【正文】 后才能工作。其原因是:(1)加工方式是全自動(dòng)。第 2 章 單元電路設(shè)計(jì) 傳感器的設(shè)計(jì)與選用 傳感器的作用及組成傳感器一般由敏感元件、傳感元件、測(cè)量電路和輔助電源四部分組成。 傳感器組成方框圖敏感元件傳感元件測(cè)量電路輔助電源被測(cè)非電量電量 傳感器設(shè)計(jì)與選用(1) 傳感器的設(shè)計(jì)家用豆?jié){機(jī)的串勵(lì)電機(jī)工作轉(zhuǎn)速可達(dá)到12Kr/S左右,大約一分鐘時(shí)間便可將豆粒徹底粉碎。在一定溫度范圍內(nèi)，半導(dǎo)體材料的電阻RT和絕對(duì)溫度T的關(guān)系可表示為 （）其中常數(shù)a不僅與半導(dǎo)體材料的性質(zhì)而且與它的尺寸均有關(guān)系，而常數(shù)b僅與材料的性質(zhì)有關(guān)。例如，在溫度T1時(shí)測(cè)得其電阻為RT1 （）在溫度T2時(shí)測(cè)得其阻值為RT2 （）將以上兩式相除，消去a得 再取對(duì)數(shù)，有 （）把由此得出的b代入（）或（）式中，又可算出常數(shù)a，由這種方法確定的常數(shù)a和b誤差較大，為減少誤差，常利用多個(gè)T和RT的組合測(cè)量值，通過(guò)作圖的方法（或用回歸法最好）來(lái)確定常數(shù)a、b，為此?。ǎ┦絻蛇叺膶?duì)數(shù)。根據(jù)斜率求出b，又由截距可求出a＝eA。熱敏電阻在不同溫度時(shí)的電阻值，可用惠斯通電橋測(cè)得。 溫度特性曲線為了用它來(lái)制作測(cè)溫計(jì)，首先要測(cè)定它的電阻—溫度特性。① 取熱敏電阻，如型號(hào)是RRC6型的小型熱敏電阻，焊上引線，套上一段塑料套管，再把它浸在熔化的石蠟鍋里浸蠟封口。 ③ ，瓶中開(kāi)始放冰水混合物，用0．2℃分度值的水銀溫度計(jì)測(cè)量水溫。⑤ 逐步提高水溫，測(cè)出不同溫度下的熱敏電阻阻值。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(guò)熱敏電阻的電流過(guò)大使它本身發(fā)熱造成的（自熱）。R4是校正滿刻度電流用的。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。這樣就可以用通過(guò)表頭的電流來(lái)表征被測(cè)溫度的高低。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)。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。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。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(kāi)的過(guò)程，都不需要人工操作。 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。Z8具有下列主要特點(diǎn)：1）多累加器的結(jié)構(gòu)。2）端口3的一些引腳可通過(guò)軟件接通內(nèi)部的模擬器，可用于過(guò)零檢測(cè)、A/D轉(zhuǎn)換。4）有看門狗，提高抗干擾能力。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。 單片機(jī)的結(jié)構(gòu)、引腳及功能(1) 單片機(jī)結(jié)構(gòu) Z86E02單片機(jī)引腳功能圖(2) 單片機(jī)的引腳Table 1. 18Pin Standard Mode IdentificationPin Symbol Function Direction14 P24P27 Port 2, Pins 4, 5, 6, 7 In/Output5 V CC Power Supply6 XTAL2 Crystal Oscillator Clock Output7 XTAL1 Crystal Oscillator Clock Input8 P31 Port 3, Pin 1, AN1 Input9 P32 Port 3, Pin 2, AN2 Input10 P33 Port 3, Pin 3, REF Input1113 P00P02 Port 0, Pins 0, 1, 2 In/Output14 GND Ground1518 P20P23 Port 2, Pins 0, 1, 2, 3 In/Output(3) 單片機(jī)的功能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(lái)控制家用豆?jié){機(jī)缺水時(shí)干燒和沸騰溢出等問(wèn)題。電極基片溫度膜 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。碳粉粒主要用來(lái)構(gòu)成連接兩電極的導(dǎo)電網(wǎng)；粘合劑用來(lái)固定碳顆粒；可塑劑用來(lái)增強(qiáng)粘合劑的親水性；分散劑用來(lái)使碳顆粒均勻分散。 缺水、沸騰溢出電路工作原理 缺水、。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。缺水時(shí)，PW露出水面，和PG之間電阻很小，與RR6共同對(duì)+5V分壓，,比較器1輸出低電平。用同樣方法檢測(cè)豆?jié){是否沸騰溢出。豆?jié){沸騰時(shí)，泡沫淹沒(méi)PF，和PG之間電阻大，與RR8共同對(duì)+5V分壓，比較器2輸出高電平。 缺水、沸騰溢出檢測(cè)電路 報(bào)警電路設(shè)計(jì)報(bào)警電路的作用是通過(guò)蜂鳴器發(fā)出聲音信號(hào)，提醒主人豆?jié){以經(jīng)煮好了。 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。 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(guò)電機(jī)，把黃豆攪拌成粉沫。 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(lái)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。 磨漿及加熱電路圖 磨漿及加熱電路的工作原理磨漿及加熱電路由繼電器KK2，三極管TT3，電阻R1R1電容CC7以及二極管D1，單片機(jī)Z86E02組成。在系統(tǒng)程序的控制下,打漿機(jī)按間歇方式打漿。如此循環(huán)5次后打漿結(jié)束,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(kāi)始對(duì)豆?jié){加熱。 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。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。(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。② 整流電路：利用單向?qū)щ娖骷⒔涣麟娹D(zhuǎn)換成脈動(dòng)直流電路。④ 穩(wěn)壓電路：利用電路的調(diào)整作用使輸出電壓穩(wěn)定的過(guò)程稱為穩(wěn)壓。再考慮到變壓器、繞阻損耗(壓降)和整流二極管的壓降,在工程中必須再在上述基礎(chǔ)上增加5%，即U2=(1+5%)≈，整流二極管的承受最大的反向電壓UD1=21/2U2≈,同理,UD2=21/2U2≈,所以流過(guò)二極管的最大電流ID1=1/2Ii= ID2=。由于變壓器輸入的電壓是220V，而副線圈輸出的電壓是12V，故有N=U1/U2=220/12=由于線圈匝數(shù)比只能為一個(gè)整數(shù)，因此匝數(shù)比取18。變壓器的容量：S=UI== W。而設(shè)計(jì)者多習(xí)慣采用線性穩(wěn)壓器件（如78xx系列三端穩(wěn)壓器件）作為電壓調(diào)節(jié)和穩(wěn)壓器件來(lái)將較高的直流電壓轉(zhuǎn)變MCU所需的工作電壓。加之工作在高粉塵等惡劣環(huán)境下往往將嵌入式工業(yè)控制系統(tǒng)置于密閉容器內(nèi)的聚集也加劇了MCU的惡劣工況，從而使嵌入式控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性能變得更差。因此，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)。在相同電壓降的條件下，開(kāi)關(guān)電源調(diào)節(jié)器件與線性穩(wěn)壓器件相比具有少得多的“熱損失”。 采用開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源來(lái)替代線性穩(wěn)壓電源作為MCU電源的另一個(gè)優(yōu)勢(shì)是：開(kāi)關(guān)管的高頻通斷特性以及串聯(lián)濾波電感的使用對(duì)來(lái)自于電源的高頻干擾具有較強(qiáng)的抑制作用。LM2576系列開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓集成電路是線性三端穩(wěn)壓器件（如78xx系列端穩(wěn)壓集成電路）的替代品，它具有可靠的工作性能、較高的工作效率和較強(qiáng)的輸出電流驅(qū)動(dòng)能力，從而為MCU的穩(wěn)定、可靠工作提供了強(qiáng)有力的保證。LM2576內(nèi)部包含52kHz振蕩器、熱關(guān)斷電路、電流限制電路、放大器、比較器及內(nèi)部穩(wěn)壓電路等。若電壓有偏差，則可用放大器控制內(nèi)部振蕩器的輸出占空比，從而使輸出電壓保持穩(wěn)定。 穩(wěn)壓器電路原理框圖電感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，首先，依據(jù)如下公式計(jì)算出電壓T）：E而輸出電容C1的值應(yīng)依據(jù)下式進(jìn)行計(jì)算（單位μF）：C≥13300 Vin/ VoutL （2）上式中，Vin是LM2576的最大輸入電壓、Vout是LM2576的輸出電壓、L是經(jīng)計(jì)算并查表選出的電感L1的值，其單位是μH。對(duì)于5V電壓輸出而言，推薦使用耐壓值為16V的電容器。Vin的選擇應(yīng)考慮交流電壓最低跌落值（Vacmin）所對(duì)應(yīng)的LM2576輸入電壓值及LM2576的最小輸入允許電壓值Vmin(以5V電壓輸出為例，該值為8V)，因此，Vin可依據(jù)下式計(jì)算：Vin≥（220Vmin/Vacmi