基于單片機的豆?jié){機

1、第一章：緒論11.1引言1第二章：豆?jié){機控制系統(tǒng)的功能需求分析22.1控制系統(tǒng)的硬件功能分析22.2控制系統(tǒng)的軟件功能分析3第三章：豆?jié){機控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計33.1 單片機的選用33.1.1 單片機的簡介43.2 電源電路的設(shè)計63.2.1 電源的作用7電源的組成7變壓器容量、整流二極管的計算與選擇7穩(wěn)壓器的選用8電源工作原理83.3溫度檢測電路的設(shè)計93.3.1 溫度傳感器DS18B20簡介93.3.2 溫度傳感器DS18B20的測溫原理103.3.3 DS18B20與單片機AT89C52的接口設(shè)計113.4加熱及磨漿電路的設(shè)計123.5 水位檢測及沸騰溢出檢測電路的設(shè)計133.6 報警電路

2、的設(shè)計14第四章：豆?jié){機控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計154.1 豆?jié){機控制系統(tǒng)的流程圖的設(shè)計15第五章：結(jié)論18致謝19參考文獻20附錄一豆?jié){機控制系統(tǒng)的硬件圖22附錄二豆?jié){機控制系統(tǒng)的源代碼23第一章：緒論1.1引言豆?jié){機是一種新型的家用飲料機，以黃豆為原料，直接加工成熟的熱豆?jié){。若在黃豆中配以芝麻、花生、杏仁等佐料，可以做出各種分為的鮮美飲料。豆?jié){機由粉碎黃豆的電機、豆?jié){加熱器和控制電路三大部分組成。用單片機研制的全自動豆?jié){機的控制系統(tǒng)，當放入適量浸泡好的的黃豆，加入適量的冷水，漿豆?jié){機電源插頭插入220V交流電源，豆?jié){機指示燈亮起，按下按鈕，先對豆?jié){機進行水位檢測，符合要求后加熱管開始對水進行加熱

3、，當水溫達到80左右，豆?jié){機停止加熱。啟動磨漿電機開始磨漿，磨漿電機按間歇方式打漿：運轉(zhuǎn)15秒后停止運轉(zhuǎn)，間歇5秒后再啟動打漿電機，如此循環(huán)5次。磨完漿后，開始對豆?jié){加熱，豆?jié){溫度達到一定值時豆?jié){上溢，當豆?jié){沫接觸到防溢電極時，停止加熱，間歇20秒后在開始加熱，如此循環(huán)5次，豆?jié){加工完成，間歇10秒后發(fā)出音響信號?？梢?，只要按下啟動按鍵，豆?jié){機就開始工作，一會兒就能喝到美味又營養(yǎng)的豆?jié){。整個過程由單片機全自動控制，讓您用起來更加的方便、更加的安全。第二章：豆?jié){機控制系統(tǒng)的功能需求分析豆?jié){機的控制系統(tǒng)以單片機AT89C52為控制核心，結(jié)合控制傳感器，加熱及磨漿電路，水位檢測及沸騰溢出電路，報警電

4、路等的控制，達到只要啟動豆?jié){機以后，所有的控制過程都實現(xiàn)完全自動化的目的。2.1控制系統(tǒng)的硬件功能分析硬件上豆?jié){機的控制系統(tǒng)首先需要有一個單片機芯片作為控制核心來控制它的工作過程，剛開始需要進行水位檢測，這就需要一個傳感器，為了減少成本，這里采用一個探針來代替?zhèn)鞲衅鞯氖褂?，然后開始對水進行加熱，剛開始的加熱需要把水加熱到80，這就需要一個溫度傳感器，在這里我想選用數(shù)字溫度傳感器DS18b20，因為它是單總線器件，線路簡單，體積小，省去了A/D轉(zhuǎn)換，并行擴展等步驟，使硬件圖變得簡單形象了很多。當給豆?jié){機加熱完畢后，需要啟動打漿電機開始打漿，這里我想選用的是單相串勵電機，因為串勵電動機具有起動轉(zhuǎn)矩

5、大、過載能力強、調(diào)速方便、體積小、重量輕等很多優(yōu)點，在家用電器中普遍使用。當打完漿后，需要對豆?jié){再次加熱，這里就用到了沸騰溢出的裝置，與水位檢測裝置一樣，沸騰溢出裝置同樣選用的是一個探針來替代了傳感器。對豆?jié){再次加熱完畢后，預示著豆?jié){加工完成了，最后發(fā)出音響信號，這里就選用一個報警器就可以了。2.2控制系統(tǒng)的軟件功能分析軟件上就是對單片機的編程了，在編程前需要畫出一個流程圖，根據(jù)豆?jié){機控制系統(tǒng)的設(shè)計要求及目的，即插上電源按下按鈕后，先對豆?jié){機進行水位檢測，符合要求后加熱管開始對水進行加熱，當水溫達到80左右，豆?jié){機停止加熱。啟動磨漿電機開始磨漿，磨漿電機按間歇方式打漿：運轉(zhuǎn)15秒后停止運轉(zhuǎn)，間

6、歇5秒后再啟動打漿電機，如此循環(huán)5次。磨完漿后，開始對豆?jié){加熱，豆?jié){溫度達到一定值時豆?jié){上溢，當豆?jié){沫接觸到防溢電極時，停止加熱，間歇20秒后在開始加熱，如此循環(huán)5次，豆?jié){加工完成，間歇10秒后發(fā)出音響信號。按照上述對豆?jié){機控制系統(tǒng)的要求，完成豆?jié){機控制系統(tǒng)設(shè)計的流程圖后，對單片機進行軟件的編程來配合硬件的設(shè)計以至于完成整個豆?jié){機控制系統(tǒng)的設(shè)計。第三章：豆?jié){機控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計3.1 單片機的選用單片機的種類較多，本設(shè)計選用的是AT89c52.AT89c52 是51系列單片機的一個型號，他是ATMEL公司生產(chǎn)的。AT89C52是一個低電壓，高性能CMOS 8位單片機，片內(nèi)含8k bytes的可

7、反復擦寫的Flash只讀程序存儲器和256 bytes的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，兼容標準MCS-51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器和Flash存儲單元，功能強大的AT89C52單片機可為提供許多較復雜系統(tǒng)控制應(yīng)用場合。 單片機的簡介（1）AT89C52主要功能性能兼容MCS51指令系統(tǒng)，8k可反復擦寫(>1000次）Flash ROM32個雙向I/O口，256x8bit內(nèi)部RAM3個16位可編程定時/計數(shù)器中斷，時鐘頻率0-24MHz2個串行中斷，可編程UART串行通道2個外部中斷源，共6個中斷源2個讀寫中斷口線，3級加密位

8、低功耗空閑和掉電模式，軟件設(shè)置睡眠和喚醒功能（2）AT89C52的引腳功能AT89C52是為40 腳雙列直插封裝的8 位通用微處理器，采用工業(yè)標準的C51內(nèi)核，在內(nèi)部功能及管腳排布上與通用的8xc52 相同，其主要用于會聚調(diào)整時的功能控制。功能包括對會聚主IC 內(nèi)部寄存器、數(shù)據(jù)RAM及外部接口等功能部件的初始化，會聚調(diào)整控制，會聚測試圖控制，紅外遙控信號IR的接收解碼及與主板CPU通信等。AT89C52的引腳圖如圖1所示，主要管腳有：XTAL1（19 腳）和XTAL2（18 腳）為振蕩器輸入輸出端口，外接12MHz 晶振。RST/Vpd（9 腳）為復位輸入端口，外接電阻電容組成的復位電路。VC

9、C（40 腳）和VSS（20 腳）為供電端口，分別接+5V電源的正負端。P0P3 為可編程通用I/O 腳，其功能用途由軟件定義，在本設(shè)計中，P0 端口（3239 腳）被定義為N1 功能控制端口，分別與N1的相應(yīng)功能管腳相連接，13 腳定義為IR輸入端，10 腳和11腳定義為I2C總線控制端口，分別連接N1的SDAS（18腳）和SCLS（19腳）端口，12 腳、27 腳及28 腳定義為握手信號功能端口，連接主板CPU 的相應(yīng)功能端，用于當前制式的檢測及會聚調(diào)整狀態(tài)進入的控制功能。圖1 單片機AT89C52的引腳圖在本設(shè)計中溫度傳感器，磨漿及加熱電路，沸騰檢測電路及報警電路等和單片機連接時，只用了

10、P1口和P3口，首先通過單片機中的CPU將P1.6口變成高電位，使發(fā)光二極管D4 發(fā)光顯示，以示電源電路正常，單片機開始工作。在對水位進行檢測時，P1.0和P1.1都是作為輸入端，單片機的CPU就是通過檢測這兩個端口的高低電位來對水位和沸騰溢出進行檢測的。加熱時，因為溫度傳感器為單線智能數(shù)字傳感器，P1.5口只是作為常用的輸入端口和CPU進行數(shù)字傳輸。當進行加熱和打漿時，P3.0和P3.4作為輸出端口，與三極管組成一個驅(qū)動控制電路，當程序給一個加熱或打漿信號時，這兩個端口相應(yīng)的變成高電位使三極管飽和導通繼而驅(qū)動繼電器工作。報警電路和單片機端口組合時，單片機的端口同樣也是作為一個輸出端口來使用的

11、。3.2 電源電路的設(shè)計電源是各種電子設(shè)備必不可少的組成部分，其性能的優(yōu)劣直接關(guān)系到電子設(shè)備的技術(shù)指標以及能否安全可靠的工作。目前常用的直流穩(wěn)壓電源分線性電源和開關(guān)電源兩大類。隨著集成電路飛速發(fā)展，穩(wěn)壓電路也迅速實現(xiàn)集成化，市場上已有大量生產(chǎn)各種型號的單片機集成穩(wěn)壓電路。它和分立的晶體管電路比較，具有很多突出的優(yōu)點，主要體現(xiàn)在體積小、重量輕、耗電省、可靠性高、運行速度快，且調(diào)試方便、使用靈活，易于進行大量自動化生產(chǎn)。 電源的作用各種電子電路都要求用穩(wěn)定的直流電源供電，由整流濾波電路可輸出較為平滑的直流電壓，但當電網(wǎng)電壓波動或負載改變時，將會引起輸出端電壓改變而不穩(wěn)定。為了獲得穩(wěn)定的輸出電壓，濾

12、波電路的輸出電壓還應(yīng)該經(jīng)穩(wěn)壓電路進行穩(wěn)壓。電源的組成 電源由電源變壓器、整流電路、濾波電路、穩(wěn)壓電路組成。電源變壓器：將電網(wǎng)提供的220V交流電壓轉(zhuǎn)換成為各種電路設(shè)備所需的交流電壓。整流電路：利用單向?qū)щ娖骷⒔涣麟娹D(zhuǎn)換成脈動直流電路。濾波電路：利用儲能元件（電感或電容）把脈動直流電轉(zhuǎn)換成比較平坦的直流電。穩(wěn)壓電源：利用電路的調(diào)整作用使輸出電壓穩(wěn)定的過程稱為穩(wěn)壓。變壓器容量、整流二極管的計算與選擇據(jù)整流原理，因為U0=0.9U2則可以得到U2=U0/0.9=5v/0.95.56V.在考慮到變壓器、繞組損耗（壓降）和整流二極管的壓降，在工程中必須再在上述基礎(chǔ)上增加5%，即U2=5.56*(1+5

13、%)5.83V,整流二極管的承受最大的反向電壓UD1=21/2U28.2V因為穩(wěn)壓器的最大電流是3A，所以流過二極管的最大電流ID1=1/2Ii=0.75ID2=0.75A;D2中的四個二極管的耐壓值至少應(yīng)該為8.24V,允許流過的最大電流為0.75A.由于變壓器輸入的電壓是220V,而副線圈輸出的電壓時12V，故有N=U1/U2=220/12=18.1由于線圈匝數(shù)比只能為一個整數(shù)，因此匝數(shù)比取18。變壓器副邊的有效值：I2=1.11*1.5=1.67A.變壓器的容量：S=UI=5.83*1.67=9.74W.穩(wěn)壓器的選用集成穩(wěn)壓器是指將不穩(wěn)定的直流電壓變?yōu)榉€(wěn)定的直流電壓的集成電路。由于集成穩(wěn)

14、壓器具有穩(wěn)壓精度高、工作穩(wěn)定可靠、外圍電路簡單、體積小、重量輕等顯著優(yōu)點，在各種電源電路中得到了普遍的應(yīng)用。常用的集成穩(wěn)壓器有：金屬圓形封裝、金屬菱形封裝、塑料封裝、帶散熱板塑封、扁平式封裝、雙列直插式封裝等。在電子制作中應(yīng)用的較多的是三端固定輸出穩(wěn)壓器。78XX系列集成穩(wěn)壓器是常用的固定正輸出電壓的集成穩(wěn)壓器，輸出電壓有5V、6V、9V、12V、15V、18V、24V等規(guī)格，最大輸出電流為1.5A。它的工作原理：取樣電路將輸出電壓按比例取出，送入比較放大器與基準電壓進行比較，差值被放大后去控制調(diào)整管，以使輸出電壓保持穩(wěn)定。它的內(nèi)部含有限流保護、過熱保護和過壓保護電路，采用了噪聲低、溫度飄逸小

15、的基準電壓源，工作穩(wěn)定可靠。78XX系列集成穩(wěn)壓器為三端器件，一腳為輸入端，一腳為接地端，一腳為輸出端，使用十分方便。在此設(shè)計中我選用的是78XX系列中的7805，它能夠提供多種固定的輸出電壓，應(yīng)用范圍廣。內(nèi)含過流、過熱和過載保護電路。帶散熱片時，輸出電流可達1A，雖然是固定穩(wěn)壓電路，但使用外接元件，可獲得不同的電壓和電流。在本設(shè)計中就是利用它把12V的直流電壓變成5V的穩(wěn)定電壓給單片機提供電源，以確保正常工作。電源工作原理整個電源電路如圖4所示，控制電路采用變壓器降壓、晶體二極管整流等方法獲得工作電源。當電源插頭J1插入220V交流電,T1開始對220V交流電進行降壓，從次級輸出12V左右的

16、低壓交流電，從而適應(yīng)電路的使用要求。整流硅對次級輸出的交流電進行橋式整流，再由E2、C2進行濾波，已形成較平滑的直流電，送給三端集成正輸出穩(wěn)壓器7805進行穩(wěn)壓調(diào)整。經(jīng)7805穩(wěn)壓作用后輸出+5V的直流電壓，經(jīng)E3、C3濾波后輸出紋波很低的+5V電壓，作為單片機的工作電源，以保證單片機工作時的穩(wěn)定和可靠。圖4 豆?jié){機控制系統(tǒng)的電源電路3.3溫度檢測電路的設(shè)計當豆?jié){機正常工作時，需要先加熱到80度左右的溫度，然后停止加熱繼續(xù)下一步的工作，所以這就需要一個溫度傳感器來檢測水溫，這里我選用的是DS18B20智能溫度傳感器，選擇它是因為它的測溫系統(tǒng)簡單，測溫精度高，連接方便，占用口線少，轉(zhuǎn)換速度快，與

17、微處理器的接口簡單，給硬件設(shè)計工作帶來了極大的方便，能有效地降低成本。 溫度傳感器DS18B20簡介DS18B20是美國DALLAS半導體公司繼DS1820之后最新推出的一種改進型智能溫度傳感器。與傳統(tǒng)的熱敏電阻相比，他能夠直接讀出被測溫度并且可根據(jù)實際要求通過簡單的編程實現(xiàn)912位的數(shù)字值讀數(shù)方式?？梢苑謩e在93.75 ms和750 ms內(nèi)完成9位和12位的數(shù)字量，并且從DS18B20讀出的信息或?qū)懭隓S18B20的信息僅需要一根口線（單線接口）讀寫,溫度變換功率來源于數(shù)據(jù)總線，總線本身也可以向所掛接的DS18B20供電，而無需額外電源。因而使用DS18B20可使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

18、更趨簡單，可靠性更高。他在測溫精度、轉(zhuǎn)換時間、傳輸距離、分辨率等方面較DS1820有了很大的改進，給用戶帶來了更方便的使用和更令人滿意的效果。（1）DS18B20的特性獨特的單線接口，只需一個接口引腳即可通信 多點能力使分布式溫度檢測應(yīng)用得以簡化 不需要外部元件 可用數(shù)據(jù)線供電 不需要備份電源 測量范圍從-55至+125，增量值為0.5。 以九位數(shù)字值方式讀出溫度 在一秒（經(jīng)典值）內(nèi)把溫度變換為數(shù)字 用戶可以定義的，非易失性的溫度變換為數(shù)字 告警搜索命令識別和尋址溫度在編定的極限之外的器件（溫度警告情況） 應(yīng)用范圍包括恒溫控制，工業(yè)系統(tǒng)，消費類產(chǎn)品，溫度計或任何熱敏系統(tǒng)（2）DS18B20的引

19、腳功能 DS18B20的引腳圖如圖5所示：1 GND為電源地2 DQ為數(shù)字信號輸入/輸出端3 VDD為外接供電電源圖5 溫度傳感器DS18B20的引腳圖 溫度傳感器DS18B20的測溫原理下面介紹51單片機AT89C52與溫度傳感器芯片DS18B20構(gòu)成的測溫系統(tǒng)的測溫原理。如圖6所示，圖中低溫度系數(shù)晶振的振蕩頻率受溫度的影響很小，用于產(chǎn)生固定頻率的脈沖信號送給減法計數(shù)器1，高溫度系數(shù)晶振隨溫度變化其震蕩頻率明顯改變，所產(chǎn)生的信號作為減法計數(shù)器2的脈沖輸入，圖中還隱含著計數(shù)門，當計數(shù)門打開時，DS18B20就對低溫度系數(shù)振蕩產(chǎn)生的時鐘脈沖后進行計數(shù)，進而完成溫度測量。計數(shù)門的開啟時間由高溫度系

20、數(shù)振蕩器來決定，每次測量前，首先將-55 所對應(yīng)的基數(shù)分別置入減法計數(shù)器1和溫度寄存器中，減法計數(shù)器1和溫度寄存器被預置在-55 所對應(yīng)的一個基數(shù)值。減法計數(shù)器1對低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號進行減法計數(shù)，當減法計數(shù)器1的預置值減到0時溫度寄存器的值將加1，減法計數(shù)器1的預置將重新被裝入，減法計數(shù)器1重新開始對低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號進行計數(shù)，如此循環(huán)直到減法計數(shù)器2計數(shù)到0時，停止溫度寄存器值的累加，此時溫度寄存器中的數(shù)值即為所測溫度。斜率累加器用于補償和修正測溫過程中的非線性，其輸出用于修正減法計數(shù)器的預置值，只要計數(shù)門仍未關(guān)閉就重復上述過程，直至溫度寄存器值達到被測溫度值，這就是DS

21、18B20的測溫原理。另外，由于DS18B20單線通信功能是分時完成的，他有嚴格的時隙概念，因此讀寫時序很重要。系統(tǒng)對DS18B20的各種操作必須按協(xié)議進行。操作協(xié)議為：初始化DS18B20（發(fā)復位脈沖）發(fā)ROM功能命令發(fā)存儲器操作命令處理數(shù)據(jù)。 DS18B20與單片機AT89C52的接口設(shè)計DS18B20與單片機AT89C52的接口設(shè)計如圖6所示，P1.5口接單線總線為保證在有效的DS18B20時鐘周期內(nèi)提供足夠的電流，可用一個MOSFET管和AT89C52的P1.1來完成對總線的上拉。當DS18B20處于寫存儲器操作和溫度A/D變換操作時，總線上必須有強的上拉，上拉開啟時間最大為10 s。

22、采用寄生電源供電方式是VDD和GND端均接地。由于單線制只有一根線，因此發(fā)送接收口必須是三態(tài)的。主機控制DS18B20完成溫度轉(zhuǎn)換必須經(jīng)過3個步驟：初始化、ROM操作指令、存儲器操作指令。假設(shè)單片機系統(tǒng)所用的晶振頻率為12 MHz，根據(jù)DS18B20的初始化時序、寫時序和讀時序，分別編寫3個子程序：INIT為初始化子程序，WRITE為寫（命令或數(shù)據(jù)）子程序，READ為讀數(shù)據(jù)子程序，所有的數(shù)據(jù)讀寫均由最低位開始，實際在實驗中不用這種方式，只要在數(shù)據(jù)線上加一個上拉電阻4.7 k,另外2個腳分別接電源和地。圖6 溫度傳感器DS18B20與單片機AT89C52的連接圖3.4加熱及磨漿電路的設(shè)計加熱電路

23、的作用是通過加熱管把磨成粉沫的黃豆煮熟，本設(shè)計使用的加熱器的功率為800W；磨漿電路的作用是通過電機把黃豆攪拌成粉沫，電機選用的是單相串勵電機，由于串勵電動機具有起動轉(zhuǎn)矩大、過載能力強、調(diào)速方便、體積小、重量輕等很多優(yōu)點，在家用電器中普遍使用。但是串勵電機的轉(zhuǎn)速很高，為了避免其連續(xù)工作容易造成損壞，本設(shè)計采用的是間歇性打漿的方式。單片機輸出電流經(jīng)三極管放大，來驅(qū)動繼電器閉合，使加熱管發(fā)熱把豆?jié){煮熟。同理，繼電器閉合使電機運轉(zhuǎn)把黃豆攪碎。加熱及磨漿電路的工作原理如圖7所示，加熱及磨漿電路由繼電器JR1、JR2，三極管T2、T3，電阻R5、R6以及二極管D1，D2,單片機AT89C52。當單片機工

24、作時，檢測完水位正常后，賦給P1.1一個低電平，軟件檢測到P1.1變?yōu)榈碗娖胶?，賦給單片機P3.0腳一個高電平，使三極管T2飽和導通，電流流過繼電器JR1，使觸點閉合，于是加熱管得電開始對豆?jié){加熱，當溫度達到80度時，單線數(shù)字溫度傳感器DS18B20將溫度信號傳給單片機，單片機檢測到這個信號后，使P3.0腳變?yōu)榈碗娖剑龢O管T2截止，繼電器觸點斷開，電阻絲停止加熱。加熱結(jié)束后，單片機P3.4腳變?yōu)楦唠娖?，使三極管T3飽和導通，從而讓繼電器觸點閉合，于是電機得電開始打漿，在系統(tǒng)程序得控制下，打漿機按間歇方式打漿。電機運轉(zhuǎn)20秒后，單片機P3.4腳變?yōu)榈碗娖?，使三極管T3截止，繼電器觸點斷開，電機

25、停止打漿，間歇10秒后，單片機P3.4腳又恢復為高電平，從而繼續(xù)驅(qū)動電機工作，如此循環(huán)5次后打漿結(jié)束。圖7 豆?jié){機控制系統(tǒng)的加熱及磨漿電路3.5 水位檢測及沸騰溢出檢測電路的設(shè)計水位檢測及沸騰溢出電路的作用是以傳感器作為信息采集系統(tǒng)的前端單元來控制家用豆?jié){機缺水時干燒及沸騰溢出等問題。這里采用探針作為傳感器來檢測水位及沸騰溢出，然后通過比較器輸出高低電平，這樣就可以通過單片機檢測比較器輸出電平的高低來檢測水位及沸騰時的溢出狀態(tài)。 水位檢測及沸騰溢出電路的原理如圖8所示，K1，K2分別是水位檢測傳感器和沸騰溢出傳感器，為了減少成本，這里采用探針來代替這兩個傳感器，使用中將裝植物的金屬杯接控制電路

26、的公共點“地”，探針分別通過傳輸線與單片機的P1.1，P1.0端連接。正常工作時，K1被水淹沒，它和地之間的電阻較小，與R13共同對+5V分壓，U+得到比U-低的電壓，比較器IC3B輸出低電平。缺水時，K1露出水面，它的電阻很大，R13共同對+5V分壓，U+得到比U-高的電壓，比較器IC3B輸出高電平。用軟件檢測比較器IC3B的輸出電平，便知是否缺水。用同樣的方法檢測豆?jié){是否沸騰溢出。豆?jié){沸騰之前，電極K2遠離水面，它和地之間的電阻很大，與R14共同對+5V分壓，U+得到比U- 高的電壓，比較器IC3C輸出高電平。豆?jié){沸騰時，泡沫淹沒K2，電阻小，與R14共同對+5V分壓，U+得到比U-低的電

27、壓，比較器IC3C輸出低電平。用軟件檢測比較器IC3C的輸出電平，便知豆?jié){是否沸騰溢出。圖8 豆?jié){機控制系統(tǒng)的缺水及沸騰溢出電路3.6 報警電路的設(shè)計 報警電路的作用是通過蜂鳴器發(fā)出聲音信號，提醒主人豆?jié){已經(jīng)煮好了。聲音信號電流從單片機的P3.5腳輸入到三極管T4，使功率放大，驅(qū)動蜂鳴器B1發(fā)出聲音。報警電路如圖所9示，報警電路由單片機AT89C52、電阻R7、三極管T4與蜂鳴器B1組成。通過事先編寫的程序，在單片機的控制下，系統(tǒng)開始工作，當加熱完成后，單片機P3.5腳自動輸出一個高電平，通過電阻R7使三極管T4飽和導通，于是蜂鳴器B1發(fā)出報警聲音，提醒主人豆?jié){加熱完成。圖9 豆?jié){機控制系統(tǒng)的

28、報警電路第四章：豆?jié){機控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計4.1 豆?jié){機控制系統(tǒng)的流程圖的設(shè)計圖10 豆?jié){機控制系統(tǒng)的流程圖 豆?jié){機控制系統(tǒng)的流程圖如圖10所示，先上電初始化，然后按下按鈕，先檢測水位符合要求嗎，如果不符合，則由警鳴器發(fā)出嘀嘀的聲音來提示主人，如果符合要求，則開始對豆?jié){機的冷水進行加熱，當加熱到80以后，則停止加熱，開始進行打漿程序，打15秒停15秒，按這樣的方式循環(huán)5次，打漿程序結(jié)束后開始進行對豆?jié){進行再加熱，待溢出后停上20秒后，再加熱直到溢出，以這樣的方式循環(huán)5次，豆?jié){加工完成，10秒后由音響提醒主人豆?jié){煮好。 第一步為初始化程序。單片機得到+5V工作電壓后就進入工作狀態(tài)。首先，+5V電壓

29、對 E1進行充電，使單片機RST（復位）端瞬間變成高電位，從而使單片機硬件復位。由于E1的放電作用，又使復位端點位逐漸減低，最后，復位端由高電位變成了低電位，完成了復位任務(wù)，隨后單片機將進入初始化，單片機完成初始化后即開始運行程序。程序是通過單片機中的CPU將P1.6口變成高電位，使發(fā)光二極管D4 發(fā)光顯示，以示電源電路正常，單片機開始工作。 第二步為水位檢測程序。按下按鈕SW1，單片機進入工作狀態(tài)后，CPU將以訪問P1.1端電位的形式來判斷檢查豆?jié){機中是否有水，以及檢查水位是否符合要求。如果P1.1端電位為高電位，說明水位不符合要求，單片機就令P3.5端輸出提示信號，通過三極管T4放大后推動

30、B1,使蜂鳴器發(fā)出急促響聲。如果 P1.1端為低電位，則說明水位的高度符合要求，單片機即進入下一工作階段。 第三步為水加熱程序。當水位符合要求后，CPU就令P3.0口由低電位變成高電位，使T2導通，驅(qū)動繼電器JR1動作，通過JR1的觸點作用將電熱器與220V電源接通，于是加熱管對冷水開始加熱，直至水溫加熱到80，這種加熱也稱之為預加熱，主要是為了防止在以后粉碎黃豆等物時，避免產(chǎn)生大量的泡沫。在燒煮豆?jié){時就不會因泡沫過多而造成頻繁的溢出，造成加熱頻繁的被迫停止，延長了豆?jié){的加工時間，所以，預加熱在自動豆?jié){機中是很有必要的，當水溫達到80時，單線數(shù)字溫度傳感器DS18B20將溫度信號傳給單片機P1

31、.5口，當CPU接受到來自P1.5口的停止加熱的控制信號后，即令P3.0口為低電位，使T2截止,JR1觸點釋放，電熱管失電而停止加熱，至此加熱冷水階段結(jié)束。 第四步為粉碎程序。當水溫加熱到80后，單片機進入粉碎階段中。CPU令P3.4口輸出高電位，使T3導通，驅(qū)動繼電器JR2吸合，再接通粉碎電機的工作電源，使粉碎電機高速旋轉(zhuǎn)，帶動刀片高速切削，實施對粉碎物的粉碎，為了減少電機的發(fā)熱量，粉碎電機每粉碎15秒就休息5秒，然后再開始第二輪粉碎，這種工作過程共循環(huán)5次，然后結(jié)束粉碎過程。 第五步為燒煮豆?jié){程序。當粉碎過程結(jié)束，接下來就進入燒煮豆?jié){階段。由于豆?jié){被粉碎時，雖然是在80水溫下進行粉碎的，但

32、還是會產(chǎn)生較多的泡沫，所以該階段表現(xiàn)的是加熱與溢出之間的一對矛盾，為了使豆?jié){機適應(yīng)較多種類植物的加工需要，該程序中采用了加熱一次如溢出一次為一次循環(huán)，并對循環(huán)次數(shù)進行累計計算，加熱，溢出，停止加熱共循環(huán)5次，燒煮豆?jié){程序就宣告結(jié)束。這種智能控制設(shè)計，可以保證得到滿意的豆?jié){加工效果。第六步為報警程序。一旦豆?jié){煮好，CPU令P3.5口輸出慢節(jié)奏的音頻信號，通過T4推動蜂鳴器B1發(fā)出嘀嘀的響聲，當然，在此之前，你也已經(jīng)聞到香濃的豆?jié){味了第五章：結(jié)論 此次設(shè)計我做的是基于單片機的豆?jié){機的控制系統(tǒng)的設(shè)計，講過多次的修改和整理，可以滿足設(shè)計的基本要求。當放入適量浸泡好的的黃豆，加入適量的冷水，漿豆?jié){機電源

33、插頭插入220V交流電源，豆?jié){機指示燈亮起，按下按鈕，先對豆?jié){機進行水位檢測，符合要求后加熱管開始對水進行加熱，當水溫達到80度左右，豆?jié){機停止加熱。啟動磨漿電機開始磨漿，磨漿電機按間歇方式打漿：運轉(zhuǎn)15秒后停止運轉(zhuǎn)，間歇5秒后再啟動打漿電機，如此循環(huán)5次。磨完漿后，開始對豆?jié){加熱，豆?jié){溫度達到一定值時豆?jié){上溢，當豆?jié){沫接觸到防溢電極時，停止加熱，間歇20秒后在開始加熱，如此循環(huán)5次，豆?jié){加工完成，間歇10秒后發(fā)出音響信號。 但因為我的水平有限，此電路中也存在著一定的問題，比如說三端集成穩(wěn)壓器會產(chǎn)生熱損失，溫度傳感器DS18B20在本設(shè)計中只是檢測了一下溫度，當溫度達到80度時單片機進行下一步

34、工作，在這里沒有充分的利用他的功能及優(yōu)點，雖然這樣做給本設(shè)計帶來了很大的方便，使設(shè)計變得簡單，不過用在這里有點浪費了?？傊?，此設(shè)計以單片機AT89C52作為核心的控制元件，配合其他器件，使豆?jié){機的控制系統(tǒng)具有功能強、性能可靠、電路簡單、成本低的特點，加上經(jīng)過優(yōu)化的程序，使其有很高的智能化水平。致謝在這大學的最后一頁里，我要感謝的人很多，首先要感謝我的指導老師金坤善老師，在整個畢業(yè)設(shè)計過程中，金老師多次詢問研究進程，并為我指點迷津，幫助我開拓研究思路，精心點撥、熱忱鼓勵。金老師一絲不茍的作風，嚴謹求實的態(tài)度，踏踏實實的精神，深深地感動了我，當我遇到難題無從下手時，金老師總能給予我中肯的意見，我從

35、心底里感謝他。還要感謝的是我們各課任課老師，沒有你們的諄諄教誨，就沒有我們學有所長的今天。當然，還要感謝寢室的姐妹們在我完成論文的過程中給予我的幫助和鼓勵，也是他們陪我度過這四年的生活。最后要感謝的就是我的父母，謝謝你們對我的支持。現(xiàn)在即將揮別我的學校、老師、同學，還有我四年的大學生活，雖然依依不舍，但是對未來的路，我充滿了信心。最后，感謝在大學期間認識我和我認識的所有人，有你們伴隨，才有我大學生活的豐富多彩，絢麗多姿！參考文獻1王千.實用電子電路大全M，電子工業(yè)出版社，2001，p101;2何立民.單片機應(yīng)用技術(shù)選編M，北京：北京航空大學出版社，1998;3 李華.MCS-51系列單片機使用

36、接口技術(shù)M，北京航空航天大學出版社，1993;4 彭為.單片機典型系統(tǒng)設(shè)計實例精講M，北京：電子工業(yè)出版社，2006;5 潘永雄.新編單片機原理與應(yīng)用M，西安：西安電子科技大學出版社，2003;附錄一豆?jié){機控制系統(tǒng)的硬件圖附錄二 豆?jié){機控制系統(tǒng)的源代碼DQ EQU P1.5;18B20輸入端BZW EQU 7EHJR EQU P3.0;加熱電阻絲DJ EQU P3.4;電機K1 EQU P1.1;水位檢查K2 EQU P1.0;沸騰檢測SB1 EQU P1.7;啟動按扭LED EQU P1.6;指示燈ORG 0000HJMP MAINORG 000BHJMP TIMEORG 0030H；*初始

37、化程序*MAIN:MOV P1,#0FFHMOV P0,#0FFHMOV P2,#0FFHMOV P3,#0FFHCALL D15MSMOV TMOD,#01MOV TH0,#3CHMOV TL0,#0B0HSETB EASETB ET0JB SB1,$CALL D15MSCALL D15MSJNB SB1,$PDBJ: JNB K1,BJ1 MOV 46H,#2BJ4: SETB P3.5 CALL D1S CLR P3.5 CALL D1S DJNZ 46H,BJ4 LJMP PDBJBJ1: CLR P3.5SETB TROCLR LED；*主程序*MAIN1:CALL DS18B20C

38、LR JRCJNE R2,#80,L1L1:JC MAIN1CLR JRMOV 40H,#5Q3:SETB DJCALL D15SCLR DJCALL D5SDJNZ 40H,Q3MOV 44H,#5S2:SETB JRJB K2,$CLR JRCALL D20SDJNZ 44H,S2CALL D10SMOV 46H,#2S4:SETB P3.5CALL D1SCLR P3.5CALL D1SDJNZ 46H,S4L3:SETB JRL4:CALL DS18B20CJNE R2,#80,L2L2:JNC L3CLR JRJMP L4；*定時中斷子程序*TIME:PUSH ACCMOV TH0,#3CHMOV TL0,#0B0HJNB K1,TIME1JNB SB1,TIME2POP ACCRETITIME1:CLR TR0MOV A,#0PUSH ACCPUSH ACCRETITIME2:CALL D15MSCALL D15MSJNB SB1,$CLR TR0MOV A,#0PUSH ACCPUSH ACCRETI;*溫度傳感器子程序*DS18B20:CALL CSHC