专利名称：一种用于电炊具的智能控制电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种智能控制电路，应用于电火锅、电饭锅等电炊具。
背景技术：
市场上销售的电火锅、电饭锅等电炊具，大多加热功能依靠使用者的手工控制，功 能单一，不具备智能控制的功能，而且耗电比较多。
发明内容本实用新型的目的就是克服现有技术的缺陷，提供一种智能控制电路，使电火锅、 电饭锅等电炊具增加自动煮饭、自动煮粥、自动煮开水等智能控制的功能，同时降低电量的 损耗。为实现上述目的，一种用于电炊具的智能控制电路，包括单片机处理电路、分别与 单片机输入、输出口连接的按键电路、显示电路、至少一个温度采集电路、至少一个发热部 件电子开关电路、以及与上述电路相连并供电的直流电源电路，单片机输入按键电路的按 键控制信号，输入至少一个温度采集电路采集的温度信号，输出电炊具工作状态信号至显 示电路显示，输出至少一个开关控制信号至对应的至少一个发热部件电子开关电路，以控 制至少一个发热部件通电或断电。还可包括与单片机输入、输出口连接的声音提示电路，单片机输出声音提示信号 至声音提示电路发出声音提示。由于本实用新型采用单片机智能控制芯片，通过编制程序，使单片机根据按键电 路的按键控制信号和温度采集电路采集的煲胆温度信号，经数据处理，向发热部件发出指 令，控制发热部件发热或不发热，从而，实现煮食的自动控制，并且根据实时温度检测，控制 电炊具的功率，降低电量的损耗。可见，本实用新型由于采用了单片机智能控制芯片，解决了传统电炊具操作不便， 功能单一，耗电较多的问题。
[0008]图1是本实用新型实施例电路方框图[0009]图2是实施例--的控制板电路原理图[0010]图3是实施例--的电源板电路原理图[0011]图4是实施例二二的控制板电路原理图[0012]图5是实施例二二的电源板电路原理图[0013]图6是实施例三三的控制板电路原理图[0014]图7是实施例三三的电源板电路原理图具体实施方式
以下结合附图详述本实用新型实施例的结构细节。如图1所示，本实用新型实施例包括单片机处理电路1、分别与单片机输入、输出 口连接的按键电路2、显示电路3、至少一个温度采集电路4、至少一个发热部件电子开关电 路5、声音提示电路6、以及与上述电路相连并供电的直流电源电路7，单片机输入按键电路 2的按键控制信号，输入至少一个温度采集电路4采集的温度信号，输出电炊具工作状态信 号至显示电路3显示，输出至少一个开关控制信号至对应的至少一个发热部件电子开关电 路5，以控制至少一个发热部件通电或断电，输出声音提示信号至声音提示电路6发出声音 提示。实施例一实施例一应用于电火锅，如图2、图3所示，实施例一智能控制电路的电路板由控 制板和电源板组成，包括单片机处理电路1、分别与单片机U1输入、输出口连接的按键电路 2、显示电路3、一个温度采集电路4、一个发热部件电子开关电路5、声音提示电路6、以及与 上述电路相连并供电的直流电源电路7。如图2所示，为实施例一的控制板电路原理图。插座JP连接控制板与电源板，引 线分别为5V电源VDD、地VSS、底温TEMP、蜂鸣器BUZ、继电器REL。控制板包含单片机处理 电路1、按键电路2和显示电路3，按键电路2包括煮饭、加热/热奶、煲汤、煲粥、蒸笼、保温 /关、火锅、+、_九个按键S1至S9，该九个按键S1至S9的一端互相连接后连接到单片机U1 的按键读入口线PA7，该口线PA7与单片机直流电源VDD之间连接一上拉电阻R24，九个按 键S1至S9的另一端分别经对应的按键限流电阻R10至R18连接到单片机U1的九条按键扫 描口线PC0至PC2、PB0至PB5。按键电路的工作原理是采用一口读入，多口输出的扫描方 式，单片机U1的PA7 口线设为输入，按键扫描口线PC0至PC2、PB0至PB5逐一输出低电平， 然后检测PA7 口是否为低电平，为低电平后，经过延时消抖仍旧确定为低电平，则为相应按 键的一次按下。显示电路3包括指示灯和数码管显示电路，指示灯显示电路包括和九个按 键S1至S9对应的九个发光二极管L1至L9，该九个发光二极管L1至L9的负极分别经对 应的显示限流电阻R1至R9连接到单片机的九条显示扫描口线PC0至PC2、PB0至PB5，单 片机U1的九条显示扫描口线和九条按键扫描口线共用相同的输入、输出口 PC0至PC2、PB0 至PB5，九个发光二极管L1至L9的正级互相连接，设有一发光二极管选通三极管Q1，发光 二极管选通三极管Q1的基极连接单片机U1的发光二极管选通口线PA2，集电极连接单片机 直流电源VDD，发射极连接九个发光二极管L1至L9的正级；数码管显示电路包括四个数码 管SEG，四个数码管的每一个，其七段显示线和冒号显示线共用，分别经对应的显示限流电 阻R2至R9连接到单片机的八条显示扫描口线PC0至PCI、PB0至PB5，设有四个数码管选通 三极管Q2至Q5，四个数码管选通三极管Q2至Q5的基极分别连接单片机U1的四条数码管 选通口线PA3至PA6，集电极均连接单片机直流电源VDD，发射极分别连接四个数码管的位 选端。通过单片机U1控制选通三极管Q1、Q2、Q3、Q4、Q5导通或截止，就可以开启与关闭显 示。显示电路的工作原理是采用动态显示，由于人眼视觉有短暂的暂留，所以在很短的时 间内，逐一显示要显示的发光二极管和数码管，就能达到很多发光二极管和数码管同时显 示的效果。首先显示数码管，在显示个位时，将要显示的七段数码管要显示的段所连接的单 片机I/O 口设为低电平，再将连接个位的三极管基极设为高电平，即把要显示的段点亮了，一段时间后再关掉所有显示，再显示数码管的十位，依次显示所有的数码管和发光二极管， 在不停的循环显示下，达到同时显示的目的。在显示过程中，不进行按键扫描，只做显示，显 示完后，将选通三极管Ql、Q2、Q3、Q4、Q5的基极都设为低电平，三极管截止，即所有数码管 和发光二极管都不亮，此时，只做按键扫描，由于时间极短，在视觉上和人手的反应上都反 应不过来，因此达到显示和按键同时进行的目的。如图3所示，为实施例一的电源板电路原理图。包含一个温度采集电路4、一个发 热部件电子开关电路5、声音提示电路6和直流电源电路7，插座JP用来连接电源板与控制 板。直流电源电路7包括整流滤波电路和三端稳压器U2，市电交流连接Jl J2，通过变压器降 压为12V的交流电压，依次经桥式整流滤波电路、三端稳压器U2输出直流电源+5V。三端稳 压器U2的直流电源输出端经一个隔离二极管D8连接单片机Ul的直流电源端VDD，经另一 个隔离二极管D7连接温度采集电路4的直流电源端。一个发热部件电子开关电路5包括继 电器JKl和三极管Ql，单片机Ul的继电器控制口 PAl输出开关控制信号至三极管Ql基极 控制三极管Ql导通或截止，继电器JKl的线圈串联在三极管Ql的发射极电路，也可串联在 集电极电路，继电器JKl的开关触点串联在发热部件的电源接入线J1J4中，电火锅使用一 个发热部件，为发热盘，设于电火锅煲胆底，用来为煲胆加热，发热盘的电源接口连接J2J4， 而市电交流连接J1J2，通过控制继电器JKl的开、合时间比来控制发热盘的断电、通电时间 比，进而控制电火锅的加热功率。一个温度采集电路4包括温度传感器TEMPI、分压电阻R5 和限流电阻R4，温度传感器TEMPI采用热敏电阻，热敏电阻TEMPI和分压电阻R5串联后连 接 在温度采集电路的直流电源端和地之间，热敏电阻TEMPI和分压电阻R5的连接点经限流 电阻R4连接单片机Ul的温度采集输入AD 口 ΡΑ0，电火锅使用一个温度传感器，用来实时采 集火锅煲胆底的温度，热敏电阻TEMPI的连线插入插座JP1。声音提示电路6包括蜂鸣器U 和电容C8，蜂鸣器U和电容C8串联后连接在单 片机Ul的蜂鸣输出口 PA3和地之间，以便需 要时，单片机Ul输出声音提示信号使蜂鸣器U鸣叫。单片机Ul通过温度采集电路4采集火锅煲胆底的温度，并根据按键电路2的按键 控制信号，进行继电器JKl开、合状态的调整，进而进行发热盘通电、断电的调整，也就是控 制火锅加热功率。通过控制火锅加热功率，实现对火锅煲胆温度的自动控制，其过程按程序 严格执行。应用实施例一的电火锅，通过对单片机Ul编制程序，可以实现如下功能煮饭按照最佳煮饭模式，延长预热时间，使大米充分吸水，增加补炊程序，使β淀粉能 完全转化为人体更易吸收的α淀粉，使米饭口感更好，更加营养。按下煮饭功能键后，煮饭 指示灯亮，数码管动态显示火焰状，任务完成后自动跳到保温状态。保温/关进入保温功能，保温指示灯常亮，数码管显示“bb”，保温在70°C，保温12小时后进 入关机状态。在加热状态下按“保温/关”键则进入关机状态，再按进入保温功能。火锅进入火锅功能，火锅指示灯常亮，数码管显示所选择功率，按下“ + ”、“_”键，使用者 可自行设定火锅的加热功率，共分六档，1800W 300W，每300W为一档。为了安全起见，在程 序中加入防干烧功能，单片机发现蒸干水就会自动跳到关机状态。[0029]蒸笼按蒸笼键，默认时间为35分钟，按“ + ”、“_”键可循环调节烹饪时间，30-95分钟。 进入烹饪后动态显示时间倒计时。完成后自动跳到关机状态。热奶及加热按加热键，默认时间为8分钟，按“ + ”、“_”键可循环调节烹饪时间，5-15分钟。进 入烹饪后动态显示时间倒计时。完成后自动跳到关机状态。在烹饪过程中，火锅会自动加 热至100度，然后维持100度到烹饪时间结束。煲粥按煲粥键，默认时间为50分钟，按“ + ”、“_”键可循环调节烹饪时间，45-90分钟。 进入烹饪后动态显示时间倒计时。完成后自动跳到关机状态。在烹饪过程中，火锅会自动 进行理想煲粥过程，根据温度实时进行功率调节，保证在煲粥过程中使粥沸而不溢。煲汤按煲汤键，默认时间为40分钟，按“ + ”、“_”键可循环调节烹饪时间，30-95分钟。 进入烹饪后动态显示时间倒计时。完成后自动跳到关机状态。在烹饪过程中，火锅会自动 进行理想煲汤过程，根据温度实时进行功率调节，使煲出来的汤浓而不腻，口感更好。故障自检接通电源后，如正常启动，数码管显示“0000”，直到有功能键按下。如果遇到故障， 比如温度传感器接触不良，超温等，不能正常启动，数码管将显示“E1”为底温探头开路， “E3”为底温探头短路或超温；“E5”为按键短路，提示用户检测故障，故障排除后接通电源 开关重新工作，以达到安全使用的目的。实施例二实施例二应用于电饭锅，如图4、图5所示，实施例二智能控制电路的电路板由控 制板和电源板组成，包括单片机处理电路1、分别与单片机Ui输入、输出口连接的按键电路 2、显示电路3、二个温度采集电路4、一个发热部件电子开关电路5、声音提示电路6、以及与 上述电路相连并供电的直流电源电路7。如图4所示，为实施例二的控制板电路原理图。插座JP连接控制板与电源板，弓I 线分别为5V电源VDDJ* VSS、底温TEMPI、顶温TEMP2、蜂鸣器BUZ、继电器REL。控制板包 含单片机处理电路1、按键电路2和显示电路3，按键电路2包括煮饭、加热/热奶、煲汤、煲 粥、蒸笼、保温/关、设置七个按键Kl至K7，该七个按键Kl至K7的一端互相连接后接地， 另一端分别经对应的按键限流电阻R9至R15连接到单片机Ul的七条按键读入口线PBl至 PB5、PC2、PC3。按键电路的工作原理是七条按键读入口 PBl至PB5、PC2、PC3设为内部上 拉输入，如没按键按下读入高电平，有按键按下读入低电平。显示电路3包括指示灯和数码 管显示电路，指示灯显示电路包括和七个按键Kl至K7对应的七个发光二极管Ll至L7和一 个烹调发光二极管L8，和按键对应的发光二极管指示灯显示电路和实施例一相同，此处不 多描述，单片机Ul的七条显示扫描口线和七条按键读入口线共用相同的输入、输出口 PBl 至PB5、PC2、PC3 ；数码管显示电路包括四个数码管SEG，数码管显示电路和实施例一相同， 此处不多描述。因千位数码管不显示冒号，故烹调发光二极管L8连接在千位数码管选通三 极管Q5的发射极和数码管冒号显示线之间。如图5所示，为实施例二的电源板电路原理图。包含二个温度采集电路4、一个发热部件电子开关电路5、声音提示电路6和直流电源电路7，二个温度采集电路4中的每一个和实施例一相同，其余电路也和实施例一相同，此处不多描述。应用实施例二的电饭锅，使用一个发热部件发热盘，设于电饭锅煲胆底，发热盘的 电源接口连接J2J4，用来为煲胆加热。使用二个温度传感器TEMP1、TEMP2，温度传感器采用 热敏电阻，热敏电阻TEMPI的连线插入插座JP1，热敏电阻TEMP2的连线插入插座JP2，一个 用来实时采集煲胆底部的温度，另一个用来实时采集煲胆顶部的温度。用顶温检测水沸腾 的时刻，用底温检测水干的时刻，通过顶温和底温的对比更确切地知道食物的温度。实施例三实施例三应用于电饭锅，如图6、图7所示，实施例三智能控制电路的电路板由控 制板和电源板组成，包括单片机处理电路1、分别与单片机Ui输入、输出口连接的按键电路 2、显示电路3、二个温度采集电路4、二个发热部件电子开关电路5、声音提示电路6、以及与 上述电路相连并供电的直流电源电路7。如图6所示，为实施例三的控制板电路原理图。插座JP用来连接控制板与电源板， 引线分别为5V电源VDDJik VSS、底温TEMPI、顶温TEMP2、蜂鸣器BUZ、发热盘继电器REL1、 发热丝继电器REL2。控制板包含单片机处理电路1、按键电路2和显示电路3，硬件电路除 单片机Ul输出二个继电器REL1、REL2开关控制信号外，其余和实施例二相同。如图7所示，为实施例三的电源板电路原理图。包含二个温度采集电路4、二个发 热部件电子开关电路5、声音提示电路6和直流电源电路7，二个发热部件电子开关电路5 中的每一个和实施例二相同，其余电路也和实施例二相同，此处不多描述。应用实施例三的电饭锅，使用二个发热部件，一个是发热盘，设于电饭锅煲胆底， 发热盘的电源接口连接J2J4，用来为煲胆加热，另一个是发热丝，设于电饭锅连体锅盖内， 发热丝的电源接口连接J2J3，用来蒸干锅盖的水珠，避免饭的表面有水滴下来的坑洞，使煮 出来的饭勻称、美观。使用二个温度传感器TEMPI、TEMP2，温度传感器采用热敏电阻，热敏 电阻TEMPI的连线插入插座JP1，热敏电阻TEMP2的连线插入插座JP2，一个用来实时采集 煲胆底部的温度，另一个用来实时采集煲胆顶部的温度。实际应用中，实施例三的电源板可以作为通用板，既可用于实施例一的电火锅，又 可用于实施例二、实施例三的电饭锅，未用上的发热部件电源接口和温度传感器连接插座 悬空即可，而控制板则要根据具体的电炊具来设计。还有其它的实施方式，不一一列举。本实用新型采用新型高精密单片机芯片，耐高温，可在高达八十度的工作环境下 正常工作。采用量化温度控制，分时加热模式，较传统电炊具省电节能，具有低功耗、高效率 的节能特性。
权利要求一种用于电炊具的智能控制电路，其特征在于包括单片机处理电路、分别与单片机输入、输出口连接的按键电路、显示电路、至少一个温度采集电路、至少一个发热部件电子开关电路、以及与上述电路相连并供电的直流电源电路，单片机输入按键电路的按键控制信号，输入至少一个温度采集电路采集的温度信号，输出电炊具工作状态信号至显示电路显示，输出至少一个开关控制信号至对应的至少一个发热部件电子开关电路，以控制至少一个发热部件通电或断电。
2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于所述按键电路包括多个按键，该多个按键 的一端互相连接后连接到单片机的按键读入口线，多个按键的另一端分别经对应的按键限 流电阻连接到单片机的多条按键扫描口线。
3.根据权利要求1所述的电路，其特征在于所述按键电路包括多个按键，该多个按键 的一端互相连接后接地，另一端分别经对应的按键限流电阻连接到单片机的多条按键读入 口线。
4.根据权利要求1所述的电路，其特征在于所述显示电路包括指示灯显示电路，该 指示灯显示电路包括多个发光二极管，该多个发光二极管的负极分别经对应的显示限流电 阻连接到单片机的多条显示扫描口线，正级互相连接，设有一发光二极管选通三极管，发光 二极管选通三极管的基极连接单片机的发光二极管选通口线，集电极连接单片机直流电源 端，发射极连接多个发光二极管的正极。
5.根据权利要求1或4所述的电路，其特征在于所述显示电路包括数码管显示电路， 该数码管显示电路包括多个数码管，多个数码管的每一个，其多段显示线共用，分别经对应 的显示限流电阻连接到单片机的多条显示扫描口线，设有多个数码管选通三极管，多个数 码管选通三极管的基极分别连接单片机的多条数码管选通口线，集电极均连接单片机直流 电源端，发射极分别连接多个数码管的位选端。
6.根据权利要求1所述的电路，其特征在于所述至少一个发热部件电子开关电路，其 每一个包括继电器和三极管，单片机输出开关控制信号至三极管基极控制三极管导通或截 止，继电器的线圈串联在三极管的发射极电路或集电极电路，继电器的开关触点串联在发 热部件的电源接入线中。
7.根据权利要求1所述的电路，其特征在于所述至少一个温度采集电路，其每一个包 括温度传感器、分压电阻和限流电阻，温度传感器和分压电阻串联后连接在直流电源端和 地之间，温度传感器和分压电阻的连接点经限流电阻连接单片机的输入AD 口。
8.根据权利要求1所述的电路，其特征在于所述直流电源电路包括整流滤波电路和 三端稳压器，市电交流依次经整流滤波电路、三端稳压器输出直流电源，其直流电源输出端 经一个隔离二极管连接单片机的直流电源端，经另一个隔离二极管连接温度采集电路的直 流电源端。
9.根据权利要求1所述的电路，其特征在于还包括与单片机输入、输出口连接的声音 提示电路，单片机输出声音提示信号至声音提示电路发出声音提示。
10.根据权利要求9所述的电路，其特征在于所述声音提示电路包括蜂鸣器和电容， 蜂鸣器和电容串联后连接在单片机的蜂鸣输出口和地之间。
专利摘要一种用于电炊具的智能控制电路，包括单片机处理电路、分别与单片机输入、输出口连接的按键电路、显示电路、至少一个温度采集电路、至少一个发热部件电子开关电路、以及与上述电路相连并供电的直流电源电路，单片机输入按键电路的按键控制信号，输入至少一个温度采集电路采集的温度信号，输出电炊具工作状态信号至显示电路显示，输出至少一个开关控制信号至对应的至少一个发热部件电子开关电路，以控制至少一个发热部件通电或断电。还可包括与单片机输入、输出口连接的声音提示电路，单片机输出声音提示信号至声音提示电路发出声音提示。本实用新型由于采用了单片机智能控制芯片，解决了传统电炊具操作不便，功能单一，耗电较多的问题。
文档编号G08B3/10GK201562147SQ20092026310
公开日2010年8月25日 申请日期2009年11月20日 优先权日2009年11月20日
发明者周雨明, 张明, 李春文, 邓慕斯 申请人:邓慕斯