【正文】 開始工作，單片機(jī)進(jìn)入正常工 作階段。所以，預(yù)加熱在 自動(dòng) 動(dòng)豆?jié){機(jī)中是很有必要的，當(dāng)水溫達(dá)到 80℃時(shí)， NTC 熱敏電阻溫度傳感器 將溫度信號(hào)傳給單片機(jī)， CPU 接受到米自 P0口 停 止 加熱的控制信號(hào)后，即令 口為低電位，使 Q2截止， RL2 觸點(diǎn)釋放，電熱管失電而停止加熱，至此加熱冷水階段結(jié)束。 第五步為燒煮豆?jié){程序。 第入步為報(bào)警程序。當(dāng)放入適量浸泡好的的黃豆，加入適量的冷水，漿豆?jié){機(jī)電源插頭插入 220V 交流電源，豆?jié){機(jī)指示燈亮起，按下 按鈕， 開始對(duì)水進(jìn)行加熱， 水溫達(dá)到 80 度左右，豆?jié){機(jī)停止加熱。 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(huì)產(chǎn)生熱損失，溫度傳感器 NTC 溫度傳感器 在本設(shè)計(jì)中只是檢測(cè)了一 個(gè) 溫度，當(dāng)溫度達(dá)到 80 度時(shí)單片機(jī)進(jìn)行下 一步工 作，在這里沒有 充分 的利用 它 的功能及優(yōu)點(diǎn)。 通過這兩個(gè)多月的學(xué)習(xí)，發(fā)現(xiàn)了自己的很多不足，自己知識(shí)的很多漏洞，看到了自己的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)還是比較缺乏，理論聯(lián)系實(shí)際的能力還急需提高。相互交流討論 是我們成功的一項(xiàng)非常重要的保證。剛開始的時(shí)候，大家就分配好了各自的題目，并且經(jīng)常聚在一起討論各自的設(shè)計(jì)，我們的交流幫我解決了很多的問題，是同學(xué)們給了我?guī)椭? 成都電子機(jī)械高等?？茖W(xué)校 畢業(yè) 設(shè)計(jì)（論文） 30 第六章 結(jié)論 此次畢業(yè)設(shè)計(jì)要求我們?cè)?雷老師的指導(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(bào)告。 打 完漿后，開始對(duì)豆?jié){ 加熱，豆?jié){溫度達(dá)到一定值時(shí)豆?jié){上溢， 豆?jié){沫接觸到防溢電極時(shí)， 停止加熱。 當(dāng)然，在此之前，你也已經(jīng) 聞到 到香濃的豆?jié){味了 。由于 黃豆 被粉碎時(shí)，雖然是在80℃水溫下進(jìn)行粉碎的，但還是會(huì)產(chǎn)生較多的泡沫， 所以該階段表現(xiàn)的是加熱， 與溢出之問的一對(duì)矛盾，為了使豆?jié){機(jī)適應(yīng)較多種類植物的加 熱 需要，該程序中采州了加熱一次如溢 出 一次為一次循環(huán)，并對(duì)循環(huán)時(shí)間 進(jìn)行累計(jì)計(jì)算，加熱，溢出，停止加熱共循環(huán) 8分鐘 ，燒煮豆?jié){程序就宣告結(jié)束。當(dāng)水溫加熱到 80℃后，單片機(jī)進(jìn)入粉碎階段中。當(dāng)水位符合要求后， CPU 就令 口由低電位變成高電位，使 Q2 導(dǎo)通，驅(qū)動(dòng)繼電器 RL2 動(dòng)作，通過 RL2 的觸點(diǎn)作用將電熱器 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。 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。 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 20秒停 10秒，按這樣的方式循環(huán) 6次 或者 4次 ，打漿程序結(jié)束后開始進(jìn)行對(duì)面漿進(jìn)行 再加熱，待溢出后自動(dòng)進(jìn)入防溢延煮程序，豆?jié){加工 完成 后 ， 單片機(jī)發(fā)出聲光信號(hào) 提醒主人 豆 漿煮好。對(duì)外接電容值雖然沒有嚴(yán)格的要求，但電容的大小多少會(huì)影響振蕩頻率的高低、振蕩器的穩(wěn)定性、起振的快速性和 溫度的穩(wěn)定性。在應(yīng)用系統(tǒng)中，為了保證復(fù)位鼎爐可靠地工作，常將 RC 電路在接斯密特電路后再接入單片機(jī)復(fù)位端及外圍電路復(fù)位端。聲音信號(hào)電流從單片機(jī)的 腳輸入到蜂鳴器 LSl 發(fā)出聲音。豆?jié){沸騰之前，電極 K2遠(yuǎn)離水而， 它和地之間 的電阻很大， 與R9 共同對(duì) +5V 分 壓 ， U+得到比 U高的電 壓 ，比較器輸出高電 平 。 正常工 作時(shí)， Kl 被水淹沒，它和地之問的電阻較小， 與 R13 共同對(duì)+5V 分壓 ， U+得到比 U低的電 平 ，比較器輸出低電 平 。 成都電子機(jī)械高等?？茖W(xué)校 畢業(yè) 設(shè)計(jì)（論文） 23 圖 電路的設(shè)計(jì) 防干燒及防溢出 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(lái) 控制 自動(dòng) 豆?jié){機(jī)缺水時(shí)干燒及沸騰溢出等問題。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 RL RL2，三極管 Q Q2，電阻 R1 R15 以及 二 極管 Dl、 D2， 單片機(jī) AT89C51。 成都電子機(jī)械高等?？茖W(xué)校 畢業(yè) 設(shè)計(jì)（論文） 22 圖 溫度傳感器與單片機(jī) AT89C51 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。熱敏電阻的變化電壓通過 ADC0809 轉(zhuǎn)換后送給單片機(jī)，完成溫度檢測(cè)過程。若選擇 U2 U1，則當(dāng)輸入電壓在 [U2，U1]區(qū)間范 圍時(shí)， LED 點(diǎn)亮，這是一個(gè)“窗口”電壓指示器。 圖 使用兩個(gè)運(yùn)放 組成一個(gè)電壓上下限比較器，電阻 R R1ˊ組成分壓電路，為運(yùn)放 A1 設(shè)定比較電平 U1；電阻 R R2ˊ組成分壓電路，為運(yùn)放 A2 設(shè)定比較電平 U2。 成都電子機(jī)械高等專科學(xué)校 畢業(yè) 設(shè)計(jì)（論文） 20 圖 ③比較器 當(dāng)去掉運(yùn)放的反饋電阻時(shí) ,或者說反饋電阻趨于無(wú)窮大時(shí) (即開環(huán)狀態(tài) ),理論上認(rèn) 為運(yùn)放的開環(huán)放大倍數(shù)也為無(wú)窮大 (實(shí)際上是很大 ,如 LM324 運(yùn)放開環(huán)放大倍數(shù)為 100dB，既 10萬(wàn)倍 )。運(yùn)放 A1連接成同相直流放大形式，溫度越高，晶 體管 BG1 壓降越小，運(yùn)放 A1 同相輸入端的電壓就越低，輸出端的電壓也越低。 R4的阻值范圍為幾千歐姆到幾十千歐姆。 此 圖 電路可將輸入交流信號(hào)分成三路輸出，三路信號(hào)可分別用作指示、控制、分析等用途。 成都電子機(jī)械高等?？茖W(xué)校 畢業(yè) 設(shè)計(jì)（論文） 19 圖 圖 由于 LM324 四運(yùn)放電路具有電源電壓范圍寬，靜態(tài)功耗小，可單電源使用，價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，因此被廣泛應(yīng)用在各種電路中。它的內(nèi)部包含四組形式完全相同的運(yùn)算放大器，除電源共用外，四組運(yùn)放相互獨(dú)立。 ⑷ 在 ST 端給出一個(gè)至少有 100ns 寬的正脈沖信號(hào)。因 ADC0809 的內(nèi)部沒有 時(shí)鐘電路 ，所需 時(shí)鐘信號(hào) 必須由外界提供，常使用頻率為 500KHZ， VREF（＋）， VREF（－）為參考電壓輸入。 OE 為輸出允許信號(hào)，用于控制三條輸出鎖存器向單片機(jī)輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)。 C B A 選擇的 通道 0 0 0 IN0 0 0 1 IN1 0 1 0 IN2 0 1 1 IN3 1 0 0 IN4 1 0 1 IN5 1 1 0 IN6 1 1 1 IN7 表 數(shù)字量輸出及控制線 :11 條 ST 為轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)。地址輸入和控制線： 4 條 ALE 為地址鎖存允許輸入線，高電平有效。多路開關(guān)可選通 8 個(gè)模擬通道， 允許 8 路模擬量分時(shí)輸入，共用 A/D 轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換時(shí)間在 100us 左右。拉升電阻 Rl的值由使用溫度和熱敏電阻傳感器的特性決定，可以用下式計(jì)算出來(lái)口 1，即： 式 式 中 R 是熱敏電阻傳感器在使用溫度下限時(shí)的電阻值， Rm 是熱敏電阻傳感器在使用溫度上限時(shí) 。 C 白勺測(cè)量系統(tǒng)比精度為177。耗散常數(shù)與熱敏電阻的結(jié)構(gòu)、形狀以及所處介質(zhì)的種類、狀態(tài)等有關(guān) [H1。 圖 熱敏電阻傳感器的測(cè)溫接口電路 式 中， 電阻 Rl將熱敏電阻的電壓拉升到參考電壓，一般它與 ADC 的參考電壓一致，因此如果 ADC的參 考電壓是 5V， Vref 也將是 5V。 具有高增益的運(yùn)算放大器，加上負(fù)反饋構(gòu)成的線性電路，其閉環(huán)增益和傳輸特性以及它的輸入、輸出阻抗基本上取 決于外部的反饋元件，因此，使用運(yùn)算放大器進(jìn)行線性信號(hào)的處理是非常方便的。 熱敏電阻一般有一個(gè)誤差范圍，用來(lái)規(guī)定樣品之間的一致性。與此類似， 25℃時(shí) 電阻為 5ΚΩ 的熱敏電阻在 0℃時(shí) 電阻則為 。在所有被動(dòng)式溫度傳感器中，熱敏電阻的靈敏度（即溫度每變化 1。按溫度系數(shù)分為負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻 (N TC)和正溫度系數(shù)熱敏電阻 (PIC)兩大類。 XTAL1：振蕩器反相放大器的及內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端。欲使 CPU 僅訪問外部程序存儲(chǔ)器（地址為 0000H— FFFFH）， EA 端必須保持低電平（接地）。此外，該引腳會(huì)被微弱拉高，單片機(jī)執(zhí)行外部程序時(shí)，應(yīng)設(shè)置 ALE 無(wú)效。要注意的是：每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)將跳過一個(gè) ALE 脈沖。 RST： 復(fù)位輸入。 P3 口輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流） 4 個(gè) TTL 邏輯門電路。在訪問外部程序存儲(chǔ)器或 16 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 （例如執(zhí)行 MOVX， DPTR 指令）時(shí)， P2 口送出高 8 位地址數(shù)據(jù)。作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流（ I）。 在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器或程序存儲(chǔ)器時(shí)，這組口線分時(shí)轉(zhuǎn)換地址（低 8位）和數(shù)據(jù)總線復(fù)用，在訪問期間激活內(nèi)部上拉電阻。 單片機(jī)的選用 市面上的單片機(jī)很多，本設(shè)計(jì)采用 AT89C51。 當(dāng)用于替代傳統(tǒng)的齊納二極管 電阻組的時(shí)候 ， 其輸出阻抗得到有效的改善 ,其偏置電流大大減少 。在本設(shè)計(jì)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(jī)提供電源，以確保正常工作。一腳為輸出端，使用十分方便。 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 。 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。 半波整流利用二極管單向?qū)ㄌ匦裕谳斎霝闃?biāo)準(zhǔn)正弦波的情況下，輸出獲得正弦波的正半部分，負(fù)半部分則損失掉 。 圖 成都電子機(jī)械高等?？茖W(xué)校 畢業(yè) 設(shè)計(jì)（論文） 7 如此重復(fù)下去 ,結(jié)果在 R 上便得到全波整流電壓。橋式整流電路 圖如圖 ，它的 工作原理如下 :輸入 為正半周時(shí) ， 對(duì) D D3 加正向電壓 ， Dl、 D3 導(dǎo)通 。當(dāng)電源接入 220V 交流電， TR1 開始對(duì) 220V 交流電進(jìn)行降 壓 ，從次級(jí)輸出 12V 左右的低壓 交流電，從而適應(yīng) 電路的使用要求。 在考慮到變壓器 、 繞組損耗（壓降）和整流二極管的壓降 ， 在 T 程中必須再在上述基礎(chǔ)上增加 5%，即U2=5. 56*(1+5%)≈ ，整流二極管的承受最大的反向電壓 UDl=21/2U2≈ ，因?yàn)榉€(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==； D2 中的四個(gè)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 。 整流電路：利用單向?qū)щ娖骷⒔涣麟娹D(zhuǎn)換成脈動(dòng)直流電路。 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(dāng)電網(wǎng)電壓波動(dòng)或負(fù)載改變時(shí)，將會(huì)引起輸出端電壓改變而不穩(wěn)定。 成都電子機(jī)械高等?？茖W(xué)校 畢業(yè) 設(shè)計(jì)（論文） 5 第四章 豆?jié){機(jī)控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 電源電路設(shè)計(jì) 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(biāo)以及能否安全可靠的工作。工作結(jié)束后，機(jī)器發(fā)出聲光報(bào)警，提示豆?jié){已經(jīng)做好。打漿結(jié)束后，電加熱 器繼續(xù)加熱，一直加熱到第一次沸騰。工作結(jié)束后，機(jī)器發(fā)出聲光報(bào)警，提示豆?jié){已經(jīng)做好。打漿結(jié)束后，電加熱器繼續(xù)加熱，一直加熱到豆?jié){第一次沸騰。當(dāng)打完漿后，需要對(duì)豆?jié){再次加熱，這里就用到防溢的裝置，與防干燒裝置一樣，沸騰溢出裝置同樣采用探針來(lái)替代了傳感器。 成都電子機(jī)械高等?？茖W(xué)校 畢業(yè) 設(shè)計(jì)（論文） 3 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 豆?jié){機(jī)的控制系統(tǒng)以單片機(jī) AT89C51 為控制核心，結(jié)合控制傳感器，加熱及打漿電路，防干燒電路及防溢電路，聲光報(bào)警等控制，達(dá)到只要啟動(dòng)豆?jié){機(jī)以后，所有的控制 過程都實(shí)現(xiàn)完全自動(dòng)化的目的。若缺水，則關(guān)閉加熱器和馬達(dá) ，并發(fā)出急促的報(bào)警聲 ,直到關(guān)閉電源，加好水后才能工作。先將黃豆放入豆?jié){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)。工作過程是，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)。如圖 所示其工作原理是豆?jié){機(jī)加電后直接按 “ 啟動(dòng) ” 鍵，控制電路控制豆?jié){機(jī)進(jìn)行加熱，當(dāng)溫度達(dá)到 75 度左右時(shí)，停止加熱，開始打漿；打漿電機(jī)按間歇方式打漿：運(yùn)轉(zhuǎn) 20 秒后停止轉(zhuǎn)運(yùn)，間歇 10成都電子機(jī)械高等專科學(xué)校 畢業(yè) 設(shè)計(jì)（論文） 2 秒后再啟動(dòng)打漿電機(jī)，如此循環(huán)進(jìn)行打漿 6 次或者 4次。 豆?jié){加工自動(dòng)進(jìn)入防溢延煮程序， 豆?jié){加工完成后發(fā)出 聲光報(bào)警 信號(hào)。打漿時(shí)，插上電源插頭，接通電源 , 直接按 “ 啟動(dòng) ” 鍵，控制電路控制豆?jié){機(jī)工作。通電 后，單片機(jī)啟動(dòng)加熱器加熱， 加熱到 80℃時(shí)停止加熱，然后啟動(dòng)電機(jī)，電機(jī)通過旋轉(zhuǎn)打豆，打豆完成之后，又通過加熱器加熱。 若缺水，則關(guān)閉加熱器和 電機(jī)， 并發(fā)出報(bào)警聲，直到關(guān)閉電源，加水后才能繼續(xù)使用。 豆?jié){機(jī)由粉碎黃豆的電機(jī)、豆?jié){機(jī)加熱器和控制電路三大部分組成。 關(guān)鍵詞 ： MCS51，豆?jié){機(jī)，控制系統(tǒng)，穩(wěn)壓電源 。按 下 功能 鍵開始加熱，當(dāng)溫度達(dá)到 80℃