基于WiFi 技术的微波炉控制电路设计

2020-05-27张帅

通信电源技术 2020年6期

张帅

（运城学院，山西运城 044000）

1 微波炉控制原理及WiFi 技术概述

微波炉需要配备按键来进行模式、火力、时间设定，需要显示器来显示模式、时间以及火力等工作参数[1]。烧烤开关的作用是控制加热管，温度控制器用来测定并显示烤管的温度，同类型的微动开关作用是一样的。烧烤开关、微波开关、辅助开关是控制微波炉的关键元件。WiFi技术是指一种无线网络技术，通过无线网卡、无线访问点搭建网络，WiFi 模块被广泛用于智能家居领域，可以使人们的生活更舒适便利。房屋中的各种电气设备和传感器信息也可以通过WiFi 技术进行远程控制、传输，以实现对家庭网络的高效管理。

2 基于WiFi 技术的微波炉控制电路的硬件设计

该电路主要由单片机控制电路组成，包括主控芯片外围电路、显示电路、键盘电路、开关电路及电源电路等。

2.1 控制芯片外围电路

本次设计的电路使用的主控芯片是Samsung 推出的MC96F6432，其具有32字节闪存8位CMOS微控制器，能给很多嵌入式管理应用程序提供经济、高效、灵活的解决方案。该芯片的主要优点是功耗极低，型号多、资源丰富，还能自定义处理器时钟速度、灵活控制硬件等。控制芯片外围电路包括时钟电路、复位电路[2]。

2.1.1 时钟电路

时间控制模块是本次研究的微波炉控制电路的核心模块，可以实现加热时间倒数、时间控制及时间显示等功能。时间控制意味着微波炉能根据人们预设的火力、时间等参数，在预设时间内启动、完成任务。

2.1.2 复位电路

复位电路可将电路复位至初始态，为系统电源接通提供复位信号，并在稳定系统电源后取消复位。为了确保精准复位，通常在电源稳定工作后中断复位信号，以防止电源开、关过程中的抖动影响复位。本次设计的电路采用RC 复位，并且电容在通电的瞬间可以短路，所以RST 引脚是高电平。当电容器被充电时，在稳定之后实际上VCC 电压是施加在电容上。最后，电容底板（即RST 端子）为O V，因此RST 在高电平之后的一段时间内保持低电平，而高电平持续长短由RC 时间常数确定。

2.2 显示电路

JLX256128G-931-BN LCD 模块是微波炉的人机交互界面，可以实时呈现电路的当前运行状态。JLX256128G-931-BN 是一种工业LCD，可以一次显示32 字符，具有16 条引脚线，还有两条是背光电源线，其优点主要有如下4 个。

（1）显示效果很理想。与其他显示模式不同，LCD 的优势在于当接收信号时，LCD 屏幕上的每个点始终保持恒定的色彩、亮度，无需频繁更新，可以有效解决闪屏问题，并且图像质量更高。

（2）丰富的显示内容。JLX256128G-931-BN 支持128 点存储器显示、功能强，显示内容丰富，存储器有多达180 个矩阵字符、图形元素用于生成符号，如阿拉伯数字、英文字母，图形符号等。

（3）便于连接：模块化设计下是数字化接口，简化了LCD 屏幕、芯片间的连接，提高了连接的可靠性及用户体验。

（4）低功耗，小型化。液晶显示器与其他显示方法的不同之处在于其通过电极运动实现显示目标。同尺寸的情况下液晶显示器更轻巧，并且其能量消耗主要用于移动电极和唤醒IC，电流消耗也得以最小化。

2.3 按键电路

在线性连接和编程方面，矩阵键盘比独立键盘复杂得多，但它可以提高输入输出端口的使用效率，适用于键数较多的情况。作为微波炉的输入端，按键电路需要更多的按键来完成更复杂的任务，如选择模式、设置时间、选择火力等，因此本次设计采用矩阵键盘。矩阵按键是由行、列线路组合而成的矩阵模板，识别交点处的行、列对应值的组合，并将识别出的信息发送回单片机。同时，每个矩阵按键的状态必须被编译成微控制器能识别的二进制信号。可以将开关一端接VCC（1），另一端接地（0），以确保可以稳定接收信号。在此基础上还需要对应的扫描程序才能识别按键，程序设计思路是：先确定键是否真的有，然后定位按键，识别按键的功能，最后通过并行端口输出扫描代码和按键的状态。键码由线性扫描值、反馈信号构成，起到识别按键的作用，再查询预定编码表可以识别按键具备什么功能[3-4]。

2.4 开关电源

开关电源采用电子开关元件，通过功率转换技术在输入电压下切换脉冲，实现电压转换和稳定调节。开关电源具有重量轻、体积小、转换效率高、节能、电压范围宽等优点。开关电源以计算机/微机为控制中心，广泛应用于电子产品中。开关电源的效率可以达到70%以上，而传统的线性电源的效率只有30%左右，所以又称为高效节能电源。