微波炉的论文

微波炉的发明要追溯到1940年。1940年，伯明翰大学物理系两名英国学者制成一种能产生超短电磁波的装置，即磁控电子管。1945年美国雷声制造厂开始大量生产磁控管产生的超短波。最初用来扩大雷达的效用范围，由于设计的原因，起短波在传送的过程中往往出现绝缘介质的发热而造成无用损耗的现象。但人们对此现象并没有深入研究，只是通过设法改进雷达的设计方案来减少无用损耗。有一次，美国的一位雷达工程师斯宾塞在做实验的过程中，发现装在口鞋里的巧克力溶化了，这件奇怪的事使他感到不可思议，起初还以为是自己体温所致。后来经检查发现，巧克力的溶化原来是雷达装置上的磁控管在起作用。在解释这个现象的过程中，又联系到微波在传输过程中出现的绝缘介质发热而造成的无用损耗现象，从而得到示:能否利用微波来加热食品或其它物质呢?于是，他决定作进一步的试验。他在磁控管附近放了一些玉米粒。但过了一会儿，玉米粒就嚼嚼啪啪地爆开了，他又将一个鸡蛋放在磁控管附近，起初鸡蛋开始震颤，最后鸡蛋炸开了。由此，斯宾塞得出了一个符合科学逆辑的结论:巧克力融化、玉米爆开、鸡蛋沸腾全是低密度微波能辐射的结果。于是，斯宾塞博士制作了一个具有能够馈入微波能的开口的金属箱子，使微波能进入箱子后，不容易溢出，以获取更高密度的电磁区域，当放进的食物充入微波波能后食物的温度迅速上升，由此一台原始的微波炉就诞生了。美国雷声公司沿着斯宾塞的思路着手研究。终于在1947年诞生了世界上第一台当时以“雷达微波”为商品名称的微波炉，这是一台落地式商用微波炉，高5夕电子科技大学硕士学位论文英尺，重量超过750磅，售价5000美元，而且，带一只1700w的水冷磁控管，安装起来十分麻烦。由于体积大，价格贵，这种微波炉销量并不理想。以后，随着技术的不断革新，美国泰潘公司和雷声公司合作，研制成功一种新型的风冷式磁控管，使得微波炉的体积、重量和价格都降了下来。1955年，秦潘公司推出了第一台电压为220V的微波炉。 1963年，美国通用电气公司推出微波一电联用的微波炉。1967年，美国阿曼纳公司的创始人福斯特经过认真的试制和广泛的市场调查，于当年推出了当时最先进的微波炉。这种炉具有的炉门采用了能防止微波泄漏的抗流密封门。其安全性能较以前有了很大的提高。1975年，该公司又第一个推出了带微处理器的微波炉(也就是目前我们所说的电子式微波炉)，该微波炉具有10种烹饪速度和4种烹饪程序。现在，随着高新技术在微波炉研制和生产中的应用。各种性能优良、功能独特的微波炉不断推出。有可以自动控制加热时间和温度的智能微波炉，又可以上网浏览的网络微波炉，有具有炒、炸、烤、拌等功能的多功能微波炉以及变频微波炉、便携式微波炉等等。

用HT46X23设计微波炉控制器实例分析　　　　微波炉控制器的工作环境相对比较恶劣。首先是炉腔温度比较高，控制器附近温度也会比较高，达到60℃~70℃；另一方面，微波辐射对单片机抗干扰的要求也很高，在做多次快速开关门试验中，当少量微波泄露时，对控制器有一定的辐射，以及反复开通和关断大功率负载会产生较强的干扰。所以选择合适的单片机十分重要，在多年的家电产品设计中，经常用盛群半导体(Holtek)的48系列及46系列8bit单片机设计微波炉控制器，无论在适应工作环境还是抗干扰等方面都完全满足要求，在成本及供货等方面比国外芯片也有更明显的优势。　　　　本文通过实际产品为例，以产品功能要求、方案确定和芯片选型、硬件设计、软件规划及编写等几部分介绍如何用单片机设计微波炉控制器。 　　　　功能要求　　　　设计产品首先了解产品的要求，了解越详细设计反复修改就越少，特别是关于影响芯片选型及输出控制等跟硬件直接相关的部分。本文介绍的微波炉控制器的主要功能如下：　　微波加热，功率有10档。　　烧烤加热，功率有2档。　　热风烘烤加热，温度多档。　　混合加热，有三种组合模式：烧烤加微波、烘烤加微波、烘烤加烧烤。　　自动解冻，重量选择有20档。　　自动菜单，6大类，各类分别有重量选择。　　显示：88:88数码管，四周带14个图标。　　按键：有功能选择键、启动键、取消键、热风烘烤键，时钟及定时键，自动菜单各功能键，总共11个。　　编码开关：调节加热时间。　　另有蜂鸣器、门检测和门灯控制。 　　　　方案确定和芯片选型　　　　了解产品的详细要求后，需要确定具体的实现方案，首先是选择合适的单片机。选择合适的型号主要要看两个方面：硬件资源和软件资源。要选择合理的单片机首先必须了解单片机的各系列及各款的资源，再了解需要什么样的资源，下面分别从硬件和软件来说明怎样根据要求选择单片机。在选择单片机时，整个产品的方案也基本确定。　　硬件相关资源　　硬件相关的资源是指外围硬件相关的如I/O数量、特殊驱动、工作电压等。　　首先，选择合适的单片机系列。看供电电压及工作温度抗干扰能力等是否满足要求。盛群的MCU在系统振荡频率小于4MHz时供电电压供电范围为 2V~5V，当8MHz时则为3V~5V，要提高系统的抗干扰能力，最好用5V电压供电，当供电电压较高时，MCU内部所有逻辑电平幅值较高，容差电压大，干扰更强才能改变其逻辑状态。工作温度，选择Holtek的48和46系列工业级单片机，工作温度范围为-40℃~85℃，完全能满足微波炉控制器工作温度的要求。在选择合适的系列时，还要看特殊资源的要求，如中断口、PWM、蜂鸣器驱动、A/D转换等；在此产品的具体要求中，需要检测炉腔的温度以及在产品中需要对交流风扇调速，温度检测需要A/D转换，交流风扇调速控制需要有过零中断，所以，在这个产品中选择了46系列单片机。但此产品不需要LCD驱动、高精度A/D转换及比较器等资源，则不选择HT46R6X、HT46R5X、HT46R1X等系列，而选择HT46R2X系列。　　再就是选择的具体I/O要求和什么样封装的单片机，在Holtek单片机中同型号的单片机有多种封装，如HT46R23有DIP28或SOP28封装，也有DIP24或SOP24封装，其I/O分别为23个和19个。　　根据前面提到的功能要求，其I/O的需求列举如下：　　继电器驱动：微波、烧烤、热风烘烤、门灯/转盘、散热风扇共5个输出ports。　　蜂鸣器驱动：1个输出ports　　按键有11个：11个输入port　　门状态检测：1个输入port　　编码开关检测：2个输入port　　显示数码管：5个COM，9个段，需14输出port　　过零中断检测：1个中断输入port　　温度检测：1个A/D输入port　　　　简单加起来总共需要20个输出port，16个输入port。考虑复用I/O，将9个数码驱动段和5个公共端同时做输入检测；温度检测只能用A/D口 PB0，过零检测只能用单独的中断PA5来检测，所以总共需要22个I/O，所以选择28PIN的HT46R2x可以满足要求。