语音功能的智能电饭煲控制器的设计

语音功能的智能电饭煲控制器的设计

语音功能的智能电饭煲控制器的设计

电气及其自动化专业 99-5班 王健全

指导老师： 王留芳

摘 要

本文研究了如何以凌阳SPCE061A微控制器为核心开发出带语音功能的电饭煲控制器。该电饭煲控制器模拟煮饭专家加热曲线对煮饭过程进行控制，具有多种煮饭模式，并实现了语音提示功能。该设计的电路结构简单，所用器件较少，达到了减小体积，节约成本的目的。文中还详细的介绍了各部分的的电路原理和PCB的设计过程，以及设计过程中得到的一些经验。另外，还介绍了各个程序的设计方法，调试的方法，能为初学凌阳单片机的读者提供很好的参考。 关键词：电饭煲控制器；语音功能；凌阳单片；机单片机应用

Abstract

In this paper,we studied how to use microcontroller SPCE061A as the core developed the electric cooker controller which have the speech function. This controller imitates heat curve which coming from cook rice expert to control the cook process ,further more it has the variety cook rice mode, and realizes the speech hint function. The electric circuit construction of that design is simple, and the parts of an apparatus is less, coming to the porpuse which letting up physical volume and economy cost. In this paper, each part of electric circuits and the PCB design process are introduced detailedly,and some experience got in the design process is talked about still. Moreover,the design method of each procedure and the adjusting method is still introduced , It can be a good consult for beginner who are studying SPCE061A.

Key Words: Electric cooker controller; Speech function;SPCE061A; Microcontroller applicatio

一、概述

电饭煲是一种把电能转化成热能的新型多功能烹饪器具。在科技发展日新月异的今天,电饭煲也同其它家用电器一样经历了从简单到复杂,从手动到半自动、全自动以及到现在的智能化产品的过程。但因为价格较高，所以它不能为普通家庭所接受。做出一种价格低廉、体积又小、带语音功能的人性化的电饭煲是市场所需求的。 二、设计方案

语音功能的智能电饭煲控制器的设计

本设计是一个带语音功能的智能电饭煲的控制电路板，控制容量为3L适合1-4人吃饭的电饭煲，控制输出功率为700W左右的加热器，以凌阳16位单片机SPCE061A为核心的电饭煲控制系统。煮饭过程模拟煮饭专家加热曲线，能做出美味可口的米饭，并对操作和各种情况进行语音提示和报警。本设计具有煮饭、快速煮饭、煲粥、炖汤、保温等5种煮饭模式和预约定时煮饭功能，同时还具有防空锅保护和高温保护功能。

1. 吸水过程(t0～t1)

一般情况下，大米本身含有14％左右的水份，在大功率加热升温之前，小功率低温使米的含水率达到25％左右后，可使米粒内部均匀受热，从而使之烧成柔软鼓胀状。但是，一旦水温超过60℃，米中含有的β淀粉将开始转化为α淀粉，变成糊状，因此必须控制水温在60℃以下。通常可使水温在35℃左右保持适当的吸水时间来完成理想的吸水过程。

图1 煮饭专家加热曲线

2. 大功率加热快速升温过程(t1～t2)

把已吸足水份的米粒采用大功率进行加热，使水温较快地升到沸点。但是升温的速度要适当，通过对不同升温过程下的米饭进行α化度、还元糖量、硬度、粘着力、色泽等综合分析后发现：温度上升时间大约保持10分钟左右时，烧出来的米饭综合效果最佳。

3. 保沸阶段(t2～t3)

在水温达到沸腾状态之后，采取小功率加热保持沸腾，促使米粒中的β淀粉变为α淀粉，同时内锅中的水分不断被米粒吸收或蒸发掉，当达到断电温度时停止加热，可使米粒上的水分较少，保证米粒颗粒均匀、色泽感强。实验结果表明，保沸时间在20分钟左右以及合理的断电温度是影响米饭质量的又一个重要因素。

4. 小火焖饭过程(t3～t4)

在停止加热之后一段时间再通电加热，可使米粒上的多余水分完全蒸发掉，对于保证米饭质量也很重要。

5. 保温阶段(t4以后)

进入保温阶段后，应控制温度在70℃左右，等待食用。 三、硬件电路

语音功能的智能电饭煲控制器的设计

根据控制器的功能与要求，和凌阳单片机SPCE061A的资源可以构成一个较为完善的语音电饭煲控制器。它大致由电源、显示、键盘、温度检测、功率输出、过零检测、语音输出和空锅保护几部分构成，其结构框图如下图2所示。

2 系统结构框图

四、系统软件设计

语音功能的智能电饭煲控制器的设计

图3 软件结构框图

1 控制方案的确定

要想煮出松软可口的米饭最好用模糊逻辑控制的算法，推理出饭量和水米比例控制加热输出功率，模拟专家煮饭曲线。但用模糊控制的方法在毕业设计这么短短的时间里实现起来比较困难，因为各种文献的研究均无具体的数据公布出来，仅仅介绍了一些模糊控制的概念和思想，无法进行借鉴运用到具体的设计中。另外，由于实验内容要考虑不同米量、不同水量、不同电源电压、不同环境温度、不同米质（含水性）、粘性）等因素，造成必须的实验次数级多，所需实验周期长。所以，在毕业设计的期间作实验是不可行的。故我放弃了模糊控制方法，用一般的方法模拟做饭专家加热曲线。但做出的米饭质 …… 此处隐藏：1314字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……