图3-1 电饭煲的电路原理图
芯片特性简介
SPMC65P2404A是凌阳公司的8位元单片机，最高工作频率为8MHz，工作电压2.5V~5V，有192字节的RAM和4K字节的OTP ROM，有23个可编程IO口，8通道10位A/D转换器，2通道8位定时/计数器，2通道16位定时/计数器，1个12位PWM输出口，有低电压、上电、看门狗、外部信号、错误地址复位，并且有一个蜂鸣器输出口……。利用这些资源，能够实现电饭煲的功能。
2、显示电路：
显示电路由共阳极数码管和10个LED组成，通过单片机位选和所送的数据来点亮相应的LED和数码管的显示状态。其电路原理图如图3-2所示：
图3-2 显示电路
3、电源电路：
电源部分为单片机提供+5V的直流稳压源，并且通过降压、整流、滤波之后的+14V电压对继电器进行供电，通过控制三极管射极的导通与否来控制继电器的工作状态。电源电路原理图如图3-3所示
图3-3 电源电路
4、温度采集部分电路图：
J2和J3是温度传感器的两个接口，其中J2和J3分别是顶盖和底盘温度传感器的接口，单片机检测的信号实际上是与温度传感器分压的电阻的电压值，因为温度传感器的电阻值会随温度的上升而减小，所以分压电阻的电压值间接反映了某一时刻的温度，电路原理图如图3-4所示：
图3-4 温度传感器电路
4 系统软件设计
4.1 主程序流程
从样机分析中大致设计整个系统，整个系统输入包括2个温度传感器，5个按键;输出包括2位七段数码管、10个发光二极管、继电器控制信号等。根据控制功能，将程序设计为几个主要的模块，程序主流程见图4-1所示：
程序主流程图
4.2 子程序介绍
1、 诊断子程序
诊断程序主要进行温度采集并判断传感器是否良好，主要对2个温度传感器连续检测20次，若测到的数据不在范围内（温度范围：-10℃~160℃），则表明传感器短路或断路错误，数码显示“E”，并禁止按键操作。
2、 键盘扫描子程序
程序每循环一次扫描一次键盘，如果扫描到有键按下，则暂存键值，如果连续5次扫描到的键值都一样，则认为是稳定的键值。
3、 系统共有5个按键，在不同的状态下，每个键只要轻按一次就有效。系统的五个键接于PA1 、PA3、PA2 、PA0、PA4，如果按键值有效则返回值的相应位为0，否则相应位为1。
4、 温度采集子程序
热敏电阻灵敏度高，为了防止干扰及其它原因导致测出的温度值变化太快，引起控制部件频繁动作，温度采集采用滑动平均值滤波方法。即在同一个通道上连续采集三个数据，取其中的中间值。
5、 显示子程序
系统共有2位七段数码管显示及10个发光二极管显示。数码管主要有6种状态需要显示：待机状态、出错显示、焖饭、保温、煮饭中及定时时间显示。发光二极管显示所选择的功能、开始及保温状态。功能显示需采用轮循方式，在按下开始键之前，开始灯闪烁。进入保温状态后，保温指示灯亮。LED显示程序由位码扫描子程序及数码显示状态选定子程序组成。
三、STC单片机自动下载系统设计
引言
STC单片机下载程序不需要编程器烧写，可以通过串口下载。美中不足的是，STC单片机下载时必须进行冷启动，即下载信号加到单片机串口以后必须对单片机断电再上电，这给用户带来了一些不便。尤其是反复调试程序需要多次下载时，显得更加繁琐。
为了解决这一问题，有必要研制一种STC单片机专用的自动下载系统，使系统接收到上位机发往单片机的下载信号后，自动冷启动STC单片机，完成下载任务。
1 原理分析
STC单片机下载时，需要使用宏晶公司提供的STCISP软件。下载开始时，上位机软件首先向单片机发出下载命令。自动下载系统收到上位机对单片机发出的下载命令后，实现对单片机的断电、上电冷启动操作。单片机经冷启动后，收到命令数据流后作出回应，开始下载程序。需要注意的是，单片机在正常工作中，串口有可能接收数据，由于自动下载系统与单片机串口连接，因而系统必须具有自动判断接收的数据流是否为下载命令的能力，保证及时冷启动目标单片机。
为了检测下载程序的命令数据流，可以采用如下方法：从PC的串口引出连接线，接至PC的另一个串口，用串口调试助手打开;用STC-ISP软件发送下载命令，可以检测到在波特率为9 600 bps的情况下，该软件持续向单片机发送十六进制的0x80;当自动下载系统连续接收到足够数量的0x80时，即可判定接收到了下载命令数据流，从而进入冷启动程序。
2 系统硬件设计
2.1 主控芯片STC15F104E简介
自动下载系统需要接收上位机发往目标单片机的下载命令程序流，并对目标单片机进行冷启动。STC15F104E是宏晶公司研发的一款单片机，具有省去一些外部电路而功能较全面的优点。
该单片机的特点有：
◆内部集成了可靠复位，省去了外部复位电路。
◆内部集成了R/C时钟（在常温下仅有5‰温漂），省去了外部晶振。
◆内部集成了2个16位可重装载定时器，与普通8051单片机兼容。
◆为DIP8/SOP8封装，体积较小，功耗较低。
◆增强型8051内核，单时钟周期，信号处理速度快，实时性较好。
由于STC15F104E可以省去传统单片机的复位电路、外部晶振电路，且采用贴片封装，因此占用电路板面积非常小，适合集成在电路板上，因而作为本系统的主控芯片。
2.2 主控电路
如图1所示，整个系统以STC15F104E为核心进行设计。STC15F104E的P3.0脚与目标单片机STC89C52RC的串口接收端相连，即将发往目标单片机的信号连接到自动下载系统，实现信号的获取和处理。由丁自动下载系统不需要发出任何信息，STC15F104E的P3.1引脚悬空，不与目标单片机相连。
对目标单片机进行冷启动，实现断电、再上电，可以用三极管作为电子开关实现。必须注意到的是，三极管的最大可通过电流不要小于单片机电路的所需电流。如果三极管仅作为单片机供电的开关，由于STC89系列单片机的正常丁作模式功耗为2～7 mA，90系列三极管通常情况下可以满足需求。但在某些情况下，单片机的串口上电后会给单片机供电，使单片机各引脚电平处于不确定的状态，因而必须对目标电路板整体进行冷启动，三极管必须满足目标电路板的总电流需求。由于三极管8550的最大可通过电流为1.5 A，可以满足绝大多数电路的供电需求。所以选择三极管8550连接到目标单片机STC89C52RC的VCC脚，作为对其冷启动的开关。
如图1所示，D1为指示灯，其亮灭可以通过STC15F104E的P3.3脚控制。在程序中加入相应的语句即可实现灯的亮灭与闪烁，以显示系统的状态。
3 系统软件设计
STC单片机自动下载系统软件流程如图2所示。在初始化后，系统循环检测是否接收到下载信号;经过判断证实接收到下载信号后，就切断目标单片机电源;等待适当的时间后，再给目标单片机上电。单片机正常工作期间，系统接收到发往目标单片机串口的非下载命令程序，经自动判断后不作任何动作。
本文关键字：单片机 综合-其它，单片机-工控设备 - 综合-其它
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