内容发布更新时间 : 2024/11/21 0:37:42星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
基于单片机的变频微波炉设计
E2PROM 可用电擦除，可编程自定时写周期（包括自动擦除时间不超过10ms 典型时间为5ms）的串行E2PROM。
当系统在工作过程中，遇到突然断电的情况下，系统会把断电前的状态和数据自动存进24C01 E2PROM中，在系统重新开始工作时自动从24C01 E2PROM中读取数据，以继续完成没有完成的工作，实现了系统的掉电存储功能。
U224C011234GNDA0A1A2GNDVCCWPSCLSDA8765VCCSCLSDA掉电存储模块
图3.5 掉电存储模块
3.7火力输出电路
微波炉的心脏是磁控管。这个叫磁控管的电子管是个微波发生器，它能产生每秒钟振动频率为24.5亿赫的微波。这种肉眼看不见的微波，能穿透食物达5cm深，并使食物中的水分子也随之运动，剧烈的运动产生了大量的热能，于是食物煮熟了。这就是微波炉加热的原理。
磁控管工作原理大意是把家用220V电转换20000伏高压，经过磁控管转化成2450MHZ的电磁波。磁控管阳极高压3000V-7000V，工作频率2450MHz，阳极电流为300mA-1200Ma[21]，微波炉功率调整的原理就是通过高速控制磁控管的开停时间来调整功率，磁控管的功率是不可变的，因此直接控制磁控管的开关状态以实现对微波炉的火力设置是不可取的，现有两种方案选择。
方案一：开关电源
使用开关电源方式可以达到更高频率的开停速度，而且这个开关频率是可变的，这就实现的微波功率的精度控制，开关电源的使用以电子元件代替了高成本的高压变压器[18]，大大节省了制造成本，但是相比较方案二，开关电源还是不合适。
方案二：PWM使能脉宽调节模式[19]
P89V51RB2FN单片机内部的可编程计数器阵列（PCA ）功能模块含有一个特殊的16 位定时器，有5 个16 位的捕获/比较模块与之相连。每个模块可编程工作在4种模式
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下：上升/下降沿捕获、软件定时器、高速输出或脉宽调节器。每个模块都与P1 口向连。模块0 连接到P1.3 （CEX0 ），模块1 连接到P1.4 （CEX1 ），依此类推。寄存器CH 和CL 的内容是正在自由递增计数的16 位PCA 定时器的当前值。PCA 定时器是5 个模块的公共时间基准，可通过编程工作在：1/6 振荡频率、1/2 振荡频率、定时器0 溢出或ECI 脚的输入（P1.2 ）。定时器的计数源由CMOD SFR 的CPS1 和CPS0 位来确定。所有PCA 模块都可用作PWM 输出（如图3.6）。输出频率取决于PCA 定时器的时钟源。由于所有模块共用仅有的PCA 定时器，所有它们的输出频率相同。各个模块的输出占空比是独立变化的，与使用的捕获寄存器CCAPnL 有关。当PCA CL SFR 的值小于CCAPnL SFR 时，输出为低，当PCA CLSFR 的值等于或大于CCAPnL 时，输出为高。当CL 的值由FF 变为00 溢出时，CCAPnH 的内容装载到CCAPnL 中。这样就可实现无干扰地更新PWM 。要使能PWM 模式，模块CCAPMn 寄存器的PWM 和ECOM位必须置位，如图3.7所示。
本系统采用了PCA的模块0（P1.3）的使能脉宽调节模式（PWM）来控制单片机输出脉冲的占空比，通过改变输出占空比控制变压器初级绕组的通断电状态，即对其阳极电压的变压器初级绕组通断电的控制来实现对磁控管的开关控制。以此控制变压器的初级绕组微波炉磁控管的停和转，以实现对烹调功率的控制。
PCA方框图和PCA模块的PWM模式的方框图分别如图3.6和图3.7所示，表3.1就是输出的火力档位对应的电压。
表3.1 火力档位设置表
档 位(档) 输出电额(V)
0 0.2
1 0.7
2 1.35
3 1.95
4 2.55
5 3.15
6 3.75
7 4.35
8 4.95
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图3.6 可编程计数器阵列方框图
图3.7 使能脉宽调节模式
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4 系统软件设计及操作说明
本章只要是介绍微波炉控制器设计系统的软件设计及系统的操作说明，系统的液晶显示模块采用并行通讯的工作方式，键盘方面则采用程序扫描的工作方式，下面就各模块的软件设计进行了详细的介绍。本系统软件设计的程序见附录。
4.1系统软件设计
根据实际的硬件电路，为了有效地实现系统的基本功能，用软件方法实现了系统的定时功能、控制系统的语音播放、控制液晶显示等等。软件设计主程序流程图、按键功能扫描子程序图、预约时间子程序图、火力模式子程序图、火力自定义子程序图、烹饪模式子程序图、液晶显示子程序图、语音播放子程序图、定时服务子程序图和按键扫描子程序图分别如下图所示。
4.1.1主程序
主程序负责与各子程序模块的接口和检查键盘功能号，流程图如图4.1所示。
4.1.2按键功能扫描子程序
本系统的矩阵式键盘的工作方式采用的是程序扫描方式，为了能及时发现有键按下，CPU必须不断调用键盘处理程序，对键盘进行扫描以确定调用哪个功能子程序。通过调用按键程序扫描子程序，检测哪些功能按键被按下就进入哪种状态模块，以调用哪个功能子程序，进入哪种工作状态，不断地循环扫描，流程图如图4.2和图4.9所示。
4.1.3烹饪预约时间子程序
进入烹饪预约时间子程序，通过加、减按键和确定键来对时间进行设置，首先是对时的设置，按确定键再对分进行设置，接着对秒进行设置，每次设置完就要按一次确定键，以完成对时间的设置。时间设置完毕返回等待系统开始烹饪，流程图如图4.3所示。
4.1.4火力模式子程序
进入火力模式，通过加、减键，来设置烹饪时间，流程同预约时间的设置相同，时
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