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1、基于 AT89S51 单片机的豆浆机设计 专 业： 自动化 0801 学生姓名： 指导教师： 完成时间： 2018 年 1 月 26 日 目 录第一章 绪论.11.1 引言.11.2 原理 .1第二章 设计方案 .22.1 设计思路.22.2 方案设计.2第三章 豆浆机控制系统的功能分析.33.1 控制系统的硬件分析.33.2 控制系统的软件分析.3第 4 章 豆浆机控制系统的硬件设计.44.1 电源电路设计.44.1.1 电源的作用 .44.1.2 电源的组成.44.1.3 电源工作原理.44.2 单片机的选用.54.2.1 单片机的简介.54.3 温度检测电路的设计.64.3.1 NTC
2、热敏电阻温度传感器简介.64.3.2 ADC0809 简介.74.3.3 放大器 LM324 简介.94.3.4 四分频电路设计.114.3.5 NTC 热敏电阻与单片机 AT89C51 的接口设计.114.4 加热及打浆电路的设计.124.5 防干烧及防溢出电路的设计.134.6 报警电路的设计.134.7 复位电路的设计.144.8 时钟电路及按键设计.15第五章 豆浆机控制系统的软件设计.16附录 豆浆机控制系统程序清单.17- 1 -第一章 绪论1.1 引言豆浆机是一种新型的家用饮用机，以黄豆为原料，直接加工成熟的热豆浆机。若在黄豆中配以芝麻、花生、杏仁等佐料，或者通过改变打浆、加热的
3、时间，可以做出不同种类的豆浆饮料。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。
4、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。1.2 原理本设计原理如图 1 所示 AT89C51温度传感器防溢电路放干烧电路时钟电路按键加热电路电机声光报警复位电路控制系统首先通过电源电路对系统供电，其中温度传感器、防溢电路、放干烧电路、时钟电路、复位电路、按键、均是输入部分，声光报警、电机、加热电路均是输出部分。通电后，单片机启动加热器加热，- 2 -加热到 80时停止加热，然后启动电机，电机通过旋转打豆，打豆完成之后，又通过加热器加热。其中复位电路是复位系统的，按键为工作功能选择键。第二章 设
5、计方案2.1 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80 度左右时，停止加热。启动磨浆电机开始磨浆，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 6 次或者 4 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。豆浆加工自动进入防溢延煮程序，豆
6、浆加工完成后发出声光报警信号。2.2 方案设计单片机加热电路防干烧、防溢电路打浆电路温度传感器报警电路电源电路方案设计框图方案如图所示, 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- 3 -热键
7、 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糊锅现象。第三章 豆浆机控制系统的功能分析3.1 控制系统的硬件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
8、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，
9、这里选用一个报警器和发光二极管。3.2 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。启动电机高速旋转打浆，先预打豆 8 秒然后停 5 秒，然后自动加热挂泡，停止加热 10 秒;（2）进入打浆共 6 次，每次 10 秒，间隔 6 秒。（3）停 10 秒后，再加热到挂泡，如此循环 3 次。（4）停 10 秒后，继续（2）循环。（5）停止 10 秒后，再加热到挂
10、泡，如此循环 6 次。完成后蜂鸣器提示音 1 秒一声，连续一分钟后转至每间隔 10 秒蜂鸣器滴一声提示音，表示工作结束。 如果选择功能二（湿豆），并且没有出现水位过低的情况，就启动加热装置对水加热，（1）水温达到了 80左右，第一次预打豆 8 秒然后停 5 秒，然后自动加热挂泡，停止加热 10 秒。- 4 -（2）进入打豆 10 秒，然后停 6 秒，如此循环 6 次。（3）停 10 秒后，再加热到挂泡，如此循环 9 次，完成后蜂鸣器提示音 1 秒一声，连续一分钟后转至每间隔 10 秒蜂鸣器滴一声提示音，表示工作进程结束。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
11、进行软件设计的编程来配合硬件的设计以至于完成整个豆浆机控制系统的设计。豆浆机控制系统的电源电路第四章 豆浆机控制系统的硬件设计4.1 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。4.1.1 电源的作用各种电子电路都要求用稳定的直流电源供电，由整流
