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用AT89C2051單片機(jī)制作蒸飯柜定時開關(guān)

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用AT89C2051單片機(jī)制作蒸飯柜定時開關(guān)
ZF04-A型蒸飯柜是一種專供集體食堂使用的大型炊事設(shè)備，其整體結(jié)構(gòu)采用不銹鋼設(shè)計．具有功率大、效率高、蒸飯速度快、操作簡單等優(yōu)點(diǎn)。但由于在該蒸飯柜上未設(shè)置定時斷電的自動控制機(jī)構(gòu)．因此，在使用時必須采用人工計時。待時間到達(dá)(蒸飯結(jié)束)時再由人工切斷電源，這在使用中感到非常不便。為此。筆者采用AT89C2051單片計算機(jī)芯片設(shè)計制作了一個用于蒸飯柜的定時自控開關(guān)電路，該電路既可按照系統(tǒng)默認(rèn)的時間參數(shù)自動運(yùn)行，也可由使用者隨時進(jìn)行設(shè)置，通過按鍵輸入新的時間參數(shù)。電路運(yùn)行后，即能在預(yù)定的時間內(nèi)自動完成蒸飯和斷電控制。具有電路簡單、制作容易、使用靈活、設(shè)置方便等優(yōu)點(diǎn)，非常適合在部隊、廠礦、機(jī)關(guān)、學(xué)校、醫(yī)院等集體食堂和各類餐館、飯店的蒸飯柜中安裝使用�，F(xiàn)將該電路介紹如下，僅供感興趣的朋友參考。
1．電路的主要功能與特點(diǎn)
①電路簡單，全部電路僅用一個單片機(jī)芯片配合少量外圍分立元件．即可完成：脈沖振蕩、分段延時、1～60計數(shù)、99一O倒計數(shù)、兩位數(shù)譯碼、定時參數(shù)設(shè)置的輸入與記憶、顯示及輸出控制等多種功能。由于本電路的時鐘脈沖是對晶振分頻后獲得的．具有極高的頻率穩(wěn)定性，且延時系采用數(shù)字計數(shù)的方式進(jìn)行。因而對時間的控制精度較高，一致性好�？捎行У乇苊馄胀≧C延時電路控制時間不準(zhǔn)確、不可靠，特別是一致性差的問題出現(xiàn)。
    ②初始加電時。本電路的兩位數(shù)碼顯示器將自動顯示出系統(tǒng)默認(rèn)的。蒸飯時間”(本例為：蒸飯40分鐘)。只要不進(jìn)行新的時間設(shè)置，電路就將按系統(tǒng)默認(rèn)的定時控制方式自動開始運(yùn)行．此時。固態(tài)繼電器SSR導(dǎo)通。交流接觸器 JC得電吸合，蒸飯柜加電工作。
    ③電路允許隨時通過S1和S2按鍵開關(guān)自行輸入、設(shè)置新的蒸飯定時時
間參數(shù)，其范圍可在1分鐘(最短時間)至99分鐘I最長時間)之間任意設(shè)置(分辨率為1分鐘)，這為用戶根據(jù)蒸飯柜的使用季節(jié)、環(huán)境溫度、蒸飯用的米、面品種及數(shù)量等具體情況。適時進(jìn)行設(shè)置，選用合適的蒸飯(通電)定時時間提供了方便。
    ④在進(jìn)行新的時間參數(shù)設(shè)置時。設(shè)置指示燈將被自動點(diǎn)亮，同時，數(shù)碼管上的小數(shù)點(diǎn)也將自動停止閃動，表明電路已進(jìn)入了設(shè)置狀態(tài)，此時。固態(tài)繼電器SSR將立即截止。JC釋放，蒸飯柜暫停加電工作。
    ⑤在進(jìn)行時間參數(shù)設(shè)置和正常蒸飯的過程中。系統(tǒng)均采用兩位數(shù)碼管做“十位”和“個位”的倒計時顯示。同時用數(shù)碼管上小數(shù)點(diǎn)的同步閃亮作為秒顯示。顯示直觀、準(zhǔn)確。
    ⑥系統(tǒng)設(shè)有柜門是否關(guān)閉的自動檢測功能，當(dāng)柜門尚未關(guān)閉時．電路將強(qiáng)制切斷蒸飯柜的電源，以防止柜內(nèi)熱蒸氣外泄對操作人員造成傷害。
    ⑦當(dāng)電路的定時時間終到時．兩位數(shù)碼管將同時各顯示一個負(fù)號“一”且數(shù)碼管上的小數(shù)點(diǎn)將停止閃亮，SSR也將立即截止．使JC釋放，切斷蒸飯器的工作電源。
    2．電路硬件
    電路見圖1。AT89C2051單片機(jī)芯片IC1做為本電路的核心，C3和R10構(gòu)成了簡易的上電自動復(fù)位電路。JT、 C1、C2與ICl的相關(guān)引腳構(gòu)成了單片機(jī)的時鐘電路。顯示器采用兩只“共陽”型數(shù)碼管。ICl的15個I／O口全部使用。其中。PI．0為秒顯示輸出口，通過一只限流電阻接至各數(shù)碼管的小數(shù)點(diǎn)電極上，正常工作時，將以小數(shù)點(diǎn)的閃亮作為秒信號顯示~P1．1-P1．7作為七段數(shù)碼管的段選信號(低電平有效)的輸出口，分別通過一只限流電阻，接至各數(shù)碼管的相應(yīng)電極上。數(shù)碼管顯示采用動態(tài)掃描的方式進(jìn)行，其動態(tài)位選信號分別由 ICl的P3．4和P3．5輸出。高電平有效。
其輸出信號通過VTl、VT2分別驅(qū)動兩只數(shù)碼管交替(動態(tài))顯示。ICl的P3．0和P3．1為設(shè)置輸入口，其對“地”間各接有一只常開型自復(fù)位按鍵開關(guān)S1和 S2。其中，S1為。設(shè)置功能鍵”。S2為。一1操作鍵”，通過與軟件配合，利用 S1、S2即可完成控制蒸飯柜加電定時時間參數(shù)的輸入與設(shè)置。P3．2為設(shè)置狀態(tài)指示口。其對+5V間通過一只限流電阻與接LEDl發(fā)光管相接，通過軟件設(shè)置．在正常工作時，使P3．2為高電位，則 LEDl處于熄滅狀態(tài)；當(dāng)電路進(jìn)入設(shè)置狀態(tài)時。使P3．2為低電位，則LEDl被點(diǎn)亮。P3．3為柜門狀態(tài)檢測輸入口。當(dāng)柜門關(guān)閉時。柜門開關(guān)Sm閉合，P3．3被接至低電位；當(dāng)柜門打開時，柜門開關(guān)Sm開路。P3．3被懸空(通過內(nèi)部上拉電阻接至高電位)，這樣．通過與軟件配合。即可準(zhǔn)確進(jìn)行識別~P3．7為輸出控制口，與 R9、LED2及固態(tài)繼電器SSR的輸入端和+5V構(gòu)成串聯(lián)回路。由P3．7經(jīng)固態(tài)繼電器適時驅(qū)動交流接觸器JC吸合與釋放，通過接觸器接點(diǎn)的閉合與斷開。實(shí)現(xiàn)對蒸飯柜的定時斷電功能。LED2為蒸飯狀態(tài)指示燈，當(dāng)蒸飯柜加電工作時． LED2點(diǎn)亮。電源變壓器B、橋式整流器 QZ、7805三端穩(wěn)壓器WY及C4~C7組成了電源電路，可為整個電路提供穩(wěn)定的+5V直流工作電源。
    電路中所需元件的規(guī)格參數(shù)均如圖1中所標(biāo)注。
3．程序介紹
本程序使用匯編語言編寫。主程序和定時中斷子程序的流程圖分別如圖2a、圖2b所示。程序運(yùn)行后。在初始化程序中．首先對片內(nèi)RAM空間進(jìn)行分配和定義。其中．42H和43H分別用于存放個位和十位數(shù)碼管中擬顯示的數(shù)據(jù)；4AH、4BH為兩個記憶單元，分別用于存放設(shè)置好的加電(蒸飯)時間的十位和個位的數(shù)據(jù)，當(dāng)電路工作時，根據(jù)需要。適時被分別讀入42H和43H中。在定時計數(shù)中斷子程序中，要完成秒信號的產(chǎn)生、60秒計數(shù)、定時時間到否的查詢等功能。其中。秒信號的產(chǎn)生是利用對單片機(jī)內(nèi)部定時器T1產(chǎn)生的中斷信號進(jìn)行多次累加后形成的．該信號將由P1．0輸出，用以完成秒閃爍功能。同時，該信號還經(jīng)過60次計數(shù)后產(chǎn)生分信號，最后，再以分鐘為時間間隔．從設(shè)置好的定時時間數(shù)據(jù)內(nèi)逐一遞減并隨時顯示剩余的定時時間參數(shù)，形成倒計數(shù)的顯示方式。在加電(蒸飯)工作狀態(tài)下．當(dāng)42H和43H同時都減為0時。則該狀態(tài)下的定時過程也就完成了．系統(tǒng)將控制蒸飯柜自動斷電。同時．兩位數(shù)碼管均顯示出。一。。在按鍵處理子程序中．要完成對兩種按鍵信號的輸入識別、鍵接點(diǎn)的軟件延時除顫、十位和個位定時數(shù)據(jù)的分別減一設(shè)置等功能。在顯示子程序中。采用了典型的查表程序。分別完成十位和個位數(shù)碼管的動態(tài)顯示，其指令表如附表所示。為了提高電路的抗干擾性能。確保系統(tǒng)工作穩(wěn)定、可靠。防止程序出現(xiàn)“跑飛”．還在程序的各相關(guān)部位設(shè)置了的。軟件陷阱。。
4．自行設(shè)置時間參數(shù)的方法
本電路時間參數(shù)的設(shè)置，采用循環(huán)方式進(jìn)行。在設(shè)置時．先按一下S1．即可進(jìn)入定時時間的個位數(shù)設(shè)置。此時， LED1點(diǎn)亮．LED2熄滅，秒閃動也同時停止．十位上的數(shù)碼管被自動消隱。按
動S2．可使個位上的數(shù)碼管做倒計數(shù)顯示，選擇到所需的數(shù)字即可。再按一下 S1，將進(jìn)入定時時間的十位數(shù)設(shè)置。此時．個位數(shù)碼管被自動消隱，按動S2，可選擇十位上所需的數(shù)字。第三次按動 S1，電路便恢復(fù)到正常的工作狀態(tài)。此時，LEDl熄滅，LED2點(diǎn)亮，兩只數(shù)碼管將自動顯示出新設(shè)置好的“定時”時間，秒顯示開始閃亮，整個電路開始按照新設(shè)置的定時時間參數(shù)運(yùn)行工作。
    在進(jìn)行上述設(shè)置時，當(dāng)調(diào)整到數(shù)碼管顯示為O時。若再按動S2“一1”鍵。對應(yīng)的數(shù)碼管將自動回到9。因此。每位數(shù)的設(shè)置都是可以循環(huán)調(diào)整和顯示的。

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