng)的溫度后，每當(dāng)電飯鍋內(nèi)溫度達(dá)到特定的溫度，電飯鍋將發(fā)出對(duì)應(yīng)的語(yǔ)音提示，同時(shí)能根據(jù)顯示器觀察到當(dāng)前電飯煲加熱的溫度，以便使用者了解電飯鍋的煮飯狀態(tài)。2.3 設(shè)計(jì)方案介紹利用STC12C5A60S2單片機(jī)開發(fā)帶語(yǔ)音的智能電飯煲的控制器，控制系統(tǒng)原理框圖如圖所示。按鍵來(lái)開始煮飯過(guò)程，顯示電路將通過(guò)溫度傳感器實(shí)時(shí)顯示溫度和狀態(tài)。根據(jù)程序的設(shè)定，通過(guò)單片機(jī)控制最終完成對(duì)繼電器狀態(tài)的控制，判斷加熱系統(tǒng)

16、是否需要加熱，電源部分分別供給單片機(jī)系統(tǒng)和外圍電路5V的電壓，并且對(duì)加熱盤（使用水泥電阻模擬加熱盤的工作原理）進(jìn)行加熱。 開 關(guān) 驅(qū)動(dòng)電路 液晶顯示器 溫 度 傳 感 器 STC12C5A60S2 驅(qū)動(dòng)電路 語(yǔ)音播報(bào) 繼 電 器 5V供電 電 源 電 路 水 泥 電 阻 控制系統(tǒng)原理構(gòu)成框圖 3 STC12C5A60S2單片機(jī)的硬件及軟件編程環(huán)境3.1 STC12C5A60S2單片機(jī)簡(jiǎn)介當(dāng)今時(shí)代，科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展，科技產(chǎn)品日新月異。在競(jìng)爭(zhēng)激烈的今天，宏晶科技研發(fā)出了新一代51單片機(jī)，即STC12C5A60S2系列單片機(jī)。和舊版相比，它青出于藍(lán)而勝于藍(lán)。兼容了舊版的指令代碼，速度較之快了812倍

17、。1、增強(qiáng)型的8051CPU（即1T，1024G），兼容了舊版的指令代碼；2、STC12C5A60S2單片機(jī)的工作電壓：5.5V3.3V；3、單片機(jī)的工作頻率范圍：0MHz 35MHz；4、用戶應(yīng)用程序的空間有8K 、16K 、 20K 、32K 、 40K 、 48K 、 52K 、 60K 、 62K字節(jié)；5、單片機(jī)上集成了1280字節(jié)RAM；6、 通用I/O口(36/40/44個(gè))，單片機(jī)復(fù)位后：準(zhǔn)雙向口/弱上拉。具有的四種模式：準(zhǔn)雙向口/弱上拉 ； 推挽/強(qiáng)上拉； 僅為輸入/高阻； 開漏；每一個(gè)I/O口的驅(qū)動(dòng)能力都能夠達(dá)到20mA；7、采用ISP/IAP，能夠通過(guò)串口(P3.0/P3.

18、1)直接下載用戶的程序，速度快，使用方便；8、有EEPROM功能；9、單片機(jī)內(nèi)部具有集成MAX 810專用的復(fù)位電路；10、外部掉電時(shí)檢測(cè)電路:在P4.6口有一個(gè)低電壓門檻比較器；11、時(shí)鐘源：外部是高精度晶體（時(shí)鐘），內(nèi)部是R/C振蕩器。常溫下，單片機(jī)5.0V時(shí)，內(nèi)部R/C振蕩器的頻率是11MHz15.5MHz；單片機(jī)3.3V時(shí)，內(nèi)部R/C振蕩器的頻率是8MHz12MHz。由于存在制造誤差和溫漂，因此最后以實(shí)際測(cè)試為準(zhǔn)；12、共有4個(gè)16位定時(shí)器；13、2個(gè)時(shí)鐘輸出口；14、外部中斷I/O口：7路,傳統(tǒng)的下降沿中斷或者低電平觸發(fā)中斷。新增了支持上升沿中斷的PCA模塊；15、PWM（2路）/P

19、CA（可編程計(jì)數(shù)器陣列，2路）：可以當(dāng)2路D/A使用；可以用來(lái)實(shí)現(xiàn)2個(gè)定時(shí)器；可以用來(lái)實(shí)現(xiàn)2個(gè)外部中斷；16、A/D轉(zhuǎn)換： 8路有10位精度ADC，轉(zhuǎn)換速度：250K/S(即轉(zhuǎn)換25萬(wàn)次/每秒鐘)；17、 通用全雙工異步串行口(UART)：由于CPU是高速的8051，所以能夠?qū)崿F(xiàn)多串口方式有定時(shí)器； PCA軟件；18、S2標(biāo)志后綴的單片機(jī)有雙串口；19、單片機(jī)的工作溫度范圍：工業(yè)級(jí)的范圍是 -40 +85 ，商業(yè)級(jí)的范圍是0 75；20、封裝：PDIP-40,LQFP-44,LQFP-48；21、看門狗。STC12C5A60S2管腳圖3.2 控制器硬件介紹3.2.1 溫度傳感器DS18B20溫

20、度傳感器DS18B20與DS1820的應(yīng)用和功能是基本相同的。只是因?yàn)榉直媛实牟煌圆杉降臏囟戎档奈粩?shù)不同，另外溫度轉(zhuǎn)換的延時(shí)時(shí)間也從2秒縮短到750毫秒。低溫度系數(shù)晶振的振蕩頻率不隨著溫度的變化而變化。此時(shí)計(jì)數(shù)器1接收到的脈沖信號(hào)，這種信號(hào)是固定頻率。對(duì)于高溫度系數(shù)晶振的振蕩率而言，溫度的變化造成的影響則很明顯，該信號(hào)輸入計(jì)數(shù)器2。預(yù)置溫度寄存器和計(jì)數(shù)器1一個(gè)基數(shù)值，這個(gè)數(shù)值與它們?cè)?55時(shí)的值所對(duì)應(yīng)。計(jì)數(shù)器1接收到了信號(hào)，這個(gè)時(shí)候計(jì)數(shù)器1顯示的數(shù)值開始遞減，也就是說(shuō)減法計(jì)數(shù)。在它計(jì)數(shù)減到0的時(shí)候，溫度寄存器的數(shù)值也會(huì)隨著計(jì)數(shù)器的變化而變化，數(shù)值加1。計(jì)數(shù)器1的數(shù)值減到0之后，重新載入

21、預(yù)置值，從頭開始。當(dāng)計(jì)數(shù)器2計(jì)數(shù)到0時(shí)，此時(shí)寄存器顯示的數(shù)值就是測(cè)量到的溫度。溫度傳感器DS18B20接線方便，可以改變它的外觀以適應(yīng)各種場(chǎng)合。眾多非極限溫度場(chǎng)合都能夠使用封裝后的溫度傳感器（如潔凈室，鍋爐，高爐水循環(huán)，機(jī)房等場(chǎng)合）。即使在各種狹小空間設(shè)備中該傳感器也能適用，實(shí)現(xiàn)數(shù)字控制和測(cè)溫。技術(shù)性能描述：1、 獨(dú)特的單線接口方式，讓微處理器和DS18B20的雙向通訊僅需要一條端口線。2、 它的測(cè)溫范圍在 55+125，存在著固有測(cè)溫誤差1。3、 能夠支持多點(diǎn)組網(wǎng)的功能，即使在唯一的三線上也能實(shí)現(xiàn)多個(gè)溫度傳感器并聯(lián)，最多能夠使8個(gè)傳感器并聯(lián)，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)測(cè)溫的功能。如果數(shù)量過(guò)多，供電電源就會(huì)因?yàn)?/p>

22、電壓過(guò)低，導(dǎo)致傳輸?shù)男盘?hào)不穩(wěn)定。4、 溫度傳感器DS18B20的工作電源: 3.0 5.5V/DC 5、 在使用時(shí)不需要其他的外圍元件6、 測(cè)量結(jié)果將會(huì)以9 12位的數(shù)字量方式串行傳送7、 不銹鋼的保護(hù)管直徑是 68、 能夠適用在各種狹小空間設(shè)備測(cè)溫9、 使用標(biāo)準(zhǔn)安裝螺紋 M10X1, M12X1.5, G1/210、使用方便，PVC電纜或者德式球型接線盒出線,其它電器設(shè)備連接便利。3.2.2 時(shí)鐘芯片DS1302時(shí)鐘芯片DS1302是一款高性能、低功耗的實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片。為了實(shí)現(xiàn)同步通信，該芯片采用CPU和SPI三線接口。時(shí)鐘芯片DS1302同樣可以用于數(shù)據(jù)記錄，另外能夠?qū)崿F(xiàn)同時(shí)記錄數(shù)據(jù)和出現(xiàn)該

23、數(shù)據(jù)的時(shí)間的功能，因此在眾多測(cè)量系統(tǒng)中被廣泛應(yīng)用。技術(shù)性能描述:  1、該芯片有31×8位暫存數(shù)據(jù)存儲(chǔ)RAM；2、采用串行I/O口方式，這讓該芯片的管腳數(shù)量很少；3、時(shí)鐘芯片DS1302的工作電壓：2.05.5V； 4、時(shí)鐘芯片DS1302的工作電流：電壓2.0V的時(shí)候,電流小于300nA； 5、讀/寫時(shí)鐘或者RAM數(shù)據(jù)的時(shí)候，它具有兩種傳送方式：?jiǎn)巫止?jié)傳送多字節(jié)傳送；6、封裝有：8腳DIP封裝可選的8腳SOIC封裝（主要根據(jù)表面裝配的需要）；7、采用簡(jiǎn)單3線接口； 8、和TTL兼容（Vcc=5V）；  9、時(shí)鐘芯

24、片DS1302的溫度范圍是： -40 +85；10、時(shí)鐘芯片DS1302和DS1202是兼容的；  11、時(shí)鐘芯片DS1302在DS1202的基礎(chǔ)上增加的特性： 對(duì)Vcc1，DS1302有涓流充電的能力；  附加了7字節(jié)的暫存存儲(chǔ)器；  雙電源管，可以采用主電源和備份電源供電；  備份電源管腳，能夠使用電池或者大容量電容輸入；3.2.3 液晶FYD12864液晶顯示器FYD12864具有可選的4位或8位并行、2線或3線串行等多種接口方式，它的分辨率是128×64，內(nèi)部含有128個(gè)16×8的點(diǎn)陣字符，并且提供8192個(gè)16&#

25、215;16點(diǎn)陣漢字。該型號(hào)還以低電壓低功耗著稱，電源電壓為+3.0V +5.5V，由于它內(nèi)置DC-DC轉(zhuǎn)換電路，所以不需要外加負(fù)壓。和同類型的液晶顯示器相比，它的硬件電路和顯示程序都比之簡(jiǎn)潔，簡(jiǎn)單的操作指令就能完美駕馭它。3.2.4 音頻解碼芯片MP3-TF-16P音頻解碼芯片MP3-TF-16P是一款能夠提供串口的語(yǔ)音模塊，它完美的集成了MP3、WMA、WAV音樂格式的硬解碼。該芯片支持TF卡驅(qū)動(dòng)。簡(jiǎn)單的串口指令就能夠?qū)崿F(xiàn)播放指定的音樂的功能，因此使用該芯片其實(shí)很方便。3.3 軟件編譯環(huán)境Keli uVision4軟件是目前用來(lái)開發(fā)51系列單片機(jī)選用的軟件之一，集成開發(fā)環(huán)境uVision將

26、C語(yǔ)言編譯器、連接器、宏匯編、庫(kù)管理和仿真調(diào)試器完美的整合在一起。本設(shè)計(jì)使用Keli uVision4 軟件把寫好的程序編譯成機(jī)器碼，再將HEX能夠執(zhí)行的文件下載到單片機(jī)STC12C5A60S2內(nèi)。編譯過(guò)程：（1）選擇【開始】，找到Keli 軟件，雙擊圖標(biāo)打開軟件； （2）點(diǎn)擊打開窗口上面的【Project】的選項(xiàng)，然在點(diǎn)開的選項(xiàng)內(nèi)找到【New uVision Project】，新建一個(gè)工程文件，此時(shí)界面上將會(huì)出現(xiàn)一個(gè)對(duì)話框，新建一個(gè)文件夾，用學(xué)號(hào)作為新建文件夾名。點(diǎn)擊文件名是學(xué)號(hào)的文件夾，單擊【打開】，在編輯框中輸入一個(gè)名字（本設(shè)計(jì)中命名為“智能電飯煲”），然后點(diǎn)擊【保存】按鈕。（3）保存后

27、會(huì)彈出一個(gè)新的對(duì)話框，這個(gè)對(duì)話框要求選擇使用的CPU型號(hào)，我采用的芯片型號(hào)是STC12C5A60S2，在程序提供的型號(hào)中找不到該型號(hào)。因?yàn)?1內(nèi)核的單片機(jī)有通用性，所以我在本次設(shè)計(jì)中選用的是ATMEL公司的89C52芯片。展開所有芯片，找到我所選擇的“AT89C52”，然后點(diǎn)擊【OK】按鈕，完成選擇。（4）選擇芯片后，因?yàn)槲乙砑右粋€(gè)C語(yǔ)言的源文件到這個(gè)工程中，所以在軟件提示是否復(fù)制一個(gè)源文件到該工程的時(shí)候，我選擇了否。（5）執(zhí)行上一步后，打開菜單欄中【File】的選項(xiàng)，點(diǎn)擊【New】新建一個(gè)空白文件，為了防止電腦因某些特殊原因斷電或者死機(jī)從而影響寫程序的過(guò)程，我首先將文件命名為“main”保

28、存在文件夾中，由于我采用的是C語(yǔ)言編程，所以保存的文件后綴名是“.c”。（6）工程建立后，在主文件中寫入設(shè)計(jì)的程序。在仿真之前，我對(duì)工程做了進(jìn)一步的設(shè)置，以便滿足程序的仿真要求。打開菜單欄中的【Project】選項(xiàng)，點(diǎn)擊【Option for target】，軟件界面彈出工一個(gè)新的對(duì)話框，在【Target】頁(yè)面，【Xtal】后面的數(shù)值表示的是晶振頻率值，由于我選擇的芯片型號(hào)是AT89C52，因此晶振頻率值是24M。【Memory Mode】用于設(shè)置RAM的使用情況，這里我采用的默認(rèn)的方式，也就是【Small:variables in DATA】。在設(shè)置ROM空間的【Code

29、 Rom Size】框中，我采用的是全部64K空間，即【Larget:64k program】模式。【Operating system】項(xiàng)中，我采用了該項(xiàng)的默認(rèn)值【None】。（7）選擇【Output】頁(yè)面，在該頁(yè)面中，將【Creat HEX File】項(xiàng)選中，選中該項(xiàng)后，在編譯程序的時(shí)候才能生成程序代碼 “.hex”文件，“.hex”文件可以下載都單片機(jī)中，完成工程設(shè)置后，點(diǎn)擊【OK】按鈕返回編輯界面。（8）開始編譯程序，打開菜單欄中【Project】選項(xiàng)，點(diǎn)擊【Rebuild all target files】按鈕進(jìn)行編譯。經(jīng)過(guò)編譯，程序沒有問(wèn)題，可

30、以使用。4 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)4.1 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)由單片機(jī)STC12C5A60S2控制的電飯煲控制器的硬件原理圖如下圖所示，它包括電源濾波電路，復(fù)位電路以及一個(gè)USB接口電路。STC12C5A60S2是系統(tǒng)的核心部分。電路原理圖4.1.1 芯片簡(jiǎn)介 單片機(jī)STC12C5A60S2，因采用的是1T增強(qiáng)型的CPU,所以更具有競(jìng)爭(zhēng)力。和舊版相比，它青出于藍(lán)而勝于藍(lán)。兼容了舊版的指令代碼，速度較之快了812倍。與此同時(shí)，該款單片機(jī)對(duì)開發(fā)設(shè)備的要求也大大的降低了，縮短了開發(fā)時(shí)間。另一方面，由于它的應(yīng)用廣泛，生產(chǎn)供應(yīng)多，且價(jià)格低廉，所以性價(jià)比也高。4.1.2 電源濾波電路電源電路提供+5V的直流穩(wěn)壓源給單片機(jī)，

31、并且通過(guò)降壓、整流、濾波后給繼電器供電，電源濾波電路圖如圖所示：電源濾波電路4.1.3 復(fù)位電路復(fù)位電路5 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)5.1 主程序介紹5.2 主程序流程說(shuō)明根據(jù)本次設(shè)計(jì)具體的要求，整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)分為幾個(gè)主要的模塊，主程序流程如圖所示： 系統(tǒng)初始化 開始 繼 電 器 N Y 調(diào)用主程序 等待食用 達(dá)到70 吸水定時(shí) 語(yǔ)音提示 語(yǔ)音提示 吸水過(guò)程 保溫狀態(tài) Y N 大功率加熱 語(yǔ)音提示 達(dá)到140 快速升溫 N Y 達(dá)到100 小功率升溫 語(yǔ)音提示 語(yǔ)音提示 保沸狀態(tài) 小火燜飯結(jié) 論本次設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)一個(gè)帶有語(yǔ)音功能的智能的電飯煲控制器，設(shè)計(jì)使用STC12C5A60S2單片機(jī)作設(shè)計(jì)的核心，根據(jù)煮飯專

32、家的加熱曲線模擬整個(gè)的煮飯過(guò)程，并且實(shí)現(xiàn)了語(yǔ)音播報(bào)煮飯狀態(tài)的功能。 斷電溫度 鍋底溫度（） 100 50 35 t t0 t1 t2 t3 t4 煮飯專家的加熱曲線在開始煮飯的10分鐘內(nèi)，電飯煲內(nèi)水溫會(huì)維持在35左右，此時(shí)單片機(jī)進(jìn)行語(yǔ)音提示：吸水過(guò)程。這10分鐘的吸水過(guò)程可以讓電飯煲中大米的含水量達(dá)到25%。在后續(xù)的煮飯過(guò)程中，大米內(nèi)部能夠受熱均勻，最終燒成柔軟鼓脹狀。10分鐘后，電飯煲進(jìn)入快速升溫階段，單片機(jī)進(jìn)行語(yǔ)音提示：快速升溫，電飯煲通過(guò)大功率加熱的方式讓水溫達(dá)到沸點(diǎn)，整個(gè)加熱過(guò)程大概持續(xù)10分鐘。當(dāng)水溫達(dá)到沸騰時(shí)，由于電飯煲內(nèi)依然還存在少量水分，此時(shí)單片機(jī)進(jìn)行語(yǔ)音提示：保沸狀態(tài)。電飯煲內(nèi)小功率加熱讓水保持沸騰，直到鍋內(nèi)的水分全部消耗光。由于沒有水的緣故，在電飯煲的鍋底會(huì)形成一層薄薄的糊精，從而會(huì)使得鍋內(nèi)的溫度