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基于SH79F166A的低功耗智能电饭煲实现方案
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随着社会经济的发展以及人们生活水平的提高,人们对于电器的要求也越来越高。传统的机械式磁钢限温电饭煲虽然操作简单而且价格低廉,但是由于其功能及外观单一,煮饭效果不稳定,缺乏智能化人性化操作,目前正慢慢地淡出市场。

相比较传统机械式电饭煲,电子式电饭煲采用MCU监控温度的方式来控制整个煮饭过程,煮饭效果更加稳定优秀,且不易烧焦。同时采用LED或LCD等显示界面,更加友好直观,且烹调时间可预知。智能型电饭煲除了继承电子式电饭煲上述优点外,更增加了很多新功能,例如能烹调多种食物、多种米饭口感、定时煮饭、预约煮饭、烹调习惯记忆,蜂鸣器或语音提示等等。

这些功能增加了产品的细致度和人性化,但同时也对主控芯片提出了很高的要求。本文主要介绍中颖芯片SH79F166A为主控芯片的智能电饭煲低功耗方案。SH79F166A是中颖电子新推出的一款宽电压、低功耗的8位闪存单片机,非常适用于采用市电和电池混合供电的智能型电饭煲应用。

SH79F166A 的性能特点

全兼容MCS-51指令集,支持Keil C开发

工作电压为2.0~5.5V

最高工作频率12MHz,单机器周期CPU核

内置高精度RC

16K Flash ROM + 1k 类EEPROM + 512 Bytes RAM

丰富的外部中断

异步设计,可唤醒Power-down模式的Timer3

可调对比度的LCD驱动器

10位ADC

16档电源电压检测(LPD)

可选频率蜂鸣器驱动

2种低功耗省电模式,抗干扰能力出色

基于SH79F166A的智能电饭煲方案

newmaker.com

电源:220V交流电通过转换电路给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;当没有市电时,切换至单节3V锂电池电源。

SH79F166A内置的LPD模块能够实时监控VCC电压的情况,当电压低于或高于某个界限值时,将触发LPD中断,并根据电压情况设置相应的标志。开发人员可以通过这些标志来判断和切换电源的类型,同时LPD模块还支持供电自动切换功能。

时钟源选择:外接32.768kHz晶振及负载电容,由指令打开12MHz内部RC。SH79F166A内置了12MHz的内部RC振荡器,当系统处于市电状态时,开发人员可以通过指令切换系统时钟位12MHz内部RC振荡器;而当系统处于电池供电时,则可以切换为32K晶振,由此达到低功耗的目的。

LCD液晶显示:外接3V LCD液晶屏,内置LCD驱动器提供对比度调节,可选驱动模式保证了显示效果,显示各项功能、当前状态和定时时间。SH79F166A内置的LCD驱动器能够最大驱动 8×19的LCD,并支持对比度调节功能。

按键及各功能控制:通过I/O按键来选择功能模式,通过MCU的控制继电器从而来控制对加热盘的加热与否。SH79F166A拥有最大41个I/O口,可以满足键盘输入、继电器输出、蜂鸣器输出、模拟SPI通讯等模块的应用。

温度控制:通过10位ADC外接温度传感器来对温度进行采样,控制顶盖和底盖温度。SH79F166A内置10位8通道的ADC模块,通过连接温敏电阻实现对温度的实时采集。根据开发人员设计的烹调控制参数,通过IO口开启或关闭顶盖、侧面和底部的加热器,从而实现对加热温度的控制。

蜂鸣器控制:内置可选频率蜂鸣器驱动,外接三极管可驱动蜂鸣器,提示状态声音。SH79F166A内置了蜂鸣器驱动模块,硬件驱动模块的使用可以大幅缩短蜂鸣器频率计算,以及精度测试的时间,节省一个定时器资源,并精简程序。

数据记忆:SH79F166A内置类EEPROM功能,可以将FLASH存储器中的某个区域用作EEPROM来存放数据,包括前一次操作的情况,客户操作习惯等等,且断电后数据不会丢失。这可以省去一个EEPROM芯片,从而大幅降低客户的开发成本。

功能优化

在没有市电供电时,LCD液晶屏保持时钟显示,此时系统由一节3V的锂电池供电。当MCU检测到电池电压后,进入掉电(Power-down)模式待机,此时32.768kHz晶振提供时钟源,Timer3每0.5s产生一次中断唤醒Power-down模式,刷新LCD时钟显示。SH79F166A为该应用提供了极低的待机功耗,3V下整机功耗在20uA以下(具体数据参考SH79F166A规格书),在获得同样的使用年限时,用户可以选择容量更小的锂电池,以降低整机成本。

当市电和电池切换时,LPD检测电源电压,在中断程序中调整相应当前电源电压值的LCD对比度,从而达到在电源切换时,视觉上的LCD显示对比度可平滑过度;而不会出现电源切换时LCD液晶屏对比度突变的现象。

本文小结

基于中颖电子SH79F166A的智能电饭煲方案,具有功耗小、集成度高,整机成本(BOM)大幅减少的优势。该方案能满足目前市面上大多数电饭煲的功能需求,特别适用于电池应用场合,且已经导入量产。

作者:姚洁云 中颖电子股份有限公司
文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者,请点击此处) (9/20/2011)
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