【正文】 第三章 豆?jié){機(jī)控制系統(tǒng)的功能分析 控制系統(tǒng)的硬件分析 硬件上豆?jié){機(jī)的控制系統(tǒng)首先需要有一個單片機(jī)芯片作為控制核心來控制它的工 作過程，剛開始需要進(jìn)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)鞲衅鞯氖褂茫缓箝_始對水進(jìn)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?yàn)樗菃慰偩€器件，線路簡單，體積小，省去了 A/D 轉(zhuǎn)換，并行擴(kuò)展等步驟，使硬件圖變得簡單形象了很多。 控制系統(tǒng)的軟件分析 軟件上就是對單片機(jī)的編程，在編程前需要畫出一個流程圖，根據(jù)豆?jié){機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求及目的，即插上電源、按下啟動按鈕并且選擇功能后，如果選擇功能一（富纖豆?jié){），且沒有出現(xiàn)水位過低的情況，就啟動加熱裝置對水加熱，當(dāng)水溫達(dá)到了 80℃左右，豆?jié){機(jī)停止加熱，啟動磨漿電機(jī)開始磨漿， 磨漿電機(jī)按間歇方式打漿：運(yùn)轉(zhuǎn) 15 秒后停止運(yùn)轉(zhuǎn)，間歇 5 秒后再啟動打漿電機(jī)，如此循環(huán) 5 次。電熱器間歇加熱，使豆?jié){充分煮熟并防止溢出。 注：豆?jié){機(jī)的防干燒功能在工作過程中，自動啟動。隨著集成電路飛速發(fā)展，穩(wěn)壓電路也迅速實(shí)現(xiàn)集成化市場上已有大量生產(chǎn)各種型號的單片機(jī)集成穩(wěn)壓電路。 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。 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 副 邊 的 有 效 值 :I2=*=. 變 壓 器 的 容 量 ：S=UI=*=。經(jīng) 78L05 穩(wěn)壓作用后輸出 +5V 的直流電壓，經(jīng) EC3 濾波后輸出紋波很低的 +5V 電壓，作為單片機(jī)的工作電源，以保證單片機(jī)工作時的穩(wěn)定和可靠。電路中構(gòu)成 ab、 D R、 D3 通電回路 ， 在 R上形成上正下負(fù)的半波整洗電壓 ,輸入 為負(fù)半周時 ， 對 D D4 加正向電壓 ， D D4 導(dǎo)通 ； 對 D D3 加反向電壓 ， D D3 截止。從圖 中還不難看出 ， 橋式電路中每只二極管承受的反向電壓等于變壓器次級電壓的最大值 ， 比全波整流電路小一半。輸入正弦波的正半部分是兩只管導(dǎo)通，得到正的輸出；輸入正弦波的負(fù)半部分時，另兩只管導(dǎo)通，由于這兩只管是反接的，所以輸出還是得到正弦波的正半部分。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。它的內(nèi)部含有限流保護(hù)、過熱保護(hù)和過壓保護(hù)電路，采用了噪聲低、溫度飄逸 小的基準(zhǔn)電壓源，工作穩(wěn)定可靠。內(nèi)含過流、過熱和過載保護(hù)電路。圖 為幾種三端集成穩(wěn)壓器。 78L05 應(yīng)用須知 ： * 如果穩(wěn)壓器離電源濾波器有一段距離 ,Cin 是必需的 ； * Co 對穩(wěn)定性而言是可有可無的 ,但的確能夠改善瞬態(tài)響應(yīng) 。 單片機(jī)的簡介 （ 1） AT89C52 主要性能參數(shù)： 兼容 MCS51 指令系統(tǒng) ， 8k可反復(fù)擦寫 (1000 次） Flash ROM 32 個雙向 I/O 口， 256x8bit 內(nèi)部 RAM 3 個 16 位可編程定時 /計(jì)數(shù)器中斷 ， 時鐘頻率 024MHz 2 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 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(biāo)準(zhǔn)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。 VCC（ 40 腳）和 VSS（ 20 腳）為供電端口，分別接 +5V電源的正負(fù)端。加熱時，因?yàn)闇囟葌鞲衅鳛閱尉€智能數(shù)字傳感器， 口只是作為常用的輸入端口和 CPU 進(jìn)行數(shù)字傳輸。 溫度傳感器 DS18B20 簡介 DS18B20 是美國 DALLAS 半導(dǎo)體公司繼 DS1820 之后最新推出的一種改進(jìn)型智能溫度傳感器。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(jìn)，給用戶帶來了更方便的使用和更令人滿意的效果。計(jì)數(shù)門的開啟時間由高溫度系數(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(jì)數(shù)器 1 和溫度寄存器中，減法計(jì)數(shù)器 1 和溫度寄存器被預(yù)置在 55 ℃ 所對應(yīng)的一個基數(shù)值。系統(tǒng)對DS18B20 的各種操作必須按協(xié)議進(jìn)行。采用寄生電源供電方式是 VDD 和 GND 端均接地。 圖 4 溫度傳感器 DS18B20 與單片機(jī) AT89C52的連接圖 加熱及打漿電路的設(shè)計(jì) 加熱電路的作用是通過加熱管把磨成粉末的黃豆煮熟，本設(shè)計(jì)使用的加熱器的功率為 800W。加熱及打漿電路的工作原理如圖 所示，加熱及磨漿電路由繼電器 JR JR2，三極管T T3， 電阻 R R6 以及二極管 Dl、 D2，單片機(jī) AT89C52。 。單片機(jī)的 ， 端連接。 河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 圖 用同樣的方法檢測豆?jié){是否沸騰溢出。 報警電路的設(shè)計(jì) 報警電路的作用是通過蜂嗚器發(fā)出聲音信號，提醒豆?jié){已經(jīng)煮好了。 圖 豆?jié){機(jī)控制系統(tǒng)的報警電路 河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 第五章 豆?jié){機(jī)控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 豆?jié){機(jī)控制系統(tǒng)的流程圖的設(shè)計(jì) 豆?jié){機(jī)控制系統(tǒng)的流程圖如圖 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(jī)的冷水進(jìn)行加熱，當(dāng)加熱到 80℃以后，則停止加熱，開始進(jìn)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(jìn)行對豆?jié){進(jìn)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。按下啟動鍵，使發(fā)光二極管指示燈發(fā)光顯示，以示 電源電路工作正常，單片機(jī)開始工作。當(dāng)水位符合要求后， CPU 就令 口由低電位變成高電位，使 T2 導(dǎo)通，驅(qū)動繼電器 JR1 動作，通過 JR1 的觸點(diǎn)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(yù)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。 CPU令 口輸出高電位，使 T3導(dǎo)通，驅(qū)動繼電器 JR2 吸合，再接通粉碎電機(jī)的工作電源，使粉碎電機(jī)高速旋轉(zhuǎn)，帶動刀片高速切削，實(shí)施對粉碎物的粉碎，為了減少電 機(jī)的發(fā)熱量，粉碎電機(jī)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 。這種智能控制設(shè)計(jì)，可以保證得到滿意的豆?jié){加工效果。啟動磨漿電機(jī)開始磨漿，磨漿電機(jī)按間歇方式打漿：運(yùn)轉(zhuǎn) 15 秒后停止運(yùn)轉(zhuǎn)，間歇 5 秒后再啟動打漿電機(jī)，如此循環(huán) 5 次。 河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 致謝 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)我們在王老師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行查閱資料，設(shè)計(jì)方案，設(shè)計(jì)電路與編寫工作程序等工作，并寫出報告。對我而言，知識上 的收獲重要，精神上的豐收更加可喜。 在這大學(xué)的最后一頁里，我要感謝的人很多，首先要感謝我的指導(dǎo)老師王老師，在整個畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中，王老師多次詢問研究進(jìn)程，并為我指點(diǎn)迷津，幫助我開拓研究思路，精心點(diǎn)撥、熱忱鼓勵。最后要感謝的就是我的父母，謝謝你們對我的支持。 JR EQU 。沸騰檢測 SB1 EQU 。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)大概持續(xù)了半年，現(xiàn)在終于到結(jié)尾了。沒有他們的幫助，我將無法順利完成這次設(shè)計(jì)。再次對周巍老師表示衷心的 感謝。 致 謝 四年的大學(xué)生活就快走入尾聲，我們的校園生活就 要劃上句號，心中是無盡的難舍與眷戀。 學(xué)友情深，情同兄妹。是他們在我畢業(yè)的最后關(guān)頭給了我們巨大的幫助與鼓勵， 給了我很多解決問題的思路， 在此表示衷心的感激。 。他無論在理論上還是在實(shí)踐中，都給與我很大的幫助，使我得到不少的提高這對于我以后的工作和學(xué)習(xí)都有一種巨大的幫助，感謝 他 耐心的輔導(dǎo)。 在我的十幾年求學(xué)歷程里，離不開父母的鼓勵和支持，是他們辛勤的勞作，無私的付出，為我創(chuàng)造良好的學(xué)習(xí)條件，我才能順利完成完成學(xué)業(yè)，感激他們一直以來對我的撫養(yǎng)與培育。 回首四年，取得了些許成績，生活中有快樂也有艱辛。 另外，我還要感謝大學(xué)四年和我一起走過的同學(xué)朋友對我的關(guān)心與支持，與他們一起學(xué)習(xí)、生活，讓我在大學(xué)期間生活的很充實(shí)，給我留下了很多難忘的回憶。郭謙功老師淵博的知識、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖黠L(fēng)和誨人不倦的態(tài)度給我留下了深刻的印象。經(jīng)過這 次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我的能力有了很大的提高，比如操作能力、分析問題的能力、合作精神、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)等方方面面都有很大的進(jìn)步。指示燈 ORG 0000H JMP MAIN ORG 000BH JMP TIME ORG 0030H MAIN: MOV P1,0FFH MOV P0,0FFH MOV P2,0FFH MOV P3,0FFH CALL D15MS MOV TMOD,01 MOV TH0,3CH MOV TL0,0B0H SETB EA SETB ET0 JB SB1,$ CALL D15MS CALL D15MS JNB SB1,$ PDBJ: JNB K1,BJ1 MOV 46H,2 BJ4: SETB CALL D1S CLR CALL D1S DJNZ 46H,BJ4 LJMP PDBJ BJ1: CLR SETB TRO CLR LED MAIN1: CALL DS18B20 CLR JR CJNE R2,80,L1 L1: JC MAIN1 CLR JR MOV 40H,5 Q3: SETB DJ 河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 CALL D15S CLR DJ CALL D5S DJNZ 40H,Q3 MOV 44H,5 S2: SETB JR JB K2,$ CLR JR CALL D20S DJNZ 44H,S2 CALL D10S MOV 46H,2 S4: SETB CALL D1S CLR CALL D1S DJNZ 46H,S4 L3: SETB JR L4: CALL DS18B20 CJNE R2,80,L2 L2: JNC L3 CLR JR JMP L4 DS18B20:CALL CSH CALL SZ CALL DSZ CALL WH RET CSH:SETB DQ NOP CLR DQ MOV 70H,150 DJNZ 70H,$ SETB DQ MOV 70H,150 D1: MOV 71H,200 D2: JNB DQ,CSH1 DJNZ 71H,D2 DJNZ 70H,D1 CLR BZW JMP CSH2 CSH1:SETB BZW MOV 70H,240 DJNZ 70H,$ CSH2:SETB DQ RET SZ: JB BZW,SZ1 RET SZ1:MOV A,0CCH 河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 CALL X18B20 MOV A,4EH CALL X18B20 MOV A,0 CALL X18B20 MOV A,0 CALL X18B20 MOV A,1FH CALL X18B20 RET DSZ:SETB DQ CALL CSH JB BZW,DSZ1 RET DSZ1:MOV A,0CCH CALL X18B20 MOV A,44H CALL X18B20 CALL CSH MOV A,0CCH CALL X18B20 MOV A,0BEH CALL X18B20 CALL D18B20 RET X18B20:MOV 73H,8 CLR C X1: CLR DQ MOV 70H,7 DJNZ 70H,$ RRC A MOV DQ,C MOV 70H,23 DJNZ 70H,$ SETB DQ DJNZ 73H,X1 RET D18B20:MOV R1,79H MOV 74H,2 X2: MOV 75H,8 X3: CLR C CLR DQ SETB DQ MOV C,DQ MOV 70H,23 DJNZ 70H,$ RRC A DJNZ 75H,X3 MOV R1,A 河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 DEC R1 DJNZ 74H,X2 RET WH: MOV A,0F0H ANL A,79H SWAP A MOV R2,A MOV A,07H ANL A,78H SWAP A ORL A,R2 MOV R2,A RET TIME:PUS