摘要：常见的电饭锅分为保温白动式、定时保温式以及新型的微电脑控制式三类。现在已经成为日常家用电器，电饭煲的发明缩减了很多家庭花费在煮饭上的时间。因此，本文分析了家用电饭煲结构设计。
关键词：家电；电饭煲；结构设计
引言：电饭煲，又称作电锅、电饭锅。是利用电能转变为内能的炊具，使用方便，清洁卫生，还具有对食品进行蒸、煮、炖、煨等多种操作功能。
1、家用电饭煲的工作原理
当饭煮好的时候，电饭煲内的水便会蒸发，由液态转为气态。物体由液态转为气态时，要吸收-一定的能量，叫做“潜热”。这时候，温度会一直停留在沸点。直至水分蒸发后，饭煲里的温度便会再次上升。电饭煲里面有温度计和电子零件，当它发现温度再次上升的话，便会自动停止煮饭。
图1家用电饭煲的工作原理
2、家用电饭煲的结构
普通电饭煲主要由发热盘、限温器、保温开关、杠杆开关、限流电阻、指示灯、插座等组成。
图2家用电饭煲的结构
热盘的中央装有一个永久磁环和一个弹簀，煮饭时，按下煮饭开关，靠磁钢的吸力带动杠杆开关使电源触点保持接通，当煮米饭时，锅底的温度不断升高，永久磁环的吸力随温度的升高而减弱，当内锅里的水被蒸发掉，锅底的温度达到103士2C时，磁环的吸力小于其上的弹簧的弹力，限温器被弹簧顶下，带动杠杆开关，切断电源。
3、家用电饭煲结构设计
3.1时钟电路设计
计算机工作时，是在统一的时钟脉神控制下一拍一拍地进行的。这个脉沖是由单片机控制器中的时序电路发出的。单片机的时序就是CPU在执行指令时所需控制信号的时间顺序，为了保证各部件间的同步工作，单片机内部电路应在唯一的时钟信号下严格地控时序进行工作，所以时钟电路对于单片机必不可少。
3.2复位电路设计
复位是单片机的初始化操作。单片机启运运行时，都需要先复位，其作用是使CPU和系统中其他部件处于一个确定的初始状态，并从这个状态开始工作。因而，复位是一个很重要的操作方式。但单片机本身是不能自动进行复位的，必须配合相应的外部电路才能实现。系统要能长时间可靠工作就离不开复位电路。
3.3显示电路设计
在智能电饭煲中，显示装置是一个重要组成部分，主要用来显示煮饭过程的状况与运行情况，以便于使用者方便的操作，是人机信息交换的主要窗口。常用的显示器件有发光二极管显示器LED、液晶显示器LCD等其他显示设备。
显示电路为液晶与单片机连接电路，其中F1为8*10k欧姆的排阻作为PO口的上拉电阻，液晶的4、5、6脚与单片机相连作为控制信号，7-14脚与单片机PO口相连作为数据信号传送。前三个弓|脚分别为电源地、电源正极和液晶显示偏压。RS和R/W为数据/命令选择和读/写选择，引脚15和16分别是背光源正、负极。单片机P0口用于对LCD的数据传输，P2.5~P2.7都是作为控制端对LCD输入读/写数据信号，选择数据寄存器或指令寄存器，以及是否进行显示。单片机采集温度信息，显示在1602液晶上，同时现在的时间也显示在液晶上。单片机通过控制液晶的相应接口，对液晶实现操作，从而实现显示电路的设计。
3.4键盘接口电路设计
在智能电饭煲系统中，除了液晶显示进行信息传递的输出设备以外，还要有与操作人员进行信息交换的常规输入设备。键盘是一种最常用的输入设备，它是一组按键的集合，从功能上可分为数字键和功能键两种，作用是输入数据与命令，查询和控制系统的工作状态，实现简单的人机对话。
按键采用独立式按键接口，分为5个按键，分别对应快煮、慢煮、预约定时、时间加、时间诚的功能。独立式键盘是直接用I0口构成的单个按键电路，如图2-9所示，每根I0口线上按键的工作状态小会影响其他I0口的工作状态，该电路属于查询方式电路，当按键没有按下时，单片机I0口默认输出其为高电平；当某按键按下后，对应IO口变低电平，IO输出灌电流在5mA左右
3.5温度采集电路设计
美国Dallas半导体公司的数字化温度传感器DS18B20是世界上第一片支持单总线“接口的温度传感器。全部传感元件及转换电路集成在形如一只三极管的集成电路内。一线总线独特而且经济的特点，使用户可轻松地组建传感器网络，为测量系统的构建引入全新概念。现在，新一代的DS18B20体积更小、更经济、更灵活。本课题利用温度传感器DS18B20来检测温度的变化从而使单片机进行控制，实现多种功能。
3.6预约定时电路设计
智能电饭煲实现预约定时的功能，定时的功能实现方法有很多种，本文采用DS1302实现预约定时的功能.DS1302是美国DALLAS公司推出的一种高性能、低功耗、带RAM的实时时钟电路，它可以对年、月、日、周、时、分、秒进行计时，具有闰年补偿功能，工作电压为2.5V~5.5V。采用三线接口与CPU进行同步通信，并可采用突发方式一次传送多个字节的时钟信号或RAM数据。DS1302内部有一个31X8的用于临时性存放数据的RAM寄存器。并且具有具有涓细电流充电能力的低功耗实时时钟芯片。
3.7电源电路设计
电源分匀为加热盘模块提供电的220V电源，和为温度传感器模块、按键模块、显示模块，功能显示模块等提供电的5V电源该单元为本系统的其他电路提供工作所需要的电源。如图所示，它由变压器降压后得到20V的交流电压经过全波整流电路和滤波电路变成15v左右的直流电压，再经过二固定输出电压的集成稳压芯片LM7805，最终输出5V的稳恒直流电源，为单片机及其周围电路提供工作需要的电源。
3.8继电器电路设计
单片机初始化后的P2.0为高电平，+5V电源通过电阻使三极管导通，所以开机后继电器始终处于吸合状态。当单片机输出为低电平时候，三极管处于截至状态，三极管集电极没有电流或者微弱电流通过，继电器断开。二极管D4在电路中反向并联在继电器或电感线圈的两端，当电感线圈断电时其两端的电动势并不立即消失，此时残余电动势通过一个二极管释放，起这种作用的二极管叫续流=极管。继电器的线圈是一个很大的电感，它能以磁场的形式储存电能，所以当他吸合的时候存储大量的磁场。当控制继电器的三极管由导通变为截断时，线圈断电，但是线圈里有磁场。这时将产生反向电动势，很容易击穿三极管或其他电路元件。这是由于二极管的接入正好和反向电动势方向一致，把反向电势通过续流二极管以电流的形式中和掉，从而保护^了其他电路元器件。
结束语
综上所述，作为比较成熟的小家电产品，电饭煲不仅是城镇家庭厨房的必备电器，而且农村家庭的使用率也很高，但农村市场向来只注重价格的特点，给了一些低端品牌很大的生存空间，与前几年区别不大，但从目前情况来看，无论是城市还是农村，其市场更换量和购买量都还处于增长期，因此市场前景仍十分可观，但是电饭煲市场的发展，只是很注重增加电饭煲的科技含量，一些中低端的产品还存在一些不足，还有很大的发展空间，而且高端电饭煲的功能对于很多消费者来说是闲置的。因此选择电饭煲作为研究对象具有重要的意义。
参考文献：
[1]王志明.电饭煲外壳成形模设计[J].模具工业，2017.
[2]黄建枝.浅析电饭煲的电子线路设计[J].电子测试，2017.
[3]李传海.余昌雄.王李等.自动淘米式电饭煲设计与研究[J].电子测试，2013.
论文作者:胡俊
论文发表刊物:《基层建设》2018年第20期
论文发表时间:2018/9/10
标签：电饭煲论文; 单片机论文; 电路论文; 电源论文; 按键论文; 功能论文; 工作论文; 《基层建设》2018年第20期论文;