基于WiFi 技術的微波爐控制電路設計

張 帥

（運城學院，山西 運城 044000）

1 微波爐控制原理及WiFi 技術概述

微波爐需要配備按鍵來進行模式、火力、時間設定，需要顯示器來顯示模式、時間以及火力等工作參數[1]。燒烤開關的作用是控制加熱管，溫度控制器用來測定并顯示烤管的溫度，同類型的微動開關作用是一樣的。燒烤開關、微波開關、輔助開關是控制微波爐的關鍵元件。WiFi技術是指一種無線網絡技術，通過無線網卡、無線訪問點搭建網絡，WiFi 模塊被廣泛用于智能家居領域，可以使人們的生活更舒適便利。房屋中的各種電氣設備和傳感器信息也可以通過WiFi 技術進行遠程控制、傳輸，以實現對家庭網絡的高效管理。

2 基于WiFi 技術的微波爐控制電路的硬件設計

該電路主要由單片機控制電路組成，包括主控芯片外圍電路、顯示電路、鍵盤電路、開關電路及電源電路等。

2.1 控制芯片外圍電路

本次設計的電路使用的主控芯片是Samsung 推出的MC96F6432，其具有32字節閃存8位CMOS微控制器，能給很多嵌入式管理應用程序提供經濟、高效、靈活的解決方案。該芯片的主要優點是功耗極低，型號多、資源豐富，還能自定義處理器時鐘速度、靈活控制硬件等。控制芯片外圍電路包括時鐘電路、復位電路[2]。

2.1.1 時鐘電路

時間控制模塊是本次研究的微波爐控制電路的核心模塊，可以實現加熱時間倒數、時間控制及時間顯示等功能。時間控制意味著微波爐能根據人們預設的火力、時間等參數，在預設時間內啟動、完成任務。

2.1.2 復位電路

復位電路可將電路復位至初始態，為系統電源接通提供復位信號，并在穩定系統電源后取消復位。為了確保精準復位，通常在電源穩定工作后中斷復位信號，以防止電源開、關過程中的抖動影響復位。本次設計的電路采用RC 復位，并且電容在通電的瞬間可以短路，所以RST 引腳是高電平。當電容器被充電時，在穩定之后實際上VCC 電壓是施加在電容上。最后，電容底板（即RST 端子）為O V，因此RST 在高電平之后的一段時間內保持低電平，而高電平持續長短由RC 時間常數確定。

2.2 顯示電路

JLX256128G-931-BN LCD 模塊是微波爐的人機交互界面，可以實時呈現電路的當前運行狀態。JLX256128G-931-BN 是一種工業LCD，可以一次顯示32 字符，具有16 條引腳線，還有兩條是背光電源線，其優點主要有如下4 個。

（1）顯示效果很理想。與其他顯示模式不同，LCD 的優勢在于當接收信號時，LCD 屏幕上的每個點始終保持恒定的色彩、亮度，無需頻繁更新，可以有效解決閃屏問題，并且圖像質量更高。

（2）豐富的顯示內容。JLX256128G-931-BN 支持128 點存儲器顯示、功能強，顯示內容豐富，存儲器有多達180 個矩陣字符、圖形元素用于生成符號，如阿拉伯數字、英文字母，圖形符號等。

（3）便于連接：模塊化設計下是數字化接口，簡化了LCD 屏幕、芯片間的連接，提高了連接的可靠性及用戶體驗。

（4）低功耗，小型化。液晶顯示器與其他顯示方法的不同之處在于其通過電極運動實現顯示目標。同尺寸的情況下液晶顯示器更輕巧，并且其能量消耗主要用于移動電極和喚醒IC，電流消耗也得以最小化。

2.3 按鍵電路

在線性連接和編程方面，矩陣鍵盤比獨立鍵盤復雜得多，但它可以提高輸入輸出端口的使用效率，適用于鍵數較多的情況。作為微波爐的輸入端，按鍵電路需要更多的按鍵來完成更復雜的任務，如選擇模式、設置時間、選擇火力等，因此本次設計采用矩陣鍵盤。矩陣按鍵是由行、列線路組合而成的矩陣模板，識別交點處的行、列對應值的組合，并將識別出的信息發送回單片機。同時，每個矩陣按鍵的狀態必須被編譯成微控制器能識別的二進制信號。可以將開關一端接VCC（1），另一端接地（0），以確保可以穩定接收信號。在此基礎上還需要對應的掃描程序才能識別按鍵，程序設計思路是：先確定鍵是否真的有，然后定位按鍵，識別按鍵的功能，最后通過并行端口輸出掃描代碼和按鍵的狀態。鍵碼由線性掃描值、反饋信號構成，起到識別按鍵的作用，再查詢預定編碼表可以識別按鍵具備什么功能[3-4]。

2.4 開關電源

開關電源采用電子開關元件，通過功率轉換技術在輸入電壓下切換脈沖，實現電壓轉換和穩定調節。開關電源具有重量輕、體積小、轉換效率高、節能、電壓范圍寬等優點。開關電源以計算機/微機為控制中心，廣泛應用于電子產品中。開關電源的效率可以達到70%以上，而傳統的線性電源的效率只有30%左右，所以又稱為高效節能電源。

2.5 WiFi 串行接口設計

WiFi串行接口是基于DART的WiFi無線網絡模塊，其工作電壓為5 V，可以與無線網絡交換串行端口數據。通過模塊可以讓常規串行接口設備訪問無線網絡。

3 基于WiFi 技術的微波爐控制電路軟件設計

3.1 微波爐主程序

主程序負責子程序各個模塊的通信，圖1 為程序框圖。

3.2 WiFi 通信程序

微波控制芯片通過WiFi 通信程序及相關硬件設備和WiFi 用戶模塊進行數據交換，確保數據穩定快速的交換。WiFi 通信程序應該具備固定首碼校驗、校驗有限字長及通信超時保護的功能。通信模塊軟件標準必須符合如下3 點要求：

圖1 微波爐主程序框圖

（1）符合廠家關于在智能家電上使用串行端口的協議；

（2）字長不在12～44 位，不允許使用字符串；

（3）如果在100 ms 內未收到WiFi 模塊數據，則字符串無效。

4 結論

本文主要闡述了基于WiFi 的微波爐控制電路基本結構和軟硬件設計，基于WiFi 實現信息的傳輸，實現遠程控制。