关于智能电饭煲的毕业设计论文-USB迷|专注于互联网分享

2024年5月6日发(作者：狂光济)

摘要

本文主要介绍单片机在智能电饭煲中的应用的实现。电饭煲是一种把电能转化成热

能的新型多功能烹饪器具。在科技发展日新月异的今天,电饭煲也同其它家用电器一样经

历了从简单到复杂,从手动到半自动、全自动以及到现在的智能化产品的过程。但因为价

格较高,所以它不能为普通家庭所接受。微电脑或电脑控制的智能电饭煲符合现代人的要

求，人性化的界面设计，使得人们一眼看出当前工作状态，让您更安心，各种烹调过程

全部由电脑自动控制，并且大多的智能电饭煲采用太空“黑晶”内胆，超硬耐磨，恒久美

观，所有的这些特点符合现代人的省时、省力、耐用的观念做出一种价格低廉、体积又

小的人性化的电饭煲是市场所需求的。本设计以凌阳科技公司的8位单片机

SPMC65P2404A为核心。该电饭煲控制器模拟煮饭专家加热曲线对煮饭过程进行控制,

具有多种煮饭模式,并实现了智能控制功能。该设计的电路结构简单,所用器件较少,达到

了减小体积,节约成本的目的，实现了电饭煲的低成本、高性能。SPMC65P2404A良好

的性能和合理的资源非常适合于智能电饭煲。

关键词：智能电饭煲凌阳单片机 SPMC65P2404A

ABSTRACT

This paper mainly introduces the application of microcomputer in the realization of

intelligent electric cooker. electric cooker is a kind of energy into heat of new-type

multi-functional cooking utensils. In technology development fast-changing today, electric

cooker are with other household electrical appliances as experienced from simple to complex,

from manual to automatic and semi-automatic, until now the process of the intelligent product.

But because the price is higher, so it cannot be accepted for ordinary families. Microcomputer

or computer control conforms to modern people's requirement of intelligent electric cooker,

human interface design, make people see the current work of the state, make you more secure,

various cooking process by all the computer automatic control, and most intelligent electric

cooker using space "black crystal" bladder, superhard wear-resisting, enduring beautiful, all

of these features conforms to modern people's save time, energy, and durable idea made a low

price, volume and small humanized electric cooker is market demand. The design of sunplus

technology company in the 8-bit microcontroller SPMC65P2404A as the core. The electric

cooker controller simulation curve of cook cooks experts heating process control, has a

variety of cooking mode, and realized the intelligent control function. The design of the

circuit structure is simple, USES the device less, reached &reduce volume and cost objective,

realized the low-cost, high-performance electric. SPMC65P2404A good performance and

reasonable resources is very suitable for intelligent electric cooker.

Key words: Intelligent electric cooker Sunplus microcontroller SPMC65P2404A

1 绪论 ..................................................... 1

2 智能电饭煲可实现的功能 ..................................... 3

2．1 电饭煲煮饭过程介绍 ............................................... 3

2．2 功能介绍 ......................................................... 3

2．3 总体方案介绍 ....................................................... 4

3 凌阳单片机的硬件及软件编程环境 ............................. 6

3.1

凌阳SPMC65系列单片机简介 ····················· 6

3.2

凌阳单片机的硬件 ·························

3.3

软件编程环境 ··························· 10

4 系统硬件设计 .............................................. 21

4.1

系统硬件设计 ··························· 21

5 系统软件设计 .............................................. 25

5.1

主程序流程 ···························· 25

5.2

子程序介绍 ···························· 25

6 结论 .................................................... 27

谢辞 .................................................... 29

参考文献 .................................................... 30

大连交通大学信息工程学院2011届本科生毕业设计（论文）

1 绪论

自从 1955 年东芝开发出世界上第一台电饭煲，电饭煲的发展已经过了 50 年，到

现在，电饭煲已经成为了现代家庭必备的生活电器之一。随着电饭煲技术的发展，电饭

煲的控制技术也经历了几个重要的阶段，首先是机械式控制，然后是电子式控制，再是

微电脑控制，再是目前将要成为主流的电磁电饭煲和微压力电饭煲。今天，我们正经历

着一个电脑技术迅速发展的时代，电脑芯片、网络和 3C 技术已经开始成熟和普及，成

本大幅的下降，这就为我们提供了一个绝好的平台和环境，我们应该有理由也有信心将

包括电饭煲在内的所有智能家电控制技术作一次大的提升。因为随着人们生活水平的提

高，对电饭煲的要求也越来越高。日后，煮出来的米饭的可口程度、营养以及是否多功

能、是否节能这些因素将成为判断一个电饭煲好坏的标准。

目前，市场上的大部分采用机械式或者是采用固定功率的方式加热，能源利用率低，

功能单一，难以满足人们日益增长的生活需求。电饭煲从机械式原理到现在的智能电饭

煲，期间经历了许多的阶段。电饭煲发挥高新技术优势，以美味炊煮为主导，使产品更

加丰富与时尚化，现已形成微电脑、电脑与机械三大类型、十大不同款式。机械电饭煲

虽然价格方面体现它的优势之外，其他方面就很难满足人们对现代生活高品质的需求。

微电脑或电脑控制的智能电饭煲符合现代人的要求，人性化的界面设计，使得人们一眼

看出当前工作状态，让您更安心，各种烹调过程全部由电脑自动控制，并且大多的智能

电饭煲采用太空“黑晶”内胆，超硬耐磨，恒久美观，所有的这些特点符合现代人的省时、

省力、耐用的观念。

中国农业部农产品质量监督检测测试中心实验报告表明：使用智能电饭煲蒸煮米

饭，可以将米饭中维生素E的含量提高55.62%，赖氨酸的含量提高10.92%，而天冬氨

酸、谷氨酸、丝氨酸、酪氨酸等游离氨基酸更是首次现身米饭当中，从而大大提升了米

饭的营养和口感。

电饭煲是一种把电能转化成热能的新型多功能烹饪器具。在科技发展日新月异的今

天,电饭煲也同其它家用电器一样经历了从简单到复杂,从手动到半自动、全自动以及到

现在的智能化产品的过程。但因为价格较高,所以它不能为普通家庭所接受。做出一种价

格低廉、体积又小、带语音功能的人性化的电饭煲是市场所需求。因此，开发功能齐全，

安全可靠的微电脑智能电饭煲是非常用必要的。

本文主要介绍利用SPMC65P2404A芯片来对电饭煲的过程进行控制，

SPMC65P2404A是凌阳公司的8位工业级通用单片机，最高工作频率为8MHz，工作电

压3V~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

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口。

利用这些资源完成的电饭煲具有以下功能：精煮、超快煮、冷饭加热、小米量、45

分稀饭、2小时粥、1小时汤、2小时汤，并且具有人性化的操作界面，使用者很容易掌

握。电饭煲的功能不再只是简简单单的煮饭了，它可以完成许许多多的功能，它是人们

日常生活中不可缺少的家庭好帮手，正是由于智能控制的问世，人们的生活才变得越来

越简单。

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2 智能电饭煲可实现的功能

2．1 电饭煲煮饭过程介绍

要想煮出高质量的米饭，就要掌握各种大米的吸水量，加温时间，控温过程，维持

沸腾时间，停止升温过程，焖饭过程等规律。煮饭的过程实质上就是使大米由难以为人

体所消化吸收的β淀粉转化成为人体较易吸收的α淀粉的过程，经过大量的实践和探索，

一次理想的煮饭过程可以抽象成以下几个过程：

▲ 吸水过程

在适合的温度下，让大米尽可能的吸收水分，这样煮出来的米饭的更加的饱满，口

感更好。让大米的含水量达到25%左右，温度越高，吸水越快。但是温度一旦超过60

度，大米中含有的β淀粉就会转化成α淀粉，会变成糊状，所以控制温度在60度以下

是非常有必要的，一般控制在35度左右为最佳温度。

▲ 升温过程

这一个过程必须使锅内的热量充分对流，以至于不会造成夹生饭。一般说来，加热

值沸腾的时间最佳是10分钟。

▲ 维持沸腾

为了使β淀粉充分转化成为α淀粉，需要在沸腾的状态下，温度大约控制在98度

左右，维持20分钟左右，可以通过控制继电器的开与闭来实现温度的控制。

▲ 补炊过程

断电之后，温度会慢慢下降，当温度降到100度左右的时候，在通电一段时间，将

锅内的多余的水分蒸发掉，补炊的时间根据个人而定。

▲ 焖饭过程

在补炊过程结束后，锅内基本上没有太多的水分，应停止加热，利用余热来进行焖

饭，促进大米α淀粉的生成。一般的焖饭时间大约控制在12分钟左右。

▲ 保温过程

整个煮饭过程结束后，自动进入保温模式，温度低于65度左右，加热盘就会对锅

体进行加热。使用者在此种状态下就可以享用美食了。

2．2 功能介绍

利用凌阳8位单片机SPMC65P2404A开发的智能电饭煲具有以下的两大功能：

2.2.1 煲煮功能

1）精煮

选择精煮功能，按下开始键，电饭煲开始加热，大约45分钟后电饭煲进入焖饭状

态，此时数码显示“n”，10分钟后，电饭煲进入保温状态，数码显示“b” ，这表明饭已

经煮好。

2）超快煮

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选择超快煮功能，按下开始键，电饭煲开始加热，大约30分钟后电饭煲进入焖饭

状态，此时数码显示“n”，8分钟后饭煮好，电饭煲进入保温状态，数码显示“b”，这表

明饭已经煮好。

3）冷饭加热

选择冷饭加热功能，按下开始键，电饭煲开始加热，大约15分钟后电饭煲进入保

温状态，数码显示“b” ，这表示冷饭加热完成。

4）小米量煮

选择小米量煮功能，按下开始键，电饭煲开始加热，大约40分钟后电饭煲进入焖

饭状态，此时数码显示“n”，10分钟后饭煮好，电饭煲进入保温状态，这表明小米量的

饭已经煮好。

5） 45分钟稀饭

选择45分钟稀饭功能，按下开始键，电饭煲开始加热，此时数码显示“-”，45分钟

后粥将煮好。

6） 2小时粥

选择2小时粥功能，按下开始键，电饭煲开始加热，此时数码显示“2”，2小时后粥

将煮好。

7） 1小时汤

选择1小时汤功能，按下开始键，电饭煲开始加热，此时数码显示“1”，1小时后汤

将熬好。

8） 2小时汤

选择2小时汤功能，按下开始键，电饭煲开始加热，此时数码显示“2”， 2小时后

汤将熬好。

注：以上8种功能模式中，每一种功能结束之后都自动进入保温模式，数码显示“b”。

2.2.2定时功能

选择相应功能后设置相应的定时时间，按下开始键，定时开始，每过1小时显示时

间数减1。在定时时间内，根据定时的时间和所需过程的时间差电饭锅就能自动启动，

自动加热，自动保温，完成选择的功能，例如果45分钟稀饭定时2小时的话，电饭煲

会在1小时15分钟的时候开时启动加热工作，并进入45分钟稀饭功能模式。

2．3 总体方案介绍

利用凌阳8位单片机SPMC65P2404A设计的智能电饭煲控制系统原理框图如图2-1

所示，通过按键来选择功能模式、显示电路完成显示当前状态和定时时间；通过温度传

感器来对温度进行采样；通过MCU的控制最终实现对继电器的控制，从而来控制对加

热盘的加热与否，电源部分完成对单片机系统和外围电路提供5V电源，并且对加热盘

进行加热。

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图2-1控制系统构成框图

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3 凌阳单片机的硬件及软件编程环境

3.1 凌阳SPMC65系列单片机简介

3.1.1 凌阳通用单片机简介

凌阳科技 (Sunplus Technology Co., Ltd.)是全球知名的芯片设计公司，致力于开发高

品质的集成电路芯片。凌阳科技的愿景是『科技落实生活』，以强大的IC设计与系统应

用能力为客户提供满意的产品与服务。凌阳科技运用多媒体影音、单片微处理器、数字

信号处理器(DSP)等核心技术，发展出多样化的产品线，包括液晶IC、微控器IC、多媒

体IC、语音、音乐IC及各式ASIC，并逐年扩增中。

凌阳科技在单片微处理器的核心技术上，发展了从 8位系列微控制器到 μ ' nSP 系

列 16 位微控制器、 32 位微控制器的核心技术；同时，形成完整的 IC 产品线，应用

在电子词典、计算机外围、智能家电控制器、数码相机、 VCD 、 DVD 播放器、来电

显示器等产品领域，在日常生活中无所不在。

凌阳科技的 16位单片机的CPU内核采用凌阳自主知识产权的μ'nSP

（Microcontroller and Signal Processor）16位微处理器（以下简称μ'nSP）。而围绕μ'nSP

所形成的16位μ'nSP系列单片机采用的是模块化集成结构，以μ'nSP内核为中心，集成

不同规模的ROM、RAM和功能丰富的各种外设接口部件，将单片机应用引领到SOC

（System on Chip）领域。

凌阳科技的 μ'nSP 系列 16 位单片机主要产品有：带语音功能的 SPCE 通用单片

机系列，工业控制级控制型的 SPMC 通用单片机系列，应用于视频游戏类产品的 SPG

系列单片机，带有 LCD 显示驱动的 SPL16 系列单片机、专用于通讯产品的 SPT 系

列单片机，应用于高档电子乐器、和弦发声的 SPF 系列单片机等等。凌阳科技新近又

推出了以 μ'nSP 为内核的 SPMC75F 系列单片机，用于变频马达驱动控制，广泛应用

于变频家电、工业变频器、工业控制等领域。

凌阳科技的 8 位系列单片机产品拥有完整的产品线，以其高性价比、全面的技术

支持服务、方便的工具支持为广大客户所接受，出货量排在全球半导体企业的前几位；

凌阳科技 8 位单片机产品主要的类别有：带 LCD 驱动的 SOC 芯片、多媒体应用芯

片、语音芯片、通用单片机等。

凌阳科技最新推出的 SPMC65 系列单片机属于 8 位的通用单片机系列，是针对家

电产品以及工业控制领域的高抗干扰性、高性价比的工业级芯片。 SPMC65 系列单片

机提供了从低档到高档一系列产品，以满足客户的不同需求，包括不带 ADC 的 I/O 控

制型单片机、带 ADC 的 I/O 控制型单片机等。

3.1.2 SPMC65系列单片机简介

SPMC65 系列单片机是由凌阳科技设计开发的 8 位通用单片机系列产品；该系列

单片机具有优越的抗干扰能力、丰富易用的资源以及优良的结构，是非常适合于家用电

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器、工业控制、仪器仪表等方面应用的工业级微控制器。

SPMC65 系列单片机采用 8 位的 SPMC65 CPU 内核，并围绕这个通用的 CPU

内核，集成了不同的片内资源形成了从低档到高档一系列产品。在系列芯片中相同的片

内硬件功能模块具有相同的资源特点；不同型号的芯片只是对片内资源进行删减。

3.1.3 SPMC65 系列单片机特点

SPMC65 系列单片机为针对家用电器、工业控制应用设计的工业级芯片；并为其应

用领域作了具有针对性的增强设计；如：加强 I/O 端口以提高 I/O 端口的驱动能力、

抗干扰能力；采用增强的复位系统，提高系统的可靠性；提供可靠而且完整 CCP 功能

的定时器 / 计数器等。

SPMC65 系列单片机目前提供最大 928 字节的 RAM 和 16K 字节的 ROM ；同

时还集成了一个时基、一个看门狗定时器、最多 6 个 16 位定时器 / 计数器、最多 9 个

通道的 ADC 等资源。下面介绍全部的 SPMC65 系列单片机资源特性：

▲ 存储空间

－最大16K字节的程序空间（ ROM ）

－最大928字节的数据空间（ RAM ）

▲ SPMC65CPU

－支持182条指令

－ CPU最高频率8MHz

－支持位操作指令

▲ I/O端口

－最多6组8位通用I/O端口

－可设置为上拉/下拉/悬浮输入口，或者输出口

－具有复用功能的双向I/O端口

▲ 中断

－最多6通道外部中断：NMI非屏蔽中断或IRQ可屏蔽中断

－内部中断

▲ 复位

－增强的复位系统

▲ 时钟管理( Clock)

－ 3 种时钟源： RC 振荡器、晶体和外部时钟输入。

－具备时钟频率输出能力

▲ 省电模式

－ 2 种省电模式： STOP 、 HALT

▲ 模拟外设

－ 9 通道带一个内部参考电压的 10 位的 ADC ，或 8 通道带内 / 外部参考电压

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的 10 位 ADC 。

－ 4.0V 或 2.5V 可选的低电压复位系统

－ 1 通道 10 位的 DAC ，最大输出电流为 3.3mA

－ 2 个模拟电压比较器

▲ 3 个 16 位定时 / 计数器 ( 类型 I ， Timer0 、 2 、 4)

－ 8 位 /16 位定时、计数功能

－捕获功能 ( 8 位脉宽 / 周期测量， 16 位脉宽测量 )

－ 8 位 /16 位比较输出

－ 8 位 PWM 输出

▲ 2 个 16 位定时 / 计数器 ( 类型 II ， Timer1 、 3)

－ 8 位 /16 位定时 / 计数器，事件计数模式

－捕获功能 ( 8 位脉宽 / 周期测量， 16 位脉宽测量 )

－ 8 位 /16 位比较输出

－ 12 位 PWM 输出

▲ 1 个 16 位定时 / 计数器 ( 类型 III ， Timer5)

－ 8 位 /16 位定时 / 计数器，事件计数模式

－捕获功能 ( 8 位脉宽 / 周期测量， 16 位脉宽 / 周期测量 )

－ 8 位 /16 位比较输出

－ 16 位 PWM 输出

▲ 时基

－频率选择：1Hz ~ 62.5kHz @8MHz

▲ 蜂鸣器输出

－频率： 1kHz to 2MHz @8MHz

▲ 可编程看门狗定时器

▲ 串行总线接口

－ SPI 总线

－ UART 总线

－ IIC 总线

应用领域：

▲ 小家电

－微波炉、冰箱、洗衣机、空调、电饭煲、电磁炉、充电器等；

▲ 带有 I/O 控制和 A/D 转换功能的工控场合。

为了方便用户的开发，凌阳公司还开发了一款仿真芯片 ECMC653 ，专门用于

SPMC65 系列单片机的仿真。 ECMC653 片内集成了 SPMC65 系列单片机全部的资

源，具有 928 字节的 RAM 和 16k 字节的 SRAM 。同时还集成了 1 个时基、 1 个

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看门狗定时 / 计数器、 6 个 16 位定时 / 计数器和 9 通道的 ADC 等。为了帮助用

户缩短开发周期，便于发现程序中隐藏的错误，芯片内部集成了专用的 1k 字节的 PC

Trace 用于记录程序的运行路径，用户可以从中了解到程序是否正确执行。

用户可以通过 ECMC653 仿真、学习 SPMC65 系列全部的芯片，而且其硬件资源

的应用与 SPMC65 系列单片机是完全一样的，需要仿真不同的芯片时，只需要在集成

开发环境 FortisIDE 上作选择即可。

3.2 凌阳单片机的硬件

3.2.1 芯片特性简介

SPMC65P2404A是由凌阳公司设计开发的8位工业级单片机，采用凌阳SPMC65

内核，支持位操作指令。具有强大的定时/计数器、丰富的外部中断源以及ADC、PWM、

标准通讯接口SPI等多种功能。适用于通用工控场合、计算机外围控制和家电等。

SPMC65P2404A有20管脚和28管脚两种封装。本设计选用28管脚封装，如图 3-1所

示。28管脚封装芯片的具体特性如下：

▲ 工作电压：3.0V～5.5V

▲ 工作速度：8MHz

▲ 工作温度：-40℃～85 ℃

▲ 超强抗干扰、抗静电ESD保护能力

▲ 4K byte ROM，192 byte RAM

▲ 23个通用输入输出口

▲ 强大的定时计数器：2个8位、2个16位具有Capture Compare PWM功能

▲ 1个1KHz～62.5KHz的时基

▲ 8通道10位精度的ADC(带外部参考电压)

▲ 4个外部中断，12个内部中断

▲ SPI串行通讯接口

▲ 2种省电模式：Halt、Stop

▲ 蜂鸣器输出功能

▲ 4.0V/2.5V可选低电压复位功能

▲ 可编程看门狗功能

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图 3-1 SPMC65P2404A 28P封装

3.3 软件编程环境

凌阳科技提供了一种支持 SPMC65 系列单片机的集成开发环境 FortisIDE ，具

有工程管理、文本编辑、程序编译和调试等多种功能，还具备非常友好的用户界面、下

拉菜单、快捷方式和快速访问命令列表等，能够方便地进行编辑、调试程序，且其可

以仿真 SPMC65 系列所有芯片的功能，大大提高了开发效率。

FortisIDETM 集成开发环境运行的软件平台为 Windows 98? / 2000?/XP?。

▲ 软件开发工具的安装

安装包运行时会把 Fortis IDE 软件、 Fortis IDE Body 以及

Q-Writer 软件一起安装到用户的 PC 中。 Fortis IDE 是集成开发环境，而 Fortis IDE

Body 则是集成开发环境所需要的有关芯片型号的信息以及对应芯片的范例程序等，如

用分开的安装包进行安装时， Fortist IDE 安装完后必需安装 Fortis IDE Body ；

Q-Writer 为配合 SPMC65 系列芯片进行编程的工具软件。

▲ SPMC65 系列单片机软件开发工具快速入门

用一根 USB 连接线将在线仿真编程器与 PC 机相连，并接上在线仿真器的电源。

1.选择 [ 开始 ] → [ 程序 ] → [Sunplus] → [ FortisIDE] → [ FortisIDE-V1.6.5 ① ]

运行 FortisIDE 。

2.打开工程：选择 [ File ] → [Open Project] ，在“打开”对话框中选择工程路径。

新建工程：选择 [ File ] → [New] ，在 New 对话框中添加工程名称，并选择工程

建立的路径，在中编写程序。

ace 窗口显示在左半边，此窗口内可以看到当前工程所包含的所有文件。

4.选择 [ Build ] → [Rebuild All ] ，进行源文件的编译和链接，编译链接过程里的错

误会显示在 Output 窗口内。

5.选择 [ Build ] → [Start Debug ] → [Download] ，将程序下载到仿真芯片中。

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6.选择 [ Build ] → [Start Debug ] → [Go] ，在仿真片中运行程序，进行在线调试。

7.选择 [Tool] → [Q-Writer] ，打开 Q-Writer 软件，进行 OTP 单片机编程。

▲ 工程中包含文件类型说明

工程包括创建一个特定程序所要的各种信息。新建立的工程应包含 8 种文件：

*.spj 、 *.rc 、 *.set 、 *.env* 、 *.asm 、、 *.cmd 、 *.inc 。一个工程

建成后， FortisIDE 自动将这 8 种文件添加到工程内。

• *.spj, *.rc, *.set, *.env ( 与工程文件同名 ) ：系统文件，后缀为 .spj 的文件为工

程文件，用户打开一个工程时打开‘ *.spj '文件即可。

• *.asm ：汇编语言程序文件。

• ：链接器根据它来决定如何链接目标文件，用 FortisIDE 打开该文件，

可以直接对文件的内容进行修改。

• *.cmd ( 与工程文件同名 ) ：根据它来决定如何向仿真芯片中下载二进制文件

(.tsk/.bin) ，即决定 ICE/ 仿真板上的文件映象。

• *.inc ：头文件，在其中对每一个 I/O 端口和硬件寄存器进行了定义；它必须被

包含在源代码内。

• *.bin ：系统编译后生成的二进制文件，用于烧写芯片。

3.3.1 Fortis IDE 用户编程界面

见图3-2，Fortis IDE 包含一系列的用于程序开发的工具，它能让用户方便地在一

个集成开发环境内进行程序的编辑、编译、链接和调试。在主界面上，用户将看到 3 个

主要的窗口： Workspace 窗口、 Output 窗口、 Editor 窗口。

图3-2 FortisIDE 集成开发环境

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1. Work Space 窗口

Work Space 窗口中的 File View 标签用于显示所有的自动生成的文件和用户定义

的文件。

2. Output 窗口

Output 窗口向用户提供了一个方便的浏览编译、调试和文本查找状态的途径。用

户单击 Build 、 Debug 和 Find in Files 等面板，可以激活相应的面板。

Build 面板

显示编译和链接过程里产生的信息，例如程序编译过程中产生的错误和警告信息

等。如果编译中没有产生错误或警告信息，表示程序成功地通过编译。在报错信息行或

警告信息行双击鼠标，即可将光标定位到产生错误和警告的源代码行。

Debug 面板

显示调试过程中的各项信息。

Find in Files 面板

显示查找的结果。查找结果默认显示在 Find in Files1 面板内。如需显示到 Find in

Files2 面板内，用户需点选 Find in Files2 。

3. 文本编辑器窗口

用户能够通过文本编辑器窗口编写程序代码。当打开一个文件的时候，其内容就

会显示在文本编辑器里。从这个窗口的任意位置单击鼠标右键，都能够弹出功能丰富

的快捷菜单。

3.3.2 FortisIDE 的使用

1. 在本节中会按照产品开发流程的思路介绍 FortisIDE 的使用，主要内容：

• 创建工程

• 设置工程

• 管理工程

• 编译工程

• 运行工程

• 调试工程

• 创建工程

单击 [File] à [New] ，弹出一个 New 对话框。如图3-3 。

图 3-3 New 对话框

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在 New 对话框中选择 [Project] ，在 Location 文本框中选择工程存放的位置，在

File 文本框中添加新建工程的名称，（比如“ Timer0_LED ”），如图3-4。

图3-4 输入工程名

单击“ Next ”，选择实际使用 SPMC65 系列单片机的具体 Body

图3-5。

图3-5 选择芯片型号

单击 [Finish] ，工程创建成功，如图3-6。

，如（芯片型号）

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图 3-6 新建后的工程

在 Workspace 窗口中可以看到新建工程中所含文件情况。此时可以看到已经自动

生成的头文件（如果上一步中选择的是 SPMC65P2408A ，工程便会自动生成头文件

），其中包含了对 Body 的每一个 I/O 端口和硬件寄存器进行定义

的相关信息。另外还有文件，提供用来编写主程序的文件。

2. 设置工程

选择 [Project]→[Setting] ，打开 Setting 对话框，单击工程名“ Timer0_LED File ”，

便可以看到 Setting 对话框中全部标签项，如图3-7。

图3-7 选择 Setting

点击 General 标签，可以看到当前工程所用的芯片类型和相应的系列名、 CPU 的

类型，用户还可为编译过程中生成的目标文件和临时文件设定存储的路径。

单击 Option 标签，用户能对工具链接和资源进行各种设置。（此页用默认选项即

可）。

单击 Link 标签，如图3-8，用户能够选择需要链接到当前工程的外部目标文件

(*.obj) 、库文件 (*.lib) 。在 Target file name 文本框内，用户能指定所需链接的目标文

件的名称和路径。

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图 3-8 Setting 对话框的 Link 标签项

点击 Mask Option 标签，如图3-9，用户可以进行相应的芯片配置选项设置。

SPMC65 系列单片机的芯片配置选项包括： OSC Option 、 Low Voltage Reset (LVR) 、

Watch Dog Timer Option 、 RC Oscillator Output 、 GPIO Initial Setting 和 NMI Source

Setting 。用户需根据实际情况设定合适的选项。

图3-9 Mask Option 标签

·OSC Option 选项中可以选择 Crystal （晶体）、 RC Oscillator （ RC 振荡）、

External Clock （外部时钟输入）三种时钟输入方式。

·Low Voltage Reset (LVR) 可以选择 Enabled 和 Disabled 两项，即可以设置低电压

复位功能使能 / 禁止；

·Watch Dog Timer Option 可以选择 Enabled 和 Disabled 两项，即可以设置看门狗

功能允许 / 禁止；

·RC Oscillator Output 可以选择 Clock output 或 No output 两项，即系统时钟输入

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选择 RC 振荡输入的时候，可以通过该选项来选择 XO 管脚是否输出 RC 振荡信号；

·GPIO Initial Setting 可以选择 All float 或 All pull low 两项，即设置 I/O 端口的

默认值为悬浮输入状态或下拉输入状态。

·NMI Source Selection 可以选择 Disabled 、 PB4(INT0) 、 PB5(INT1) 、

PD0(INT2) 、 PD1(INT3) 、 PD4(INT4) 、 PD5(INT5) 最多 7 项（与芯片型号有关），

即可以选择非屏蔽中断项。

单击 Device 标签，用户可以选取一个下载线接口类型，如图3-10。将鼠标定位

到 Used ICE Interface 列表框中的一个选项上后，在相应选项的右侧用户会发现它所支

持的 PROBE 类型。如选取 Auto detect ， IDE 将自动检查当前所连接的 ICE 接口和

ICE 。选中 PC Trace Enable 项， FortisIDE 能够记录停止运行前执行的程序运行路径。

图3-10 Device 标签项

3. 管理工程

向工程内添加文件

方法一：单击 [Project] → [Add File to Project] → [File] ，激活 Add File 对话框,如

图3-11。

图3-11 选择文件加载

选取需要添加到工程里的文件后，单击 [Add] 添加文件，如图3-12。

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图3-12 “打开文件”对话框

方法二：在 Workspace 窗口的某一个文件夹上单击鼠标右键，选中 [Add File to

Folder-] 且在相应的对话框之中选择需要添加的文件的名称，如图3-13。

图3-13 Workspace 加载文件

新建文件

单击 [File] → [New] ，弹出一个 New 对话框，如图3-14。

FortisIDE 支持的文件类型包含： asm ( 汇编文件 ) 、 inc ( 包含文件 ) 和 txt

( 文本文件 ) 。

（ 1 ）在左边的文件类型列表内选取所要建立的文件的类型。

（ 2 ）在 File 和 Location 文本框内分别输入文件的名称和存储的路径。

（ 3 ）单击 [OK] 。

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图3-14 “新建文件”对话框

删除文件

方法一：在 Workspace 窗口内单击某一文件名，按键盘的 DEL 键，即删除相应

的文件。

方法二：还可以通过在 Workspace 窗口内用鼠标右键单击某一文件名，再从弹出

的快捷菜单内点选 [Remove] ，删除该文件。

打开文件

FortisIDE 提供了两种打开文件的方法：

方法一：单击 [File] → [Open] ，弹出 Open 对话框，在对话框内选取所需的文件。

方法二：单击 [File] → [Recent Files] ，在当前的 Recent File 列表内选取一个文件

后，该文件自动被打开。 Recent Files 菜单最多列出 8 个近期内被打开过的文件名称。

保存文件

当正在被编辑的文件的标题栏上文件名称后面有“ * ”标号时，表示本文件正在被编

辑且最新的修改还未被保存。保存后， “ * ”标号会自动消失。

方法一：单击 [File] → [Save] ，将文件按当前的名称进行保存。

方法二：单击 [File] → [Save As] ，将文件以不同的名称进行保存。

方法三：单击 [File] → [Save All] ，保存当前所有打开的文件。

4. 编写程序

Fortis IDE 为每个新建的工程自动加入了一个文件，为用户提供了汇编

文件的模版，用户的主程序可以直接在文件中进行编辑。在文件

中除了一个汇编文件所必需的汇编器指示信息、用户变量定义区或程序编写区外，还提

供了中断服务程序的模版，以及各个向量的声明（一个工程中所必需有的）等；

5. 编译工程

▲ 单击 [Build] → [Compile] ，对当前打开的源文件进行编译 ( 它等同于在

Workspace 窗口的 *.asm 文件名称上单击鼠标右键后选取 [Compile]) 。

▲ 单击 [Build] → [Build] ，对当前工程进行编译。该功能用于对自前次编译后被

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改动的源文件进行编译。

▲ 单击 [Build] → [Rebuild All] ，重新编译当前工程内的所有源文件。

▲ 单击 [Build] → [Stop Build] ，停止编译。

用户通过 Output 窗口可以查看编译信息，包括程序编译过程中产生的一些错误和

警告信息。

6. 运行工程

程序被编译成功后，如果电脑与在线仿真编程器连接正常（硬件连接：用 USB 连

接线将在线仿真编程器与 PC 机相连），便可以直接下载运行程序。

步骤：

▲ 单击 [Build] → [Start Debug] → [Download] ，下载程序到仿真芯片中。

▲ 单击 [Build] → [Start Debug] → [Go] ，运行程序。

7. 调试工程

程序下载到仿真芯片后，便进入了调试状态，此时可以利用 [View] → [Debug

Windows] 或工具栏上的图标激活相应调试窗口。调试窗口可用于查看、修改 CPU 寄

存器、内存、 I/O 端口的信息，如图3-15。

图3-15 Debug 窗口

Memory 窗口：显示各地址单元中的数据。

Watch 窗口：显示各个变量的值和地址。

利用 Register 窗口进行调试

打开方式： [View] → [Debug Windows] → [Register] ，如图3-16。

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口、 CPU 的时钟的状态等。用户可以对其中一些信息进行修改，改动后的内容会被立

即通过 ICE 传递给仿真板。

图 3-16 Register 窗口

利用 Watch 窗口进行调试

打开方式： [View] → [Debug Windows] → [Watch] 。

图 3-17 Watch 窗口

在进行程序的调试时，用户能够利用 Watch 窗口查看和更改变量的值。

Watch 窗口由 Watch1 、 Watch2 、 Watch3 和 Watch4 组成。每一个视窗利用一

个数据表来显示变量的地址和值。

向 Name 栏内输入变量名称后， Value 栏和 Address 栏会自动显示该变量的值和

地址。用户还可以根据自己的需要对 Value 栏里的变量值进行修改。如果某个变量的数

据显示为红色，表明它刚刚被修改过。

在 Watch 窗口单击鼠标右键，可以激活相应的热键菜单。利用 Paste 、 Show

decimal/hexadecimal 、 Hide 、 Add 、 Remove 和 Remove all ，用户可改变数据的

显示格式、添加和删除数据、控制 Watch 窗口的显隐。

利用设置断点进行调试

设定一个硬件 / 软件断点后，在指令行前会出现蓝点 / 红点。软件断点只能支持

指令断点，数量没有限制；硬件断点包含指令断点和条件断点，硬件断点的个

数最多为 2 个。设置断点后当程序全速运行到此处便会停止下来，以便观察相关的内

容。

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4 系统硬件设计

4.1 系统硬件设计

由单片机SPMC65P2404A控制的电饭煲的硬件原理图如图4-1所示，它包括按键输

入部分，温度检测输入电路，复位和晶振电路，PA6、PA7 完成对顶盖和底盘的温度的

检测，PA5完成对继电器的控制，SPMC65P2404A是系统的核心部分。

图4-1 电饭煲的电路原理图

4.1.1 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.

具体特性包括：

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▲ 凌阳科技8位单片机；

-182条指令

-11种寻址模式

-最高工作频率为8MHz

-支持位操作（Set,Clear,Inverse,Test）

▲ 2个8位可编程定时器/计数器(可自动预置初始计数值)

-普通的定时/计数器

-具有8位捕获功能

-具有8位比较功能

▲ 2个16位可编程定时器/计数器

-普通的定时/计数器

-具有8或16位捕获功能

-具有16位比较功能

-12位PWM输出

▲ 中断方式

-支持IRQ和NMI中断

-4种外部中断

-11种内部中断

▲ 工作电压：2.5V~5V；

▲ 8通道10位模数转换（100KHz）；

▲ 内置4K Byte的OTP ROM；

▲ 内置192K Byte的RAM；

▲ 23个可编程输入/输出口；

▲ 5种复位功能；

▲ 时钟选择：晶体振荡器、RC振荡、外部信号；

▲ 电源模式：Halt模式和Stop模式；

▲ 低电压复位(LVR)功能和低电压监测(LVD)功能；

▲ 一个蜂鸣器输出口；

▲ 可进行SPI通信；

▲ 内置在线仿真板(ICE，In- Circuit Emulator)接口；

4.1.2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4-2所示：

核心器件：SPMC65P2404A

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图4-2 显示电路

4.1.3 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4-3所示：

图4-3 电源电路

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4.1.4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4-4所示：

图4-4 温度传感器电路

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5 系统软件设计

5.1 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5-1所示：

5-1 程序主流程图

5.2 子程序介绍

5.2.1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。

5.2.2 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。

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5.2.3按键子程序

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。

5.2.4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。

5.2.5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。

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6 结论

本设计是一个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700W左右,以凌阳8位单片机SPMC65P2404A 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,如图6-1，能做出美味可口的米饭。

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,以便使之烧成柔软鼓胀状。但是,

一旦水温超过60 ℃,米中含有的β淀粉将开始转化为α淀粉,变成糊状,因此必须控制水

温在60 ℃以下。通常可使水温在35 ℃左右保持适当的吸水时间来完成理想的吸水过

程。

图6-1 煮饭专家加热曲线

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α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。

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β淀粉变为α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,保沸时间在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。

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。

5．保温阶段(t4 以后)

进入保温阶段后,应控制温度在70 ℃左右,等待食用。

电饭煲的功能不再只是单纯的煮饭，它可以完成很多的功能，利用凌阳的8位MCU

实现的智能电饭煲可以完成煮饭、煮粥、煮汤、冷饭加热等功能，另外未来的小家电应

该具备“智能、安全、多功能、节约以及环保”这五大功能。

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首先，小家电应该具备“智能”化的功能。它的使用与设计应更多地运用高科技，尤

其是运用先进的电子计算机技术，使人们的生活变得更加的简单，更适合现代人的生活

节奏。

其次，小家电也应完善“安全”功能。安全是一个普遍关注的问题，如果在人们使用

的过程中存在着安全隐患，那么这就会对使用者的生命财产构成威胁。

第三，小家电应具备“多功能”的优势，具有多功能的商品才会使得消费者有购买的

欲望，多功能已经成为一个主流，消费者最看中的就是它的多功能性。

第四，家电应该具备“节能”功能。在我们生活的今天和未来，每个家庭都将拥有很

多种家用电器，而我国的能源工业尤其是电力工业，有可能因为投资不足而难以满足和

适应这个节奏，假如小家电耗能巨大，家庭经济支出将负担很重。

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谢辞

走的最快的总是时间，来不及感叹，大学生活已近尾声，四年多的努力与付出，随

着本次论文的完成，将要划下完美的句号。

本论文设计在徐慧朴老师的悉心指导和严格要求下业已完成，从课题选择到具体的

写作过程，论文初稿与定稿无不凝聚着徐老师的心血和汗水，在我的毕业设计期间，徐

老师多次询问研究进程，并为我指点迷津，帮助我开拓研究思路，精心点拨、热忱鼓励。

徐老师一丝不苟的作风，严谨求实的态度，踏踏实实的精神，不仅授我以文，而且教我

做人，给我以终生受益无穷之道。对徐老师的感激之情是无法用言语表达的。。在此向

徐慧朴老师表示深深的感谢和崇高的敬意！

在临近毕业之际，我还要借此机会向在这四年中给予我诸多教诲和帮助的各位老师

表示由衷的谢意，感谢他们四年来的辛勤栽培。不积跬步何以至千里，各位任课老师认

真负责，在他们的悉心帮助和支持下，我能够很好的掌握和运用专业知识，并在设计中

得以体现，顺利完成毕业论文。同时，在论文写作过程中，我还参考了有关的书籍和论

文，在这里一并向有关的作者表示谢意。

我还要感谢同组的各位同学以及我的各位室友，在毕业设计的这段时间里，你们给

了我很多的启发，提出了很多宝贵的意见，对于你们帮助和支持，在此我表示深深地感

谢！

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参考文献

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