基于单片机的智能电烤箱设计与制作

唐 菲

（扬州工业职业技术学院 江苏 扬州 225127）

0 引言

智能家电是目前家电发展的重要方向，对于提升家电的性能以及附加值具有极为重要的意义。电烤箱对于日常生活也具有十分重要的作用，智能电烤箱能够实现对于烤箱的全自动控制，能够实时监测电烤箱的各个工作状态，在烤箱运行过程中出现意外情况，系统可以进行报警等智能化控制。

1 电烤箱工作性能概述

智能电烤箱由稳定的电源电路、单片机控制运算电路、显示驱动电路以及智能报警电路等功能模块构成，同时根据工作的需求还可以进行工作状态的预先设置。电源采用了传统的串联型稳压电源模块，能够根据需求输出6-12V的直流电压，单片机控制电路考虑到大规模工业生产以及工作性能的要求，采用了台湾的荷泰系列的单片机进行控制，经过测试分析能够完成胜任产品的工作，在显示部分采用的VFD显示技术，以达到显示清晰、能见度高、显示内容丰富等家电产品的显示要求。整体电路的设计遵循模块化的设计方案，符合目前智能家电的发展趋势，满足了智能电烤箱应用过程中所有的实际需求。

2 智能电烤箱设计的性能指标

根据实际的用户需求调查，结合了目前市场上智能电烤箱的特点，制定了智能电烤箱的工作性能指标，主要分为以下几个方面。为了能够具有更好的适应性，产品设计具备3-24V的电源工作范围；控制电路要能够具备较强的实际驱动能力，其输出阻抗大不大于10千欧，输出驱动电流不小于20mA；产品要能够实现精确的计时，连续工作两天，其系统控制时间误差小于3秒；产品具备良好的人际界面，方便实现控制；产品要具备可移植性以及性能提升的空间。

3 智能电烤箱设计的工作原理

基于单片机设计的智能电烤箱控制板是由电源电路，单片机信号处理，显示单元，输出继电器控制电路，工作状态设置，工作状态报警电路等六个功能部分构成。在电路设计中遵循了模块化的设计方案，各个电路之间的功能相对独立，在电路的连接中要采用了对应的方案，尽量减少了模块电路之间的耦合。

电源电路的实现方案较多，目前常用的就是开关电源以及串联型稳压电源，由于设计中各个芯片的电源工作范围较宽，因此对于电源的稳定度以及纹波系数的要求不是非常高，从成本的角度考虑，设计中采用了结构简单性能较好的串联型稳压电源。电路采用了经典的变压、整流、滤波以及稳压的工作思路，在输出加入了两个接地电容，有效地减少了输出信号的谐波分量，提高了电源的稳定性；信号调理电路中采用了基于运算放大器的放大电路，其核心是比例运算放大电路，采取了三级放大，能够保证对于微小信号的检测以及处理；单片机采用的是性价比较高，同时也是家电等控制方面经常采用的单片机型号，其实时性以及控制能力都适应家电控制的要求；VFD显示器要求有较高的电流，因此采用了基于三极管的驱动方案，保证VFD显示的亮度以及其他效果；报警模块采用了直流蜂鸣器实现，同时电路具有多个继电器的控制，具有较强的外部控制功能。

4 HT48R065单片机的工作特性

HT48R065单片机为增强A/D型系列单片机是8位具有高性能精简指令集单片机，应用相当广泛。秉承HOLTEK单片机具有低功耗、I/O灵活、定时器功能、振荡类型可选、看门狗和低电压复位等丰富的功能选项,增强型I/O单片机具有极高的性价比,其内部集成了系统振荡器HIRC,提供三种频率选择,不需要增加外部元器件,可以广泛适用于各种应用。

5 智能电烤箱的电路板的设计以及控制程序的开发

在电路原理图的基础上就可以应用辅助软件进行电子线路板（PCB）的设计以及单片机控制程序的开发。本产品采用了人工布局元件、自动布线的总体设计方案。在设计开发过程中先与产品的机械特性综合考虑，然后布局产品中的核心控制器件，比如说单片机等；最后进行其他一般元器件的布置，整体电路的布局要能够体现工艺化的生产要求以及结构化布线的需求进行，电路了整体布局美观使用，布线稳定可靠，整体产品工作性能良好。在控制程序的编写方面，采用了实时性较好以及存储空间要求较小的汇编指令集，在程序中大量应用了例子程序，增强了程序的可读性以及程序的模块设计思路。

6 总结

智能家电是目前家电发展的重要方向，对于提升家电的智能化水平以及家电的实际应用具有重要的作用。智能家电能够满足现在社会对于家电领域的多样化要求。在本文中主要讨论了智能电烤箱的设计方案以及相关电路的工作原理，对于其中的关键技术以及重要内容做了详细的分析探讨，对于其它智能家电的研发具有重要的参考意义。

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