广东技术师范学院本科毕业论文
的全方位整合系统功能。
其特点为可录、放音十万次，存储内容可以断电保留一百年；两种控制方式，两种录音输入方式，两种放音输出方式；可处理多达 255 段信息；有丰富多样的工作状态提示；多种采样频率对应多种录放时间；通过音频放大器放大输出；音质好，电压范围宽，应用灵活，价廉物美。该电路可以在单片机的控制下实现按地址录、放音，并能检测到放音是否结束。根据设计需要，语音提示音播放伴有LED灯闪烁提示，直观方便。
ISD1730 的独立按键工作模式录放电路非常简单（见图3.3），而且功能强大。不仅有录、放功能，还有快进、擦除、音量控制、直通放音和复位等功能。这些功能仅仅通过按键就可完成。
在按键模式工作时，芯片可以通过 LED 管脚给出信号来提示芯片的工作状态，并且伴随有提示音，用户也可自定 4 种提示音效。
VCCD?LEDC?0.1uC?R34.3kR?1KJP?12P14P2034VCC567891011121314VCCVCCDVSSD/LEDRDY/INT/RESET/FWDMISO/ERASEMOSI/RECSCLK/PLAY/SS/FTVSSAVCCAAnaInROSCMIC+/VOLMIC-AGCVSSP2AUDSP-VSSP1VCCPSP+4 HEADER282726P21P12252423P22P132221VCC201918171615100u470uR14.3kMK?C34.7uC10.1uC20.1uMICROPHONE2R24.3kC?R?82K4.7u语音电路图3.3 语音电路
LS?SPEAKER 3.4电源方案选择
方案一：开关电源[4]
用开关稳压电源给整机供电，此方案能够完成本作品电流源的供电，但开关电源比较复杂，而且何种也比较大，制作不便，因而此方案难以实现。
方案二：LM7805三端稳压电源[8]
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微波炉控制器的设计
单片机控制系统以及外围芯片供电采用LM7805三端稳压器件，通过桥式整流，然后进行滤波稳压。可提供5V直流给单片机，如下图3.4所示。
19V_1D1U57805421C72200/25VVCCGNDVinVout3C8BRIDGE239V_22C60.1470/25VC90.1图3.4 电源电路
电源模块 3.5定时方案选择
方案一：采用实时时钟芯片
针对计算机系统对实时时钟功能的普遍需求，各大芯片生产厂家陆续推出了一系列的实时时钟集成电路，如DS1287、DS12887、DS1302等。这些实时时钟芯片具备年、月、日、时、分、秒计时功能和多点定时功能，计时数据的更新每秒自动进行一次，不需程序干预。计算机可通过中断或查询方式读取计时数据并进行显示，因此计时功能的实现无需占用CPU的时间，程序简单。此外，实时时钟芯片多数带有锂电池做后备电源，具备永不停止的计时功能；具有可编程方波输出功能，可用做实时测控系统的采样信号等；有的实时时钟芯片内部还带有非易失性RAM，可用事业存放需长期保存但有时也需变更的数据。由于功能完善，精度高，软件程序设计相对简单，且计时不占用CPU时间，因此，在工业实时测控系统中多采用这一类专用芯片来实现实时时钟功能。但是实时时钟芯片对硬件要求较高，成本相对而言比较高，所以不采用该方案。[5]
方案二：软件控制
利用P89V51RB2FN内部的T0定时/计数器进行中断定时，配合软件延时实现时、分、秒的计时，还有烹饪预约时间和烹饪时间的设置。该方案不但节省硬件成本，且能够加深我们对定时/计数器的使用、中断及程序设计方面的理解与提高，简化硬件设计，使整个设计整体小巧玲珑易携带。软件设计较适合现阶段我们的学习和锻炼，因此本系统将采用软件方法实现计时和定时。[6]
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3.6掉电存储模块的选择
为了在断电的情况下能保存好已经设置好的时间和菜单等数据，为此系统采用24C01 E2PROM。24C01是一个4Kb的支持I2C 总线数据传送协议的串行CMOS E2PROM 可用电擦除，可编程自定时写周期（包括自动擦除时间不超过10ms 典型时间为5ms）的串行E2PROM。
当系统在工作过程中，遇到突然断电的情况下，系统会把断电前的状态和数据自动存进24C01 E2PROM中，在系统重新开始工作时自动从24C01 E2PROM中读取数据，以继续完成没有完成的工作，实现了系统的掉电存储功能。
U224C011234GNDA0A1A2GNDVCCWPSCLSDA8765VCCSCLSDA掉电存储模块
图3.5 掉电存储模块
3.7火力输出电路
微波炉的心脏是磁控管。这个叫磁控管的电子管是个微波发生器，它能产生每秒钟振动频率为24.5亿赫的微波。这种肉眼看不见的微波，能穿透食物达5cm深，并使食物中的水分子也随之运动，剧烈的运动产生了大量的热能，于是食物煮熟了。这就是微波炉加热的原理。
磁控管工作原理大意是把家用220V电转换20000伏高压，经过磁控管转化成2450MHZ的电磁波。磁控管阳极高压3000V-7000V，工作频率2450MHz，阳极电流为300mA-1200Ma[21]，微波炉功率调整的原理就是通过高速控制磁控管的开停时间来调整功率，磁控管的功率是不可变的，因此直接控制磁控管的开关状态以实现对微波炉的火力设置是不可取的，现有两种方案选择。
方案一：开关电源
使用开关电源方式可以达到更高频率的开停速度，而且这个开关频率是可变的，这就实现的微波功率的精度控制，开关电源的使用以电子元件代替了高成本的高压变压器[18]，大大节省了制造成本，但是相比较方案二，开关电源还是不合适。
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微波炉控制器的设计
方案二：PWM使能脉宽调节模式[19]
P89V51RB2FN单片机内部的可编程计数器阵列（PCA ）功能模块含有一个特殊的16 位定时器，有5 个16 位的捕获/比较模块与之相连。每个模块可编程工作在4种模式下：上升/下降沿捕获、软件定时器、高速输出或脉宽调节器。每个模块都与P1 口向连。模块0 连接到P1.3 （CEX0 ），模块1 连接到P1.4 （CEX1 ），依此类推。寄存器CH 和CL 的内容是正在自由递增计数的16 位PCA 定时器的当前值。PCA 定时器是5 个模块的公共时间基准，可通过编程工作在：1/6 振荡频率、1/2 振荡频率、定时器0 溢出或ECI 脚的输入（P1.2 ）。定时器的计数源由CMOD SFR 的CPS1 和CPS0 位来确定。所有PCA 模块都可用作PWM 输出（如图3.6）。输出频率取决于PCA 定时器的时钟源。由于所有模块共用仅有的PCA 定时器，所有它们的输出频率相同。各个模块的输出占空比是独立变化的，与使用的捕获寄存器CCAPnL 有关。当PCA CL SFR 的值小于CCAPnL SFR 时，输出为低，当PCA CLSFR 的值等于或大于CCAPnL 时，输出为高。当CL 的值由FF 变为00 溢出时，CCAPnH 的内容装载到CCAPnL 中。这样就可实现无干扰地更新PWM 。要使能PWM 模式，模块CCAPMn 寄存器的PWM 和ECOM位必须置位，如图3.7所示。
本系统采用了PCA的模块0（P1.3）的使能脉宽调节模式（PWM）来控制单片机输出脉冲的占空比，通过改变输出占空比控制变压器初级绕组的通断电状态，即对其阳极电压的变压器初级绕组通断电的控制来实现对磁控管的开关控制。以此控制变压器的初级绕组微波炉磁控管的停和转，以实现对烹调功率的控制。
PCA方框图和PCA模块的PWM模式的方框图分别如图3.6和图3.7所示，表3.1就是输出的火力档位对应的电压。
表3.1 火力档位设置表
档 位(档) 输出电额(V)
0 0.2
1 0.7
2 1.35
3 1.95
4 2.55
5 3.15
6 3.75
7 4.35
8 4.95
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图3.6 可编程计数器阵列方框图
图3.7 使能脉宽调节模式
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