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1、家用智能豆浆机构造及相关参数摘 要本文介绍的智能豆浆机系统由 PIC16C54单片机、传感器、功能电路、沸腾检测电路、磨浆电路、加热控制电路和报警电路等组成，豆浆生产完全自动化。其工作过程是：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，蜂鸣器长鸣一声，提示已经接通电源，指示灯LED亮起，处于待命状态。按下全自动启动键START开始加热，当温度达到75左右时，停止加热；搅拌马达运转，将黄豆粉碎，豆浆过滤，而后马达停转，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，停止加热，发出报警
2、声。若缺水，则关闭加热器和马达，按任意键不响应，并发出急促的报警声，直到关闭电源，加水后才能继续使用。关键词：PIC16C54 智能豆浆机 控制系统 稳压电源ABSTRACTThis article discusses the system of the intelligent Soya-bean milk machine including the single-chip of PIC16C54, Sensor, Functional circuit, Boiling detection circuit, Grinding circuit, Heating control circuit a
3、nd Alarm circuit. The course is that: At first, add some soy bean in the blenders filter, poured an appropriate amount of water into the blender and installed blender. When connected to power supply, the buzzer sounded once, tips have been connected to power, the LED light up, tips the Soya-bean mil
4、k machine in the standby. Press the button of START to start heating. When the temperature reached around 75 stop heating, Stirring motor operation will be crushed soybeans and the Soya-bean milk is filtered, then the motor stopped and started heating until boiling, and stop heating, issued a warnin
5、g sound prompted milk have been done. If a long time not to drink and become cool, press the button of HEAT to start heating again until to boiling and issued a warning sound. If dry, turn off the heater and motor, press any button not to respond, and issued a alarm sound until adding enough water t
6、o continue to use it. Key words: PIC16C54 ; Intelligent soya-bean milk machine ;Control System ;Stabilized voltage supply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5次。磨浆完后，开始对豆浆加热，豆浆温度达到一
7、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。一、豆浆机原理及功能1.1、制浆原理：豆浆机的制浆原理有两种：网罩式、无网式 网罩式：旋转、涡流、切割、碰撞、回流、循环 如图1-1 1-1无网式：旋转、涡流、转动、反弹、切割、循环 如图1-22-21.2、工作步骤：预热、打浆、煮浆、延浆预热：全功率大火加热，约6分钟 打浆：98开始(180W)，30秒/次， 间隔1015秒，打9次，总时间为45分钟,功能不同，时间设置也不同。煮浆：小功率熬煮(300W)，约3分钟左右，直至水位第一次升至防溢电极。延煮：水位升
8、至防溢电极后，停止加热。（数秒）后再次重新加热，如此反复，使水温保持在99.50.05温度之间，此过程持续时间为45分钟。1.2家用豆浆机的设计思路传感器加热电路缺水、沸腾溢出电路单片机功能电路磨浆电路报警电路图1-3 方案设计框图如图1-1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。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，蜂鸣器长鸣一声，提示已经接通电源，指示灯LED亮起，处于待命状态。按下全自动启动键START开始加热，当温度达到75左右时，停止加热；搅拌马达运转，将黄豆粉碎，豆浆过滤，而后马达停
9、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，停止加热，发出报警声。若缺水，则关闭加热器和马达，按任意键不响应，并发出急促的报警声，直到关闭电源，加水后才能继续使用。1.3豆浆机结构及部件总体结构图如图1-3：1-31.3.1主要部件及作用杯体：主要用于盛水或豆浆，有把手和倒浆口。在杯体上标有“上水位”线和“下水位”线。主要部件及作用防干烧电极：作用： 防止干烧尺寸：外径6 mm，有效长度89 mm，插入杯体底部。 原理: 低电平 高电平 1.3.4主要部件及作用电机交流串激电动机可直流，可交流。 特点：启动
10、力矩大、转速高、调速范围广，稳定性高，粉碎效果好 180W。 1.3.5主要部件及作用网罩无网结构（BBK、MD）和 有网结构（JY） 如图1-41-4(左为无网结构、右为有网结构)1.3.6主要部件及作用网罩网罩为有网结构可分为导流罩和细孔网罩导流罩：安装在机头上。特点：打浆效率较高。但拆装、清洗麻烦，卷边易残留豆渣，冷打水果效果不好（切碎）。 如图1-51-5细孔网罩：食材放在网罩里打磨。特点：打浆效率高，但是滤网难清洗，且不上档次，退出市场。如图1-61-61.3.7主要部件及作用刀片：304不锈钢。刀片具有一定的螺旋倾斜角度，这样刀片旋转起来后在一个立体空间碎豆，碎豆较彻底。此类刀片对
11、电机要求比较高，且多用于无网豆浆机。 如图1-71-71.3.8主要部件及作用加热管用于加热和熬煮豆浆。加热功率从800W到1100W不等，不锈钢材质。分类： 弧形管加热：特点：不易糊管。但清洗比较麻烦，市场主流 。如图1-81-8杯底加热：特点：机头下部清洗简单，非常容易糊底，底部有加热电路，杯体不能放入水中，清洗不方便 。如图1-91-9二、豆浆机中轴轮系传动比的计算2.1、轮系的基本概念2.1.1 轮系：由一系列相互啮合的齿轮组成的传动系统；2.1.2 轮系的分类：定轴轮系： 所有齿轮轴线的位置固定不动；周转轮系：至少有一个齿轮的轴线不固定；2.1.3定轴轮系的分类：平面定轴轮系：轴线平
12、行；空间定轴轮系：不一定平行；2.1.4轮系的传动比:轮系中首、末两轮的角速度(或转速)之比，包括两轮的角速比的大小和转向关系。 传动比的大小：当首轮用“1”、末轮用“k”表示时，其传动比的大小为： i1k 1/kn1/nk传动比的方向：首末两轮的转向关系。 相互啮合的两个齿轮的转向关系：2.2、平面定轴轮系传动比的计算2.2.1特点：(1)轮系由圆柱齿轮组成，轴线互相平行；(2)传动比有正负之分: 首末两轮转向相同为“+”，相反为“-”。2.2.2传动比大小设为输入轴，为输出轴；各轮的齿数用Z来表示；角速度用w表示；首先计算各对齿轮的传动比：所以：结论： 定轴轮系的传动比等于各对齿轮传动比的
13、连乘积，其值等于各对齿轮的从动轮齿数的乘积与主动轮齿数的乘积之比；2.2.3传动比方向在计算传动比时，应计入传动比的符号： 首末两轮转向相同为“+”，相反为“-”。（1）公式法式中：m为外啮合圆柱齿轮的对数举例：（2）箭头标注法采用直接在图中标注箭头的方法来确定首末两轮的转向，转向相同为“+”，相反为“-”。 举例：2.3、空间定轴轮系的传动比2.3.1特点：（1）轮系中包含有空间齿轮（如锥齿轮、蜗轮蜗杆、螺旋齿轮等）；(2)首末两轮的轴线不一定平行。2.3.2传动比的大小2.3.3传动比的方向注意：只能采用箭头标注法，不能采用(-1)m法判断。分两种情况讨论：情况1：首、末两轮轴线平行传动比
14、计算式前应加“+”、“-”号，表示两轮的转向关系。举例：情况2：首、末两轮轴线不平行只计算传动比的大小，各轮的转向在图中标出。举例：大小：转向如图。三、单片机相关结构与功能3.1单片机作用及组成单片机自动控制豆浆机完成从预热、打浆、煮浆和报警整个工序，避免了繁琐的手工操作。PIC16C54主要资源：51212位EPROM 25字节通用RAM 12根双向 I/O线 TMRO定时/计数器 上电复位POR电路 复位定时器 自振式看门狗WDTPIC16C54采用8位宽的数据总线和12位宽指令总线相互独立的哈佛( Harvard ) 结构，与其它一些单片机相比，程序代码更紧凑，指令执行速度更快。从引脚O
15、SC1输入或振荡电路产生的时钟信号在内部经四分频产生四个不重叠的时钟Q1，Q2，Q3，Q4。程序计数器PC在每个Q1节拍间加1，指令在Q4节拍从程序存储器中取出并锁存于指令寄存器中，在下一指令周期被译码并执行。因此，在程序执行过程中，取指令与执行指令可重迭进行，即当一条指令被执行时，下一条指令已从程序存储器中读出。其时钟指令时序如图3-1所示：图3-1 时钟、指令时序3.2单片机的结构、引脚及功能（1）PIC16C84单片机结构如图3-2所示图3-2 PIC16C54单片机结构（2）单片机的引脚：RA0-RA3：可位控 4位双向I/O口，输入为TTL电平 。RB0-RB7：可位控 8位双向I /O口，输入为TTL电平 。T0CKI：定时器/计数器 TMR0的外部触发计数信号输入端。软件定TMR0为计数器时，
