智能电热壶的设计—论文.docx

工学院毕业设计（论 文）题 目： 智能电热壶的设计专 业： 机电技术教育 班 级： 073班 姓 名： 方良赞 学 号： 1664070303 指导教师： 张平娟 E） 期： 2010年11月15日摘要 关键词 1引言 11单片机的发展与应用 错误！未定义书签1.1单片机简介 11.2单片机的技术发展 11. 3单片机的应用 12单片机AT89C51的基本数据 32. 1 AT89C51 概述 2. 2 AT89C51功能特性概述 42.3 AT89C51的最小系统 73智能电热壶的基本数据 103. 1智能电热壶的工作原理 113. 2报警电路的实现 错误！未定义书签3. 3.1报警电路控制元件的选择 错误！未定义书签3.2.2报警电路的工作原理 错误！未定义书签3.2.3报警电路的电路设计 63.3控制电路的实现 73. 3. 1控制电路控制元件的选择 83. 3. 2控制电路的工作原理 83. 3. 3控制电路的电路设计 93.4其它电路的实现 113.4. 1吋钟电路的实现 123.4.2复位电路的实现 124具体设计 134. 1硬件连接总原理图 134. 2程序设计 144. 2. 1程序流程图 144. 2. 2总程序及各函数功能简介 155系统调试与结果 216总结 227致谢 23参考文献 24智能电热壶的设计摘要：本文介绍了的是一款基于AT89C51单片机设计的智能电热壶，智能电热壶由报警电路和控制电 路两大部分组成，主要是介绍智能电热壶的报警功能和自动控制功能的设计和实现，采用AT89C51单片机 配合继电器、扬声器等的使用，给出了设计过程与编程方法，并用keil和Proteus软件进行调制仿真，实 现了智能电热壶的自动报警、智能控制。

关键词：AT89C51自动报警智能控制引言基于单片机的智能控制技术在各领域的用途越来越广泛，常见于笔记本电脑、智能数码相机、 智能玩具、智能导航系统、智能电冰箱、智能空调、智能、智能家居等设备，它是这些设备中 科技含量最核心的部分Z-[1]o同时，这项技术能够综合运用单片机和信息传输和处理等方而我 们在报纸上、网络上、电视上经常看到各种由于电热壶所引发的火灾，给广大消费者的生命安全和 财产安全带来了很大的隐患因此一款更安全、智能、人性化的电热壶产品成了一种需求，和必然 的发展趋势本课题就是利用我们学到的知识和当前的发展状况，研究单片机控制继电器和报警电路以实现 自动报警和智能控制功能最终功能是可以通过硕件和软件的配合实现智能电热壶的这一功能1单片机的发展与应用1.1单片机简介在通用微机处理器基础上，将输入/输出(1/0)接口电路、时钟电路以及一定容量的存储 器等部件集成在同一芯片上，再加上必要的外围器件，如晶体振荡器，就构成了一个较为完整的计 算机皱件系统由于这类计算机系统的基本部件均集成在同一芯片内，因此被称为单片微控制器 (Single-Chip-Micro Control ler,简称单片机)或微控制单元(Micro. Controller Unit,简称 MCU)⑵。

1.2单片机的技术发展1974年12月，美国著名的仙童(Fairchild)公司推出了世界上第一台单片机F8该机由两块集 成电路芯片组成，结构新颖，并具有与众不同的指令系统，深受民用电器和仪器仪表领域的欢迎和 重视从此单片机开始迅速发展，应用范围也在不断扩大，现已成为微型计算机的重要分支单片 机的发展大致经历了外帀集成、总线完善、功能集成、全方位发展等技术发展阶段，至今已走过了 四代的历程⑶1) 第一代单片机(1974—1976)这是单片机的初级阶段，以Fairchild公司的F8为代表该时期生产的单片机的特点是：字长 为4位，内部结构简单，制造工艺落后，集成度低2) 第二代单片机(1976—1980)这是单片机的技术成熟阶段8位单片机已经出现，以Intel公司的MCS - 48为代表该系列 的单片机在片内已经集成了 8位CPU、并行I/O接口、8位定时器/计数器、RAM和ROM等功能部 件，但无串行I/O接口，寻址范围不大于4 KBo它性能低、品种少，应用范围也不广3) 第三代单片机(1980—1983)这是单片机的推广阶段，8位单片机技术走向成熟其技术特点是完善了外部总线，确立了单 片机的基本控制功能，以Intel公司的MCS 一 51为代表(MCS — 51是Intel公司在MCS 一 48基础 上推出的更完善、更典型的单片机系列)。

该阶段的单片机均带有串行1/() 口，且具有多级中断处 理系统，定时器/计数器为16位，片内的RAM和ROM容量相对较大，寻址范围可达64 KB这一代 单片机结束了计算机单片集成的简单形式，真正开创了单片机作为微控制器的发展道路而这个时 期的单片机由于其优良的性价比和及其广泛的领域，特別适合我国的国情，故在我国广泛应用4) 第四代单片机(1983 -)这是8位高性能单片机和16位单片机并行发展的阶段16位单片机除了 CPU为16位以外，片 内的RAM和ROM容量进一步增大以Intel公司的MCS 一 96系列为代表,其片内的RAM增加为232 B, ROM为8KB,且片内集成有高速I/O部件、多通道10位模/数(A/D)转换器等目前，将测控系统中使用的电路技术、接口技术、多通道模/数(A/D)转换部件等直接应用到 单片机中，增强了外围电路功能，强化了智能控制特征的单片机不断涌现同时，32位单片机也已 进入实用阶段⑷1.3单片机的应用口前单片机已被广泛应用于国民经济的齐个领域，对企业技术改造和产品更新换代起到了重要 的作用下面仅就一些典型应用方面进行介绍1) 工业自动化方面口动化能使工业系统处于最佳状态，可以提高经济效益、改善产品质量和减轻劳动强度。

口动 化技术被广泛应用于机械、电子、电力、石油、化工、纺织、食品等工业领域中，在工业自动化技 术小，无论是过程控制技术、数据采集和测控技术，述是生产线上的机器人技术，都有单片机的参 与由于单片机体积小，可以把它做到产品的内部，取代部分老式机械零件和电子元器件，缩小了 产品体枳，增强了功能，实现了不同程度的智能化，机电一体化技术将发挥愈来愈重耍的作用如 国内外有和当一部分汽车工业，其汽车生产流水线控制，以及汽车口身的点火控制、反锁制动、牵 引、转向等控制都是采用单片机实现的又如电脑缝纫机，用单片机代替了传统机械凸轮花样控制, 不仅简化了机械结构，减少了加工工序和设备，而H使缝纫机性能人人提高，并能提供许多老式缝 纫机无法提供的缝纫花样2） 智能化仪器仪表智能化仪器仪表是ri前国内外应用单片机最多、最活跃的领域现代仪器仪表（例如，测试仪表 和医疗仪器等）的自动化和智能化要求越來越高，在各类（包括温度、湿度、流量、流速、电压、频 率、功率、厚度、角度、长度、硬度、元索测定等）仪器仪表中引入单片机，使仪器仪表向数字化、 智能化、微型化、多功能化方向发展此外，单片机的使用还有助于提高仪器仪表的精度和准确度, 简化结构、减小体积及重量后易于携带和使用，并具有降低成本，增强抗干扰能力，便于增加仪器 仪表的显示、报警和自诊断等功能。

增强抗干扰能力，便于增加仪器仪表的显示、报警和自诊断等 功能如便携式心率监护仪，采用单片机能判断心跳过缓、心跳过速、停搏、漏搏等异常心率3） 生活中的电器产品当前，家用电器产品的一个重要发展趋势是不断提高其智能化程度，通过采用单片机进行控制, 智能化家用电器将给我们带来更大的舒适和方便，例如，电脑全自动洗衣机、电冰箱、空调、电脑 微波炉、电视机和音像视频设备等，进一步改善生活质量，可以把我们的生活变得更加丰富多彩 如电子秤，是出现最早、最典型的一种单片机应用产品，内装单片机接收信息，计价处理时能立即 显示单价、售价，在菜场、商店里获得广泛应用高级电子玩具的出现使玩具智能化，有很大的发 展潜力，尤其是在国际市场需求量较大4） 军事装备方面科技强军、国防现代化离不开单片机在现代化的飞机、军舰、坦克、大炮、导弹火箭和雷达 等各种军用装备上，都有单片机深入其中近些年來，单片机正朝着高性能和多品种方向发展，尤 其是MCS. 51系列单片机，由于它具有价格低廉、应用软件齐全、开发方便等特点，已成为目前单 片机中的主流机型单片机的发展速度非常快，从有关统计资料提供的数据來看，单片机的产量已 占整个微机（包括一般的微处理器）产量的80%以上。

单片机正处在上升的前沿时期，就其整休的发 展趋势而言，单片机正向着大容量、高性能化、低价格化和外围电路内装化发展随着半导体集成工艺的进步，外围电路也将是大规模的，应用吋可把所需要的外围电路装入单 片机芯片内，从而简化外围电路的设计未来的单片机将会使系统单片化随着社会的进步和科学 技术的发展，单片机的发展及对单片机的需求和它在各个领域中的应用将得到进一步扩大⑸2单片机AT89C51的基本数据MCS-51是美国Intel公司的8位高档单片机系列，是在MCS-51系列基础上发展而来的，也是我 国目前应用最广的一种单片机系列⑹2. 1 AT89C51 概述AT89C51是美国ATMEL公司生产的低电压，高性能CM0S8位单片机,片内含4Kbytes的可反复擦 写的只读程序存储器和128byte的随机数据存储器，器件釆用ATMEL公司高密度、非易失性存储技术 生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位处理器和FLASH存储单元，功能强大AT89C51 单片机可灵活应用于各种控制领域实物如图1所示：图1 AT89C51实物图主要性能参数⑺：•与MCS-51产品指令和引脚完全兼容• 4K字节可重擦写FLASH闪速存储器・1000次擦写周期•全静态操作:0IIz-24MIIz•三级加密程序存储器・128*8字节内部RAM・32个可编程I/O 口线・2个16位定时/计数器・6个中断源•可编程吊行UART通道•低功耗空闲和掉电模式2.2 AT89C51功能特性：AT89C51是一种带4K字节闪存可编程可擦除只读存储器(FPER0M一Flash Programmable and Erasable Read Only Memory)的低电压、高性能CMOS 8位微处理器。

AT89C2051是一种带2K字节 闪存可编程可擦除只读存储器的单片机单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000次该器件 采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输岀管脚相兼容由 于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器， AT89C51各种型号芯片的引脚是互相兼容的目前，AT89C51单片机多采用40只引脚的双列直插封装(DIP)方式外形及引脚排列如图所示⑻P1.0 匚140P1.1 匚239P1.2 匚338P1.3 匚437P1.4 匚536P1.5 匚635P1.6 匚734P1.7 匚833RST匚932(RXD) P3.0 匚1031(TXD) P3.1 匚1。