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摘要： 主要针对目前市场上电子煎药壶功能单一、煎煮不科学等问题，设计一套以STC5A16AD单片机为核心的智能控制系统，该系统可以根据用户输入的药性对煎药壶浸泡时间、煎煮时间、火势等进行智能控制，实现全自动智能煎药。
关键词： 单片机；控制系统；智能；药性
中图分类号：TP368.1 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2011）0920072－02
0 引言
目前国内已经拥有各种名目的家用电子煎药壶，这些煎药壶主要存在三方面不足：第一缺乏定时功能、第二缺乏自动浸泡功能、第三文火武火处理过于简单化。本文基于单片机开发智能型电子煎药壶控制系统，根据药性自动确定浸泡时间、煎煮时间和加热功率，符合传统煎煮中药的方案。在算法控制下煎药，可以使药方能跟好地达到预期的疗效。
1 系统功能设计
本设计分为“自动”和“手动”两个功能模块，选择“自动”功能后，机器根据用户选择的药性自动匹配系统固化的浸泡时间、煎熬时间和加热功率。同时，用户也可以通过“手动”功能自己设计煎煮方案。
2 系统的硬件结构及其工作原理
图1硬件系统的主体框图
整个控制系统由CPU主板、驱动板以及工作面板组成。其中，CPU主板实现键盘参数采集、温度参数采集、控制量输出、电源保护以及报警输出等功能；驱动板主要用来将主板输出的信号驱动电阻丝切换；工作面板主要由各种功能指示灯、按键和时间显示器件组成。
硬件系统的主体框图如图1。
2.1 单片机电路设计
本设计以单片机STC5A16AD为核心，使用了36个I/O接口，输入口主要为温度输入口、功能按键输入口，输出口主要为LED数码管显示输出口、功能指示灯输出口、报警输出口，另外还有一个电源变换电路，提供 5V的电压，如图2。
2.2 功能指示灯显示电路设计
全部指示灯共采用了14位数码二极管，分别显示药性状态情况，文火、武火、煎次、自动、手动、加热器工作情况等信息，让用户对自己的选择一目了然。单片机设计上LED二极管显示分为两部分，一部分由总线输出，循环显示8位LED二极管，包括3个药性状态指示灯、2个火势指示灯、2个煎次指示灯。另外6位二极管直接由单片机端口控制，包括4个电加热指示灯和2个自动/手动状态指示灯，2个启动关闭指示灯，单片机端口输出低电平时LED点亮，反之熄灭。
2.3 键盘电路设计
功能按键采用3*3矩阵键盘，这部分用于人机交互，使用引脚P35、P36、P37输入键盘列控制信号，使用P00、P01、P02输入键盘行控制信号。
2.4 时间显示电路设计
使用LED显示器，采用了两块共阳极的三位数码管分别显示煎熬和浸泡两组时间数据，设计上主要是借助P44、P45、P46三个通用输入/输出端口，结合P05、P06、P07三个引脚为两块三位数码管各输出3个位选码，P20～P27八个引脚输出8个段选码，从而确定出哪个三极管的哪个段进行显示。
2.5 温度采集电路设计
本系统选用了LM35作为温度传感器，选用两个运算放大器LM358进行温度信号变换，信号变换电路如图3所示。
2.6 驱动电路板设计
驱动集成电路选用MC1413
驱动继电器控制交流接触的通断，实现加热器部件的投切。如图4，单片机利用从键盘和温度传感器获取的信息进行控制运算，将控制信号输出给加热装置，本例将分别驱动三根电阻丝，在设计上采用了三个继电器，通过隔离驱动使继电器闭合控制三根电阻丝的运行与停止，从而控制加热器在武火、文火、保温状态下工作。
3 软件系统的设计
系统软件是整个控制系统的灵魂，程序由主程序和若干子程序构成，主程序负责系统初始化和子程序的调用，子程序包括6个模块：数码管循环显示控制、按键输入判断及响应、温度采样与控制、电阻丝切换控制、熬煮时间控制、浸泡时间控制等，程序工作流程如图5所示。
4 结论
经过产品试验表明，本文基于STC5A16AD单片机所设计的新型智能电子煎药壶科学、合理，性能稳定，操作简易，熬出的药液颜色纯正，疗效良好。通过友好的操作界面，让用户轻轻松松拥有专业的中药熬煮技术。
参考文献：
[1]侯金荣，《基于STC5A16AD的太阳能控制器的设计》，《科技传播》，2010.6（下）：85.
[2]鲁广英，《基于单片机电子万年历的设计与实现》，《硅谷》，2010.12：57.
作者简介：
孙育红（1968-），女，汉族，山东泰安人，工学硕士，副教授，长期从事计算机应用技术教学和科研工作。
关键词： 单片机；控制系统；智能；药性
中图分类号：TP368.1 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2011）0920072－02
0 引言
目前国内已经拥有各种名目的家用电子煎药壶，这些煎药壶主要存在三方面不足：第一缺乏定时功能、第二缺乏自动浸泡功能、第三文火武火处理过于简单化。本文基于单片机开发智能型电子煎药壶控制系统，根据药性自动确定浸泡时间、煎煮时间和加热功率，符合传统煎煮中药的方案。在算法控制下煎药，可以使药方能跟好地达到预期的疗效。
1 系统功能设计
本设计分为“自动”和“手动”两个功能模块，选择“自动”功能后，机器根据用户选择的药性自动匹配系统固化的浸泡时间、煎熬时间和加热功率。同时，用户也可以通过“手动”功能自己设计煎煮方案。
2 系统的硬件结构及其工作原理
图1硬件系统的主体框图
整个控制系统由CPU主板、驱动板以及工作面板组成。其中，CPU主板实现键盘参数采集、温度参数采集、控制量输出、电源保护以及报警输出等功能；驱动板主要用来将主板输出的信号驱动电阻丝切换；工作面板主要由各种功能指示灯、按键和时间显示器件组成。
硬件系统的主体框图如图1。
2.1 单片机电路设计
本设计以单片机STC5A16AD为核心，使用了36个I/O接口，输入口主要为温度输入口、功能按键输入口，输出口主要为LED数码管显示输出口、功能指示灯输出口、报警输出口，另外还有一个电源变换电路，提供 5V的电压，如图2。
2.2 功能指示灯显示电路设计
全部指示灯共采用了14位数码二极管，分别显示药性状态情况，文火、武火、煎次、自动、手动、加热器工作情况等信息，让用户对自己的选择一目了然。单片机设计上LED二极管显示分为两部分，一部分由总线输出，循环显示8位LED二极管，包括3个药性状态指示灯、2个火势指示灯、2个煎次指示灯。另外6位二极管直接由单片机端口控制，包括4个电加热指示灯和2个自动/手动状态指示灯，2个启动关闭指示灯，单片机端口输出低电平时LED点亮，反之熄灭。
2.3 键盘电路设计
功能按键采用3*3矩阵键盘，这部分用于人机交互，使用引脚P35、P36、P37输入键盘列控制信号，使用P00、P01、P02输入键盘行控制信号。
2.4 时间显示电路设计
使用LED显示器，采用了两块共阳极的三位数码管分别显示煎熬和浸泡两组时间数据，设计上主要是借助P44、P45、P46三个通用输入/输出端口，结合P05、P06、P07三个引脚为两块三位数码管各输出3个位选码，P20～P27八个引脚输出8个段选码，从而确定出哪个三极管的哪个段进行显示。
2.5 温度采集电路设计
本系统选用了LM35作为温度传感器，选用两个运算放大器LM358进行温度信号变换，信号变换电路如图3所示。
2.6 驱动电路板设计
驱动集成电路选用MC1413
驱动继电器控制交流接触的通断，实现加热器部件的投切。如图4，单片机利用从键盘和温度传感器获取的信息进行控制运算，将控制信号输出给加热装置，本例将分别驱动三根电阻丝，在设计上采用了三个继电器，通过隔离驱动使继电器闭合控制三根电阻丝的运行与停止，从而控制加热器在武火、文火、保温状态下工作。
3 软件系统的设计
系统软件是整个控制系统的灵魂，程序由主程序和若干子程序构成，主程序负责系统初始化和子程序的调用，子程序包括6个模块：数码管循环显示控制、按键输入判断及响应、温度采样与控制、电阻丝切换控制、熬煮时间控制、浸泡时间控制等，程序工作流程如图5所示。
4 结论
经过产品试验表明，本文基于STC5A16AD单片机所设计的新型智能电子煎药壶科学、合理，性能稳定，操作简易，熬出的药液颜色纯正，疗效良好。通过友好的操作界面，让用户轻轻松松拥有专业的中药熬煮技术。
参考文献：
[1]侯金荣，《基于STC5A16AD的太阳能控制器的设计》，《科技传播》，2010.6（下）：85.
[2]鲁广英，《基于单片机电子万年历的设计与实现》，《硅谷》，2010.12：57.
作者简介：
孙育红（1968-），女，汉族，山东泰安人，工学硕士，副教授，长期从事计算机应用技术教学和科研工作。