基于单片机的自动豆浆机控制电路设计毕业设计论文.docx

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1、基于单片机的自动豆浆机控制电路设计毕业设计论文目录Abstract第一章绪论1.2原理第二章设计方案选定2.1 设计思路2.2 方案设计2.3 方案论证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3.2 控制系统的软件分析第四章豆浆机控制系统的硬件设计错误!未定义书签。错误!未定义书签。1 114.1电源电路设计4.1.14.1.24.1.44.1.54.1.64.1.7电源的作用电源的组成电源工作原理桥式整流电路简介稳压器的选用稳压器简介4.24.34.4单片机的选用4.2.1单片机的简介温度检测电路的设计4.3.1 NTC热敏电阻温度传感器简4.3.4 四分频电路设计4.3.5

2、 NTC热敏电阻与单片机AT8加热及打浆电路的设计9C5的接4.5 防干烧及防溢出电路的设计4.6 报警电路的设计4.7 复位电路的设计4.8 时钟电路及按键设计第五章豆浆机控制系统的软件设计5.1豆浆机控制系统的流程图的设计第六章结论参考文献附录A豆浆机控制系统硬件图附录B豆浆机控制系统程序清单1a 1233355a*6677991313202122232425252727错误!未定义书签。错误!未定义书签。3032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、加热的时间，可以做出不同种类的豆

3、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。只要按下启动按键并选择功能后，豆

4、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 原理防溢电路时钟电路复位电路按键放干烧电路温度传感器AT89c51本设计原理如图1所示声光报警电机加热电路图1.1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,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。第二章设计方案选定2. 1设计思路由于以前的豆浆机，

5、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，豆浆加工完成后发出声光报警信号。3. 2方案设计方案1：此方案由

6、单片机、传感器、加热电路、磨浆电路、报警电路组成。如图L1所示其工作原理是先加热，加热到一定温度后，开始磨浆，磨浆完后，磨浆停止，又开始加热即煮沸后，立即停机，报警提示。打浆电路温度传感器加热电路报警电路方案2：此方案由单片机、表2.1方案一设计框图传感器、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。如图L2所示其工作原理是豆浆机加电后直接按“启动”键，控制电路控制豆浆机进行加热，当温度达到75度左右时，停止加热，开始打浆；打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6次或者4次。打浆结束后开始对豆浆加热，豆浆温度达到一定值时，

7、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6次或者4次，豆浆加工完成后发出声光信号。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表2.2方案二设计框图2. 3方案论证方案一如图1.1所示，由单片机、电源电路、温度传感器、打浆电路、加热电路、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，按下“功能键”，开始加热，加热到一定温度后，开始打浆，打浆浆结束后，又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。其缺点是：没有防干烧、防溢功能。方案二如图1.2所示，由单片机、电源

8、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。进行论证后，我选择第二方案。其原因是：（1）

9、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2.1 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

10、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，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

11、且选择功能后，如果选择功能一（富纤豆浆），且没有出现水位过低的情况,就启动加热装置对水加热，当水温达到了 80C左右，豆浆机停止加热。启动电机高速旋转打浆，打浆共6次，每次20秒，间隔10秒。打浆结束后，电加热器继续加热，一直加热到豆浆第一次沸腾。豆浆第一次沸腾后，本机防溢功能自动启动，进入延煮过程。电热器间歇加热，是豆浆反复煮沸，充分煮沸并防止溢出。防溢延煮约8分钟结束。工作结束后，机器发出声光报警，提示豆浆已经做好。此时关闭开关、拔下电源插头后，即可准备饮用豆浆。如果选择功能二（浓香豆浆），并且没有出现水位过低的情况，就启动加热装置对水加热，但水温达到了 80左右，豆浆机停止加热。启动电机

12、高速旋转打浆，打浆共4次，每次15秒，间隔10秒。打浆结束后，电加热器继续加热，一直加热到第一次沸腾。豆浆第一次沸腾后，本机防溢功能自动启动，进入延煮过程。电热器间歇加热，使豆浆充分煮熟并防止溢出。防溢延煮约8分钟结束。工作结束后，机器发出声光报警，提示豆浆已经做好。此时关闭开关、拔下电源插头后，即可准备饮用豆浆。注：豆浆机的防干烧功能在工作过程中，自动启动。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。第四章豆浆机控制系统的硬件设计3.1 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

13、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。3.1.1 电源的作用各种电子电路都要求用稳定的直流电源供电，由整流滤波电路可输出较为平滑的直流电压，但当电网电压波动或负载改变时，将会引起输出端电压改变而不稳定。为了获得稳定的输出电压，滤波电路的输出电压还应该经稳稳压电路进行稳压。3.1.2 电源的组

14、成电源由电源变压器、整流电路、滤波电路、稳压电路组成。电源变压器：将电网提供的220V交流电压转换成为各种电路设备所需的交流电压。整流电路：利用单向导电器件将交流电转换成脉动直流电路。滤波电路：利用储能元件（电感或电容）把脉动直流电转换成比较平坦的直流电。稳压电源：利用电路的调整作用使输出电压稳定的过程称为稳压。3.1.3 变压器容量、整流二极管的计算与选择据整流原理，因为UO0.9U2,则可以得到U2=U0/0.9=5v/0.9556V。在考虑到变压器、绕组损耗（压降）和整流二极管的压降，在T程中必须再在上述基础上增加596,即U2=5. 56*（1+5%） 5. 83V,整流二极管的承受最大的反向电压UD1=21/2U2-5. 83V,因