【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(gè)單片機(jī)芯片作為控制核心來(lái)控制它的工 作過程，剛開始需要進(jìn)行水位檢測(cè)，這就需要一個(gè)傳感器，為了減少成本，這里采用一個(gè)探針來(lái)代替?zhèn)鞲衅鞯氖褂?，然后開始對(duì)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(gè)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(jiǎn)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(jiǎn)單形象了很多。 控制系統(tǒng)的軟件分析 軟件上就是對(duì)單片機(jī)的編程，在編程前需要畫出一個(gè)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(dòng)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(dòng)加熱裝置對(duì)水加熱，當(dāng)水溫達(dá)到了 80℃左右，豆?jié){機(jī)停止加熱，啟動(dòng)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(dòng)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(dòng)啟動(dòng)。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(chǎng)上已有大量生產(chǎn)各種型號(hào)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(shí)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(shí) ， 對(duì) D D4 加正向電壓 ， D D4 導(dǎo)通 ； 對(duì) 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(jí)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(shí)，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(duì)穩(wěn)定性而言是可有可無(wú)的 ,但的確能夠改善瞬態(tài)響應(yīng) 。 單片機(jī)的簡(jiǎn)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(gè)雙向 I/O 口， 256x8bit 內(nèi)部 RAM 3 個(gè) 16 位可編程定時(shí) /計(jì)數(shù)器中斷 ， 時(shí)鐘頻率 024MHz 2 個(gè)串行中斷 ， 可編程 UART 串行通道 2 個(gè)外部中斷源 ， 共 6 個(gè)中斷源 2 個(gè)讀寫中斷口線 ， 3 級(jí)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(huì)聚調(diào)整時(shí)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(shí)，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(jiǎn)介 DS18B20 是美國(guó) 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(cè)溫精度、轉(zhuǎn)換時(shí)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(lái)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(shí)間由高溫度系數(shù)振蕩器來(lái)決定，每次測(cè)量前，首先將 55 ℃所對(duì)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(duì)應(yīng)的一個(gè)基數(shù)值。系統(tǒng)對(duì)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(cè)豆?jié){是否沸騰溢出。 報(bào)警電路的設(shè)計(jì) 報(bào)警電路的作用是通過蜂嗚器發(fā)出聲音信號(hào)，提醒豆?jié){已經(jīng)煮好了。 圖 豆?jié){機(jī)控制系統(tǒng)的報(bào)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(cè)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(lái)提示 主人，如果符合要求，則開始對(duì)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(duì)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(dòng)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(dòng)繼電器 JR1 動(dòng)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(duì)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(shí)，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(dòng)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(dòng)刀片高速切削，實(shí)施對(duì)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(dòng)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(dòng)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?cè)谕趵蠋煹闹笇?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(bào)告。對(duì)我而言，知識(shí)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(yè)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(gè)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(lì)。最后要感謝的就是我的父母，謝謝你們對(duì)我的支持。 JR EQU 。沸騰檢測(cè) 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(wú)法順利完成這次設(shè)計(jì)。再次對(duì)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?jiǎng)澤暇涮?hào)，心中是無(wú)盡的難舍與眷戀。 學(xué)友情深，情同兄妹。是他們?cè)谖耶厴I(yè)的最后關(guān)頭給了我們巨大的幫助與鼓勵(lì)， 給了我很多解決問題的思路， 在此表示衷心的感激。 。他無(wú)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(duì)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(lì)和支持，是他們辛勤的勞作，無(wú)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(lái)對(duì)我的撫養(yǎng)與培育。 回首四年，取得了些許成績(jī)，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(duì)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(shí)、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