【正文】 使自己多年來(lái)所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐有了有效的碰撞，進(jìn)一步鞏固所學(xué)。 由于受到硬件設(shè)施和時(shí)間等方面的限制，本系統(tǒng)的樣品尚未完成。單片機(jī)控制停止加熱，并輸出馬達(dá)驅(qū)動(dòng)信號(hào)，經(jīng)三極管放大，驅(qū)動(dòng)繼電器閉合，控制馬達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn)并按間歇方式打漿：運(yùn)轉(zhuǎn) 20 秒后停止，間歇 10 秒后再啟動(dòng)，如此循環(huán)5次。兩板間用一根 5 芯電纜連接，以提高抗干擾能力。 電感 L1的選擇要根據(jù) LM2576 的輸出電壓、最大輸入電壓、最大負(fù)載電流等參數(shù)選擇。 由 LM2576 構(gòu)成的基本穩(wěn)壓電路僅需四個(gè)外圍器件，其電路如圖 213 所示： 圖 穩(wěn)壓器電路 LM2576 系列開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓集成電路的主要特性如下： 在單相橋式整流電路中，因?yàn)槊恐欢O管在變壓器副邊電壓的半個(gè)周期通過(guò)電流，所以每只二極管的平均電流只有負(fù)載電阻上電流平均值的一半，即 LAVAVD R UII 2)(0)( ?? （ 212） 與半波整流電路中二極管的平均電流相同 。電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn) 20 秒后，單片機(jī) RB6 腳變?yōu)榈碗娖?，使三極管 T2截止 ，繼電器 K1斷開(kāi)，電機(jī)停止工作。正常工作時(shí)， PW 和 PG 被水淹沒(méi)， PW 和 PG 之間的電阻很小， RA0 腳輸人低電平；若缺水， PW 露出水面，與 PG 之間的電阻很大，此時(shí) RA0腳輸人高電平，加熱管、馬達(dá)均不工作，從而實(shí)現(xiàn)缺水保護(hù)，同時(shí)蜂 鳴器發(fā)出急促報(bào)警聲。軟件定 TMR0 為計(jì)數(shù)器時(shí)，此引腳上的信號(hào)上升沿或下降沿用于計(jì)數(shù)，可通過(guò)軟件設(shè)置 OPTION寄存器相應(yīng)的控制位選擇觸發(fā)邊沿，當(dāng) TMR0 為內(nèi)部時(shí)鐘源時(shí)，該引腳當(dāng)接 VDD或 VSS，以減少功耗 。 我選用 PIC16C54 單片機(jī)，內(nèi)含 512 12 位 EPROM， 25字節(jié)通用 RAM， 18引腳，內(nèi)部自振式看門(mén)狗（ WDT），支持低成本的 RC 振蕩，體積小，價(jià)格低廉，適合小家電智能控制。電阻變化與溫度變化的具體關(guān)系如式（ 24）所示：)(0 0TBTBT eRR ?? 。 圖 21 傳感器組成框圖 工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化過(guò)程中，傳感器與計(jì)算機(jī)結(jié)合在檢測(cè)、監(jiān)視和控制溫度、壓力、流量、液位、 PH等參數(shù)時(shí)發(fā)揮至關(guān)重要的作用，以此設(shè)備工作在最佳狀態(tài)，成本消耗最低，產(chǎn)品質(zhì)量最高。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)。 Intelligent soyabean milk machine 。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。 方案設(shè)計(jì) 方案 1：此方案由單片機(jī)、傳感器、加熱電路、磨漿電路、報(bào)警電路組成。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。 圖 22 溫度特性曲線 熱敏電阻在其本身溫度變化 1℃時(shí)，電阻值的相對(duì)變化量，稱(chēng)為熱敏電阻的溫度系數(shù)。當(dāng)溫度升高時(shí)，半導(dǎo)體中更多的價(jià)電子獲得熱能而激發(fā)，掙脫核束縛成為載流子， 因而參加導(dǎo)電的載流子數(shù)目增加了，所以半導(dǎo)體的電阻值隨溫度升高而急劇減小，且按指數(shù)規(guī)律下降，呈非線性。自振式看門(mén)狗 WDT PIC16C54 采用 8 位寬的數(shù)據(jù)總線和 12 位寬指令總線相互獨(dú) 立的哈佛( Harvard ) 結(jié)構(gòu)，與其它一些單片機(jī)相比，程序代碼更緊湊，指令執(zhí)行速度更快。 3）濕潤(rùn)性可塑劑。 磨漿及加熱電路設(shè)計(jì) 磨漿電路的作用是通過(guò)電機(jī)，把豆子攪拌成粉沫。為了避免這個(gè)問(wèn)題，濾波電路的輸出電壓還應(yīng)經(jīng)穩(wěn)壓電路進(jìn)行穩(wěn)壓。 山東輕工業(yè)學(xué)院 2020屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 15 而開(kāi)關(guān)電源調(diào)節(jié)器件則以完全導(dǎo)通或關(guān)斷的方式工作，工作時(shí)要么是大電流流過(guò)低導(dǎo)通電壓的開(kāi)關(guān)管，要么是完全截止無(wú)電流流過(guò)。 工作模式控制： TTL 電平兼容； 二極管的反向電壓應(yīng)大于最大輸入電壓的 倍。當(dāng) START 鍵或 HEAT 鍵按下時(shí)， RA RA2變?yōu)榈碗娖?，軟件不斷檢測(cè) RA3 和 RA2 的電平，便知道哪個(gè)鍵被按下，執(zhí)行相應(yīng)的控制動(dòng)作。在硬件上，用繼電器隔離強(qiáng)電和弱電：為了避免加熱器感應(yīng)電對(duì)缺水檢測(cè)和沸騰溢出檢測(cè)的干擾，參考地電極 PG 不直接接地，而是經(jīng)R10（ 100Ω ）接地。 ② 對(duì)打磨刀和網(wǎng)罩進(jìn)行改進(jìn)，變?cè)瓉?lái)的平面打磨為立體打磨，改進(jìn)網(wǎng)罩的加工方法，使網(wǎng)罩密度更均勻，圓孔光滑。 。內(nèi)膽旋轉(zhuǎn)，可改進(jìn)原有的快速加熱的方法，使用反 復(fù)熬煮的工藝，從而使豆?jié){的口感和營(yíng)養(yǎng)也有很大的提高。 全自動(dòng)啟動(dòng)鍵 START 程序流程圖如圖 42 所示 ： 圖 42 START 程序流程圖 加熱鍵 HEAT 程序流程如圖 43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 ） 21 圖 43 HEAT 程序流程圖 程序設(shè)計(jì) （ 1）主程序： ORG 0000H AJMP MAIN ORG 2020H MAIN: ORL RB4, 03H MOV A, RB4 LCALL AD ；調(diào)測(cè)水程序 JC START ；判斷 START 按下了嗎？ JNC START ；有鍵按下 LCALL START ；調(diào) START 程序 JC HEAT ；判斷 HEAT 按下了嗎？ JNZ HEAT ；有鍵按下 LCALL HEAT ；調(diào) HEAT 程序 SJMP MAIN （ 2） START 子程序： START: MOV A, START LCALL D20S ；調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn) 20S主程序 LCALL D10S ；調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn) 10S主程序 LCALL FLASH5 ；調(diào)運(yùn) 5 次子程序 LCALL AD ；調(diào)測(cè)水程序 MOV A, RB5 JC K ；判斷沸騰溢出 JNZ K ；有沸騰溢出則轉(zhuǎn)移 LCALL AD LCALL FLASH16 ；調(diào)沸騰溢出 16次主程序 JC FLASH16 ；判斷有 16次了嗎？ JNZ FLASH16 ；有 16次轉(zhuǎn)移 MOV IE, RB5 ；關(guān)加熱器 LCALL DELAY ；調(diào)加熱子程序 MOV IE, RB5 山東輕工業(yè)學(xué)院 2020屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 22 JNZ FH, TT ；等待 20S DJN 20H, TT ； 20S 到標(biāo)志 LCALL AD （ 3） HEAT 子程序： HEAT: MOV A, HEAT LCALL AD ；調(diào)檢水程序 MOV A, RB5 JC K ；判斷沸騰溢出 JNZ K ；有沸騰溢出則轉(zhuǎn)移 MOV IE, RB5 MOV A, RB4 LCALL AD ；沒(méi)沸騰溢出則調(diào)檢水程序 第五章 結(jié)論與展望 結(jié)論 豆?jié){機(jī)發(fā)展到今天，所經(jīng)歷的時(shí)間并不太長(zhǎng)，但就其技術(shù)上的更新卻經(jīng)歷了幾個(gè)階段，從最早的簡(jiǎn)單打磨和加熱煮熟到微電腦控制，集水位檢測(cè)、粉碎、過(guò)濾、防溢、報(bào)警等功能為一體的全自動(dòng)微電 腦控制，豆?jié){機(jī)的技術(shù)有了一個(gè)質(zhì)的飛躍。 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。對(duì)于 5V電壓輸出而言，推薦使用耐壓值為 16V 的電容 器。 工作溫度范圍： 40℃～ +125℃； 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%。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)。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。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。上電復(fù)位 POR 電路 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。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。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。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。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)。Stabilized voltage supply 山東輕工業(yè)學(xué)院 2020屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 1 傳感器 加熱電路 單 片 機(jī) 磨漿電路 報(bào)警電路 第一 章 設(shè)計(jì)思路與方案 設(shè)計(jì)思路 由于以前的豆?jié){機(jī)，磨漿要過(guò)濾豆渣，豆?jié){熬煮也要自己動(dòng)手，還要特別注意豆?jié){溢鍋 的問(wèn)題，程序繁瑣麻煩，給人們帶來(lái)不便，針對(duì)這些情況擬定開(kāi)發(fā)家用豆?jié){機(jī)全自動(dòng)控制電路裝置。磨漿結(jié)束后，又加熱直到豆?jié){沸騰煮熟，停止加熱，發(fā)出柔和的報(bào)警聲，提示豆?jié){已經(jīng)做好。但由于該電機(jī)不可長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，為了提高工作效率，粉碎前需要將水溫加熱至 75℃左右，所以需要先設(shè)計(jì)傳感器來(lái)作測(cè)溫計(jì)。熱敏電阻的 B值并非是恒定的，其大小因材料構(gòu)成而異，最大甚至可達(dá) 5K/℃，因此在較大的溫度范圍內(nèi)應(yīng)用式（ ）時(shí)，將會(huì)與實(shí)測(cè)值之間存在一定誤差。 山東輕工業(yè)學(xué)院 2020屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 7 PIC16C54 主要資源： ② 缺水、沸騰溢出電路由碳膜濕敏傳感器、單片機(jī)和電阻組成。 用同樣方法可檢測(cè)豆?jié){是否沸騰溢出。如此循環(huán) 5次后磨漿結(jié)束，單片機(jī)RB5 腳變?yōu)楦唠娖剑谷龢O管 T3飽和導(dǎo)通，從而讓繼電器 K2閉合，電阻絲 R(HEAT)開(kāi)始工作對(duì)豆?jié){加熱。 10 %，在實(shí)際選用二極管時(shí)，應(yīng)至少有 10%的余量，選擇最大整流電流 IR和最高反向工作電壓 UR分別為： LAVR RUII ? 2)(0 ?? UUR ? （ 213） 由于變壓器輸入的電壓是 220V，二副線圈輸出的電壓是 12V，故有 山東輕工業(yè)學(xué)院 2020屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 14 1 8 .12 2 0 /1 2/UUN 21 ??? 又線圈匝數(shù)比 只能為一個(gè)整數(shù)，因此匝數(shù) 比取 18。 最高輸入電壓： LM2576 為 40V， LM2567 為 60V； 微秒常數(shù)（ E T）： ][][10)(TE6 sVHzFVVVV inoutoutin ?????? （ 216） 上式中， Vin是 LM2576的最大輸入電壓， Vout是