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1、0任务分配总体方案设计：传动系统设计：动力电机系统设计：控制电路设计软件编程：电力供电系统：附上整体效果图1目录任务分配 .1第 1 章 绪论 .3第 2 章 方案设计 .42.1 控制系统的硬件分析 .42.2 控制系统的软件分析 .42.3 电源电路设计 .4第 3 章 机械结构设计（传动系统设计） .63.1 传动形式的选择 .63.2 电机的选择 .63.3 减速机构的设计 .63.4 关键部件的强度校核 .6第 4 章 豆浆机的控制电路的设计（硬件系统的设计） .74.1 单片机的选用 .74.2 单片机的简介 .74.3 温度检测电路的设计 .94.4 温度传感器 DS1820简介
2、 .94.5 报警电路的设计 .13第 5 章 软件控制程序的设计 .15第 6 章 课程设计心得 .16附录 1.18附录 2.19附录 3.20参考文献 .252第 1 章 绪论豆浆机由粉碎黄豆的电机、豆浆机加热器和控制电路三大部分组成。用单片机研制的全自动豆浆机的控制系统，当放入适量泡好的黄豆，加入适量的冷水，把豆浆机的电源插头插入 220V 交流电源，豆浆机指示灯亮起，按下按钮，先对豆浆机进行水位检测，符合要求后电加热管开始对水进行加热，当水温达到 80左右，豆浆机进行启动电机开始打浆，打浆电机按间歇方式打浆。打浆过后，开始对豆浆加热，豆浆温度达到一定值时豆浆上溢，当豆浆沫接触到防溢电
3、极时，停止加热。然后间歇加热，最后进行豆浆的防溢延煮后发出声光报警信号。若缺水，则关闭加热器和电机，并发出报警声，直到关闭电源，加水后才能继续使用。只要按下启动按键并选择功能后，豆浆机就开始工作，一会儿就能喝到美味又营养的豆浆。整个过程由单片机全自动控制，让你用起来更加的方便、更加的安全。3第 2 章 方案设计2.1 控制系统的硬件分析硬件上豆浆机的控制系统首先需要以单片机 AT89C52 为控制核心，刚开始需要水位检测，这就需要一个传感器，为了减少成本，这里采用一个探针来代替传感器的使用，然后开始对水进行加热，开始时需要把水加热到 80，这就需要一个温度传感器，这里采用数字温度传感器 DS1
4、8b20，因为它单总线器件，线路简单，体积小，省去了 A/D 转换，并行扩展等步骤，使硬件图变得简单形象了很多。由于豆浆机加热完毕后，需要启动打浆电机开始打浆，这里选用单相串励电机，因为串励电机具有机动转矩大、过载能力强、体积小、重量轻等很多优点，并且改类型电机在家用电器使用很普遍。当打完浆后，需要对豆浆再次加热，这里就用到防溢的装置与水位检测装置一样，沸腾溢出装置同样采用一个探针来替代了传感器。对豆浆再次加热完毕后，预示着豆浆加工完成了，最后发出音响信号，这里选用一个报警器。2.2 控制系统的软件分析软件上就是对单片机的编程，在编程前需要画出一个流程图，根据豆浆机控制系统的设计要求及目的，即
5、插上电源、按下启动按钮并且选择功能后，先对豆浆机进行水位检测，符合要求后就启动加热装置对水加热，当水温达到了 80左右，豆浆机停止加热。启动磨浆电机开始打浆，磨浆电机按间歇方式打浆：运转 15 秒后停止运转，间歇 5 秒后再启动打浆电机，如此循环 5 次。打浆结束后，电加热器继续加热，一直加热到一定值时豆浆上溢，当豆浆沫接触电极时，停止加热，间歇 20 秒后在开始加热，如此循环 5 次豆浆加工完成，间歇 10 秒后发出音响信号，提示豆浆已经做好。此时关闭开关、拔下电源插头后，即可准备饮用豆浆。按照上述对豆浆机控制系统的要求，完成豆浆机控制系统设计的流程图后，对单片机进行软件设计的编程来配合硬件
6、的设计以至于完成整个豆浆机控制系统的设计。2.3 电源电路设计电源是各种电子设备必不可少的组成部分，其性能的优劣直接4关系到电子设备的技术指标以及能否安全可靠的工作。目前常用的直流稳压电源分线性电源和开关电源两大类。随着集成电路飞速发展，稳压电路也迅速实现集成化市场上已有大量生产各种型号的单片机集成稳压电路。它和分立晶体管电路比较，具有很多突出的优点主要体现在体积小、重量轻、耗电省、可靠性高、运行速度快，且调试方便、使用灵活，易于进行大量自动化生产。5第 3 章 机械结构设计（传动系统设计）3.1 传动形式的选择主要有单片机控制电机的反复转动以磨碎黄豆。以转动方式传动。机械豆浆机靠刀片高速旋转
7、切出 的豆浆。3.2 电机的选择额定电压：220V/50Hz ,空载：电流：0.17Amp,转速：15700Rpm转矩：90mNm,电流：0.95Amp,转速：11700Rpm,功率：180W,转矩：106mNm,电流：1.1Amp,转速：11000Rpm,功率：200W3.3 减速机构的设计由减速齿轮组成的减速器,使豆浆机适合多种工作环境,既可以打黄豆,也可以打比黄豆硬的材料。3.4 关键部件的强度校核加工阶段分为：粗加工阶段、半精加工阶段、精加工阶段。6第 4 章 豆浆机的控制电路的设计（硬件系统的设计）4.1 单片机的选用单片机的种类很多，本设计采用 AT89C52。AT89C52 是A
8、TMEL 公司生产的低电压，高性能 CMOS8 位单片机，片内含8Kbytes 的可反复擦写的 Flash 只读程序存储器（PEROM）和256bytes 的随机存取数据存储器（RAM） ，器件采 ATMEL 公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准 MCS-51 指令系统，片内置通用 8 位中央处理器（CPU）和 Flash 存储单元，功能强大的AT89C52 单片机可适用于提高许多高性价比的应用场合，可灵活应用于各种控制领域。4.2 单片机的简介（1）AT89C2 主要性能参数兼容 MCS-52 产品指令系统，8k 可反复擦写（）1000）的 Flash ROM32 个双向 I/O 口
9、，256x8bit 内部 RAM3 个 16 位可编程定时/计数器中断，时钟频率 0.24MHz2 个外部中断源，共 6 个中断源2 个读写中断口线，3 级加密位低耗空闲和掉电模式（2）引脚功能引脚如图 4.2 所示7图 3.1 单片机 AT89C52引脚功能说明：AT89C52 是为 40 脚双列直插封装的 8 位通用微处理器，采用工业标准的 C51 内核，在内部功能及管脚排布上与通用的 8xc52 相同，其主要用于会聚调整时的功能控制。功能包括对会聚主 TC 内部寄存器、数据 RAM 及外部接口等功能部件的初始化，会聚调整控制，会聚测试图控制，红外遥控信号 IR 的接收解码及与主板 CPU
10、 通信等。AT89C2 的引脚图 1 所示，主要管脚有：XTAL1（19 脚）和 XTAL2（18 脚）为振荡器输入输出端口，外接12MHz 品振。 RST/Vpd（9 脚）为复位输入端口，外接电阻电容组成的复位电路。VCC(40 脚)和 VSS(9 脚)为供电端口，分别接+5V 电源的正负端。P0P3 为可编程通用 I/O 脚，其功能用途由软件定义，在本设计中，P0 端口（3239 脚）被定义为 N1 功能控制端口，分别与 N1 的相应功能脚相连接，13 脚定义为 IR 输入端， 10 脚和 11脚定义为 12C 总线控制端口，分别连接 N1 的 SDAS（18 脚）和SCLS（19 脚）端
11、口，12 脚、27 脚及 28 脚定义为握手信号功能端口，连接主板 CPU 的相应功能端，用于当前制式的检测及会聚调整状态进入的控制功能。在被设计中温度传感器，磨浆及加热电路，沸腾检测电路及报警电路等和单片机相连接时，只用了 P1 口和 P3 口，首先通过单片机中的 CPU 将 P1.5 口变成高电位，使发光二极管 D48发光显示，以示电源电路正常，单片机的 CPU 就是通过检测这俩个端口的高低电位来对水位和沸腾溢出进行检测的。加热时，因为温度传感器为单线智能数字传感器，P3.0 和 P3.4 作为输出端口，与三级管组成一个驱动控制电路，当程序给一个加热或打浆信号时，这俩个端口相应的变成高电位
12、使三级管和导通继而驱动继电器工作。报警电路和单片机端口组合时，单片机的端口组合时，单片机的端口同样也是作为一个输出端口来使用的。4.3 温度检测电路的设计当豆浆机正常工作时，需要先加热到 80左右的温度，然后停止加热继续下一步的工作，所以这就需要一个温度传感器来检测水温，这里我选用的是 NTC 热敏电阻温度传感器，选择它是灵敏度高、反应迅速；电阻值和 B 值精度高、一致性互换性好；采用双层密封工艺，具有良好的绝缘密封性和抗机械碰撞、抗折弯能力、稳定性好、可靠性高。4.4 温度传感器 DS1820 简介DS18B20 是美国 DALLAS 半导体公司继 DS1820 之后推出的一种改进型智能温度
13、传感器。与传统的热敏电阻相比，它能够直接读出被测温度并且可根据实际要求通过简单的编程实现 912 位数字值读数方式。可以分别在 93.75ms 和 750ms 内完成 9 位和 12 位的数字量，并且从 DS18B20 读出的信息或写入 DS18B20 的信息仅需要一根口线（单线接口）读写，温度变换功率来源于数据总线，总线本身也可以向所挂接的 DS18B20 供电，而无需额外电源。因而使用DS18B20 可使系统结构更趋简单，可靠性更高。他在测温精度、转换时间。传输距离、分辨率等方面较 DS18B20 有了很大的改进，给用户带来了跟方便的使用和更令人满意的效果。DS18B20独特的单线接口，只需一个接口引脚即可通信多点能力使分布式温度检测应用得以简化不需要外部元件可用数据线供电不需要备份电源测量范围从-55 至+125 摄氏度，增量值为 0.5 摄氏度以九位数字值方式读出温度在一秒内把温度变换为数字用户可以定义的，非易失性的温度变换为数字9告警搜索命令识别和寻址温度在编定的极限之外的器件（温度警告情况）应用范围包括恒
