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1、太原理工大学现代科技学院单片机原理及接口技术课程设计设计名称 豆浆机控制器 专业班级 通信 13-1 学 号 2013101423 姓 名 田 锡 光 指导教师 温 景 国 太原理工大学现代科技学院 课程设计专业班级 通信 13-1 学号 2013101423 姓名 田锡光 成绩 一、设计方案 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
2、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。 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
3、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 80 度左右时，停止加热。启动磨浆电机开始磨浆，运转 15 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 3 分钟，豆浆温度达到一定值时，豆浆上溢。豆浆加工自动进入防溢延煮程序，豆浆加工完成后发出声光报警信号。 装订线太原理工大学现代科技学院 课程设计方案如图所示, 由单片机、电源电路、温度传感器、放干烧电路电路、防溢电路、打浆电路、加热电路、报警电路等组成。先将黄豆放入豆浆的搅拌器滤网内,搅拌
4、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，开始加热，温度达到 80 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，发出报警声。若缺水，则关闭加热器和马达，并发出急促的报警声,直到关闭电源，加好水后才能工作。 选择这种方案的原因是：(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
5、糊锅现象。 二、功能分析 豆浆机的控制系统以单片机 AT89C51 为控制核心，结合控制传感器，加热及打浆电路，防干烧电路及防溢电路，声光报警等控制，达到只要启动豆浆机以后，所有的控制过程都实现完全自动化的目的。硬件上豆浆机的控制系统首先需要有一个单片机芯片作为控制核心来控制它的工作过程，开始时需要把水加热到 80，这久需要一个温度传感器，这里采用 NTC热敏电阻温度传感器，因为它灵敏度高、反应快，只是因为该温度传感器采用模拟量测量过，需要 A/D 转换。由于豆浆机需要使用防干烧电极防止出现干烧情况，所以这里采用一个探针来代替传感器。给豆浆机加热完毕后，需要启动电机开始打浆，这里选用单相串励电
6、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，与防干烧装置一样，沸腾溢出装置同样采用探针来替代了传感器。对豆浆防溢延煮后，预示着豆浆加工完成了，最后发出声光报警信号，这里选用一个报警器和发光二极管。 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，即插上电源、按下启动按钮并且选择功能后，如果选择功能一（干豆） ，且没有出现水位过低的情况，先延时 2 秒，然后启动加热装置对水加热。 （1）当水温达到了 80左右，豆浆机停止加热。 （2）进入打
7、浆共 5 次，每次 15 秒，间隔 5 秒。 （3）加热 3 分钟。 （4）加工结束报警。 装订线太原理工大学现代科技学院 课程设计三、硬件设计 整个电源电路如图 4.1 所示，控制电路采用变压器降压、晶体二极管整流等方法获得工作电源。当电源接入 220V 交流电，TR1 开始对 220V 交流电进行降压，从次级输出 12V 左右的低压交流电，从而适应电路的使用要求。整流硅对次级输出的交流电进行桥式整流，再由E2、C2 进行滤波，已形成较平滑的直流电，送给三端集成正输出稳压器 78L05 进行稳压调整。经 78L05 稳压作用后输出+5V 的直流电压，经 E3、C3 滤波后输出纹波很低的+5V
8、 电压，作为单片机的工作电源，以保证单片机工作时的稳定和可靠。 豆浆机控制系统的电源电路 市面上的单片机很多，本设计采用 AT89C51。AT89C51 是美国 ATMEL 公司生产的低电压，高性能 CMOS8 位单片机，片内含 4Kbytes 的可反复擦写的只读程序存储器（PEROM）和128bytes 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 AT89C51 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。 单片机的
9、简介 （1）主要性能参数 兼容 MCS-51 产品指令系统完全兼容，4K 字节可重擦写 Flash 闪速存储器，1000 次擦写周期，全静态操作：0Hz-24MHz，1288 字节内部 RAM，32 个可编程 I/O 口线，2 个 16 位定时/计数器，6 个中断源，可编程串行 UART 通道，低耗空闲和掉电模式 （2）引脚功能 引脚如图所示 装订线太原理工大学现代科技学院 课程设计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
10、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。 NTC 热敏电阻温度传感器简介 热敏电阻传感器是对温度敏感的电阻器的总称，是半导体测温元件。按温度系数分为负温度系数热敏电阻(N TC)和正温度系数热敏电阻(PIC)两大类。NIC 热敏电阻以 MF 为其型号，PIC 热敏电阻以 MZ 为其型号。负温度系数热敏电阻大多是由 Mn（锰） 、Ni（镍） 、Co（钴） 、Fe(铁） 、Cu（铜）等金属氧化物经过烧结而成的半导体材料制成，具有很高的灵敏度和良好的性能，被大量作为温度传感器使用。NTC 负温度系数热敏电阻传感器是温度下降时它的电阻值会升高。在所有被动式温度传感器中，热敏电阻的灵敏度（
