【正文】 器 ： 將電網(wǎng)提供的 220V 交流電壓轉(zhuǎn)換為各種電路設(shè)備所需的交流電壓。 (2) 電源的組成 電源由電源變壓器、整流電路、濾波電路、穩(wěn)壓電路組成。 電源的作用及組成 (1) 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。隨著集成電路飛速發(fā)展 ,穩(wěn)壓電路也迅速實(shí)現(xiàn)集成化 ,市場(chǎng)上已有大量生產(chǎn)各種型號(hào)的單片機(jī)集成穩(wěn)壓電路。 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。如此循環(huán) 5 次后打漿結(jié)束 ,單片機(jī) 腳變高電 23 平 ,使三極管 T3飽和導(dǎo)通 ,從而讓繼電器 K2 閉合 ,電阻絲 R(HEAT)得電開始對(duì)豆?jié){加熱。在系統(tǒng)程序的控制下 ,打漿機(jī)按間歇方式打漿。磨漿及加熱電路圖如圖 所示 22 T3T2MK1 K2R 1 6R5R3R 1 5D2D1C6C7R 1 8R ( HE AT )電機(jī)加熱管P 2. 41P 2. 52P 2. 63P 2. 74V C C5X T L 26X T L 17P 3. 18P 3. 29P 3. 310P 0. 011P 0. 112P 0. 213GND14P 2. 015P 2. 116P 2. 217P 2. 318Z 86 E 0 2~ 2 2 0 V ~ 圖 磨漿及加熱電路圖 磨漿及加熱電路的工作原理 磨漿及加熱電路由繼電器 K K2，三極管 T T3，電阻 R1 R1電容C C7 以及二極管 D1，單片機(jī) Z86E02 組成。 磨漿及加熱電路的設(shè)計(jì) 單片機(jī)輸出電流經(jīng)三極管放大，來驅(qū)動(dòng)繼電器閉合，使電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，把東西攪拌成粉粒。 磨漿及加熱電路設(shè)計(jì) 磨漿電路的作用 磨漿電路的作用是通過電機(jī)，把黃豆攪拌成粉沫。報(bào)警電路如下圖 所示 21 T4R4R2B2P 2. 41P 2. 52P 2. 63P 2. 74V C C5X T L 26X T L 17P 3. 18P 3. 29P 3. 310P 0. 011P 0. 112P 0. 213GND14P 2. 015P 2. 116P 2. 217P 2. 318Z 86 E 0 2Z 8 6 E 0 2 圖 報(bào)警電路圖 報(bào)警電路的工作原理 報(bào)警電路由單片機(jī) Z86E0電阻 R三極管 T4 與蜂鳴器 B2 組成。 R 11R7R 10R9R8R 12R6pwPFPGV C CV C C 圖 缺水、沸騰溢出檢測(cè)電路 報(bào)警電路設(shè)計(jì) 報(bào)警電路的作用 報(bào)警電路的作用是通過蜂鳴器發(fā)出聲音信號(hào)，提醒主人豆?jié){以經(jīng)煮好了。豆?jié){沸騰時(shí)，泡沫淹沒 PF，和 PG 之間電阻大，與 R R8 共同對(duì) +5V分壓， 得到比 高的電壓，比較器 2 輸出高電平。 用同樣方法檢測(cè)豆?jié){是否沸騰溢出。缺水時(shí)， PW 露出水面，和 PG 之間電阻很小，與 R R6 共同對(duì) +5V 分壓， 得到比 低的電壓 ,比較器 1 輸出低電平。 PW 是裝在攪拌壺中部的缺水檢測(cè)電極， PF 是裝在攪拌壺頂部的沸騰溢出檢測(cè)電極。 缺水、沸騰溢出電路工作原理 缺水、沸騰溢出檢測(cè)原理如圖 所示。碳粉粒主要用來構(gòu)成連接兩電極的導(dǎo)電網(wǎng)；粘合劑用來固定碳顆粒；可塑劑用來增強(qiáng)粘合劑的親水性；分散劑用來使碳顆粒均勻分散。其碳膜濕敏傳感器形狀如圖 所示 19 圖 碳膜濕敏傳感器形狀 在絕緣的聚苯乙烯基片上制備兩個(gè)電極 ,然后在電極之間噴涂一層含有碳粉粒的有機(jī)膠狀纖維素濕膜 ,便構(gòu)成了碳膜濕敏傳感器。 單片機(jī)的結(jié)構(gòu)、引腳及功能 (1) 單片機(jī)結(jié)構(gòu) 17 Z86E02 單片機(jī)引腳功能圖 (2) 單片機(jī)的引腳 Table 1. 18Pin Standard Mode Identification Pin Symbol Function Direction 14 P24P27 Port 2, Pins 4, 5, 6, 7 In/Output 5 V CC Power Supply 6 XTAL2 Crystal Oscillator Clock Output 7 XTAL1 Crystal Oscillator Clock Input 8 P31 Port 3, Pin 1, AN1 Input 9 P32 Port 3, Pin 2, AN2 Input 10 P33 Port 3, Pin 3, REF Input 1113 P00P02 Port 0, Pins 0, 1, 2 In/Output 14 GND Ground 1518 P20P23 Port 2, Pins 0, 1, 2, 3 In/Output (3) 單片機(jī)的功能 18 Z86E02單片機(jī)內(nèi)部功能 缺水、沸騰溢出電路設(shè)計(jì) 缺水、沸騰溢出電路的作用及組成 (1) 缺水、沸騰溢出電路的作用是以傳感器作為信息采集系統(tǒng)的前端單元來控制家用豆?jié){機(jī)缺水時(shí)干燒和沸騰溢出等問題。 單片機(jī)的作用及組成 單片機(jī)控制家用豆?jié){機(jī)完成了從加 熱、打漿、再加熱、報(bào)警 整個(gè)工序，減少人們的繁瑣操作和勞動(dòng)程度。 4） 有看門狗，提高抗干擾能力。 2）端口 3 的一些引腳可通過軟件接通內(nèi)部的模擬器，可用于過零檢測(cè)、 A/D 轉(zhuǎn)換。 Z8 具有下列主要特點(diǎn)： 1）多累加器的結(jié)構(gòu)。如圖 所示 P 2 . 41P 2 . 52P 2 . 63P 2 . 74V C C5X T L 26X T L 17P 3 . 18P 3 . 29P 3 . 310P 0 . 011P 0 . 112P 0 . 213GND14P 2 . 015P 2 . 116P 2 . 217P 2 . 318Z 8 6 E 0 2Z 8 6 E 0 2Z11 2 M H zC2C3R12R11R1R13R14C 1 0C 1 1S T A R TH E A T+ 5 V 16 圖 單片機(jī)機(jī)處理電路圖 單片機(jī)的選用 單片機(jī)種類較多，使用較多的是 MCS51 系列。在家電領(lǐng)域中， 如豆?jié){機(jī) ,它以單片機(jī)為核心，在單片機(jī)控制下 ,完成從加熱到磨漿再到加熱燒開的過程，都不需要人工操作。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。因此 ,在一定電場(chǎng)作用下 ,使自由電子作定向運(yùn)動(dòng)就會(huì)遇到更大的阻力 ,即電阻值增加了。而熱敏電阻傳感器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 ,體積小 ,電阻率高 ,熱慣性小 ,所以選用它作為家用豆?jié){機(jī)的測(cè)溫計(jì)。這樣就可以用通過表頭的電流來表征被測(cè)溫度的高低。測(cè)量時(shí)首先把 S2 接在 R4 端，改變 W 使微安表指示滿刻度，然后再把 S2 接在 RT 端，如果在 0℃ 時(shí)， RT＝ R1， R3＝ R2，電橋平衡，微安表指示為零。 R4 是校正滿刻度電流用的。 設(shè)計(jì)熱敏電阻溫度計(jì)的電路如圖 所示。為什么當(dāng)電流 I 上升到一定值后，它兩端的電壓 U 反而下降，這是由于通過熱敏電阻的電流過大使它本身發(fā)熱造成的（自熱）。 14 圖 伏安特性 順便說一下，為什么測(cè)量時(shí)電橋干路中的電流不能超過一定值，這是由于熱敏電阻伏安特性決定的。 圖 ④ 接通電橋電源，調(diào)節(jié) W，使毫安表讀數(shù)不大于 1 毫 安，再調(diào)節(jié) R3，使電橋平衡，測(cè)出對(duì)應(yīng)溫度下熱敏電阻的阻值。 圖 熱敏電阻 ② 把上述熱效電阻接在圖 所示的電橋臂中，圖中檢流計(jì)用 50 微安的微安表，R3 為電阻箱，取 R1＝ R2≈4KΩ，毫安表量程可取 5 毫安。這里介紹 一種簡(jiǎn)單測(cè)試方法。 半導(dǎo)體熱敏電阻是一種新型的測(cè)溫元件，它的電阻 — 溫度特性曲線如圖 所示，可以看出其阻值隨溫度升高而很快減小，用它來設(shè)計(jì)測(cè)溫計(jì)或傳感器是很靈敏的。 確定了半導(dǎo)體材料的常數(shù) a 和 b 后，便可計(jì)算出這種材料的激活能 E＝ bK（ K為玻耳茲曼常數(shù) ） 以及它的電阻溫度系數(shù) %10012 ???? TbdTdRR TT? （ ） 顯然，半導(dǎo)體熱敏電阻的溫度系數(shù)是負(fù)的，并與溫度有關(guān)。變換成直線方程： TbaRT ?? lnln （ ） 或?qū)懽? BXAY ?? （ ） 式中 TXbBaARY T 1,ln,ln ???? ， 然后取 X、 Y 分別為橫、縱坐標(biāo)，對(duì)不同的溫度 T 測(cè)得對(duì)應(yīng)的 RT 值，經(jīng)過變換后作 X～ Y 曲線，它應(yīng)當(dāng)是一條截距為 A、 斜率為 B 的直線。 常數(shù) a、 b 可通過實(shí)驗(yàn)方法測(cè)得。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 度左右 ,所以需要設(shè)計(jì)傳感器來 作測(cè)溫計(jì) 。 在工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化過程中，檢測(cè)、監(jiān)視和控制溫度、壓力、流量、液位、 PH等參數(shù)，以便設(shè)備工作在最佳狀態(tài)，成本消耗最低，產(chǎn)品質(zhì)量最高，同時(shí)，在生產(chǎn)過程中將各個(gè)環(huán)節(jié)的參數(shù)轉(zhuǎn)為電信號(hào)，并與計(jì)算機(jī)接口，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化。（ 2）粉碎黃豆前加熱可以提高工作效率；縮短粉碎后加熱至豆?jié){沸騰時(shí)間，防止粉碎后煮漿時(shí)間過長(zhǎng)所易造成的糊鍋現(xiàn)象。 進(jìn)行論證后 ,我選擇第二方案。若豆?jié){較長(zhǎng)時(shí)間沒喝而變涼，按下再加熱鍵 HEAT，加熱至沸騰后，停止加熱，發(fā)出報(bào)警聲。接上電源，蜂鳴器長(zhǎng)鳴一聲，提示已接通電源，指示燈 LED亮，處于待命狀態(tài)。 方案二如圖 所示 , 由 單片機(jī)、傳感器、功能電路、沸騰檢測(cè)電路、磨漿電路、加熱控制電路、報(bào)警電路等組 成。接上電源，按下“加熱”鍵，開始加熱，加熱到一定溫度后，開始磨漿，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){已做好。 方案論證 方案一如圖 所示， 由單片機(jī)、傳感器、加熱電路、磨漿電路、報(bào)警電路 組成 。打漿結(jié)束后開始對(duì)豆?jié){加熱，豆?jié){溫度達(dá)到一定值時(shí)，豆?jié){上溢。 磨漿電路 傳感器 加熱電路 單 片 機(jī) 報(bào)警電路 圖 方案 1 設(shè)計(jì)框圖 8 方案 2：此方案由 單片機(jī)、傳感器、功能電路、沸騰檢測(cè)電路、磨漿電路、加熱控制電路、報(bào)警電路等組 成。 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。磨漿完后，開始對(duì)豆?jié){加熱，豆?jié){溫度達(dá)到一定值時(shí)，豆?jié){上 溢。先給黃豆加熱，并由傳感器檢測(cè)溫度，當(dāng)溫度達(dá)到 75 度左右時(shí)，停止加熱。 家用豆?jié){機(jī)全自動(dòng)控制裝置是在單片機(jī)的程序控制下進(jìn)行工作的。 System39。由于整個(gè)工作過程完全采用程序控制 ,可根據(jù)不同的硬件和要求 ,很容易通過調(diào)整相關(guān)的指令和時(shí)間常數(shù)等 ,實(shí)現(xiàn)最佳的運(yùn)行效果。 經(jīng)反復(fù)測(cè)試表明 ,該家用豆?jié){機(jī)使用方便。為了防止加熱器干熱，在主程序和子程 序中，不斷檢測(cè)是否缺水，一旦缺水，關(guān)閉馬達(dá)或加熱器，并發(fā)出報(bào)警聲。 作者簽名： 日 期： 3 目 錄 目 錄 .................................................................. 1 摘 要 .................................................................. 5 Abstract ............................................................... 6 第 1 章 設(shè)計(jì)思路與方案 .....................................