基于单片机的智能餐桌设计(附件)【字数：7790】
本作品描述一款智能餐桌设计。餐桌的智能化能够改进生活中的很多就餐环境并带来很多便捷。该设计采用STC89C52控制芯片，结合加热电路，制冷电路，电机运动电路及温控系统。加热电路与制冷电路通过温度传感器连接到温控系统，通过温控系统中的温度调节按钮，进行温度调节，实现加热及制冷功能。步进电机接入单片机，由单片机编程程序控制步进电机上菜及储藏运动。最后温度控制系统所实行的所有操作都于LCD1602显示器上展现于人们眼前更直观。使用单片程序运行控制系统是安全可靠的。使用低耗能，高速传感器，温度控制工作电压系统5V，安全可靠。使用单片智能控制，使用传感器，小信号控制大信号，实行智能控制。
目 录
一、前言 1
（一）研究背景及意义 1
（二）智能餐桌的作用及功能 1
（三）课题研究的主要内容 2
二、系统的整体研究方案 3
（一）系统的整体设计方案 3
（二）主控模块方案选择 3
（三）显示模块方案 4
三、系统硬件设计 5
（一）单片机最小系统模块 5
（二）液晶显示模块 6
（三）温度检测电路设计 7
（四）步进电机控制电路设计 7
（五）按键模块电路设计 8
（六）报警模块电路 9
（七）温度控制控制电路设计 10
四、系统软件设计 11
（一）系统主程序设计 11
（二）温度检测子程序设计 12
（三）按键控制子程序设计 13
（四）液晶显示子程序设计 14
五、系统调试 15
（一）硬件调试 15
（二）软件调试 15
（三）实验分析 15
结 论 17
致谢 18
参考文献 19
附录1 原理图 20
附录2 源程序 21
附录3 元件清单 21
一、前言
（一）究背景及意义
紧随着时代的逐渐信息化智能化，现代人们的生活水平和对生活质量的追求也在日益升高。产品智能化的迅速发展 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
，使得人们工作、生活之间的联系日益紧密。智能化的产品设计逐渐融入人们工作方式与生活习惯，也使得人们追求更好的生活质量，方便、简洁、舒适变成了人们所想要的生活方式，现代家庭生活环境中，人们对居家环境普遍要求不仅仅局限在物理空间上，人们更加需求的是一个安全、方便、舒适的居家环境。智能化的电子产品设计将以前的不可操作物及人力操作物转变为人们能够方便操作的工具，这些智能产品拥有提供全方位的信息交换的作用，不但可以优化人们的生活方式和提高人们的生活水平，还可以帮助人们合理的安排时间节省人力，增强居家环境的安全性和可靠性，还可以协助管理各种能源费使用从而节约资金。
至今在智能产品的研制中单片机已大规模使用，单片机优点包括：小体积、轻质量、省电、安全、物美廉价等，被各种行业加以使用并发展迅速。
针对人们对智能化的需求以及对舒适生活的追求，智能餐桌系统改变了传统餐桌的劣势，它可以通过温控系统中的温度调节按钮，进行温度调节，实现加热及制冷功能。单片机接入步进电机，再由编程程序控制实现上菜及储藏运动。
（二）智能餐桌的作用及功能
智能餐桌是为了提高人们生活质量而出现的发明产品，其主要作用是通过智能餐桌来完成生活中的繁琐小事而使人们多点休闲时间，使生活更加简洁方便，轻松愉悦。这是如今生活在快节奏人们的福音。智能餐桌的功能主要有二个方面：可以通过定时功能实现快速安全热菜，工作到家便可享用热腾腾的美食；饭后可以使用功能按钮选择冷藏，餐桌便可自动将饭菜放入贮存仓冷藏。在智能餐桌的辅助下生活轻松简洁。
（三）课题研究的主要内容
本次设计中采用温度探测传感器模块（DS18B20）检测餐桌温度情况，以STC89C52作为主控芯片，结合加热电路，制冷电路，电机运动电路及温控系统。加热电路与制冷电路通过温度传感器连接到温控系统，通过温控系统中的温度调节按钮，进行温度调节，实现加热及制冷功能。步进电机接入单片机，由单片机编程程序控制步进电机上菜及储藏运动。最后温度控制系统所实行的所有操作都于LCD1602显示器上展现于人们眼前更直观。
系统运行由单片机程序管理控制，安全性可靠。单片机具有高性能低功耗传感器，可对餐桌运行实时检测，5V的工作电压,十分可靠。运用单片机程序对餐桌进行智能化，通过传感器实现信号的小控制大，从而实现餐桌智能化。
二、系统的整体研究方案
（一） 系统的整体设计方案
本课题设计的基于单片机的智能餐桌控制系统需要能够实时采集温度数据同时自动对餐桌温度采取相应操作，且实时显示温湿度值，以及按钮操作后电机的运动状态。硬件和软件部分共同组成智能餐桌系统。其中硬件部分主要应用单片机做控制中心。通过DS18B20与人体红外感应传感器实时监控当时周围环境，并将采集的各个数值与设置的限值进行对比结合步进电机完成对餐桌的智能控制，加上按键模块、报警模块共同实现整个系统的功能。软件部分主要含有系统主程序、液晶显示程序、温度采集程序、报警子程序、按键子程序、步进电机控制程序。系统整体框图如图1所示。
图1 系统整体框图
（二） 主控模块方案选择
方案一:STM32 是一款以ARM为架构的32位芯片。具有超高的性能和较低的功耗，在引脚与IO口方面，型号不同差异也较大，型号其中STM32F103ZET6型号包含144引脚，其中有112个IO?口，IO口采用2—3.6来供电。而STM32F103RCT6型号仅有64个引脚和51个IO口，存储器片有Flash和SRAM容量大。STM32中具有11个定时器，分别为通用定时器（4）、高级定时器（2）、系统定时器（1）以及基本定时器（2）和看门狗定时器（2）。同时具有13个通信接口包含I2C接口、串口、SPI接口、CAN2.0、USBFS、 SDIO。现为市场上应用最广泛芯片之一。
方案二:STC89C52是一款应用最广泛的8位单片机，成本低，功耗也比较低，而且对于新手来说也比较容易上手，内部包含一整套位处理器，能够对特殊功能寄存器的某位直接进行置位，清零。具有8K的Flash存储，256字节RAM，芯片可在0Hz静态逻辑操作，并且在掉电后，RAM内容被保存。内部集成32位IO口，16位定时器/计数器，以及中断系统。能够满足大多数系统功能开发。
目 录
一、前言 1
（一）研究背景及意义 1
（二）智能餐桌的作用及功能 1
（三）课题研究的主要内容 2
二、系统的整体研究方案 3
（一）系统的整体设计方案 3
（二）主控模块方案选择 3
（三）显示模块方案 4
三、系统硬件设计 5
（一）单片机最小系统模块 5
（二）液晶显示模块 6
（三）温度检测电路设计 7
（四）步进电机控制电路设计 7
（五）按键模块电路设计 8
（六）报警模块电路 9
（七）温度控制控制电路设计 10
四、系统软件设计 11
（一）系统主程序设计 11
（二）温度检测子程序设计 12
（三）按键控制子程序设计 13
（四）液晶显示子程序设计 14
五、系统调试 15
（一）硬件调试 15
（二）软件调试 15
（三）实验分析 15
结 论 17
致谢 18
参考文献 19
附录1 原理图 20
附录2 源程序 21
附录3 元件清单 21
一、前言
（一）究背景及意义
紧随着时代的逐渐信息化智能化，现代人们的生活水平和对生活质量的追求也在日益升高。产品智能化的迅速发展 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
，使得人们工作、生活之间的联系日益紧密。智能化的产品设计逐渐融入人们工作方式与生活习惯，也使得人们追求更好的生活质量，方便、简洁、舒适变成了人们所想要的生活方式，现代家庭生活环境中，人们对居家环境普遍要求不仅仅局限在物理空间上，人们更加需求的是一个安全、方便、舒适的居家环境。智能化的电子产品设计将以前的不可操作物及人力操作物转变为人们能够方便操作的工具，这些智能产品拥有提供全方位的信息交换的作用，不但可以优化人们的生活方式和提高人们的生活水平，还可以帮助人们合理的安排时间节省人力，增强居家环境的安全性和可靠性，还可以协助管理各种能源费使用从而节约资金。
至今在智能产品的研制中单片机已大规模使用，单片机优点包括：小体积、轻质量、省电、安全、物美廉价等，被各种行业加以使用并发展迅速。
针对人们对智能化的需求以及对舒适生活的追求，智能餐桌系统改变了传统餐桌的劣势，它可以通过温控系统中的温度调节按钮，进行温度调节，实现加热及制冷功能。单片机接入步进电机，再由编程程序控制实现上菜及储藏运动。
（二）智能餐桌的作用及功能
智能餐桌是为了提高人们生活质量而出现的发明产品，其主要作用是通过智能餐桌来完成生活中的繁琐小事而使人们多点休闲时间，使生活更加简洁方便，轻松愉悦。这是如今生活在快节奏人们的福音。智能餐桌的功能主要有二个方面：可以通过定时功能实现快速安全热菜，工作到家便可享用热腾腾的美食；饭后可以使用功能按钮选择冷藏，餐桌便可自动将饭菜放入贮存仓冷藏。在智能餐桌的辅助下生活轻松简洁。
（三）课题研究的主要内容
本次设计中采用温度探测传感器模块（DS18B20）检测餐桌温度情况，以STC89C52作为主控芯片，结合加热电路，制冷电路，电机运动电路及温控系统。加热电路与制冷电路通过温度传感器连接到温控系统，通过温控系统中的温度调节按钮，进行温度调节，实现加热及制冷功能。步进电机接入单片机，由单片机编程程序控制步进电机上菜及储藏运动。最后温度控制系统所实行的所有操作都于LCD1602显示器上展现于人们眼前更直观。
系统运行由单片机程序管理控制，安全性可靠。单片机具有高性能低功耗传感器，可对餐桌运行实时检测，5V的工作电压,十分可靠。运用单片机程序对餐桌进行智能化，通过传感器实现信号的小控制大，从而实现餐桌智能化。
二、系统的整体研究方案
（一） 系统的整体设计方案
本课题设计的基于单片机的智能餐桌控制系统需要能够实时采集温度数据同时自动对餐桌温度采取相应操作，且实时显示温湿度值，以及按钮操作后电机的运动状态。硬件和软件部分共同组成智能餐桌系统。其中硬件部分主要应用单片机做控制中心。通过DS18B20与人体红外感应传感器实时监控当时周围环境，并将采集的各个数值与设置的限值进行对比结合步进电机完成对餐桌的智能控制，加上按键模块、报警模块共同实现整个系统的功能。软件部分主要含有系统主程序、液晶显示程序、温度采集程序、报警子程序、按键子程序、步进电机控制程序。系统整体框图如图1所示。
图1 系统整体框图
（二） 主控模块方案选择
方案一:STM32 是一款以ARM为架构的32位芯片。具有超高的性能和较低的功耗，在引脚与IO口方面，型号不同差异也较大，型号其中STM32F103ZET6型号包含144引脚，其中有112个IO?口，IO口采用2—3.6来供电。而STM32F103RCT6型号仅有64个引脚和51个IO口，存储器片有Flash和SRAM容量大。STM32中具有11个定时器，分别为通用定时器（4）、高级定时器（2）、系统定时器（1）以及基本定时器（2）和看门狗定时器（2）。同时具有13个通信接口包含I2C接口、串口、SPI接口、CAN2.0、USBFS、 SDIO。现为市场上应用最广泛芯片之一。
方案二:STC89C52是一款应用最广泛的8位单片机，成本低，功耗也比较低，而且对于新手来说也比较容易上手，内部包含一整套位处理器，能够对特殊功能寄存器的某位直接进行置位，清零。具有8K的Flash存储，256字节RAM，芯片可在0Hz静态逻辑操作，并且在掉电后，RAM内容被保存。内部集成32位IO口，16位定时器/计数器，以及中断系统。能够满足大多数系统功能开发。
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