【導(dǎo)讀】化，短短十幾分鐘就自動做好豆?jié){，既衛(wèi)生可靠，又快捷方便。路、報警電路等組成，豆?jié){生產(chǎn)完全自動化。接上電源，指示燈LED亮起，處于待命狀態(tài)。按下功能鍵開始加熱，當溫度達到80℃。止加熱，進入防溢延煮過程，防溢延煮后，發(fā)出報警聲，提示豆?jié){已做好。若缺水，則關(guān)閉加熱器和。電機，并發(fā)出報警聲，直到關(guān)閉電源，加水后才能繼續(xù)使用。磨漿前進行預(yù)加熱，既可以提高工作效率，又縮短煮漿的時間，防止磨漿后煮漿時間過長。所易造成的糊鍋現(xiàn)象。關(guān)鍵詞：MCS-51，豆?jié){機，控制系統(tǒng)，穩(wěn)壓電源。

　　

【正文】 ]區(qū)間范 圍時， LED 點亮，這是一個“窗口”電壓指示器。此電路與各類傳感器配合使用，稍加變通，便可用于各種物理量的雙限檢測、短路、斷路報警等。 四分頻電路設(shè)計 四分頻電路通過兩個 74LS74 實現(xiàn)對輸入脈沖的四分頻，它的接線如圖 成都電子機械高等?？茖W校 畢業(yè) 設(shè)計（論文） 21 圖 引腳： 11 端與 3端為原時鐘輸入端 ； 5 端與 9端為變換后的時鐘輸出端 ； 2 端與 6端聯(lián)接， 8端與 12端聯(lián)接 ； 7 端接電源負極、 14 端接電源正極 ； 分頻： 1， 2， 3， 4， 5， 6為一組， 8， 9， 10， 11， 12， 13為一組 ； 如果要得到四分頻，原時鐘需接 3 端并 且 5端接 11端， 9端為四分頻輸出端；或者是原時鐘接 11端。 NTC 熱敏電阻與單片機 AT89C51 的接口設(shè)計 溫度傳感器與單片機 AT89C51 的接口設(shè)計如圖 所示。熱敏電阻的變化電壓通過 ADC0809 轉(zhuǎn)換后送給單片機，完成溫度檢測過程。 AD0809 的 ADD A、 ADD B、 ADD C 口接地。 MSB 口接單片機 P0 口， GND口、 VREF（ ）口接地， VCC、 VREF（ +）口接 +5V， IN0 口接放大器的輸出口 。 CLOCK 口接四分頻脈沖輸出口、四分頻輸入口接單片機 ALE 口， OE 口通過或非門接單片機 口及 RD 口， ALE、 START 口均通過或非門接單片機 口、 WR 口， EOC 口通過非門接 INT1 口。 成都電子機械高等?？茖W校 畢業(yè) 設(shè)計（論文） 22 圖 溫度傳感器與單片機 AT89C51 的連接圖 加熱及 打 漿電路的設(shè)計 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)計使用的加熱器的功率為 800W。磨漿電路的作用是通過電機把黃豆攪拌成粉沫，電機選用的是單相串勵電機，由 于單相 串勵電動機具有起動轉(zhuǎn)矩大、過載能力強、調(diào)速方便、體 積 小、重量輕等很多優(yōu)點，在家用電器中普遍使 用。 單片機輸出電流經(jīng)三極管放大， 來 驅(qū)動繼電器閉合，使加 熱 管發(fā)熱把豆?jié){煮熟。同理，繼電器閉合使電機運轉(zhuǎn)把黃豆攪碎。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 AT89C51。 當 單片機 工 作時，賦給 一個高電 平， 使三極管 Q2 飽和導(dǎo)通，電流流過繼電器 RL2，使觸點閉合， 于是加熱管通電開始對水 加熱，當溫度達到 80 度時， NTC 溫度傳感器 將溫度信號傳給單片機，單片機檢測到這個信號后，使 平 ，三極管 Q2 截止，繼電器觸點斷開，電阻停止加熱。加熱結(jié)束后，單片機 平 ，使三極管 RL1飽和導(dǎo)通，從而讓繼電器觸點閉合， 于是電機通電開始打漿，在系統(tǒng)程序得控制下 ， 電機進行 打漿。電機運轉(zhuǎn) 20 秒 或者 15 秒 后，單片機 腳變?yōu)榈碗娖?，使三極管 Q1截止，繼電器觸點斷開，電機停止打漿，問歇 10 秒后， 單 片機 腳又恢復(fù)為高電 平 ，從而繼續(xù)驅(qū)動電機 工 作，如此循環(huán) 6次 或 4次 后打漿結(jié)束。 成都電子機械高等?？茖W校 畢業(yè) 設(shè)計（論文） 23 圖 電路的設(shè)計 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 控制 自動 豆?jié){機缺水時干燒及沸騰溢出等問題。這單采用探針作為傳感器來檢測 水位及沸騰溢出，然后通過比較器輸出高低電平，這樣就可以通過單片機檢測比較器輸出電 平 的高低 來 檢測水位及沸騰時的溢出狀態(tài)。 水位檢測及沸騰溢出電路的原理如圖 所示， K1， K2分別是水位檢測傳感器和沸騰溢出傳感器，為了減少成本，這單采用探針 來 代替這兩個傳感器，使用中將接控制 電路 的公共點“地”，探針分別通過傳輸 。 單片機的 ， 。 正常工 作時， Kl 被水淹沒，它和地之問的電阻較小， 與 R13 共同對+5V 分壓 ， U+得到比 U低的電 平 ，比較器輸出低電 平 。缺水時， Kl露出水面，它的電阻很大， R13 共同對+5V分 壓 ， U+得到比 U高的電壓，比較器輸出高電平 ，通過非門后輸出低電平產(chǎn)生下降沿 。用軟件檢測比較器 的電平變化 ，便知是否缺水。 成都電子機械高等?？茖W校 畢業(yè) 設(shè)計（論文） 24 圖 用同樣的方法檢測豆?jié){是否沸騰溢出。豆?jié){沸騰之前，電極 K2遠離水而， 它和地之間 的電阻很大， 與R9 共同對 +5V 分 壓 ， U+得到比 U高的電 壓 ，比較器輸出高電 平 。豆?jié){沸騰時，泡沫淹沒 K2，電阻小， 與R14 共同對 +5V 分 壓 ， U+得到比 U低的電 壓 ，比較器輸出低電平。用軟件檢測比較器的輸出電平，便知豆?jié){是否沸騰溢出 。 報警電路的設(shè)計 報警電路的作州是通過蜂嗚器 發(fā)出聲音信號，提醒豆?jié){已經(jīng)煮好了。聲音信號電流從單片機的 腳輸入到蜂鳴器 LSl 發(fā)出聲音。報警電路如圖 所 示，報警電路由單片機 AT89C51與蜂 鳴 器 LS發(fā)光二極管 組成。通過事先編寫的程序，在單片機的控制 下 ，系統(tǒng)開始 工 作， 當 加熱完成后，單片機 、 腳自 動輸出一個高 低 平， 使蜂鳴器、發(fā)光二極管 通 電導(dǎo)通，于是蜂鳴 器 LS1 發(fā)出報警，提醒 豆?jié){加熱完成。 成都電子機械高等?？茖W校 畢業(yè) 設(shè)計（論文） 25 圖 豆?jié){機控制系統(tǒng)的報警電路 復(fù)位電路的設(shè)計 一般的復(fù)位電路干擾易串入復(fù)位端，雖然在大多數(shù)情況下不會造成單片機的錯誤復(fù)位 ，但喲可能引起內(nèi)部某些寄存器錯誤復(fù)位。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復(fù)位端及外圍電路復(fù)位端。如圖 所示 圖 復(fù)位電路 時鐘電路 及按鍵 設(shè)計 該單片機控制系統(tǒng)采用內(nèi)部方式產(chǎn)生。內(nèi)部時鐘電路如圖 所示。外接晶體以及電容 C C2 構(gòu)成并聯(lián)諧振電路，接在放大器的反饋回路中，內(nèi)部振蕩器產(chǎn)生自激振蕩，一般晶振可在 2～ 12MHz 之間任選。對外接電容值雖然沒有嚴格的要求，但電容的大小多少會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。外接晶體時， C1 和 C2 通常選 30pF 左右；外接陶瓷諧振器時， C C2 的典型值為 47pF。 成都電子機械高等專科學校 畢業(yè) 設(shè)計（論文） 26 圖 時鐘電路及按鍵電路 按鍵電路是通過 +5V和兩個接在 口、 口連接形成通路，按鍵按下時， 口（或 口）產(chǎn)生高電平，單片機通過軟件檢測電平就可以知道是什么功能。 成都電子機械高等?？茖W校 畢業(yè) 設(shè)計（論文） 27 第五章 豆?jié){機 控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計 豆?jié){機控制系統(tǒng)的流程圖的設(shè)計 圖 豆?jié){機控制系統(tǒng)的流程圖 通電 初始化 功能選擇 富纖豆?jié){ 濃香豆?jié){ 停止加熱，開始打漿，打漿共 6 次，每次 20 秒，間隔 10 秒，到 6 次了嗎 繼續(xù)加熱煮漿，直到第一次沸騰 報警提示 防溢延煮 8 分鐘 啟動加熱， 溫度加熱到 80℃ 啟動，溫度加熱到 80℃ 繼續(xù)加熱煮漿，直到第一次沸騰 停止加熱，開始打漿，打漿共 4 次，每次 15 秒，間隔 10 秒，到 4 次了嗎 Y N N Y 成都電子機械高等專科學校 畢業(yè) 設(shè)計（論文） 28 豆?jié){機控制系統(tǒng)的 流程圖如圖 所示，先上電初始化，然后按下按鈕， 如果水位過低則產(chǎn)生中斷，由 聲光報警電路 發(fā)出 聲光提示主人。 開始對豆?jié){機的冷水進行加熱，當加熱到 80℃以后，則停止加熱，開始進行打漿程序，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)束后開始進行對面漿進行 再加熱，待溢出后自動進入防溢延煮程序，豆?jié){加工 完成 后 ， 單片機發(fā)出聲光信號 提醒主人 豆 漿煮好。 第一步為 通電、 初始化程序。單片機得到 +5V 工作電壓 后就進入 工 作狀態(tài)。首先， 通過復(fù)位按鍵 使單片機硬件復(fù)位 ， 完成了復(fù)位任務(wù)，隨后單片機將進入初始化，單片機完成 初始化后即開始運行程序。 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 ，單片機開始 工 作。 第 二 步為 功能選擇 程序。按下按鈕 功能鍵 ， 單 片機進入 工 作狀態(tài)后， CPU 將 按程序開始工作，單片機進入正常工 作階段。 第三步為水加熱程序。當水位符合要求后， CPU 就令 口由低電位變成高電位，使 Q2 導(dǎo)通，驅(qū)動繼電器 RL2 動作，通過 RL2 的觸點作用將電熱器 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。在燒煮豆 漿時就不會 因 泡沫過多而造成頻繁的溢出，造成加熱頻繁的被迫停止，延長了豆?jié){的加 熱 時 間。所以，預(yù)加熱在 自動 動豆?jié){機中是很有必要的，當水溫達到 80℃時， NTC 熱敏電阻溫度傳感器 將溫度信號傳給單片機， CPU 接受到米自 P0口 停 止 加熱的控制信號后，即令 口為低電位，使 Q2截止， RL2 觸點釋放，電熱管失電而停止加熱，至此加熱冷水階段結(jié)束。 第四步為粉碎程序。當水溫加熱到 80℃后，單片機進入粉碎階段中。 CPU 令 口輸出高電位，使Q1 導(dǎo)通，驅(qū)動繼電器 RL1 吸合， 再 接通粉碎電機 220V 工作 電源，使粉碎電機高速旋轉(zhuǎn) ，帶動刀片高速切削，實施對粉碎物的粉碎 直到 結(jié)束粉碎過程。 第五步為燒煮豆?jié){程序。 粉碎過程結(jié)束，接下 來 就進入燒煮豆?jié){階段。由于 黃豆 被粉碎時，雖然是在80℃水溫下進行粉碎的，但還是會產(chǎn)生較多的泡沫， 所以該階段表現(xiàn)的是加熱， 與溢出之問的一對矛盾，為了使豆?jié){機適應(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)，并對循環(huán)時間 進行累計計算，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。這種智能控制設(shè)計，可以保證得到滿意的豆?jié){加 工 效果。 第入步為報警程序。 一旦 豆?jié){煮好， CPU 令 口、 口 輸出慢節(jié)奏的音頻信號，通過推動蜂嗚器LS1 和發(fā)光二極管發(fā)出聲光信號。 當然，在此之前，你也已經(jīng) 聞到 到香濃的豆?jié){味了 。 此次設(shè)計我做的是基于單片機的豆?jié){機 控制電路 設(shè)計，講過多次的修改和整理，可以滿足設(shè)計的基本要求。當放入適量浸泡好的的黃豆，加入適量的冷水，漿豆?jié){機電源插頭插入 220V 交流電源，豆?jié){機指示燈亮起，按下 按鈕， 開始對水進行加熱， 水溫達到 80 度左右，豆?jié){機停止加熱。啟動 打漿電機開始打成都電子機械高等?？茖W校 畢業(yè) 設(shè)計（論文） 29 漿， 運轉(zhuǎn) 15 秒 或者 20秒 后停止運轉(zhuǎn)， 停止 10秒后 再 啟動打漿電機，如此循環(huán) 6次 或者 4次 。 打 完漿后，開始對豆?jié){ 加熱，豆?jié){溫度達到一定值時豆?jié){上溢， 豆?jié){沫接觸到防溢電極時， 停止加熱。豆?jié){機自動進入防溢延煮程序，完成后發(fā)出聲光 信號。 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 器會產(chǎn)生熱損失，溫度傳感器 NTC 溫度傳感器 在本設(shè)計中只是檢測了一 個 溫度，當溫度達到 80 度時單片機進行下 一步工 作，在這里沒有 充分 的利用 它 的功能及優(yōu)點。 總之，此設(shè)計以單片機 AT89C51作為核心的控制元件，配合其他器件，使豆?jié){ 機的控制系統(tǒng)縣有功能強、性能可靠、電路簡單、成本低的特點，加工 經(jīng)過優(yōu)化的程序，使其有很高的智能化水 平。 成都電子機械高等專科學校 畢業(yè) 設(shè)計（論文） 30 第六章 結(jié)論 此次畢業(yè)設(shè)計要求我們在 雷老師的指導(dǎo)下獨立進行查閱資料，設(shè)計方案，設(shè)計電路與編寫 工作程序等工作，并寫出報告。這次畢業(yè)論文 對于提高我們的素質(zhì)和科學實驗?zāi)芰Ψ浅Ｓ幸?，為以后從事電子電路方面的設(shè)計，研制電子產(chǎn)品打下 了良好的 基礎(chǔ)。 通過這兩個多月的學習，發(fā)現(xiàn)了自己的很多不足，自己知識的很多漏洞，看到了自己的實踐經(jīng)驗還是比較缺乏，理論聯(lián)系實際的能力還急需提高。 這次的畢業(yè)設(shè)計也讓我看到了團隊的力量，我認為我們的工作是一個團隊的工作，團 隊需要個人，個人也離不開團隊 ，必須發(fā)揚團結(jié)協(xié)作的精神。剛開始的時候，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，我們的交流幫我解決了很多的問題，是同學們給了我?guī)椭?。在畢業(yè)設(shè)計中只有一個人獨立設(shè)計、制作是遠遠不夠的，大家的交流討論能幫助自己解決很多實際的問題。相互交流討論 是我們成功的一項非常重要的保證。 雖然這只是一次的比較簡單的畢業(yè)制作（基于單片機的自動豆?jié){機控制電路 ），可是平心而論，也耗費了我們不少的心血，這就讓我不得不佩服專門搞單片機開發(fā)的技術(shù)前輩，才意識到老一輩對我們社會的付出，為了人們 的生活更美好，他們?yōu)槲覀兩鐣冻龆嗌傩难。? 通過這次畢業(yè) 設(shè)計，為完成這次畢業(yè)設(shè)計我們確實很辛苦，但苦中仍有樂，和同學們一起做畢業(yè)設(shè)計的這些 日子 里，我們有說有笑，相互幫助，多少人間歡樂在這里灑下，大學里三 年的