【正文】 本文介紹的智能豆?jié){機(jī)系統(tǒng)由 PIC16C54 單片機(jī)、 傳感器、功能電路、沸騰檢測(cè)電路 、磨漿電路、加熱控制電路和報(bào)警電路等組成， 豆?jié){生產(chǎn)完全自動(dòng)化 。其工作過(guò)程是：先將黃豆放入豆?jié){機(jī)的攪拌器濾網(wǎng)內(nèi)，攪拌壺內(nèi)倒入適量的水，裝好攪拌機(jī)。若缺水，則關(guān)閉加熱器和 馬達(dá)，按任意鍵不響應(yīng)，并發(fā)出急促的報(bào)警聲，直到關(guān)閉電源，加水后才能繼續(xù)使用。s filter, poured an appropriate amount of water into the blender and installed blender. When connected to power supply, the buzzer sounded once, tips have been connected to power, the LED light up, tips the 山東輕工業(yè)學(xué)院 2020屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 2 Soyabean milk machine in the standby. Press the button of START to start heating. When the temperature reached around 75℃ stop heating, Stirring motor operation will be crushed soybeans and the Soyabean milk is filtered, then the motor stopped and started heating until boiling, and stop heating, issued a warning sound prompted milk have been done. If a long time not to drink and bee cool, press the button of HEAT to start heating again until to boiling and issued a warning sound. If dry, turn off the heater and motor, press any button not to respond, and issued a alarm sound until adding enough water to continue to use it. The Soyabean milk production processes including grinding, leaching and cooking. The three processes worked closely, so that milk tastes better. Such as preheating before grinding can not only improve efficiency and shorten the cooking time, prevent the cooking time is too long to cause the paste pot. Key words: PIC16C54 。 家用豆?jié){機(jī)全自動(dòng)控制裝置是在單片機(jī)的程序控制下進(jìn)行工作的。磨漿完后，開(kāi)始對(duì)豆?jié){加熱，豆?jié){溫度達(dá)到一定值時(shí)，豆?jié){上溢。如圖 11所示 圖 11 方案 1 設(shè)計(jì)框圖 方案 2：此方案由單片機(jī)、傳感器、功能電路、沸騰檢測(cè)電路、磨漿電路、加熱控制電路、報(bào)警電路等組成。如圖 12 所示： 山東輕工業(yè)學(xué)院 2020屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 2 傳感器 加熱電路 缺水、沸騰溢出電路 單 片 機(jī) 功能電路 磨漿電路 報(bào)警電路 圖 12 方案 2 設(shè)計(jì)框圖 方案論證 方案一如圖 11所示，由單片機(jī)、傳感器、加熱電路、磨漿電路、報(bào)警電路組成。其缺點(diǎn)是：沒(méi)有檢測(cè)缺水和沸騰溢出。按下全自動(dòng)啟動(dòng)鍵 START開(kāi)始加熱，當(dāng)溫度達(dá)到 75℃ 左 右時(shí)，停止加熱；攪拌馬達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn)，將黃豆粉碎，豆?jié){過(guò)濾，而后馬達(dá)停轉(zhuǎn)，又開(kāi)始加熱，直到豆?jié){沸騰煮熟，停止加熱，發(fā)出報(bào)警聲，提示豆?jié){已做好。其原因是：① 加工方式是全自動(dòng)的。隨著半導(dǎo)體器件與集成技術(shù)在傳感器中的應(yīng)用，傳感器的信號(hào)調(diào)理轉(zhuǎn)換電路與敏感元件一起集成在同一芯片上，安裝在傳感器的殼體里，如圖 21 所示。 熱敏電阻的基本 特性是電阻與溫度之間的關(guān)系，其曲線是一條指數(shù)曲線，可用式 21 表示： TBT AeR ? （ 21） 式中： RT—— 溫度為 T 時(shí)的電阻值； A—— 與熱敏電阻尺寸、形式、以及它的半導(dǎo)體物理性能有關(guān)的常數(shù)； B—— 與半導(dǎo)體物理性能有關(guān)的常數(shù)； 山東輕工業(yè)學(xué)院 2020屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 4 10 020ln13 66 RRB ?T—— 熱敏電阻的絕對(duì)溫度。將 B 值及 R20代人式（ 24）就確定了熱敏電阻的溫度特性，如圖 22所示。 熱敏電阻在不同溫度時(shí)的電阻值，可用惠斯通電橋測(cè)得。負(fù)溫度系數(shù) (NTC)熱敏電阻 RT是 采用單一高純度材料、具有接近理論密度結(jié)構(gòu)的高性能陶瓷，它最基本的性質(zhì)就是電阻值隨溫度上升而下降。 本系統(tǒng)中使用的 NTC 熱敏電阻的參數(shù)為： 25℃時(shí)的阻值為 22K， B 值為 4200，代入式（ 24）可以求得 RT為 時(shí)的溫度為 75℃ 。由此，在一定電場(chǎng)作用下，使自由電子作定向運(yùn)動(dòng)就會(huì)遇到更多的阻力，即電阻值增加了。在家電領(lǐng)域中，如豆?jié){機(jī)，它以單片機(jī)為核心，在單片機(jī)控制下，完成從預(yù)熱、打漿、煮漿和報(bào)警等過(guò)程全自動(dòng)化，使豆?jié){營(yíng)養(yǎng)更加豐富，口感更加香澤。在全球各地，目前都可以看到 PIC系列單片機(jī)在辦公自動(dòng)化設(shè)備、消費(fèi)電子產(chǎn)品、電訊通信、智能儀器儀表、汽車電子、金融電子等領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用。 512 12 位 EPROM 上電復(fù)位 POR 電路 程序計(jì)數(shù)器 PC 在每個(gè) Q1節(jié)拍間加 1，指令在 Q4節(jié)拍從程序存儲(chǔ)器中取出并鎖存于指令寄存器中，在下一指令周期被譯碼并執(zhí)行。 T0CKI：定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 TMR0 的外部觸發(fā)計(jì)數(shù)信號(hào)輸入端。 在絕緣的聚苯乙烯基片上制備兩個(gè)電極，而后在電極之 間噴涂一層含有碳粉粒的有機(jī)膠狀纖維素濕膜，便構(gòu)成了碳膜濕敏傳感器。粘合劑一般選用體積隨溫度變化而變化的粘接劑材料，如纖維乙醚等。 4）分散劑。 PW 是裝在攪拌壺中部的缺水檢測(cè)電極， PF 是裝在攪拌壺頂部的沸騰溢出檢測(cè)電極。豆?jié){沸騰之前， PF 遠(yuǎn)離水面， PF 和PG 之間的電阻很大， RA1 腳為高電平，當(dāng)泡沫上升，接觸到防溢電極時(shí)， PF 和山東輕工業(yè)學(xué)院 2020屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 10 PG 之間電阻較小， RA1 腳轉(zhuǎn)為低電平，用軟件檢測(cè) RA1 腳的輸人電平，便知豆?jié){是否沸騰溢出。報(bào)警電路如圖 29所示： 圖 29 報(bào)警電路 報(bào)警電路由單片機(jī) PIC16C5電阻 R三極管 T與蜂鳴器 B2組成。 單片機(jī) 輸出電流經(jīng)三極管放大，以此驅(qū)動(dòng)繼電器閉合，使電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，將豆子山東輕工業(yè)學(xué)院 2020屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 11 攪拌成粉粒。在系統(tǒng)程序控制下，打漿按間歇方式進(jìn)行。當(dāng)豆?jié){加熱至 75℃ 時(shí)，單線數(shù)字溫度傳感器 DS1820 將溫度信號(hào)傳給單片機(jī)，單片機(jī)檢測(cè)到這個(gè)信號(hào)后，使 RB5 腳變?yōu)榈碗娖?，三極管T3截止，繼電器 K2斷開(kāi)，電阻絲停止加熱。它和分立的晶體管電路比較，具有很多突出的優(yōu)點(diǎn)，主要體現(xiàn)在體積小、重量輕、耗電省、可靠性高、運(yùn)行速度快且調(diào)試方便、使用靈活，易于進(jìn)行大量自動(dòng)化生產(chǎn)。穩(wěn)壓電源的組成框圖如圖 211 所示： (a) 穩(wěn)壓電源的組成框圖 (b) 整流與穩(wěn)壓過(guò)程 圖 211 穩(wěn)壓電源組成框圖及整流與穩(wěn)壓過(guò)程 1） 電源變壓器： 是降壓變壓器，它將電網(wǎng) 220V 交流電壓變換成符合需要的交流電壓，并送給整流電路，變壓器的變比由變壓器的副邊電壓確定。 山東輕工業(yè)學(xué)院 2020屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 13 電源技術(shù)指標(biāo) 輸入電壓： AC 220V 輸出電壓： DC 5V 輸出電流： I0 1A 整流二極管、變壓器選擇 據(jù)整流原理，圖 211（ b）所示 u3的波形可知，輸出電壓的平均值： ?? ??0 2)(3 )(21 wtSi nw t dUU AV （ 28） 解得： 22)(3 UUU AV ?? ? （ 29） 當(dāng)采用半波整流電路時(shí)，由于它只利用 U2的正半周，所以 22)(3 2 UUU AV ?? ? （ 210） 根據(jù)圖 211( b )中所示 u3的波形可知，整流二極管承受的最大的反向電壓： 2m ax 2UUR ? （ 211） 與半波整流電路中的二極管承受的最大反向電壓也相同。 在穩(wěn)壓電 源中一般用四個(gè)二極管組成 橋式整流電路如圖 212 所 示： 212 橋式整流電路 濾波電路 濾波電路一般由電容組成，其作用是把脈動(dòng)直流電壓 u3中的大部分紋波加以濾除，以得到較平滑的直流電壓 UI。這種線性穩(wěn)壓電源的線性調(diào)整工作方式在工作中會(huì)有較大的“熱損失”，其工作效率也僅為 30%~50%。在相同電壓降的條件下，開(kāi)關(guān)電源調(diào)節(jié)器件與線性穩(wěn)壓器件相比有更少的“熱損失”。 LM2576 系列開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓集成電路是線性三端穩(wěn)壓器件（如 78xx 系列端穩(wěn)壓集成電路）的替代品，它具有可靠的工作性能、較高的工作效率和較強(qiáng)的輸出電流驅(qū)動(dòng)能力，從而為 MCU 的穩(wěn)定、可靠工作提供了強(qiáng)有力的保證。 輸出電壓： 、 5V、 12V、 15V 和 ADJ（可調(diào)）等可選； 工作溫度范圍： 40℃～ +125℃； 器件保護(hù)：熱關(guān)斷及電流限制； 山東輕工業(yè)學(xué)院 2020屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 16 將輸出電壓分壓電阻網(wǎng)絡(luò)的輸出同內(nèi)部基準(zhǔn)穩(wěn)壓值 進(jìn)行比較，若電壓有偏差，則可用放電器控制內(nèi)部振蕩器的輸出占空比，從而使輸出電壓保持穩(wěn)定。 該電路中的輸入電容 C2 一般應(yīng)大于或等于 100181。對(duì)于 5V電壓輸出而言，推薦使用耐壓值為 16V 的電容 器。 電源工作原理 接通電源后， 220V 交流電經(jīng)變壓器 T1降壓，得到 +12V 的交流電壓，再經(jīng)過(guò)整流濾波電路，得到 +12V 的直流電壓，又經(jīng)穩(wěn)壓器 LM2576 輸出 +5V 電壓給單片機(jī)供電。另外，全部電路裝在兩塊線路板上：?jiǎn)纹瑱C(jī)和按鍵在小板上，安裝在豆?jié){機(jī)的面板上；繼電器、電源在一塊較大的線路板上，安裝在豆?jié){機(jī)內(nèi)部。如果電阻低于 2. 2 kΩ ，振蕩不穩(wěn)定，甚至不能振蕩；電阻高于 1 MΩ ，則振蕩易受干擾。 山東輕工業(yè)學(xué)院 2020屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 18 RA3 接加熱鍵 HEAT， RA2 接全自動(dòng)啟動(dòng)鍵 START。RB5 輸出