【分享】21级 曾彩怡 杨依婷 基于TLOS8051的智能炒菜机系统...

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一、作品简介：
本项目基于51单片机，充分利用DGUS软件丰富控件设计GUI图像界面，实现人机交互界面的开发，同时，采用 KEIL5 软件进行 C 语言编程，最后集成迪文屏作为显示和控制单元，实现模拟炒菜机的智能控制，包括：驱动电机模拟炒菜机工作、定时烹饪功能以及报警指示系统（烹饪完成提醒和温度过高自动报警），实现炒菜机智能化操作。

二、工作原理
本项目的运作原理主要围绕 51 单片机的控制，通过软件与硬件的结合，实现智能炒菜机的功能。具体如下：
该智能炒菜机以 51 单片机为核心控制单元，结合 DGUS 显示屏、步进电机、LED 灯和蜂鸣器、温度传感器等功能模块，实现炒菜过程的全面自动化。用户通过 DGUS 显示屏的操作界面设置所需参数，如烹饪时间等，51 单片机根据预设的程序和算法控制各模块协同工作。
（一）用户交互
首界面呈现清晰直观，用户通过向上滑动操作，能够顺利进入菜品选择界面。在这个界面中，提供了家常菜谱、主食、小吃、早餐以及养生等四种丰富的选择类别，满足不同用户的多样化饮食需求。
当用户点击具体的类别时，如家常菜谱，系统会迅速切换至相应的具体选择界面。在这里，用户可以通过滑动屏幕的方式浏览各种菜品选项。每一个菜品点击进入后，都会展示详细的菜谱介绍，包括所需的食材清单以及具体的制作方法步骤，为用户提供全面的烹饪指导。如果用户在浏览过程中改变主意想要重新选择菜品，只需轻松点击退出按钮即可返回上一级界面，重新进行选择操作，整个交互过程流畅便捷。

（二）烹饪启动
当用户确定要烹饪某一特定菜品时，首先点击菜名进入烹饪界面。在这个界面中，用户可以清晰地看到各种烹饪相关的信息和操作选项。接着，用户点击烹饪图标，此时系统会发送指令给核心控制单元 51 单片机。51 单片机接收到指令后，立即对步进电机进行控制，启动电机开始模拟炒菜机的工作。通过精确控制电机的相位，实现不同的转动方向和速度，模拟真实炒菜过程中的搅拌动作，确保菜品能够均匀受热和充分翻炒。

（三）烹饪结束提示

当烹饪过程完成后，51 单片机根据预设的程序和算法，向步进电机发送停止转动的指令。电机停止转动的同时，绿色 LED 灯开始闪烁，为用户提供直观的视觉提示，表明菜品制作已经完成。这种明确的提示方式让用户能够及时了解烹饪状态，方便进行下一步的操作。

（四）定时烹饪

若用户希望进行定时烹饪，首先可以在相应的界面中设置定时时长。例如，用户可以设置为六分钟。点击确认按钮后，系统开始倒计时。这个倒计时过程通过 DGUS 显示屏实时显示，让用户能够清楚地了解剩余时间。当计时结束后，51 单片机再次发挥核心控制作用，向电机发送启动指令。电机自动开始转动，模拟炒菜机工作，确保菜品能够在预设的时间内完成烹饪，为用户提供更加精准和便捷的烹饪体验。

（五）安全保障

温度传感器模块在整个炒菜机的运行过程中起着至关重要的安全保障作用。该模块时刻对环境温度进行监测，持续关注炒菜机的工作温度状态。一旦检测到温度过高，超过预设的安全阈值，温度传感器模块会立即向 51 单片机发送信号。51 单片机接收到温度过高的信号后，迅速自动触发报警机制。报警机制通过 LED 灯和蜂鸣器为用户提供视觉和听觉双重反馈，提醒用户注意设备的温度异常情况。
下图为整体功能的实现过程：
三、设计思路：
本项目的运作原理主要围绕51单片机的控制，通过软件和硬件的结合，实现一个智能炒菜机的功能。以下是项目设计思路的详细阐述：
（一）硬件架构
51 单片机：作为项目的核心控制中枢，承担着接收输入信息、进行逻辑处理以及精准控制输出的关键任务。
DGUS 显示屏：主要用于生动呈现用户界面，为用户提供便捷高效的人机交互功能。用户能够通过其触摸屏轻松设定烹饪时间、实时查看设备的各种状态等。
步进电机：负责模拟炒菜机的搅拌功能，通过精确控制电机的相位，能够实现不同的转动方向和速度，模拟炒菜过程中的搅拌动作。
LED 灯和蜂鸣器：发挥着状态指示和报警的重要作用，为用户提供直观的视觉和清晰的听觉反馈。在不同的工作状态下，LED 灯和蜂鸣器能够及时发出信号，提醒用户密切关注设备的运行情况。
温度传感器：该模块能够精准检测环境温度，时刻监控炒菜机的工作温度状态。一旦检测到温度过高，便会自动触发报警机制，及时向用户发出警报，有效保障设备的安全运行，避免因温度过高而引发的潜在危险。
下图为使用到的硬件：

（二）软件设计
KEIL5编程：使用C语言进行编程，编写控制逻辑和各个功能模块。
GUI设计：利用DGUS软件设计图形用户界面，用户可以通过触摸屏进行操作。
主要功能模块：
电机控制模块 (motor() 函数)：
通过控制变量 a、b、c、d 的值，依次激活电机的相位，实现电机的顺序启动，从而驱动步进电机转动，模拟炒菜过程。该模块确保电机在设定的速度和方向下工作，模拟真实的炒菜动作。
倒计时功能 (settime() 函数)：
根据用户设定的初始时间进行倒计时，每秒更新显示时间。当倒计时结束时，系统会触发相应的事件（如停止电机、触发报警等），确保烹饪过程的自动化。
LED灯和蜂鸣器控制 (led_buzzer() 函数)：
根据读取的地址值来控制LED灯和蜂鸣器的状态。当地址返回值为2时，LED灯和蜂鸣器会交替闪烁，提供烹饪完成的视觉和听觉提示。该模块还可以用于温度过高的报警，增强系统的安全性。
通过结合电机控制、倒计时和报警系统，整个炒菜机实现了智能化操作，用户只需设定参数，设备便能自动完成烹饪过程。
以下为51程序源码文件、GUI图像设计文件以及演示视频