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摘要：本文将研究了如何利用单片机做开发出具有语音功能的电饭煲控制器的核心。根据煮饭专家加热曲线，使语音电饭煲控制器控制煮饭的过程，同时实现了显示温度和语音提示的功能。
关键词：智能电饭煲；电子语音；应用；设计
引言
人们在日常生活中对各类家用电器也提出了越来越多的要求，电饭煲也不例外。它经历了从简单到复杂，从纯手动到半自动化、全自动化和智能化产品升级的过程。然而，由于智能化电饭煲价格居高不下，不能被大众家庭接受。一种领先于老式电饭煲，且价格低廉、具有语音功能的人性化的电饭煲的设计是有相当大的市场竞争力的。
1、智能电饭煲控制应用
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7001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。
1.1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60C，米中含有的淀粉将开始转化为a淀粉，变成糊状，因此必须控制水温在60C以下。通常可使水温在35C左右保持适当的吸水时间来完成理想的吸水过程。
1.2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a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。
1.3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，促使米粒中的淀粉变为a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，
呆沸时间在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。
1.4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。
1.5保温阶段（t4以后）
小火焖饭状态过后，电饭锅就会进入保温的状态，此时电饭锅内的温度要保持在70C左右，等待使用者食用。
2.智能电饭煲语音设计方案介绍
图1
利用STC12C5A60S2单片机开发带语音的智能电饭煲的控制器，控制系统原理框图如图1所示。按键来开始煮饭过程，显示电路将通过温度传感器实时显示温度和状态。根据程序的设定，通过单片机控制最终完成对继电器状态的控制，判断加热系统是否需要加热，电源部分分别供给单片机系统和外围电路5V的电压，并且对加热盘（使用水泥电阻模拟加热盘的工作原理）进行加热。
2.1系统硬件设计
由单片机STC12C5A60S2控制的电饭煲控制器的硬件原理图如图2所示，它包括电源滤波电路，复位电路以及一个USB接口电路。STC12C5A60S2是系统的核心部分。
图2
单片机STC12C5A60S2，因采用的是1T增强型的CPU，所以更具有竞争力。和旧版相比，它青出于蓝而胜于蓝。兼容了旧版的指令代码，速度较之快了8~12倍。与此同时，该款单片机对开发设备的要求也大大的降低了，缩短了开发时间。另一方面，由于它的应用广泛，生产供应多，且价格低廉，所以性价比也高。
2.2系统软件设计
为了维护和调试的方便，整个系统的软件用模块化结构的设计思想。它主要由主程序和若干功能子程序及内部中断处理程序构成，结构简单、实用性强。软件结构如图3所示。
图3
主程序主要完成系统初始化、键盘扫描、读键值、键处理和各个菜单功能的控制处理；定时中断有2个：一个为256Hz的定时中断，用于进行动态扫描显示、开始/返回键的扫描等实时监测和响应；另一个为2Hz的定时中断，每隔0.5s中断一次进行时间计时、秒点闪烁、功能指示灯闪烁、过温保护、温度采集、请看门狗等处理；子程序包括精煮子程序、快煮子程序、煲粥子程序、炖汤子程序、保温子程序5个功能模块；还有一些其他的子程序模块，比如A/D转换子程序、计时子程序、预置加子程序、预置减子程序、语音播放子程序等。
结束语
综上所述，现通过增加语音芯片控制后，电饭煲增添了许多人机交流效果，煮饭过程轻松提示烹饪过程，令煮饭过程更加的智能与时尚。
参考文献
[1]徐彬凯.基于单片机的智能电饭煲的设计[J].数码世界，2016.
[2]区校英.电子语音在智能电饭煲中的应用及设计[J].中国科技财富，2011.
[3]唐慧彬.智能电饭煲[J].数学小灵通，2014.
论文作者:刘广森
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第13期
论文发表时间:2018/9/30
标签：电饭煲论文; 子程序论文; 语音论文; 过程论文; 米粒论文; 单片机论文; 智能论文; 《建筑学研究前沿》2018年第13期论文;