【正文】 作輸入口，作輸入口使用時，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流（ IIL）。 單片機(jī)全自動豆?jié){機(jī)的設(shè)計 23 Flash 編程和程序校驗(yàn)期間， P1接收低 8 位地址。對端口寫“ 1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可作輸出口。 Flash 編程時， P0 口接收指令字節(jié)，而在程序檢驗(yàn)時，輸出指令字節(jié)，校驗(yàn)時，要求外接上拉電阻。作輸出口用時，每位能吸收電流的方式驅(qū)動 8個 TTL邏輯門電路，對端口寫“ 1”可作為高阻抗輸入端用。 AT89C51 是美國ATMEL 公司生產(chǎn)的低電壓，高性能 CMOS8 位單片機(jī)，片內(nèi)含 4Kbytes的可反復(fù)擦寫的只讀程序存儲器（ PEROM）和 128bytes 的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲器（ RAM），器件采 ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn) MCS51 指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用 8位中央處理器（ CPU）和 Flash 存儲單元，功能強(qiáng)大的 AT89C51 單片機(jī)可適用于提高許多高性價比的應(yīng)用場合，可靈活應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域。 78L05 典型線路圖（圖 ） : 圖 注 :（ 1）為確定輸出電壓值，請選擇電壓值后綴（ xx) 單片機(jī)全自動豆?jié){機(jī)的設(shè)計 21 (2)為獲得最佳的穩(wěn)定性和瞬態(tài)響應(yīng)，建議使用旁邊電容并盡量可能挨著電路安裝。 78L05 特性： * 三 端穩(wěn)壓器； * 輸出電流可達(dá)到 100mA； * 無需外接元件； * 內(nèi)部熱過載保護(hù)； * 內(nèi)部短路電流限制； * 從 2020 年底開始，提供的各類封裝形式，均為無鉛封裝產(chǎn)品。 . 圖 單片機(jī)全自動豆?jié){機(jī)的設(shè)計 20 其卓越的內(nèi)部電流限制和熱關(guān)斷特性使之特別適用于過載的情況。 穩(wěn)壓器簡介 78L05 是一種固定電壓 (5V)三端集成穩(wěn)壓器 ,其適用于很多應(yīng)用場合 .象牽涉到單點(diǎn)穩(wěn)壓場合需要限制噪聲和解決分布問題的在 卡調(diào)節(jié) .此外它們還可以和其它功率轉(zhuǎn)移器件一起構(gòu)成大電流的穩(wěn)壓電源 ,如可驅(qū)動輸出電流高達(dá) 100 毫安的穩(wěn)壓器。帶散熱片時，輸出電流可達(dá) 1A，雖然是固定穩(wěn)壓電路，但使用外接元件，可獲得不同的電壓和電流。 在此設(shè)計中我選用的是 78XX 系列中的 78L05，它能夠提供多種固定的輸出電壓，應(yīng)用范同廣。78XX 系列集成穩(wěn)壓器為三端器件，一腳為輸入端，一腳為接地端。它的工作原理：取樣電路將輸出電壓按比例取出，送入比較放大器與基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，差值被放大后去控制調(diào)整管，以單片機(jī)全自動豆?jié){機(jī)的設(shè)計 19 使輸出電壓保持穩(wěn)定。在電子制作中應(yīng)用的較多的是三端固定輸出穩(wěn)壓器。由于集成穩(wěn)壓器具有穩(wěn)壓精度高、工作穩(wěn)定可靠、外圍電路 簡單、體積小、重量輕等顯著優(yōu)點(diǎn)，在各種電源電路中得到了普遍的應(yīng)用。橋式整流器對輸入正弦波的利用效率比半波整流高一倍。橋式整流器利用四個二極管，兩兩對接。 橋式整流是對二極管半波整流的一種改進(jìn)。其波形圖和全波整流波形圖是一樣的。電路中構(gòu)成 ab、 D R、 D4 通電回路 ,同樣在 R 上形成上正下負(fù)的另外半波的整流電壓。對 D D4加反向電壓 ,D D4截止。 單片機(jī)全自動豆?jié){機(jī)的設(shè)計 17 圖 豆?jié){機(jī)控制系統(tǒng)的電源電路 橋式整流電路簡介 橋式整流器是利用二極管的單向?qū)ㄐ赃M(jìn)行整流的最常用的電路，常用來將交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟?。整流硅對次級輸出的交流電進(jìn)行橋式整流，再由 E C2進(jìn)行濾波，已形成較平滑的直流電，送給三端集成正輸出穩(wěn)壓器 78L05 進(jìn)行穩(wěn)壓調(diào)整。 電源工作原理 整個電源電路如圖 所示，控制電路采用變壓器降壓、晶體二極管整流等方法獲得工作電源。 由于變壓器輸入的電壓是 220V，而副線圈輸出的電壓時 12V，故有 線圈匝數(shù) N= 2/1UU = 12/220 ==。 單片機(jī)全自動豆?jié){機(jī)的設(shè)計 16 變壓器容量、整流二極管的計 算與選擇 據(jù)整流原理 ， 因?yàn)?UO=， 則可以得到 U2=UO/=5v/≈ 。 濾波電路：利用儲能元件（電感或電容）把脈動直流電轉(zhuǎn)換成比較平坦的直流電。 電源變壓器：將電網(wǎng)提供的 220V 交流電壓轉(zhuǎn)換成為各種電路設(shè)備所需的交流電壓。為了獲得穩(wěn)定的輸出電壓，濾波電路的輸出電壓還應(yīng)該經(jīng)穩(wěn)穩(wěn)壓電路進(jìn)行穩(wěn)壓。它和分立晶體管電路比較，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)行大量自動化生產(chǎn)。目前常用的直流穩(wěn)壓電源分線性電源和開關(guān)電源兩大類。九陽公司經(jīng)過技術(shù)創(chuàng)新，對網(wǎng)罩改進(jìn)實(shí)現(xiàn)了重大突破，應(yīng)用九陽專利導(dǎo)流技術(shù)的拉法爾網(wǎng)，匹配 “ X型旋風(fēng)刀片 ”，經(jīng)上萬次全循環(huán)精細(xì)磨漿，不但大大地提高了豆?jié){營養(yǎng)質(zhì)量，同時使網(wǎng)罩的清洗變得簡便而輕松 。清洗時會發(fā)現(xiàn)， 受熱后網(wǎng)罩與機(jī)頭下蓋扣合出現(xiàn)過緊，因此拆卸網(wǎng)罩時應(yīng)先用涼水將其冷卻，以免用力過大而劃傷手或弄壞網(wǎng)罩。 如下圖所示 單片機(jī)全自動豆?jié){機(jī)的設(shè)計 14 圖 網(wǎng)罩 用于盛豆子，過慮豆?jié){。如下圖所示 圖 底座 小電機(jī)的選擇電機(jī) 電機(jī)需 潤滑效果好，運(yùn)行平穩(wěn)，噪音低，高效耐用 結(jié)合設(shè)計尺寸選單相串勵電動機(jī) 型號 6331 極數(shù) 12極 如下圖所示 圖 刀片 外形酷似船舶螺旋槳，高硬度不銹鋼材質(zhì)，用于粉碎豆粒。切剛好與杯體底部配合。 其 proe 圖如下。 其材料： 上蓋 用 ABS 工程材料，機(jī)械強(qiáng)度大，收縮率小，絕緣特性好，結(jié)實(shí)耐用，摩托車的頭盔就是選用的這種材料，耐磨度耐熱度 。下蓋用于安裝各主要部件，在下蓋上部（也即機(jī)頭內(nèi)部）安裝有電腦板、變壓器和打漿電機(jī)。機(jī)頭單片機(jī)全自動豆?jié){機(jī)的設(shè)計 12 外殼分上蓋和下蓋。杯體的上口沿恰好套住機(jī)頭下蓋，對機(jī)頭起固定和支撐作用。單片機(jī)全自動豆?jié){機(jī)的設(shè)計 11 3 豆?jié){機(jī)的外形結(jié)構(gòu)設(shè)計 豆?jié){機(jī)主要由上蓋 、下蓋、 杯體、電機(jī) 、溫度傳感器、防溢電極 、刀頭、加熱管等 構(gòu)成 其詳細(xì)結(jié)構(gòu)圖如下： 圖 豆?jié){機(jī)基本結(jié)構(gòu)圖 杯體像一個 鋼材料 制成 ，其中 PC 材料耐高溫，無毒無味，光亮度高，易清潔，防跌落設(shè)計，小孩子用的奶瓶就是這種材料的，不光耐高溫，也不怕摔 。其原因是 :(1)加工方式是全自動。若缺水，則關(guān)閉加熱器和馬達(dá) ，并發(fā)出急促的報警聲 ,直到關(guān)閉電源，加好水后才能工作。按下全自動啟動鍵，開始加熱，溫度達(dá)到 80度時，停止加熱；攪拌馬達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn)，將黃豆粉碎，豆?jié){過濾，然后馬達(dá)停轉(zhuǎn)，又開始加熱，直到豆?jié){沸騰煮熟，停止加熱，發(fā)出報警聲，提示豆?jié){已做好。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)。其缺點(diǎn)是：沒有防干燒、防溢功能。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)。當(dāng)豆?jié){沫接觸到防溢電極時，停止加熱，間歇 20 秒后再開始加熱，如此循環(huán) 6次或者 4 次，豆?jié){加工完成后發(fā)出 聲光 信號。如圖 所示其工作原理是豆?jié){機(jī)加電后直接按“啟動”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，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秒后再啟動打漿電機(jī)，如此循環(huán)進(jìn)行打漿 6 次或者 4 次。 2 方案設(shè)計 方案 1：此方案由單片機(jī)、傳感器、加熱電路、磨漿電路、報警電路組成。磨漿完后，開始對豆?jié){加熱，豆?jié){溫度達(dá)到一定 值時，豆?jié){上溢。先給黃豆加熱，并由傳感器檢測溫度，當(dāng)溫度達(dá)到 80 度左右時，停止加熱。 家用豆?jié){機(jī)全自動控制裝置是在單片機(jī)的程序控制下進(jìn)行工作的。其中復(fù)位電路是復(fù)位系統(tǒng)的，按鍵為工作功能選擇鍵。 設(shè)計要求 1 分析豆?jié){機(jī)工作原理和結(jié)構(gòu)，并用 proe 完成外形結(jié)構(gòu)的設(shè)計 2 各個功能模塊的設(shè)計 3 單片機(jī)與各模塊之間的接口與控制 4 單片機(jī)控制各模塊程序的編寫 5 單片機(jī)對打漿電機(jī)的控制 基本原理 單片機(jī)全自動豆?jié){機(jī)的設(shè)計 7 本設(shè)計原理如圖 1 所示 圖 控制系統(tǒng)首先通過電源電路對系統(tǒng)供電，其中溫度傳感器、防溢電路、放干燒電路、時鐘電路、復(fù)位電路、按鍵、均是輸入部分，聲光報警、電機(jī)、加熱電路均是輸出部分。 注： 豆?jié){機(jī)的防干燒功能在工作過程中，自動啟動 。工作結(jié)束后，機(jī)器發(fā)出聲光報警，提示豆?jié){已經(jīng)做好。電熱器間歇加熱，使豆?jié){充分煮熟并防止溢出。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。如果選擇功能二（濃香豆?jié){），并且沒有出現(xiàn)水位過低的情況，就啟動加熱裝置對水加熱，但水溫達(dá)到了 80℃左右，豆?jié){機(jī)停止加熱。工作結(jié)束后，機(jī)器發(fā)出單片機(jī)全自動豆?jié){機(jī)的設(shè)計 6 聲光報警，提示豆?jié){已經(jīng)做好。電熱器間歇加熱，是豆?jié){反復(fù)煮沸，充分煮沸并防止溢出。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。 軟件 的功能要求： 軟件上就是對單片機(jī)的編程，在編程前需要畫出一個流程圖，根據(jù)豆?jié){機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計要求及目的，即插上電源、按下啟動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，就啟動加熱裝置對水加熱，當(dāng)水溫達(dá)到了 80℃左右，豆?jié){機(jī)停止加熱。當(dāng)打完漿后，需要對豆?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替代了傳感器。由于豆?jié){機(jī)需要使用防干燒電極防止出現(xiàn)干燒情況，所以這里采用一個探針來代替?zhèn)鞲衅鳌纹瑱C(jī)全自動豆?jié){機(jī)的設(shè)計 5 2 豆?jié){機(jī)總體設(shè)計方案 豆?jié){機(jī)基本功能 硬件 的功能要求： 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，聲光報警等控制，達(dá)到只要啟動豆?jié){機(jī)以后，所有的控制過程都實(shí)現(xiàn)完全自動化的目的。在改進(jìn)豆?jié){機(jī)的缺陷時，我們又對豆?jié){機(jī)所處的生命周期加以分析，避免其快速進(jìn)入衰退期。 總之，本文的最終目的是設(shè)計出別具一格的新產(chǎn)品，進(jìn)一步滿足消費(fèi)者的需求，使產(chǎn)品在市場上擁有競爭力，使企業(yè)更有效地占領(lǐng)市場，從而達(dá)到企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的目的。再者企業(yè)在推廣自己的產(chǎn)品時，往往是自己給產(chǎn)品定型，沒有與消費(fèi)者有效的溝通，沒有對消費(fèi)者的消費(fèi)心理進(jìn)行很好的研究，其結(jié)果是自己感覺產(chǎn)品時尚，而消費(fèi)者并不買單，這是我們引入消費(fèi)心理學(xué)的一個重要原因，再者產(chǎn)品所應(yīng)有的功能對其市場的形象和后續(xù)的競爭起著很大的作用，所以對產(chǎn)品的創(chuàng)新改進(jìn)設(shè)計是本文的重點(diǎn)，通過我們對用戶的調(diào)研資料反饋分析，我們分別對一些重要的部件進(jìn)行改進(jìn)，并對一些工藝也做了一些必要的修改，目的只有一個，迎合消費(fèi)者的消費(fèi)心理，使產(chǎn)品更有活力，從而使企業(yè)克服現(xiàn)有困難，重新打開豆?jié){機(jī)的消費(fèi) 市場。從某種意義上說，誰能夠解決這個問題，誰才是真正的贏家，而市場的培育，最重要的是產(chǎn)品的完善及功能的不斷提升，為此我們運(yùn)用相關(guān)的理論，對豆?jié){機(jī)現(xiàn)有的缺陷進(jìn)行改進(jìn)，以提高人們對豆?jié){機(jī)的認(rèn)識了解，以求更好地開拓市場。其次，對于豆?jié){機(jī)這個產(chǎn)品，消費(fèi)者的認(rèn)知還存在問題。制作豆?jié){整個過程只要 13巧分鐘，耗電約為 度，使用方便經(jīng)濟(jì)，但是作為傳統(tǒng)食品，豆?jié){雖早已走進(jìn)千家萬戶，且老少咸宜，但讓人們接受豆?jié){機(jī)卻 并不是件容易的事情。另據(jù)一項(xiàng)調(diào)查表明，預(yù)計 3年之內(nèi)，每年豆?jié){機(jī)市場潛力將以20%的速度增長，由于巨大的市場誘惑，許多大小家電企業(yè)紛紛宣布進(jìn)軍豆?jié){機(jī)市場，以期占有自己的一席之地，伴隨著豆?jié){機(jī)市場份額的擴(kuò)大和企業(yè)竟?fàn)幍募觿?，豆?jié){機(jī)的設(shè)計、功能等存在的問題也逐漸顯現(xiàn)出來。當(dāng)初豆?jié){機(jī)的缺陷是電機(jī)工作不穩(wěn)定，不是打幾次就壞，就是不按程序工作，返修率非常高，而且豆?jié){還一煮就糊，以致不少愛喝豆?jié){的人只好將其束之高閣。 但隨著人們健康認(rèn)識的增強(qiáng)，為了衛(wèi)生，防止上了 “ 黑心作坊 ” 的當(dāng)，喝的放心，紛紛選擇家庭自制豆?jié){，從而拉動家用微電腦全自動豆?jié){機(jī)市場活躍。 豆?jié){被譽(yù)為女人最完美的食物，是因?yàn)槎節(jié){中含有豐富的營養(yǎng)成分，其中異黃酮可以調(diào)節(jié)女性內(nèi)分泌系統(tǒng)的平衡，保持女性肌膚美白，異黃酮還可發(fā)揮與雌激素相同的保健作用，如緩解更年期綜合癥、提高骨密度、預(yù)防骨質(zhì)疏松等，而且它還能避免雌激素帶來的副作用，如乳腺癌、子宮癌等。達(dá)到預(yù)想的結(jié)果 關(guān)鍵詞 ： MCS51 豆?jié){機(jī) 外形圖 軟件 硬件 。 針對其發(fā)展過程及歷史背景對對豆?jié){機(jī)的不足及可取之處進(jìn)行細(xì)致的分析。 單片機(jī)全自動豆?jié){機(jī)的設(shè)計