【正文】 相互交流討論 是我們成功的一項非常重要的保證。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(xué)們給了我?guī)椭? 通過這兩個多月的學(xué)習(xí)，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。 成都電子機(jī)械高等?？茖W(xué)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(jìn)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。 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(dāng)溫度達(dá)到 80 度時單片機(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。 打 完漿后，開始對豆?jié){加熱，豆?jié){溫度達(dá)到一定值時豆?jié){上溢， 豆?jié){沫接觸到防溢電極時， 停止加熱。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， 開始對水進(jìn)行加熱， 水溫達(dá)到 80 度左右，豆?jié){機(jī)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 。 第入步為報警程序。由于 黃豆 被粉碎時，雖然是在80℃水溫下進(jìn)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(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)，并對循環(huán)時間 進(jìn)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。 第五步為燒煮豆?jié){程序。當(dāng)水溫加熱到 80℃后，單片機(jī)進(jìn)入粉碎階段中。所以，預(yù)加熱在 自動 動豆?jié){機(jī)中是很有必要的，當(dāng)水溫達(dá)到 80℃時， NTC 熱敏電阻溫度傳感器 將溫度信號傳給單片機(jī)， 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。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。按下按鈕 功能鍵 ， 單 片機(jī)進(jìn)入 工 作狀態(tài)后， CPU 將 按程序開始工作，單片機(jī)進(jìn)入正常工 作階段。 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。單片機(jī)得到 +5V 工作電壓 后就進(jìn)入 工 作狀態(tài)。 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 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)行對面漿進(jìn)行 再加熱，待溢出后自動進(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 提醒主人 豆 漿煮好。 成都電子機(jī)械高等?？茖W(xué)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(jī)通過軟件檢測電平就可以知道是什么功能。對外接電容值雖然沒有嚴(yán)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。內(nèi)部時鐘電路如圖 所示。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。通過事先編寫的程序，在單片機(jī)的控制 下 ，系統(tǒng)開始 工 作， 當(dāng) 加熱完成后，單片機(jī) 、 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。聲音信號電流從單片機(jī)的 腳輸入到蜂鳴器 LSl 發(fā)出聲音。用軟件檢測比較器的輸出電平，便知豆?jié){是否沸騰溢出 。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 +5V 分 壓 ， U+得到比 U高的電 壓 ，比較器輸出高電 平 。用軟件檢測比較器 的電平變化 ，便知是否缺水。 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 。 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 。 成都電子機(jī)械高等?？茖W(xué)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(jī)缺水時干燒及沸騰溢出等問題 。加熱結(jié)束后，單片機(jī) 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(jī)通電開始打漿，在系統(tǒng)程序得控制下 ， 電機(jī)進(jìn)行 打漿。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。 單片機(jī)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。 成都電子機(jī)械高等?？茖W(xué)校 畢業(yè) 設(shè)計（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 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。 MSB 口接單片機(jī) P0 口， GND口、 VREF（ ）口接地， VCC、 VREF（ +）口接 +5V， IN0 口接放大器的輸出口 。熱敏電阻的變化電壓通過 ADC0809 轉(zhuǎn)換后送給單片機(jī)，完成溫度檢測過程。 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(jī)械高等專科學(xué)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(fù)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。若選擇 U2 U1，則當(dāng) 輸入電壓在 [U2，U1]區(qū)間范圍時， LED 點亮，這是一個“窗口”電壓指示器。運放 A A2 只要有一個輸出高電平，晶體管 BG1 就會導(dǎo)通，發(fā)光二極管 LED 就會點亮。 圖 使用兩個運放組成一個電壓上下限比較器，電阻 R R1ˊ組成分壓電路，為運放 A1 設(shè)定比較電平 U1；電阻 R R2ˊ組成分壓電路，為運放 A2 設(shè)定比較電平 U2。當(dāng)正輸入端電壓高于負(fù)輸入端電壓時，運放輸出低電平。 成都電子機(jī)械高等?？茖W(xué)校 畢業(yè) 設(shè)計（論文） 20 圖 ③比較器 當(dāng)去掉運放的反饋電阻時 ,或者說反饋電阻趨于無 窮大時 (即開環(huán)狀態(tài) ),理論上認(rèn)為運放的開環(huán)放大倍數(shù)也為無窮大 (實際上是很大 ,如 LM324 運放開環(huán)放大倍數(shù)為 100dB，既 10萬倍 )。在 A1 輸出端接上測量或處理電路，便可對溫度進(jìn)行指示或進(jìn)行其它自動控制。運放 A1連接成 同相直流放大形式，溫度越高，晶體管 BG1 壓降越小，運放 A1 同相輸入端的電壓就越低，輸出端的電壓也越低。 ② 測溫電路 感溫探頭采用一只硅三極管 3DG6，把它接成二極管形式。 R4的阻值范圍為幾千歐姆到幾十千歐姆。因運放 Ai 輸入電阻高 ，運放 A1A4 均把輸出端直接接到負(fù)輸入端，信號輸入至正輸入端，相當(dāng)于同相放大狀態(tài)時 Rf=0 的情況，故各放大器電壓放大倍數(shù)均為 1，與分立元件組成的射極跟隨器作用相同。 此 圖 電路可將輸入交流信號分成三路輸出，三路信號可分別用作指示、控制、分析等用途。 ① 同相交流放大器 同相交流放大器的特點是輸入阻抗高。 成都電子機(jī)械高等?？茖W(xué)校 畢業(yè) 設(shè)計（論文） 19 圖 圖 由于 LM324 四運放電路具有電源電壓范圍寬，靜態(tài)功耗小，可單電源使用，價格低廉等優(yōu)點，因此被廣泛應(yīng) 用在各種電路中。兩個信號輸入端中 ， Vi（ ）為反相輸入端，表示運放輸出端 Vo 的信號與該輸入端的相位相反；Vi+（ +）為同相輸入端，表示運放輸出端 Vo 的信號與該輸入端的相位相同。它的內(nèi)部包含四組形式完全相同的運算放大器，除電源共用外，四組運放相互獨立。 ⑹ 當(dāng) EOC 變?yōu)楦唠娖綍r，這時給 OE 為高電平，轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)就輸出給單片機(jī)了。 ⑷ 在 ST 端給出一個至少有 100ns 寬的正脈沖信號。 ⑵ 初始化時，使 ST 和 OE 信號全為低電平。因 ADC0809 的內(nèi)部沒有 時鐘電路 ，所需 時鐘信號 必須由外界提供，常使用頻率為 500KHZ， VREF（＋）， VREF（－）為參考電壓輸入。 D7－ D0 為數(shù)字量輸出線。 OE 為輸出允許信號，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)。 EOC 為轉(zhuǎn)換結(jié)束信號。 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)換啟動信號。 A， B 和 C 為地址 輸入線，用于選通 IN0－ IN7 上的一路模擬量輸 入。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。 ② AD0809 的工作原理 ： N0－ IN7： 8 條模擬量輸入通 道。多路開關(guān)可選通 8 個模擬通道， 允許 8 路模擬量分時輸入，共用 A/D 轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。各引腳功能如下： IN0IN7:8 路模擬量輸入端； D7D0： 8位數(shù)字量輸出端口； START:A/D 轉(zhuǎn)換啟動信號輸入端； ALE：地址鎖存允許信號，高電平有效； EOC：轉(zhuǎn)換結(jié)束信號，高電平有效； OE：輸出允許控制信號，高電平有效； CLK：時鐘信號輸入端； A、 B、 C：轉(zhuǎn)換通道的地址； 圖 VREF()：參考電源的負(fù)端； VREF(+)：參考電源的正端； 成都電子機(jī)械高等?？茖W(xué)校 畢業(yè) 設(shè)計（論文） 17 ① AD0809 的邏輯結(jié)構(gòu) ： ADC0809 是 8 位逐次逼近型 A/D 轉(zhuǎn)換器 。轉(zhuǎn)換時間在 100us 左右。它是采用主次逼近方法的 8位 8通道 A/D 轉(zhuǎn)換器。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，可以用下式計算出來口 1，即： 式 式 中 R 是熱敏電阻傳感器在使用溫度下限時的電阻值， Rm 是熱敏電阻傳感器在使用溫度上限時 。 C測量系統(tǒng)可承受的熱敏電阻自熱要大。 C 白勺測量系統(tǒng)比精度為177。一般系統(tǒng)所允許的自熱量及限流電阻大小由測量精度決定，測量精度為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。 式 由于熱敏電阻是一個電阻，電流流過它時會產(chǎn)生一定的熱量，熱敏電阻消耗的能量對溫度的影響用耗散常數(shù)來表示，它指將熱敏電阻溫度變化 1。 圖 熱敏電阻傳感器的測溫接口電路 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。二者的作用都是實現(xiàn)線性化。 具有高增益的運算放大器，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，使用運算放大器進(jìn)行線性信號的處理是非常方便的。有些熱敏電阻設(shè)計成應(yīng)用時可以互換，用于不能進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)節(jié)的場合，例如一臺儀器，用戶或現(xiàn)場工程師只能更換熱敏電阻而無法進(jìn)行校準(zhǔn)，這種熱敏電阻比普通的精度要高很多，價格也要貴得多。 熱敏電阻一般有一個誤差范圍，用來規(guī)定樣品之間的一致性。 /R2)，該比率表示當(dāng)前溫度下的阻值與 25℃時 的阻值之比，通常同一系列的熱敏電阻器具有類似的特性和相同電阻 溫 度曲線 。與此類似， 25℃時 電阻為 5ΚΩ 的熱敏電阻在 0℃時 電阻則為 。表 中數(shù)據(jù)是對 Vishay Dale 熱敏電阻系列測得的 NIC熱敏電阻器性能參數(shù)。在所有被動式溫度傳感器中，熱敏電阻的靈敏度（即溫度每變化 1。負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻大多是由 Mn（錳）、 Ni（ 鎳）、 Co（鈷 ）、 Fe(鐵）、 Cu（銅 ）等金屬氧化物經(jīng)過燒結(jié)而成的半導(dǎo)體材料制成，具有很高的靈敏度和良好的性能，被大量作為溫度傳感器使用。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