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1、 目 录目 录1摘 要3Abstract4第 1 章 设计思路与方案51.1 设计思路51.2 方案设计51.3 方案论证6第 2 章 单元电路设计82.1 传感器的设计与选用82.1.1 传感器的作用及组成82.1.2 传感器设计与选用82.1.3 传感器的工作原理132.2 单片机处理电路的设计及选用132.2.1 单片机处理电路的设计132.2.2 单片机的选用142.2.3单片机的作用及组成142.2.4 单片机的结构、引脚及功能142.3 缺水、沸腾溢出电路设计162.3.1 缺水、沸腾溢出电路的作用及组成162.3.2 缺水、沸腾溢出电路工作原理172.4 报警电路设计182.4.
2、1报警电路的作用182.4.2 报警电路的设计182.4.3 报警电路的工作原理192.5 磨浆及加热电路设计192.5.1 磨浆电路的作用192.5.2 加热电路的作用192.5.3 磨浆及加热电路的设计192.5.4 磨浆及加热电路的工作原理202.6 电源电路设计212.6.1 电源的作用及组成212.6.2 电源技术指标222.6.3 整流二极管、变压器容量的计算与选择222.6.4 稳压器的选用222.6.5 电源工作原理25第3章 系统组成及工作原理263.1 系统组成263.2 系统工作原理27第 4 章 程序设计284.1 程序流图284.2 程序设计30第 5 章 产品制作与
3、调试325.1 PCB板设计325.2 元器件检测与元器件项目表345.2.1 元器件检测345.2.2元器件项目表365.3 产品安装365.4 产品调试38结 论39参 考 文 献40致 谢41附录一 主电路电气原理图42附录二 PCB板布局图43附录三 PCB板图44附录四 PCB板装配图4548摘 要单片机控制系统抗干扰能力强，安全可靠。电路方面用继电器隔离强电和弱电，为了避免加热器感应电对缺水检测和沸腾溢出检测的干扰，参考地电极PG不直接接地，而是经R10（100）接地；系统的内部程程序稳定。为了防止加热器干热，在主程序和子程序中，不断检测是否缺水，一旦缺水，关闭马达或加热器，并发出
4、报警声。报警程序为多警声输出，接通电源时，发出“滴，滴，滴”，便于区分工作状态。经反复测试表明,该家用豆浆机使用方便。它能够对按键操作命令和无水干烧、加热溢出等现象实时做出判断和响应，整个工作过程流畅顺利，它的运行达到了最初的设计要求。由于整个工作过程完全采用程序控制,可根据不同的硬件和要求,很容易通过调整相关的指令和时间常数等,实现最佳的运行效果。关键词：单片机 程序控制Abstract Single-chip microcomputer control system anti-interference ability is strong, safe and reliable. Circui
5、t aspects with relay isolation and high voltage electricity, in order to avoid electric water heater induction of testing and boiling the interference of overflow detection, reference to electrode PG not directly grounded, but the R10 (100 ) grounding; Systems internal process procedure stability. I
6、n order to prevent the heater dry heat, in the main program and the subroutine, and constantly check whether a shortage of water, once a shortage of water, close motor or heater, and issued a warning of sound. Alarm program which is p sound output, connect the power supply, send out drip drip, drip.
7、, easy to distinguish between working state. After the repeated test show that the household DouJiangJi easy to use. It is able to command and key operate without water, heating dry and overflow the phenomenon such as real-time judge and response, the whole process smooth and fluent, its operation a
8、chieved the design requirements. Because the whole process completely using program control, according to different hardware and requirements, it is easy to adjust the instructions and related by the time constant, achieve the best effect of operation.Key word: Single-chip microcomputer , Program co
9、ntrol第 1 章 设计思路与方案1.1 设计思路由于以前的豆浆机，磨浆要过滤豆渣，豆浆熬煮也要自己动手，还要特别注意豆浆溢锅的问题，程序繁琐麻烦，给人们带来不便，针对这些情况拟定开发家用豆浆机全自动控制电路装置。家用豆浆机全自动控制装置是在单片机的程序控制下进行工作的。打浆时，插上电源插头，接通电源, 直接按“启动”键，控制电路控制豆浆机工作。先给黄豆加热，并由传感器检测温度，当温度达到75度左右时，停止加热。启动磨浆电机开始磨浆，磨浆电机按间歇方式打浆：运转20秒后停止转运，间歇10秒后再启动打浆电机，如此循环进行打浆次。磨浆完后，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
10、接触到防溢电极时，停止加热，间歇20秒后再开始加热，如此循环16次，豆浆加工完成，间歇10秒后发出音响信号。1.2 方案设计方案1：此方案由单片机、传感器、加热电路、磨浆电路、报警电路组成。如图1.1所示其工作原理是先加热，加热到一定温度后，开始磨浆，磨浆完后，磨浆停止，又开始加热即煮沸后，立即停机，报警提示。磨浆电路传感器加热电路单 片 机报警电路图 1.1 方案1设计框图方案2：此方案由单片机、传感器、功能电路、沸腾检测电路、磨浆电路、加热控制电路、报警电路等组成。如图1.2所示其工作原理是豆浆机加电后直接按“启动”键，控制电路控制豆浆机进行加热，当温度达到75度左右时，停止加热，开始打浆
11、；打浆电机按间歇方式打浆：运转20秒后停止转运，间歇10秒后再启动打浆电机，如此循环进行打浆次。打浆结束后开始对豆浆加热，豆浆温度达到一定值时，豆浆上溢。当豆浆沫接触到防溢电极时，停止加热，间歇20秒后再开始加热，如此循环16次，豆浆加工完成，间歇10秒后发出音响信号。单片机加热电路缺水、沸腾溢出电路磨浆电路传感器报警电路功能电路图1.2 方案2设计框图1.3 方案论证方案一如图1.1所示，由单片机、传感器、加热电路、磨浆电路、报警电路组成。工作过程是，先将黄豆放入豆浆机的搅拌器滤网内，搅拌壶内倒入适量的水，装好搅拌机。接上电源，按下“加热”键，开始加热，加热到一定温度后，开始磨浆，磨浆结束后
12、,又加热直到豆浆沸腾煮熟，停止加热，发出柔和的报警声，提示豆浆已做好。其缺点是：没有检缺水、沸腾溢出。方案二如图1.2所示, 由单片机、传感器、功能电路、沸腾检测电路、磨浆电路、加热控制电路、报警电路等组成。先将黄豆放入豆浆的搅拌器滤网内,搅拌壶内倒入适量的水,装好搅拌机。接上电源，蜂鸣器长鸣一声，提示已接通电源，指示灯LED亮，处于待命状态。按下全自动启动键START，开始加热，温度达到75度时，停止加热；搅拌马达运转，将黄豆粉碎，豆浆过滤，然后马达停转，又开始加热，直到豆浆沸腾煮熟，停止加热，发出报警声，提示豆浆已做好。若豆浆较长时间没喝而变凉，按下再加热键HEAT，加热至沸腾后，停止加热
13、，发出报警声。若缺水，则关闭加热器和马达，按任何键不响应，并发出急促的报警声,直到关闭电源，加好水后才能工作。进行论证后,我选择第二方案。其原因是:(1)加工方式是全自动。（2）粉碎黄豆前加热可以提高工作效率；缩短粉碎后加热至豆浆沸腾时间，防止粉碎后煮浆时间过长所易造成的糊锅现象。第 2 章 单元电路设计2.1 传感器的设计与选用2.1.1 传感器的作用及组成传感器一般由敏感元件、传感元件、测量电路和辅助电源四部分组成，如图2.1所示。在工业生产自动化过程中，检测、监视和控制温度、压力、流量、液位、PH等参数，以便设备工作在最佳状态，成本消耗最低，产品质量最高，同时，在生产过程中将各个环节的参
14、数转为电信号，并与计算机接口，实现生产自动化。图2.1 传感器组成方框图敏感元件传感元件测量电路辅助电源被测非电量电量2.1.2 传感器设计与选用(1) 传感器的设计家用豆浆机的串励电机工作转速可达到12Kr/S左右,大约一分钟时间便可将豆粒彻底粉碎。但由于该电机不可长时间连续运转,为了提高工作效率,粉碎前需要将水温加热至75度左右,所以需要设计传感器来作测温计。在一定温度范围内，半导体材料的电阻RT和绝对温度T的关系可表示为 （2.2）其中常数a不仅与半导体材料的性质而且与它的尺寸均有关系，而常数b仅与材料的性质有关。常数a、b可通过实验方法测得。例如，在温度T1时测得其电阻为RT1 （2.3）在温度T2时测得其阻值为RT2 （2.4）将以上两式相除，消去a得 再取对数，有 （2.5）把由此得出的b代入（2.3）或（2.4）式中，又可算出常数a，由这种方法确定的
