商用厨具节能自动控制系统的研制

论文摘要

由于大量使用石油、煤炭等非可再生能源,同时新的能源的开发又未能满足人们普遍使用,引发了一系列的能源危机。现在大多的大型厨具多是采用手动控制,效率低下,燃气浪费严重。为了解决厨具系统中能源浪费的问题,实现厨具系统的智能检测控制,开发厨具节能自动控制系统是很有必要的。综合实用可靠、经济等原因,运用单片机为处理器开发的嵌入式系统能够很完美的解决。系统以AT89C51嵌入式平台为控制核心,以传感器(超声波传感器、温度传感器等)用来做检测元件。先将采集的环境温度、超声波所测距离等参数转化成标准工业电信号,AT89C51采集信号并进行分析处理判断,完成控制任务,实现对参数的控制和报警指示。本文首先对厨具节能控制系统需求进行分析,确定系统的功能目标和性能要求,并提出厨具节能控制系统总体方案设计框架,划分功能模块。然后着重阐述系统的硬件设计、软件设计和抗干扰设计。在硬件设计方面,主要讨论了AT89C51嵌入式处理器及其扩展电路设计、数据采集电路设计、LED显示屏及按键电路设计、储存参数电路设计、时间控制电路设计、电子点火器电路设计以及超声波测距电路的设计等。在软件设计方面,设计了上述电路对应接口软件,根据功能要求,还设计了相应的监控程序。实验表明,本控制系统最大的特点是功能强大、功耗低、成本低、实时性高,采用数码管、按键实现人机交互。易于操作,能实现厨具系统全天候安全运行和自动控制功能要求。经过进一步改进,可望投入实际应用。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 嵌入式系统的发展
• 1.2 嵌入式系统的前景
• 1.3 智能监测与控制技术
• 1.3.1 智能检测控制系统的组成
• 1.3.2 智能检测与控制技术的应用
• 1.3.3 智能检测与控制技术的发展趋势
• 1.4 课题的背景和意义
• 1.4.1 问题的提出
• 1.4.2 国内外研究的现状
• 1.4.3 课题的意义
• 第2章 自动控制系统的总体设计
• 2.1 控制系统的主要功能
• 2.2 系统主要完成的目标
• 2.3 硬件技术方案
• 2.4 软件技术方案
• 2.4.1 软件开发语言
• 2.4.2 软件开发平台
• 2.4.3 程序仿真调试工具的选择
• 2.4.4 软硬件结合仿真调试工具
• 第3章 系统硬件设计
• 3.1 电源电路
• 3.2 复位电路
• 3.3 看门狗电路
• 3.4 超声波测距电路
• 3.5 温度传感器数据采集
• 3.5.1 DS18B20引脚排列
• 3.5.2 DS18B20总线操作
• 3.5.3 DS18B20温度值的分辨率
• 3.6 电子点火电路
• 3.7 时间控制电路
• 3.7.1 DS1302的引脚排列
• 3.7.2 DS1302的结构与工作原理
• 3.7.3 DS1302的连接电路及时钟频率校正
• 3.8 存储管理
• 3.9 显示电路
• 3.10 按键控制电路
• 3.11 输出控制
• 3.11.1 I/O引脚的控制
• 3.11.2 光耦4N25的使用
• 3.11.3 ULN2003的运用
• 第4章 控制系统软件设计
• 4.1 DS18B20驱动的实现
• 4.1.1 DS18B20的单线协议和命令
• 4.1.2 驱动软件实现
• 4.2 DS1302驱动的实现
• 4.2.1 DS1302控制字与寄存器
• 4.2.2 DS1302的时序控制
• 4.2.3 驱动软件的实现
• 4.3 超声波测距软件实现
• 4.4 按键驱动实现
• 4.4.1 按键介绍
• 4.4.2 按键驱动软件实现
• 4.5 系统软件总体实现
• 第5章 控制系统抗干扰设计
• 5.1 本系统的干扰源
• 5.2 硬件部分的抗干扰设计
• 5.3 软件部分抗干扰设计
• 致谢
• 参考文献
• 研究生阶段发表的论文