家用智能豆?jié){機(jī)畢業(yè)論文

1、家用智能豆?jié){機(jī)家用智能豆?jié){機(jī) 作 者 姓 名 專(zhuān) 業(yè) 電氣工程及其自動(dòng)化 指導(dǎo)教師姓名 專(zhuān)業(yè)技術(shù)職務(wù) 講師 目 錄 摘 要.1 第一章 設(shè)計(jì)思路與方案 .1 1.1 設(shè)計(jì)思路.1 1.2 方案設(shè)計(jì).1 1.3 方案論證.2 第二章 單元電路設(shè)計(jì) .3 2.1 傳感器的設(shè)計(jì)與選用.3 2.1.1 傳感器的作用與組成.3 2.1.2 傳感器的設(shè)計(jì).3 2.1.3 傳感器的選用.6 2.1.4 傳感器的工作原理.6 2.2 單片機(jī)處理電路的設(shè)計(jì)與選用.6 2.2.1 單片機(jī)的選用.6 2.2.2 單片機(jī)作用及組成.6 2.2.3 單片機(jī)的結(jié)構(gòu)、引腳及功能.7 2.3 缺水、沸騰溢出電路設(shè)計(jì).9 2.

2、3.1 缺水、沸騰溢出電路的作用及組成.9 2.3.2 缺水、沸騰溢出電路工作原理.9 2.4 報(bào)警電路設(shè)計(jì).10 2.5 磨漿及加熱電路設(shè)計(jì).10 2.6 電源電路設(shè)計(jì).11 2.6.1 電源的作用及組成.12 2.6.2 電源技術(shù)指標(biāo).12 2.6.3 整流二極管、變壓器選擇.13 2.6.4 濾波電路.14 2.6.5 穩(wěn)壓器的選用.14 2.6.6 電源工作原理.16 第三章 系統(tǒng)組成及工作原理 .17 3.1 系統(tǒng)組成.17 3.2 系統(tǒng)工作原理.17 第四章 程序設(shè)計(jì) .19 4.1 程序流程圖.19 4.2 程序設(shè)計(jì).21 第五章 結(jié)論與展望 .22 5.1 結(jié)論.22 5.2

3、展望.23 參考文獻(xiàn) .24 附 錄 .25 致 謝 .26 摘摘 要要 目前流行的智能豆?jié){機(jī)大都采用微電腦控制，只要啟動(dòng)豆?jié){機(jī)，磨漿、濾 漿、煮漿完全自動(dòng)化，短短十幾分鐘就自動(dòng)做好豆?jié){，既衛(wèi)生可靠，又快捷方 便。 本文介紹的智能豆?jié){機(jī)系統(tǒng)由 pic16c54 單片機(jī)、傳感器、功能電路、沸 騰檢測(cè)電路、磨漿電路、加熱控制電路和報(bào)警電路等組成，豆?jié){生產(chǎn)完全自動(dòng) 化。其工作過(guò)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)。接上電源，蜂鳴器長(zhǎng)鳴一聲，提示已經(jīng)接通電源，指示燈 led 亮起，處于待命狀態(tài)。按下全自動(dòng)啟動(dòng)鍵 start 開(kāi)始加熱，當(dāng)溫度達(dá)到 75左右時(shí)，停止加

4、熱；攪拌馬達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn)，將黃豆粉碎，豆?jié){過(guò)濾，而后馬達(dá)停 轉(zhuǎn)，又開(kāi)始加熱，直到豆?jié){沸騰煮熟，停止加熱，發(fā)出報(bào)警聲，提示豆?jié){已做 好。若豆?jié){較長(zhǎng)時(shí)間沒(méi)喝而變涼，按下再加熱鍵 heat，加熱至沸騰，停止加 熱，發(fā)出報(bào)警聲。若缺水，則關(guān)閉加熱器和馬達(dá)，按任意鍵不響應(yīng)，并發(fā)出急 促的報(bào)警聲，直到關(guān)閉電源，加水后才能繼續(xù)使用。 豆?jié){生產(chǎn)的工序包括磨漿、濾漿、煮漿，而三個(gè)工序又密切配合，使生產(chǎn) 的豆?jié){味道更好。如磨漿前進(jìn)行預(yù)加熱，既可以提高工作效率，又縮短煮漿的 時(shí)間，防止磨漿后煮漿時(shí)間過(guò)長(zhǎng)所易造成的糊鍋現(xiàn)象。 關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：pic16c54 智能豆?jié){機(jī) 控制系統(tǒng) 穩(wěn)壓電源 abstract at prese

5、nt, most of the intelligent soya-bean milk machine is control by microcomputer. as long as the soya-bean milk machine starts working, the process of grinding, leaching and cooking is fully automated. a short span of ten minutes the soya-bean milk would been done. not only hygienic and reliable, but

6、also quickly and conveniently. this article discusses the system of the intelligent soya-bean milk machine including the single-chip of pic16c54, sensor, functional circuit, boiling detection circuit, grinding circuit, heating control circuit and alarm circuit. the course is that: at first, add some

7、 soy bean in the blenders filter, poured an appropriate amount of water into the blender and installed blender. when connected to power supply, the buzzer sounded once, tips have been connected to power, the led light up, tips the soya-bean milk machine in the standby. press the button of start to s

8、tart heating. when the temperature reached around 75 stop heating, stirring motor operation will be crushed soybeans and the soya-bean milk is filtered, then the motor stopped and started heating until boiling, and stop heating, issued a warning sound prompted milk have been done. if a long time not

9、 to drink and become cool, press the button of heat to start heating again until to boiling and issued a warning sound. if dry, turn off the heater and motor, press any button not to respond, and issued a alarm sound until adding enough water to continue to use it. the soya-bean milk production proc

10、esses including grinding, leaching and cooking. the three processes worked closely, so that milk tastes better. such as pre- heating before grinding can not only improve efficiency and shorten the cooking time, prevent the cooking time is too long to cause the paste pot. key words: pic16c54 ; intell

11、igent soya-bean milk machine ;control system ;stabilized voltage supply 傳感器 加熱電路 單 片 機(jī) 磨漿電路 報(bào)警電路 第一章第一章 設(shè)計(jì)思路與方案設(shè)計(jì)思路與方案 1.1 設(shè)計(jì)思路 由于以前的豆?jié){機(jī)，磨漿要過(guò)濾豆渣，豆?jié){熬煮也要自己動(dòng)手，還要特別 注意豆?jié){溢鍋的問(wèn)題，程序繁瑣麻煩，給人們帶來(lái)不便，針對(duì)這些情況擬定開(kāi) 發(fā)家用豆?jié){機(jī)全自動(dòng)控制電路裝置。 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。打漿時(shí)， 插上電源插頭，接通電源, 直接按“啟動(dòng)”鍵，控制電路控制豆?jié){機(jī)工作。先 給黃豆加熱，并由傳感器檢測(cè)溫度，當(dāng)

12、溫度達(dá)到 75左右時(shí)，停止加熱。啟動(dòng) 磨漿電機(jī)開(kāi)始磨漿，磨漿電機(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(dòng)打漿電機(jī)，如此循環(huán)進(jìn)行打漿 5 次。磨漿完后，開(kāi)始對(duì)豆?jié){加熱， 豆?jié){溫度達(dá)到一定值時(shí)，豆?jié){上溢。當(dāng)豆?jié){沫接觸到防溢電極時(shí)，停止加熱， 間歇 20 秒后再開(kāi)始加熱，如此循環(huán) 16 次，豆?jié){加工完成，間歇 10 秒后發(fā)出音 響信號(hào)。 1.2 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。 其工作原理是先加熱，加熱到一定溫度后，開(kāi)始磨漿，磨漿完后，磨漿停止， 又開(kāi)始加熱即煮沸后，立即停機(jī)，報(bào)警提示。如圖 1-1 所示 圖 1-1 方案 1 設(shè)

13、計(jì)框圖 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。其工作原理是豆?jié){機(jī)加電后直接按“啟動(dòng)” 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(shí)，停止加熱，開(kāi)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(dòng) 打漿電機(jī)，如此循環(huán)進(jìn)行打漿 5 次。打漿結(jié)束后開(kāi)始對(duì)豆?jié){加熱豆?jié){溫度達(dá)到 一定值時(shí)，豆?jié){上溢。當(dāng)豆?jié){沫接觸到防溢電極時(shí)，停止加熱，間歇 20 秒后再 開(kāi)始加熱，如此循環(huán) 16 次，豆?jié){加工完成，間歇 10 秒后發(fā)出音響信號(hào)。如圖 傳感器 加熱電路 缺水、沸騰 溢出電路 單 片 機(jī) 功能電路 磨漿

14、電路 報(bào)警電路 1-2 所示： 圖 1-2 方案 2 設(shè)計(jì)框圖 1.3 方案論證 方案一如圖 1-1 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。工作過(guò)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)。接上電源，按下“加熱”鍵開(kāi)始加熱，加熱到一定溫度 后，開(kāi)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){已經(jīng)做好。其缺點(diǎn)是：沒(méi)有檢測(cè)缺水和沸騰溢出。 方案二如圖 1-2 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。工作過(guò)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

15、量的水，裝好攪拌機(jī)。接上電源，蜂鳴器長(zhǎng) 鳴一聲，提示已經(jīng)接通電源，指示燈 led 亮起，處于待命狀態(tài)。按下全自動(dòng)啟 動(dòng)鍵 start 開(kāi)始加熱，當(dāng)溫度達(dá)到 75左右時(shí)，停止加熱；攪拌馬達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn)，將 黃豆粉碎，豆?jié){過(guò)濾，而后馬達(dá)停轉(zhuǎn)，又開(kāi)始加熱，直到豆?jié){沸騰煮熟，停止 加熱，發(fā)出報(bào)警聲，提示豆?jié){已做好。若豆?jié){較長(zhǎng)時(shí)間沒(méi)喝而變涼，按下再加 熱鍵 heat，加熱至沸騰，停止加熱，發(fā)出報(bào)警聲。若缺水，則關(guān)閉加熱器和馬 達(dá)，按任意鍵不響應(yīng)，并發(fā)出急促的報(bào)警聲，直到關(guān)閉電源，加水后才能繼續(xù) 使用。 進(jìn)行論證后，選擇第二種方案。其原因是： 加工方式是全自動(dòng)的。 粉碎黃豆前加熱可以提高工作效率；縮短粉碎后加熱至

16、豆?jié){沸騰的時(shí)間，防止 粉碎后煮漿時(shí)間過(guò)長(zhǎng)所易造成的糊鍋現(xiàn)象。 敏感元件轉(zhuǎn)換元件信號(hào)調(diào)理轉(zhuǎn)換電路 輔助電源 被測(cè)量 第二章第二章 單元電路設(shè)計(jì)單元電路設(shè)計(jì) 2.1 傳感器的設(shè)計(jì)與選用 2.1.1 傳感器的作用與組成 傳感器一般由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成。其中，敏感元件是指?jìng)鞲衅髦心?直接感受或響應(yīng)被測(cè)量的部分；轉(zhuǎn)換元件是指?jìng)鞲衅髦心軐⒚舾性惺芑蝽?應(yīng)的被測(cè)量轉(zhuǎn)換成適于傳輸或測(cè)量的電信號(hào)部分，由于傳感器輸出信號(hào)一般都 很微弱，需要有信號(hào)調(diào)理與轉(zhuǎn)換電路，進(jìn)行放大、運(yùn)算調(diào)制等，此外信號(hào)調(diào)理 轉(zhuǎn)換電路以及傳感器的工作必須有輔助的電源。隨著半導(dǎo)體器件與集成技術(shù)在 傳感器中的應(yīng)用，傳感器的信號(hào)調(diào)理轉(zhuǎn)換電路

17、與敏感元件一起集成在同一芯片 上，安裝在傳感器的殼體里，如圖 2-1 所示。 圖 2-1 傳感器組成框圖 工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化過(guò)程中，傳感器與計(jì)算機(jī)結(jié)合在檢測(cè)、監(jiān)視和控制溫度、 壓力、流量、液位、ph 等參數(shù)時(shí)發(fā)揮至關(guān)重要的作用，以此設(shè)備工作在最佳狀 態(tài)，成本消耗最低，產(chǎn)品質(zhì)量最高。 2.1.2 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)速可以達(dá)到 12kr/min 左右，大約一分鐘就可 將豆子徹底粉碎。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左右，所以需要先設(shè)計(jì)傳感器來(lái)作測(cè)溫計(jì)。 熱敏電阻的基本特性是電阻與溫度之間的關(guān)系，其曲線(xiàn)是一條指數(shù)曲線(xiàn)， 可用式 2-1

18、 表示： （2- tb t aer 1） 式中：rt溫度為 t 時(shí)的電阻值； a與熱敏電阻尺寸、形式、以及它的半導(dǎo)體物理性能有關(guān)的常數(shù)； 100 20 ln1366 r r b b與半導(dǎo)體物理性能有關(guān)的常數(shù)； t熱敏電阻的絕對(duì)溫度。 若已知兩個(gè)電阻值 r1和 r2以及相應(yīng)的溫度值 t1和 t2，便可求出 a，b 兩個(gè) 常數(shù)。 （2- 2） （2- )( 1 1 tb era 3） 將 a 值代入式(2.1)中，可獲得以電阻及 r1作為一個(gè)多數(shù)的溫度特性表達(dá) 式： (2-4) )( 1 1 tbtb t err 通常取 20時(shí)的熱敏電阻的阻值為 r1，稱(chēng)為額定電阻，記作 r20；取相應(yīng) 于 10

19、0時(shí)的電阻 r100作為只 r2，此時(shí)將 t1293k，t2373k 代入式（2-2）可 得： （2-5） 一般生產(chǎn)廠都在此溫度下測(cè)量電阻值。 而可求得 b 值。將 b 值及 r20代人式（2-4）就確定了熱敏電阻的溫度特性，如 圖 2-2 所示。稱(chēng) b 為熱敏電阻常數(shù)。 2 1 2 12 1 ln r r t tt t 圖 2-2 溫度特性曲線(xiàn) 熱敏電阻在其本身溫度變化 1時(shí)，電阻值的相對(duì)變化量，稱(chēng)為熱敏電阻 的溫度系數(shù)。即 （2- dt dr r a 1 6） 由式（2-4）可求得 （2- 2 tba 7） a 值和 b 值都是表示熱敏電阻靈敏度的參數(shù)，熱敏電阻的電阻溫度級(jí)系數(shù) 比金屬絲的

20、高很多，所以它的靈敏度很高。 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。半導(dǎo)體熱敏電阻 是一種新型的測(cè)溫元件，由其電阻-溫度特性曲線(xiàn)，可以看出其阻值隨溫度升高 而很快減小，用它來(lái)設(shè)計(jì)測(cè)溫計(jì)或傳感器是很靈敏的。 比較器電路由雙運(yùn)放 lm358 和電阻、電容等組成，lm358 采用 12v 供電， 當(dāng) lm358 的負(fù)輸入端電壓高于正輸入端電壓時(shí)，輸出為低電平，rb7 輸入為低 電平；當(dāng) lm358 的負(fù)輸入端電壓低于正輸入端電壓時(shí)， rb7 輸入為高電平。負(fù) 端輸入電壓隨熱敏電阻 rt阻值的變化而變化。負(fù)溫度系數(shù)(ntc)熱敏電阻 rt是 采用單一高純度材料、具有接近理論密度結(jié)構(gòu)的高性能

21、陶瓷，它最基本的性質(zhì) 就是電阻值隨溫度上升而下降。電阻變化與溫度變化的具體關(guān)系如式（2-4）所 示：。其中，rt和 r0為電阻值，t 和 t0為絕對(duì)溫度，b )( 0 0 tbtb t err 值是一個(gè)表征 ntc 的電阻值與絕對(duì)溫度的關(guān)系的常數(shù)。熱敏電阻的 b 值并非是 恒定的，其大小因材料構(gòu)成而異，最大甚至可達(dá) 5k/，因此在較大的溫度范 圍內(nèi)應(yīng)用式（2.4）時(shí)，將會(huì)與實(shí)測(cè)值之間存在一定誤差。 本系統(tǒng)中使用的 ntc 熱敏電阻的參數(shù)為：25時(shí)的阻值為 22k，b 值為 4200，代入式（2-4）可以求得 rt為 2.2k 時(shí)的溫度為 75。當(dāng)溫度小于 75 時(shí)，熱敏電阻的阻值大于 2.2k

22、，此時(shí)負(fù)端輸入電壓低于正端輸入電壓，輸出為 高電平，當(dāng)溫度高于 75時(shí)，熱敏電阻的阻值小 2.2k，此時(shí)負(fù)端輸入電壓高于 正端輸入電壓，輸出為低電平，停止加熱，開(kāi)始打漿。 75 度檢測(cè)電路如圖 2-3 所示： 圖 2-3 75檢測(cè)電路 2.1.3 傳感器的選用 要測(cè)量壺中水的溫度，需要體積小的溫度計(jì)，而熱敏電阻傳感器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn) 單，體積小，電阻小，電阻率高，熱慣性小，所以選它作為豆?jié){機(jī)的測(cè)溫計(jì)。 2.1.4 傳感器的工作原理 金屬的導(dǎo)電是靠自由電子在電場(chǎng)的作用下作定向運(yùn)動(dòng)，當(dāng)溫度升高時(shí)，自 由電子的數(shù)目基本不增加，只有自由電子做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能增加了。由此， 在一定電場(chǎng)作用下，使自由電子作定向運(yùn)

23、動(dòng)就會(huì)遇到更多的阻力，即電阻值增 加了。而半導(dǎo)體參加導(dǎo)電的是載流子（為自由電子和空穴兩種異性電荷） ，由于 半導(dǎo)體中的載流子數(shù)目要比原子的數(shù)目少幾千倍到幾萬(wàn)倍，相鄰自由電子之間 的距離是原子之間距離的幾十倍到幾百倍，所以在一般情況下它的電阻值很大。 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(xiàn)性。 2.2 單片機(jī)處理電路的設(shè)計(jì)與選用 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，采用單片機(jī)控制的產(chǎn)品已經(jīng)十分普遍，涉及的 領(lǐng)域也越來(lái)越廣泛。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)

24、控制下，完成從預(yù)熱、打漿、煮漿和報(bào)警等過(guò)程全自動(dòng)化，使豆?jié){營(yíng)養(yǎng)更加豐 富，口感更加香澤。 2.2.1 單片機(jī)的選用 單片機(jī)種類(lèi)繁多，使用較多的是 mcs-51 系列。美國(guó) microchip 公司推出的 pic 系列 8 位單片機(jī)是業(yè)界率先采用的精簡(jiǎn)指令集計(jì)算機(jī)（riscreduced instruction set computer ) 結(jié)構(gòu)，是一種具有高性?xún)r(jià)比的嵌入式控制器。 pic 系列單片機(jī)具有高速度、低工作電壓、較大的輸入輸出直接驅(qū)動(dòng)能力（可 直接驅(qū)動(dòng) led 負(fù)載） 、低價(jià)一次性編程 (otpone time programanable ) 技術(shù)、 低功耗、小體積等優(yōu)點(diǎn)。在全球各地

25、，目前都可以看到 pic 系列單片機(jī)在辦公 自動(dòng)化設(shè)備、消費(fèi)電子產(chǎn)品、電訊通信、智能儀器儀表、汽車(chē)電子、金融電子 等領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用。 我選用 pic16c54 單片機(jī)，內(nèi)含 51212 位 eprom，25 字節(jié)通用 ram，18 引 腳，內(nèi)部自振式看門(mén)狗（wdt） ，支持低成本的 rc 振蕩，體積小，價(jià)格低廉，適 合小家電智能控制。 2.2.2 單片機(jī)作用及組成 單片機(jī)自動(dòng)控制豆?jié){機(jī)完成從預(yù)熱、打漿、煮漿和報(bào)警整個(gè)工序，避免了繁 瑣的手工操作。 pic16c54 主要資源： 51212 位 eprom 25 字節(jié)通用 ram 12 根雙向 i/o 線(xiàn) tmro 定時(shí)/計(jì)數(shù)器 上電復(fù)位 po

26、r 電路 復(fù)位定時(shí)器 自振式看門(mén)狗 wdt pic16c54 采用 8 位寬的數(shù)據(jù)總線(xiàn)和 12 位寬指令總線(xiàn)相互獨(dú)立的哈佛( harvard ) 結(jié)構(gòu)，與其它一些單片機(jī)相比，程序代碼更緊湊，指令執(zhí)行速度更 快。 從引腳 osc1 輸入或振蕩電路產(chǎn)生的時(shí)鐘信號(hào)在內(nèi)部經(jīng)四分頻產(chǎn)生四個(gè)不重 疊的時(shí)鐘 q1，q2，q3，q4。程序計(jì)數(shù)器 pc 在每個(gè) q1 節(jié)拍間加 1，指令在 q4 節(jié) 拍從程序存儲(chǔ)器中取出并鎖存于指令寄存器中，在下一指令周期被譯碼并執(zhí)行。 因此，在程序執(zhí)行過(guò)程中，取指令與執(zhí)行指令可重迭進(jìn)行，即當(dāng)一條指令被執(zhí) 行時(shí)，下一條指令已從程序存儲(chǔ)器中讀出。其時(shí)鐘指令時(shí)序如圖 2-4 所示：

27、圖 2-4 時(shí)鐘、指令時(shí)序 2.2.3 單片機(jī)的結(jié)構(gòu)、引腳及功能 （1）pic16c84 單片機(jī)結(jié)構(gòu)如圖 2-5 所示 圖 2-5 pic16c54 單片機(jī)結(jié)構(gòu) （2）單片機(jī)的引腳： ra0-ra3：可位控 4 位雙向 i/o 口，輸入為 ttl 電平 。 rb0-rb7：可位控 8 位雙向 i /o 口，輸入為 ttl 電平 。 t0cki：定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 tmr0 的外部觸發(fā)計(jì)數(shù)信號(hào)輸入端。軟件定 tmr0 為 計(jì)數(shù)器時(shí)，此 引腳上的信號(hào) 上升沿或下降 沿用于計(jì)數(shù)， 可通過(guò)軟件設(shè) 置 option 寄存器相應(yīng)的控制位選擇觸發(fā)邊沿，當(dāng) tmr0 為內(nèi)部時(shí)鐘源時(shí)，該引腳 當(dāng)接 vdd 或 vs

28、s，以減少功耗。 mclr：當(dāng)為低電平時(shí)，單片機(jī)復(fù)位 vss：地端 vdd：電源電壓 osc1：振蕩信號(hào)輸入端 osc2: 振蕩信號(hào)輸出端 （3）單片機(jī)內(nèi)部功能，如圖 2-6 所示： 圖 2-6 pic16c54 單片機(jī)內(nèi)部功能 2.3 缺水、沸騰溢出電路設(shè)計(jì) 2.3.1 缺水、沸騰溢出電路的作用及組成 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) 控制豆?jié){機(jī)缺水時(shí)干燒和沸騰溢出等問(wèn)題。 缺水、沸騰溢出電路由碳膜濕敏傳感器、單片機(jī)和電阻組成。 在絕緣的聚苯乙烯基片上制備兩個(gè)電極，而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。濕敏膜由下列材料組

29、 成： 1）碳粉粒。碳粉粒的直徑約為 3.5m，主要用來(lái)構(gòu)成連接兩電極的導(dǎo)電網(wǎng)。 2）水溶性粘合劑。粘合劑一般選用體積隨溫度變化而變化的粘接劑材料， 如纖維乙醚等。它的主要作用是用來(lái)固定碳粉粒。 3）濕潤(rùn)性可塑劑?？伤軇┑淖饔檬鞘拐澈蟿┑挠H水性增加。 4）分散劑。分散劑的功能在于使碳粉粒芬散均勻。 當(dāng)碳膜濕敏電阻器吸濕后，由于體積增大使碳顆粒的密度降低，碳顆粒之 間的距離增加，從而造成電阻值的增大；當(dāng)干燥時(shí)，濕敏膜脫水收縮，碳顆粒 之間的距離減小，從而又使電阻值變小。 其碳膜濕敏傳感器形狀如圖 2-7 所示： 圖 2-7 碳膜濕敏傳感器 2.3.2 缺水、沸騰溢出電路工作 原理 pg 是裝在豆

30、漿機(jī)攪拌壺底的參考地電極，經(jīng) r10（100）接地。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。正常 工作時(shí)，pw 和 pg 被水淹沒(méi)，pw 和 pg 之間的電阻很小，ra0 腳輸人低電平；若 缺水，pw 露出水面，與 pg 之間的電阻很大，此時(shí) ra0 腳輸人高電平，加熱管、 馬達(dá)均不工作，從而實(shí)現(xiàn)缺水保護(hù)，同時(shí)蜂鳴器發(fā)出急促報(bào)警聲。用軟件檢測(cè) ra0 腳的輸人電平，便知豆?jié){是否缺水。 用同樣方法可檢測(cè)豆?jié){是否沸騰溢出。豆?jié){沸騰之前，pf 遠(yuǎn)離水面，pf 和 pg 之間的電阻很大，ra1 腳為高電平，當(dāng)泡沫上升，接觸到防溢電極時(shí)，pf 和 pg 之間電阻

31、較小，ra1 腳轉(zhuǎn)為低電平，用軟件檢測(cè) ra1 腳的輸人電平，便 知豆?jié){是否沸騰溢出。 缺水、沸騰溢出檢測(cè)原理如圖 2-8 所示。 圖 2-8 缺水、沸騰溢出檢測(cè)電路 2.4 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)，提示主人豆?jié){已經(jīng)煮好。 聲音信號(hào)電流從單片機(jī)的 pb4腳輸入到三極管 t4，使功率放大，以驅(qū)動(dòng)蜂 鳴器 b2發(fā)出聲音。報(bào)警電路如圖 2-9 所示： 圖 2-9 報(bào)警電路 報(bào)警電路由單片機(jī) pic16c54、電阻 r4、三極管 t4、與蜂鳴器 b2組成。通 過(guò)事先編寫(xiě)的程序，在單片機(jī)的控制下，系統(tǒng)開(kāi)始工作，當(dāng)加熱完成后，單片 機(jī) rb4 腳自動(dòng)輸出一個(gè)高電平，通過(guò)電阻

32、r4使三極管 t4飽和導(dǎo)通，于是蜂鳴器 b2發(fā)出報(bào)警聲，提示主人加熱完成。 2.5 磨漿及加熱電路設(shè)計(jì) 磨漿電路的作用是通過(guò)電機(jī)，把豆子攪拌成粉沫。 加熱電路的作用是通過(guò)加熱管，把攪拌成粉沫的豆子加熱煮熟。 單片機(jī)輸出電流經(jīng)三極管放大，以此驅(qū)動(dòng)繼電器閉合，使電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，將豆 子攪拌成粉粒。同理，使加熱管把東西煮熟。 磨漿及加熱電路由繼電器 k1、k2，三極管 t2、t3，電阻 r15、r16，電容 c6、c7以及二極管 d1、d2，單片機(jī) pic16c54 組成。當(dāng)按下加熱鍵 heat 時(shí)，賦 給 ra3 一個(gè)低電平，軟件檢測(cè)到 pa3 變?yōu)榈碗娖胶螅x給單片機(jī) rb6 腳一個(gè)高 電平，使三極管

33、 t2飽和導(dǎo)通，電流流過(guò)繼電器 k1，使 k1 閉合，于是電機(jī)開(kāi)始 磨漿。在系統(tǒng)程序控制下，打漿按間歇方式進(jìn)行。電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn) 20 秒后，單片機(jī) rb6 腳變?yōu)榈碗娖?，使三極管 t2截止，繼電器 k1斷開(kāi)，電機(jī)停止工作。間歇 10 秒后，單片機(jī) rb6 腳又恢復(fù)為高電平，從而繼續(xù)驅(qū)動(dòng)電機(jī)工作。如此循環(huán) 5 次 后磨漿結(jié)束，單片機(jī) rb5 腳變?yōu)楦唠娖?，使三極管 t3飽和導(dǎo)通，從而讓繼電器 k2閉合，電阻絲 r(heat)開(kāi)始工作對(duì)豆?jié){加熱。當(dāng)豆?jié){加熱至 75時(shí)，單線(xiàn)數(shù) 字溫度傳感器 ds1820 將溫度信號(hào)傳給單片機(jī)，單片機(jī)檢測(cè)到這個(gè)信號(hào)后，使 rb5 腳變?yōu)榈碗娖剑龢O管 t3截止，繼電器 k2

34、斷開(kāi)，電阻絲停止加熱。 磨漿及加熱電路如圖 2-10 所示： 圖 2-10 磨漿及加熱電路 2.6 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，其性質(zhì)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。目前常用的直流穩(wěn)壓電源分線(xiàn)性電 源和開(kāi)關(guān)電源兩大類(lèi)。隨著集成電路的飛速發(fā)展，穩(wěn)壓電源也迅速實(shí)現(xiàn)集成化， 市場(chǎng)上已經(jīng)出現(xiàn)各種型號(hào)的單片機(jī)集成穩(wěn)壓電路。它和分立的晶體管電路比較， 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 電源變 壓器 整流 電路 濾波 電路 穩(wěn)壓 電路 + u2 + u1 + u3 + ui + u0 速度快且調(diào)試方便、使用靈活，易于進(jìn)行

35、大量自動(dòng)化生產(chǎn)。 2.6.1 電源的作用及組成 （1）電源的作用： 各種電子電路都需要用穩(wěn)定的直流電源供電，由整流濾波電路可以輸出較 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。為了避免這個(gè)問(wèn)題，濾波電路的輸出電壓還應(yīng)經(jīng)穩(wěn)壓電路進(jìn)行穩(wěn) 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。穩(wěn)壓電源的組 成框圖如圖 2-11 所示： (a) 穩(wěn)壓電源的組成框圖 (b) 整流與穩(wěn)壓過(guò)程 圖 2-11 穩(wěn)壓電源組成框圖及整流與穩(wěn)壓過(guò)程 1） 電源變壓器：是降壓變壓器，它將電網(wǎng) 220v 交流電壓變換成符合需要 的交流電壓，并送給整流電路，

36、變壓器的變比由變壓器的副邊電壓確定。 2） 整流電路：利用單向?qū)щ娫?，?50hz 的正弦交流電變換成脈動(dòng)的直 流電。 3） 濾波電路：利用儲(chǔ)能元件（電感或電容）把脈動(dòng)直流電轉(zhuǎn)換成較平坦 的直流電。 4） 穩(wěn)壓電路：利用電路的調(diào)整作用使輸出的直流電壓穩(wěn)定，不隨交流電 網(wǎng)電壓和負(fù)載的變化而變化。 2.6.2 電源技術(shù)指標(biāo) 輸入電壓： ac 220v 輸出電壓： dc 5v 輸出電流： i0 1a 2.6.3 整流二極管、變壓器選擇 據(jù)整流原理，圖 2-11（b）所示 u3的波形可知，輸出電壓的平均值： （2-8） 0 2)(3 )(2 1 wtsinwtduu av 解得： （2-9） 2 2

37、 )(3 9 . 0 22 u u u av 當(dāng)采用半波整流電路時(shí)，由于它只利用 u2的正半周，所以 （2-10） 2 2 )(3 45 . 0 2 u u u av 根據(jù)圖 2-11( b )中所示 u3的波形可知，整流二極管承受的最大的反向電 壓： （2-11） 2max 2uur 與半波整流電路中的二極管承受的最大反向電壓也相同。 在單相橋式整流電路中，因?yàn)槊恐欢O管在變壓器副邊電壓的半個(gè)周期通 過(guò)電流，所以每只二極管的平均電流只有負(fù)載電阻上電流平均值的一半，即 （2- l av avd r u i i 2 )(0 )( 45 . 0 2 12） 與半波整流電路中二極管的平均電流相同。

38、考慮到電網(wǎng)電壓的波動(dòng)范圍為10 %，在實(shí)際選用二極管時(shí)，應(yīng)至少有 10%的 余量，選擇最大整流電流 ir和最高反向工作電壓 ur分別為： （2-13） l av r r u i i 2 )(0 2 1 . 1 2 1 . 1 2 21.1uur 由于變壓器輸入的電壓是 220v，二副線(xiàn)圈輸出的電壓是 12v，故有 18.1220/12/uun 21 又線(xiàn)圈匝數(shù)比只能為一個(gè)整數(shù)，因此匝數(shù)比取 18。 在穩(wěn)壓電源中一般用四個(gè)二極管組成橋式整流電路如圖 2-12 所示： 2-12 橋式整流電路 2.6.4 濾波電路 濾波電路一般由電容組成，其作用是把脈動(dòng)直流電壓 u3中的大部分紋波加 以濾除，以得到

39、較平滑的直流電壓 ui。ui與交流電壓 u2的有效值 u2 的關(guān)系為： （2-14） 2 )2 . 11 . 1 (uui 為了獲得較好的濾波效果，在實(shí)際電路中應(yīng)選擇濾波電容的容量滿(mǎn)足： （2-15） 2 )53(t rc 其中：t=20ms 是 50hz 交流電壓的周期。 2.6.5 穩(wěn)壓器的選用 嵌入式控制系統(tǒng)的 mcu 一般都需要一個(gè)穩(wěn)定的工作電壓才能可靠的工作。 而設(shè)計(jì)者多習(xí)慣采用線(xiàn)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?yōu)?mcu 所需的工作電壓。這種線(xiàn)性穩(wěn)壓電 源的線(xiàn)性調(diào)整工作方式在工作中會(huì)有較大的“熱損失” ，其工作效率也僅為 3

40、0%50%。加之工作在高粉塵等惡劣環(huán)境下，往往將嵌入式控制系統(tǒng)置于密閉容 器內(nèi)，這也加劇了 mcu 的惡劣工況，從而使嵌入式控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性變得更差 了。 而開(kāi)關(guān)電源調(diào)節(jié)器件則以完全導(dǎo)通或關(guān)斷的方式工作，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)。因此，開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電 源的功耗極低，其平均工作效率可達(dá) 70%90%。在相同電壓降的條件下，開(kāi)關(guān) 電源調(diào)節(jié)器件與線(xiàn)性穩(wěn)壓器件相比有更少的“熱損失” 。由此，開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源可 大大減少散熱片的體積和 pcb 板的面積，甚至在大多數(shù)情況下不需要加裝散熱 片，從而減少了對(duì) mcu 工作環(huán)境的有害影響。 采用開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源來(lái)替代線(xiàn)性穩(wěn)壓電壓

41、作為 mcu 電源的另一優(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。此外，由于“熱損失”的減少，設(shè)計(jì)時(shí)還可提高穩(wěn)壓電源的輸入 電壓，這有助于提高交流電壓抗跌落干擾的能力。 lm2576 系列開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓集成電路是線(xiàn)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。 由 lm2576 構(gòu)成的基本穩(wěn)壓電路僅需四個(gè)外圍器件，其電路如圖 2-13 所示： 圖 2.13 穩(wěn)壓器電路 lm2576 系列開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓集成電路的主要特性如下

42、： 最大輸出電流：3a； 最高輸入電壓：lm2576 為 40v，lm2567 為 60v； 輸出電壓：3.3v、5v、12v、15v 和 adj（可調(diào)）等可選； 振蕩頻率：52khz； 轉(zhuǎn)換效率：75% 88%（不同電壓輸出時(shí)的效率不同） ； 控制方式：pwm（脈寬調(diào)制） ； 工作溫度范圍：-40+125； 工作模式：低功耗/正常兩種模式可外部控制； 工作模式控制：ttl 電平兼容； 所需外部元件：僅四個(gè)（不可調(diào)）或六個(gè)（可調(diào)） ； 器件保護(hù)：熱關(guān)斷及電流限制； 封裝形式：to-220 或 to-263。 lm2576 內(nèi)部包含 52khz 振蕩器、1.23v 基準(zhǔn)穩(wěn)壓電路、熱關(guān)斷電路、電流

43、 限制電路、放電器、比較器及內(nèi)部穩(wěn)壓電路等。為了產(chǎn)生不同的輸出電壓，通 常將比較器的負(fù)載接基準(zhǔn)電壓（1.23v） ，正端接分壓電阻網(wǎng)絡(luò)，這樣可根據(jù)輸 出電壓的不同選定不同的阻值，其中 r1=1k（可調(diào)-adj 時(shí)開(kāi)路） ，r2分別為 1.7 k（3.3v） 、3.1 k（5v） 、8.84 k（12v） 、11.3 k（15v）和 0 （可調(diào)-adj 時(shí)） ，上述電阻依據(jù)型號(hào)已經(jīng)在芯片內(nèi)部做了精確調(diào)整，因而無(wú) 需使用者考慮。將輸出電壓分壓電阻網(wǎng)絡(luò)的輸出同內(nèi)部基準(zhǔn)穩(wěn)壓值 1.23v 進(jìn)行 比較，若電壓有偏差，則可用放電器控制內(nèi)部振蕩器的輸出占空比，從而使輸 出電壓保持穩(wěn)定。 電感 l1 的選擇要

44、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)算出電壓微秒常數(shù)（et）： （2- 10 )(te 6 sv hzfv v vv in out outin 16） 上式中，vin是 lm2576 的最大輸入電壓，vout是 lm2576 的輸出電壓，f 是 lm2576 的工作振蕩頻率值（52khz） 。 該電路中的輸入電容 c2一般應(yīng)大于或等于 100f，安裝時(shí)要求盡量靠近 lm2576 的輸入引腳，其耐壓值應(yīng)與最大輸入電壓值匹配。而輸出電容 c1的值應(yīng) 依據(jù)下式進(jìn)行計(jì)算： （2- 13300f hlv v c out in 17） 上式中，vin

45、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。電容 c 的耐壓值應(yīng)大于額定輸出電壓的 1.5 2 倍。對(duì)于 5v 電壓輸出而言，推薦使用耐壓值為 16v 的電容器。 二極管 d1的額定電流值應(yīng)大于最大負(fù)載電流的 1.2 倍，考慮到負(fù)載短路的 情況，二極管的額定電流應(yīng)大于 lm2576 的最大電流限制。二極管的反向電壓應(yīng) 大于最大輸入電壓的 1.25 倍。 vin的選擇應(yīng)考慮交流電壓最低跌落值（vac-min）所對(duì)應(yīng)的 lm2576 輸入電 壓值機(jī) lm2576 的最小輸入允許電壓值 vmin（以 5v 電壓輸出為例，該值為 8

46、v） ， 因此 vin可依據(jù)下式計(jì)算: （2- min min 220 ac in v v v 18） 如果交流電壓最低允許跌落 30%（即 vac-min=154v） ，lm2576 的輸出電壓 為 5v（vmin=8v） ，則 lm2576 的輸入直流電壓應(yīng)大于 11.4v，通?？蛇x為 12v。 2.6.6 電源工作原理 接通電源后，220v 交流電經(jīng)變壓器 t1降壓，得到+12v 的交流電壓，再經(jīng) 過(guò)整流濾波電路，得到+12v 的直流電壓，又經(jīng)穩(wěn)壓器 lm2576 輸出+5v 電壓給單 片機(jī)供電。 整個(gè)電源電路如圖 2-14 所示： 圖 2-14 電源電路 第三章第三章 系統(tǒng)組成及工作原

47、理系統(tǒng)組成及工作原理 3.1 系統(tǒng)組成 系統(tǒng)主要由穩(wěn)壓電源、pic16c54 單片機(jī)、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。如圖 3-1 所示：（見(jiàn)附錄） 由于該電路要控制高速電機(jī)，因此對(duì)抗干擾的要求很高。從電路方面考慮， 應(yīng)充分考慮接地及屏蔽措施。另外，全部電路裝在兩塊線(xiàn)路板上：?jiǎn)纹瑱C(jī)和按 鍵在小板上，安裝在豆?jié){機(jī)的面板上；繼電器、電源在一塊較大的線(xiàn)路板上， 安裝在豆?jié){機(jī)內(nèi)部。兩板間用一根 5 芯電纜連接，以提高抗干擾能力。 3.2 系統(tǒng)工作原理 電路由 pic16c54 單片機(jī)控制，要全自動(dòng)打漿時(shí)，插上電源插頭接通電源， 220v 交流電經(jīng)變壓器 t1降壓，得到

48、+12v 的電壓，給繼電器 j1、j2和報(bào)警蜂鳴 器 b2供電，穩(wěn)壓器輸出+5v 電壓給單片機(jī)。 pic16c54 振蕩頻率為 500khz，由 r11的電阻和 c5的電容值確定。如果電阻 低于 2. 2 k，振蕩不穩(wěn)定，甚至不能振蕩；電阻高于 1 m，則振蕩易受干 擾。所以電阻值最好取 5 k-100 k 之間。盡管電容值為 0 時(shí)，電路也能 振蕩，但易受干擾且不穩(wěn)定，所以電容值應(yīng)取 20 pf 以上。本系統(tǒng) r11的電阻值 取 10k，c5的電容值取 100 pf。 ra3 接加熱鍵 heat，ra2 接全自動(dòng)啟動(dòng)鍵 start。鍵未按下時(shí)，ra3、ra2 分別由電阻 r13、r14拉成為

49、高電平（+5v） 。當(dāng) start 鍵或 heat 鍵按下時(shí)， ra3、ra2 變?yōu)榈碗娖?，軟件不斷檢測(cè) ra3 和 ra2 的電平，便知道哪個(gè)鍵被按下， 執(zhí)行相應(yīng)的控制動(dòng)作。 pic16c54 的 rb4 輸出報(bào)警信號(hào)，經(jīng)三極管 t4的放大，驅(qū)動(dòng)蜂鳴器 b2報(bào)警。 rb5 輸出加熱信號(hào)，經(jīng)三極管 t3放大，驅(qū)動(dòng)繼電器 j2閉合，控制加熱器 r（heat）加熱。rb6 輸出馬達(dá)驅(qū)動(dòng)信號(hào)，經(jīng)三極管 t2放大，驅(qū)動(dòng)繼電器 j1閉 合，控制馬達(dá) m 運(yùn)轉(zhuǎn)。為了避免繼電器開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)拉弧，分別在 j1、j2開(kāi)關(guān)兩 端并接 rc 吸收元件。 杯內(nèi)加水不夠時(shí)，pw 沒(méi)被水淹沒(méi)，pw 和 pg 之間電阻較大，

50、此時(shí) ra0 腳輸 人高電平，加熱器、馬達(dá)均不工作，同時(shí)蜂鳴器發(fā)出急促報(bào)警聲。當(dāng)水位正常 時(shí)，控制電路控制豆?jié){機(jī)進(jìn)行加熱，當(dāng)溫度達(dá)到 75左右時(shí)，rb7 腳為低電平。 單片機(jī)控制停止加熱，并輸出馬達(dá)驅(qū)動(dòng)信號(hào)，經(jīng)三極管放大，驅(qū)動(dòng)繼電器閉合， 控制馬達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn)并按間歇方式打漿：運(yùn)轉(zhuǎn) 20 秒后停止，間歇 10 秒后再啟動(dòng)，如 此循環(huán) 5 次。打漿結(jié)束后開(kāi)始對(duì)豆?jié){加熱，豆?jié){溫度達(dá)到一定值時(shí)開(kāi)始上溢， 泡沫淹沒(méi) pf，pf 與 pg 間的電阻較小，ra1 腳轉(zhuǎn)為低電平，立即停止加熱，間 歇 20 秒后再開(kāi)始加熱，如此循環(huán) 16 次，煮漿完成，間歇 10 秒后發(fā)出音響信號(hào) 開(kāi)始 上電報(bào)警 調(diào)測(cè)水程序 sta

51、rt 鍵按 下了嗎？ heat 鍵按下 了嗎？ 調(diào) start 程序 調(diào) heat 程 序 y yn n 第四章第四章 程序設(shè)計(jì)程序設(shè)計(jì) 4.1 程序流程圖 主程序流圖如圖 4-1 所示： 圖 4-1 主程序流圖 接上電源，蜂鳴器長(zhǎng)鳴一聲（滴-，約 1 秒鐘） ，提示已接通電源。掉缺水 檢測(cè)子程序，若缺水則急促報(bào)警（滴，滴） ；若有水，則檢測(cè)全自動(dòng)啟動(dòng)按鈕 start 是否按下，若按下則處理 start 程序；若沒(méi)按下則加熱鍵 hart 是否按下， 若按下則處理 heat 程序；若沒(méi)按下則返回缺水檢測(cè)程序，循環(huán)進(jìn)行。 接通攪拌馬達(dá)的電源，運(yùn)轉(zhuǎn) 20 秒，停止 10 秒，循環(huán) 5 次，保證馬達(dá)間

52、歇 工作。而后關(guān)閉馬達(dá)，調(diào)缺水檢測(cè)子程序，若缺水則急促報(bào)警，關(guān)閉馬達(dá)；若 有水，加熱器通電工作。檢測(cè)是否沸騰溢出，若沒(méi)沸騰溢出，則返回缺水檢測(cè) 程序，若不缺水，繼續(xù)加熱；若沸騰溢出，溢出小于 16 次，則加熱停止 20 秒， 馬達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn) 20s 停 10s，共 5 次 調(diào)檢水程序 加熱器通電 關(guān)加熱器平緩報(bào)警 溢出 16 次嗎？ 關(guān)加熱 器 20s 沸騰溢出嗎？ y y n n 調(diào)檢水程序 加熱器通電 關(guān)加熱器平緩報(bào)警 沸騰溢出 y n 避免豆?jié){繼續(xù)溢出，然后返回缺水檢測(cè)程序，不缺水時(shí)再加熱；若沸騰溢出達(dá) 到 16 次，即第一次沸騰后，間斷的加熱約 5 分鐘，保證豆?jié){完全煮熟。最后發(fā) 出“滴-，

53、滴，滴”周期性柔和的雙音報(bào)警，提示工作完畢，豆?jié){已做好。 全自動(dòng)啟動(dòng)鍵 start 程序流程圖如圖 4-2 所示： 圖 4-2 start 程序流程圖 加熱鍵 heat 程序流程如圖 4-3 所示： 圖 4-3 heat 程序流程圖 4.2 程序設(shè)計(jì) （1）主程序： org0000h ajmpmain org2000h main:orlrb4,#03h mova,rb4 lcallad；調(diào)測(cè)水程序 jcstart；判斷 start 按下了嗎？ jncstart；有鍵按下 lcallstart；調(diào) start 程序 jcheat；判斷 heat 按下了嗎？ jnzheat；有鍵按下 lcallh

54、eat；調(diào) heat 程序 sjmpmain （2）start 子程序： start: mova,start lcalld20s；調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn) 20s 主程序 lcalld10s；調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn) 10s 主程序 lcallflash5；調(diào)運(yùn) 5 次子程序 lcallad；調(diào)測(cè)水程序 mova,rb5 jck；判斷沸騰溢出 jnzk；有沸騰溢出則轉(zhuǎn)移 lcallad lcallflash16；調(diào)沸騰溢出 16 次主程序 jcflash16；判斷有 16 次了嗎？ jnzflash16；有 16 次轉(zhuǎn)移 movie,rb5 ；關(guān)加熱器 lcalldelay；調(diào)加熱子程序 movie,rb5 jnzfh,tt；等

55、待 20s djn20h,tt；20s 到標(biāo)志 lcallad （3）heat 子程序： heat:mova,heat lcallad；調(diào)檢水程序 mova,rb5 jck；判斷沸騰溢出 jnzk；有沸騰溢出則轉(zhuǎn)移 movie,rb5 mova,rb4 lcallad；沒(méi)沸騰溢出則調(diào)檢水程序 第五章第五章 結(jié)論與展望結(jié)論與展望 5.1 結(jié)論 豆?jié){機(jī)發(fā)展到今天，所經(jīng)歷的時(shí)間并不太長(zhǎng)，但就其技術(shù)上的更新卻經(jīng)歷 了幾個(gè)階段，從最早的簡(jiǎn)單打磨和加熱煮熟到微電腦控制，集水位檢測(cè)、粉碎、 過(guò)濾、防溢、報(bào)警等功能為一體的全自動(dòng)微電腦控制，豆?jié){機(jī)的技術(shù)有了一個(gè) 質(zhì)的飛躍。 本文討論的單片機(jī)控制系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)

56、： 抗干擾能力強(qiáng)。在硬件上，用繼電器隔離強(qiáng)電和弱電：為了避免加熱器 感應(yīng)電對(duì)缺水檢測(cè)和沸騰溢出檢測(cè)的干擾，參考地電極 pg 不直接接地，而是經(jīng) r10（100）接地。在軟件上，加看門(mén)狗。 安全可靠。為了防止加熱器干燒，在主程序和子程序中，不斷檢測(cè)是否 缺水，一旦缺水，馬上關(guān)閉馬達(dá)或加熱器，并發(fā)出急促的“滴，滴”報(bào)警聲。 硬件也有安全設(shè)計(jì)。 報(bào)警程序?yàn)槎嗑曒敵?，便于區(qū)分工作狀態(tài)。采用反復(fù)熬煮的工藝， 既保證了豆?jié){充分煮熟具有濃香風(fēng)味，又避免了豆?jié){大量溢出和繼電器反復(fù)動(dòng) 作，保證了設(shè)備的安全。 由于受到硬件設(shè)施和時(shí)間等方面的限制，本系統(tǒng)的樣品尚未完成。但根據(jù) 市場(chǎng)上同類(lèi)產(chǎn)品的測(cè)試參考表明，該豆?jié){機(jī)使用方便，從黃豆的粉碎、過(guò)濾到 豆?jié){的加熱、煮熟全過(guò)程實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)，只需十幾分鐘即可制