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1、!“#http: ）www. chinainfo. gov. cn / periodicaI /$#图 2缺水、 沸腾溢出检测原理图 1豆浆机控制电路注： 286EO2 IC1 注脚为： 14 脚为 P24 P27； 5 脚为 VCC； 6脚为 XTLZ； 7 脚为 XTL1； 8 1O 脚为 P31 P33； 11 脚为 POO；12 脚 PO1； 13 脚为 PO2； 14 脚 GND； 15 18 脚为 P2O P23。!引言豆浆机是一种新型的家用饮料机， 以黄豆为原料，直接加工成熟的热豆浆。若在黄豆中配以芝麻、 花生、杏仁等佐料， 可以做出各种风味的鲜美饮料。豆浆机由粉碎黄豆的搅拌机、
2、豆浆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电路，只要按下启动键，豆浆机就能从黄豆的粉碎、 过滤到豆浆的加热、 煮熟全过程实现全自动， 只需18 分钟即可制成 1. 4 升的纯豆浆，方便省时、卫生新鲜；有可靠的缺水保护，防止干烧；豆浆沸腾后再煮 4分钟以上， 保证完全煮熟； 有再沸腾加热功能。“硬件设计2. 1单片机选型单片机种类较多，使用较多的是 MCS - 51 系列。但美国 ZiIog 公司的 Z8 系列单片机新颖、 品种多， 特别适合家电智能化和更新换代。Z8 具有下列主要特点：1) 多累加器结构。内部 RAM128 字节或 256 字节单元均可作为累加器使用，
3、方便了软件编写， 减少了软件长度， 提高了内存的利用率。 2)端口 3 的一些引脚可通过软件接通内部的模拟比较器， 可用于过零检测、 A / D 转换。3)矢量中断。4)有看门狗， 提高抗干扰能力。我们选用 Z86EO2 单片机，内含 512 字节 ROM，128 字节 RAM， 18 引脚， 体积小， 价格廉， 特别适合小家电智能控制。2. 2电路组成及工作原理电路如图 1 所示，主要由稳压电源、Z86EO2 单片机、 按键电路、 缺水检测电路、 沸腾检测电路、 搅拌马达控制电路、 加热控制电路、 报警电路等组成。22OV 交流电源经变压器 T1 降压、 桥式整流， 得到+ 1OV 的电压，
4、给继电器 JM、JH 和报警蜂鸣器 B1 供电。三端稳压器 78O5 输出 + 5V 电压给单片机供电。Z86EO2 振荡频率为 4MHz， 有 PO、 P2、 P3 三个输入输出端口。 PO 口作为按键输入。 PO. O 接加热键 HEAT，PO. 1 接全自动启动键 START。 键未按下时， PO. O、 PO. 1分别由电阻 R13、 R14 拉成高电平( + 5V)， 当 START 键或 HETA 键按下时， PO. O 或 PO. 1 变为低电平， 软件不断检测 PO. O 和 PO. 1 电平， 便知道哪个键被按下， 执行相应的控制动作。Z86EO2 的 P2. 4 输出报警信
5、号，经三极管 T4 放大， 驱动蜂鸣器 B2 报警。P2. 5 输出加热信号， 经三极管 T3 放大，驱动继电器 JH 闭合，控制加热器 R(HEAT) 加热。P2. 6 输出马达驱动信号，经三极管 T2放大， 驱动继电器 JM 闭合， 控制马达 M 运转。为了避免继电器开关断开时拉弧， 分别在 JH、 JM 开关两端并接 RC 吸收元件。P3 口为输入口，内有两个模拟比较器，其中 P3. 3为比较器的参考电压端，由 R11、R12 对 + 5V 分压提供， 接比较器的反向输入端。P3. 1 为缺水检测输入端，P3. 2 为沸腾溢出检测输入端，分别接比较器的正向输入端。缺水、 沸腾溢出检测原理
6、如图 2 所示。 PG是装在豆浆机搅拌壶底部的参 考 地 电 极 ， 经 R1O(1OO!) 接地。PW是装在搅拌壶中部的缺水检测电极， PF是装在搅拌壶顶部 的 沸 腾 溢 出 检 测 电设计与开发设计与开发全自动豆浆机单片机控制系统陈国杰技 术技 术32000http: ）www. chinainfo. gov. cn / periodicaI /54调 HEAT 程序HEAT 键 按下吗?上电报警开始N调 START 程序START 键 按下吗?调测水程序NY图 4HEAT 程序流程图图 3主程序流程图加热器通电沸腾溢 出吗YN关加热器 平缓报警调检水程序Y调检水程序加热器通电沸腾溢出吗
7、溢出 l6 次吗关加 热器 2OSYYNN关加热器 平缓报警马达运转 2OS 停 lOS，共 5 次图 5 START 程序流程图设计与开发设计与开发极。 正常工作时， PW和 PG被水淹没， PW和 PG之间电阻较小，与 R7、R6 共同对 + 5V 分压，P3. l 得到比 P3. 3低的电压，比较器 l 输出低电平。缺水时，PW露出水面， 和 PG之间电阻很大， 与 R7、 R6 共同对 + 5V 分压，P3. l 得到比 P3. 3 高的电压， 比较器 l 输出高电平。用软件检测比较器 l 的输出电平， 便知是否缺水。用同样方法检测豆浆是否沸腾溢出。豆浆沸腾之前，电极 PF远离水面，P
8、F和 PG之间电阻很大，与 R9、R8 共同对 + 5V 分压，P3. 2 得到比 P3. 3 高的电压，比较器 2 输出高电平。 豆浆沸腾时， 泡沫淹没 PF， 和 PG之间电阻小，与 R9、R8 共同对 + 5V 分压，P3. 2 得到比P3. 3 低的电压，比较器 2 输出低电平。用软件检测比较器 2 的输出电平， 便知豆浆是否沸腾溢出。工作过程是，先将黄豆浸泡 6 8 小时，按说明书要求， 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，提示已接通电源， 指示灯 LED 亮， 处于待命状态。按下全自动启动键 START， 搅拌马达运转
9、， 将黄豆粉碎， 豆浆过滤， 然后马达停转， 开始加热， 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。若豆浆较长时间未喝而变凉， 按下再加热键 HEAT， 加热至沸腾后， 停止加热， 发出柔和的报警声。 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。!软件设计软件包括主程序、 键处理子程序、 报警子程序、 缺水检测子程序。 由于 Z86EO2 内部只有 5l2 字节 ROM，程序要精简、 模块化。3. l主程序主程序流程如图 3 所示。 接上电源， 蜂鸣器长鸣一声 (滴， 约 l 秒钟)， 提示已接通电源。调缺水检测
10、子程序， 若缺水， 则急促报警 (滴， 滴)， 若有水， 则检测全自动启动按键 START 是否按下，若按下，则处理START 程序； 若没按下， 则检测加热键 HEAT 是否按下。若 HEAT 键按下， 则处理 HEAT 程序，若没按下，则返回缺水检测程序， 循环进行。3. 2START 程序全自动启动键 START程序流程如图 5 所示。 接通搅拌马达电源， 运转 2O 秒，停 lO 秒， 共 5 次， 保证马达间歇工作。 然后关闭马达， 调缺水检测子程序， 若缺水，则急促报警， 关闭马达； 若有水， 加热器通电加热。 检测是否沸腾溢出，若没有沸腾溢出，则返回缺水检测程序， 若不缺水， 继
11、续加热； 若沸腾溢出， 溢出小于 l6 次，则加热停止 2O 秒，避免豆浆继续溢出；然后返回缺水检测程序， 不缺水时， 再加热。若沸腾溢出达到 l6 次，即第一次沸腾后， 间断地加热约 5 分钟， 保证豆浆完全煮熟。 最后发出 “滴， 滴， 滴” 周期性柔和的双音报警，提示工作完毕， 豆浆已做好。3. 3HEAT 程序加热键 HEAT 程序流程如图 4 所示，先调缺水检测程序， 若缺水， 则报警， 关加热器； 若有水， 加热器通电加热， 检测是否沸腾溢出。若没有沸腾溢出， 则返回检测是否缺水， 不缺水， 继续加热； 若沸腾溢出， 然后发出 “滴， 滴， 滴” 周期性的双音报警， 提示加热完毕。
12、报警程序流程和缺水检测程序流程图略。“结束语本单片机控制系统具有下列特点：l) 抗干扰能力强。在硬件上， 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， 如图 2所示，参考地电极 PG不直接接地，而是经 RlO(lOO!)接地。软件上， 加看门狗。2)安全可靠。为了防止加热器干烧， 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， 并发出急促的 “滴， 滴”报警声。硬件也有安全设计。3) 报警程序为多警声输出， 接通电源时， 发出 “滴” 长鸣声； 缺水时， 发出 “滴，滴” 急促声； 工作完毕时， 发出 “滴， 滴， 滴” 柔和声， 便
13、于区分工作状态。参考文献林克明石昭祥 . Z8 高性能单片微机原理与应用 . 中国科学技术出版社， l994.(编辑张莉莉)全自动豆浆机单片机控制系统全自动豆浆机单片机控制系统作者：陈国杰 作者单位： 刊名：家用电器科技 英文刊名：SCIENCE AND TECHNOLOGY OF HOUSEHOLD ELECTRIC APPLIANCE 年，卷(期)：2000(3)参考文献(1条)参考文献(1条)1.林克明;石昭祥 Z8高性能单片微机原理与应用 1994本文读者也读过(10条)本文读者也读过(10条)1. 刘升.杨静丽 基于PIC16C54单片机的全自动豆浆机控制系统期刊论文-电子工程师20
14、04,30(7)2. 张树弼 美的DG13-DSA型豆浆机的原理与维修期刊论文-家庭电子(维修版)2005(6)3. 刘立山.李娟.匡军 单片机控制豆浆加工机的研制期刊论文-粮油加工与食品机械2001(9)4. 张向锋.张强军.任宏涛 智能型豆浆机控制系统的开发期刊论文-洛阳工学院学报(自然科学版)2001,22(4)5. 张树弼 九阳JYDZ-7型豆浆机电路原理与检修期刊论文-家庭电子2004(12)6. 宋东亚 基于51单片机的豆浆机控制系统设计期刊论文-魅力中国2010(35)7. 杨青 九阳JYDZ-9型智多星豆浆机的原理与检测期刊论文-家庭电子（维修版）2005(8)8. 刘立.山匡.军李娟 NT66P20A单片机在豆浆加工机中的应用期刊论文-机电一体化2002,8(1)9. 晓叙 选购一台理想的家用豆浆机看什么?期刊论文-家用电器2004(4)10. 袁飞 美的无网豆浆机耀世登场期刊论文-日用电器2008(7)本文链接：http:/
