炒菜机自动控制系统设计开题报告

1. 研究目的与意义

随着时代的发展，人们的生活越加忙碌，传统中餐由于其制作速度慢，上手难度高，及需要炒菜者长时间集中注意力于炒菜过程等缺点，已逐渐无法满足人们的日常生活所需。由于诸多原因，人们迫切需要一种快速、操作简单、安全的智能炒菜机。

如今，市面上充斥着大大小小多种不同的炒菜机，它们各有其优缺点。

其中，最简单的仅有自动翻炒功能，即只有一个电动机带动铁锅或机械爪转动，而这一类炒菜机也是数量种类最多、价格最便宜的。这类炒菜机以九阳、方太为代表，其优点是价格便宜体积小，使用电能为能源，多用于家用。缺点则是功能单一，无法存储菜谱，仅有自动炒菜功能，也无报警系统。

2. 研究内容和预期目标

本课题为基于单片机的智能炒菜机系统设计，其主要研究内容如下：

1. 建立单片机板子与电机、加热模块、测温模块、显示模块、蜂鸣器间的通讯，完成硬件平台设计与搭建。

2. 步进电机控制系统设计，使用42bygh34步进电机，由于控制器的输出电流很弱小，需要一个中间桥梁去连接电机和单片机，并同时为电机提供足够的电源，故此采用tb6600驱动器作为桥梁来连接控制器。

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   3. 研究的方法与步骤

   研究方法和步骤：

   认真研究任务书上的相关要求，调研和收集设计过程中可能用到的资料。在进行理论的搜集与分析之后，根据现有的研究项目整体系统进行分析与设计，实现理论与实践的相结合，使理论有理有据，设计更合理。虚心向老师同学请教，接受他们的指点与帮助。

   系统总体设计：

   本系统选用STC89C52RC单片机为控制核心单元，主要由电源、控制模块、驱动模块、加热模块、蜂鸣器、测温模块和显示模块组成。如图1所示。

   图1 控制系统结构图

   （1）电源模块：给控制器与电机驱动器供电。

   （2）控制模块：使用STC89C52RC单片机控制整个炒菜流程 。

   （3）驱动模块：驱动模块选用步进电机，电机型号42BYGH34，驱动器型号为TB6600；由于控制模块的输出电流很弱小，它需要一个中间桥梁去连接电机和单片机，并同时为电机提供足够的电源。

   （4）加热功能：采用LED表示加热功能以确保安全。亮度表示火力，电流越大，亮度越高，表明火力越大。

   （5）测温功能：测温模块使用温度传感器DS18B20，其被测温度直接以单总线协议的数字方式传输。温度测量范围为-55°C—— 125°C， 增量为0.625°C。

   （6）显示功能：显示功能使用LCD1602液晶显示屏，有2行内容，每行有16个字符。屏幕显示当前炒菜机温度、所选菜品、温度阈值、电机转速与烹饪状态。

   （7）报警功能：报警功能由蜂鸣器完成，当温度过高或炒菜完成时启动蜂鸣器，并停止系统。

   （8）加调料功能：使用继电器控制加调料环节，继电器开启，停止电机，加调味料。继电器以一个直流电压驱动。

   （9）菜品选择功能：不同按键选择不同菜品，不同菜品翻炒速度（电机速度）、加热温度（LED的亮度）与加调料时间（继电器启动时间）不同。

   4. 参考文献

   1.杨路明.c语言程序设计教程[m].北京邮电大学出版社，2005.

   2.刘宝延，程树康.步进电动机及其驱动控制系统[m].第一版.1997：134-167.

   3.廖义德，祝俊，邹军军，等.智能炒菜机颠锅机构研究[n].常熟理工学院学报，2014.

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   5. 计划与进度安排

   2022年1月7日-2022年2月28日，有针对性的学习课题相关资料，学习相关学科的基础知识，熟悉单片机的使用，相关传感器的使用。

   2022年3月1日-2022年3月15日，系统硬件设计与制作。

   2022年3月16日-2022年3月31日，单片机核心控制程序设计与调试。

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