基于單片機(jī)的自動豆?jié){機(jī)控制電路設(shè)計課程設(shè)計論文

1、 課程設(shè)計（論文）題目名稱基于單片機(jī)的豆?jié){機(jī)控制電路設(shè)計課程名稱機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計畢業(yè)設(shè)計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明原創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計（論文），是我個人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工 作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外， 不包含其他人或組織已經(jīng) 發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。對本研究提供過幫助和做出過貢獻(xiàn)的個人或集體， 均已在文中作了明確的說明并表 示了謝意。作者簽名： 日 期：指導(dǎo)教師簽名： 日 期： 使用授權(quán)說明本人完全了解大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求

2、提交畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本 和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝?、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保 存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉績?nèi)容。作者簽名： 日 期：目錄表 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark4 o Current Document 摘要 2第一章緒論 3第二章 HYPERLINK l bookmark10 o Current Document 豆?jié){機(jī)控制系統(tǒng)的功能分析 4第三章 HYPERLINK l bookmark28 o Current Document

3、豆?jié){機(jī)控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計 7第四章 HYPERLINK l bookmark48 o Current Document 豆?jié){機(jī)控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計 14結(jié)論 16 HYPERLINK l bookmark54 o Current Document 參考文獻(xiàn) 17附錄 A HYPERLINK l bookmark56 o Current Document 豆?jié){機(jī)控制系統(tǒng)硬件圖 18附錄 B HYPERLINK l bookmark60 o Current Document 豆?jié){機(jī)控制系統(tǒng)程序清單 19摘要論文針對 : 豆?jié){機(jī)是一種新型的家用飲料機(jī)，以黃豆為原料，直接加工成熟的熱豆?jié){。若在黃豆中配以

4、 芝麻、花生、杏仁等佐料，可以做出各種分為的鮮美飲料。本文介紹的智能豆?jié){機(jī)系統(tǒng)由 MCS-52系列單片機(jī)、溫度傳感器、加熱電路、防溢電路、打漿電路、 報警電路等組成，豆?jié){生產(chǎn)完全自動化。其工作過程是：先將黃豆放入豆?jié){機(jī)內(nèi)，內(nèi)倒入適量的水， 裝好機(jī)頭。接上電源，指示燈 LED亮起，處于待命狀態(tài)。按下功能鍵開始加熱，當(dāng)溫度達(dá)到80C左右時，停止加熱；電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，將黃豆粉碎，而后電機(jī)停轉(zhuǎn)，又開始加熱，直到豆?jié){第一次沸騰，停止加 熱，進(jìn)入防溢延煮過程，防溢延煮后，發(fā)出報警聲，提示豆?jié){已做好。若缺水，則關(guān)閉加熱器和電機(jī)， 并發(fā)出報警聲，直到關(guān)閉電源，加水后才能繼續(xù)使用。豆?jié){生產(chǎn)的工序包括打漿、煮漿、防溢延

5、煮， 而三個工序又密切配合，使生產(chǎn)的豆?jié){味道更好，不同的豆?jié){種類，打漿和煮漿的時間和次數(shù)都不一 樣。磨漿前進(jìn)行預(yù)加熱，既可以提高工作效率，又縮短煮漿的時間，防止磨漿后煮漿時間過長所易造 成的糊鍋現(xiàn)象?？梢姡灰獑佣?jié){機(jī)，打漿、煮漿完全自動化，短短十幾分鐘就自動做好豆?jié){，既 衛(wèi)生可靠，又快捷方便。整個過程由單片機(jī)全自動控制，讓您用起來更加方便、安全。關(guān)鍵詞：MCS-52豆?jié){機(jī)，控制系統(tǒng)，穩(wěn)壓電源。第一章 緒論引言豆?jié){機(jī)由粉碎黃豆的電機(jī)、 豆?jié){機(jī)加熱器和控制電路三大部分組成。用單片機(jī)研制的全自動豆?jié){機(jī)的 控制系統(tǒng)，當(dāng)放入適量泡好的黃豆，加入適量的冷水，把豆?jié){機(jī)的電源插頭插入 220V 交流電源，

6、豆?jié){機(jī) 指示燈亮起，按下按鈕，先對豆?jié){機(jī)進(jìn)行水位檢測，符合要求后電加熱管開始對水進(jìn)行加熱，當(dāng)水溫達(dá)到 80C左右，豆?jié){機(jī)進(jìn)行啟動電機(jī)開始打漿，打漿電機(jī)按間歇方式打漿。打漿過后，開始對豆?jié){加熱，豆?jié){ 溫度達(dá)到一定值時豆?jié){上溢，當(dāng)豆?jié){沫接觸到防溢電極時，停止加熱。然后間歇加熱，最后進(jìn)行豆?jié){的防 溢延煮后發(fā)出聲光報警信號。若缺水，則關(guān)閉加熱器和電機(jī)，并發(fā)出報警聲，直到關(guān)閉電源，加水后才能 繼續(xù)使用。只要按下啟動按鍵并選擇功能后，豆?jié){機(jī)就開始工作，一會兒就能喝到美味又營養(yǎng)的豆?jié){。整 個過程由單片機(jī)全自動控制，讓你用起來更加的方便、更加的安全。第二章 豆?jié){機(jī)控制系統(tǒng)的功能分析豆?jié){機(jī)的控制系統(tǒng)以單片機(jī) A

7、T89C52 為控制核心，結(jié)合控制傳感器，加熱及磨漿電路，水位檢測及沸騰 出電路，報警電路等的控制，達(dá)到只要啟動豆?jié){機(jī)以后，所有的控制過程實(shí)現(xiàn)完全的目的 ?？刂葡到y(tǒng)的硬件分析硬件上豆?jié){機(jī)的控制系統(tǒng)首先需要以單片機(jī) AT89C52為控制核心，剛開始需要水位檢測，這就需要一 個傳感器，為了減少成本，這里采用一個探針來代替?zhèn)鞲衅鞯氖褂茫缓箝_始對水進(jìn)行加熱，開始時需要 把水加熱到80C，這就需要一個溫度傳感器，這里采用數(shù)字溫度傳感器 DS18b20因為它單總線器件，線 路簡單，體積小，省去了 A/D 轉(zhuǎn)換，并行擴(kuò)展等步驟，使硬件圖變得簡單形象了很多。由于豆?jié){機(jī)加熱完 畢后，需要啟動打漿電機(jī)開始打漿，

8、 這里選用單相串勵電機(jī)， 因為串勵電機(jī)具有機(jī)動轉(zhuǎn)矩大、 過載能力強(qiáng)、 體積小、重量輕等很多優(yōu)點(diǎn)， 并且改類型電機(jī)在家用電器使用很普遍。 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水位檢測裝置一樣，沸騰溢出裝置同樣采用一個探針來替代了傳感器。 對豆?jié){再 次加熱完畢后，預(yù)示著豆?jié){加工完成了，最后發(fā)出音響信號，這里選用一個報警器。控制系統(tǒng)的軟件分析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，先對豆?jié){機(jī)進(jìn)行水位檢測，符合要求后就啟動加熱裝置對水 加熱，當(dāng)水溫達(dá)到了 80T左右，豆?jié){機(jī)停止加熱。啟

9、動磨漿電機(jī)開始打漿，磨漿電機(jī)按間歇方式打漿：運(yùn) 轉(zhuǎn) 15 秒后停止運(yùn)轉(zhuǎn)，間歇 5 秒后再啟動打漿電機(jī)，如此循環(huán) 5 次。打漿結(jié)束后，電加熱器繼續(xù)加熱，一 直加熱到一定值時豆?jié){上溢，當(dāng)豆?jié){沫接觸電極時，停止加熱，間歇 20 秒后在開始加熱，如此循環(huán) 5 次 豆?jié){加工完成，間歇 10 秒后發(fā)出音響信號，提示豆?jié){已經(jīng)做好。此時關(guān)閉開關(guān)、拔下電源插頭后，即可 準(zhǔn)備飲用豆?jié){。按照上述對豆?jié){機(jī)控制系統(tǒng)的要求， 完成豆?jié){機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計的流程圖后， 對單片機(jī)進(jìn)行軟件設(shè)計的 編程來配合硬件的設(shè)計以至于完成整個豆?jié){機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計。電源電路設(shè)計電源是各種電子設(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

10、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)壓電源分線性電源和開關(guān)電源兩大類。隨著集成電路飛速發(fā)展，穩(wěn)壓電 路也迅速實(shí)現(xiàn)集成化市場上已有大量生產(chǎn)各種型號的單片機(jī)集成穩(wěn)壓電路。 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)。231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)電壓波動或負(fù)載改變時，將會引起輸出端電壓改變而不穩(wěn)定。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。2.3.2電源的組成電源由電源變壓器、整

11、流電路、濾波電路、穩(wěn)壓電路組成。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。整流電路：利用單向?qū)щ娖骷⒔涣麟娹D(zhuǎn)換成脈動直流電路。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。穩(wěn)壓電源：利用電路的調(diào)整作用使輸出電壓穩(wěn)定的過程稱為穩(wěn)壓。233變壓器容量、整流二極管的計算與選擇據(jù)整流原理，因為 UO=O.9U2則可以得到U2=UO/O.9=5v/0.95.56V。在考慮到變壓器、繞組損耗（壓降）和整流二極管的壓降，在T程中必須再在上述基礎(chǔ)上增加5%即U2=5. 56*（1+5%） 5.83V，整流二極管的承受最大的反向電壓UDI=21/2U

12、25.83V，因為穩(wěn)壓器的最大電流是3A,所以流過二極管的最大電流ID1=1/2li=0.75ID2=0.75A; D2中的四個二極管的耐壓值至少應(yīng)該為8. 24V，允許流過的最大電流為0.75A。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= U1/U2 = . 220/12 =0.003。變壓器副邊的有效值：I2=1.II*I.5=1.67A. 變壓器的容量： S=UI=5.83*1.67=9.74W。2.3.4電源工作原理整個電源電路如圖4.1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。當(dāng)電 源接入220V交流電，TR1開始對220V交

13、流電進(jìn)行降壓，從次級輸出12V左右的低壓交流電，從而適應(yīng)電 路的使用要求。整流硅對次級輸出的交流電進(jìn)行橋式整流，再由E2、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。經(jīng)78L05穩(wěn)壓作用后輸出+5V的直流電壓，經(jīng)E3 C3濾波后輸出紋波很低的+5V電壓，作為單片機(jī)的工作電源，以保證單片機(jī)工作時的穩(wěn)定和可靠。U4-BRiDGETRW2R5丄ca.-L C7. = n&.iuF-圖4.1豆?jié){機(jī)控制系統(tǒng)的電源電路118頑F LECMREBI DM235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)橹绷麟姟?橋

14、 式整流電路圖如圖4.4，它的工作原理如下：輸入為正半周時，對D1、D3加正向電壓，DI、D3導(dǎo)通；對D2 D4加反向電壓，D2、D4截止。電路中構(gòu)成ab、D1、R D3通電回路，在R上形成上正下負(fù)的半波整洗電壓, 輸入為負(fù)半周時，對 D2、D4加正向電壓，D2 D4導(dǎo)通；對D1、D3加反向電壓，D1、D3截止。電路中構(gòu) 成ab、D2、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。圖4.2如此重復(fù)下去，結(jié)果在R上便得到全波整流電壓。其波形圖和全波整流波形圖是一樣的。從圖 4.4中 還不難看出，橋式電路中每只二極管承受的反向電壓等于變壓器次級電壓的最大值， 比全波整流電路小一 半

15、。橋式整流是對二極管半波整流的一種改進(jìn)。半波整流利用二極管單向?qū)ㄌ匦?，在輸入為?biāo)準(zhǔn)正弦波 的情況下，輸出獲得正弦波的正半部分，負(fù)半部分則損失掉。橋式整流器利用四個二極管，兩兩對接。輸 入正弦波的正半部分是兩只管導(dǎo)通，得到正的輸出；輸入正弦波的負(fù)半部分時，另兩只管導(dǎo)通，由于這兩 只管是反接的，所以輸出還是得到正弦波的正半部分。 橋式整流器對輸入正弦波的利用效率比半波整流高 一倍。第三章 豆?jié){機(jī)控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計單片機(jī)的選用單片機(jī)的種類很多，本設(shè)計采用 AT89C52 AT89C52是ATME公司生產(chǎn)的低電壓，高性能 CMOS位單 片機(jī)，片內(nèi)含8Kbytes的可反復(fù)擦寫的Flash只讀程序存儲器

16、（PERO）和256bytes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)MCS-51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AT89C52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。單片機(jī)的簡介（1）AT89C2主要性能參數(shù)兼容MCS-52產(chǎn)品指令系統(tǒng)，8k可反復(fù)擦寫（）1000）的Flash ROM32 個雙向 I/O 口， 256x8bit 內(nèi)部 RAM3 個 16 位可編程定時 / 計數(shù)器中斷，時鐘頻率 0.24MHz2 個外部中斷源，共 6 個中斷源2 個讀寫中斷口線， 3 級

17、加密位低耗空閑和掉電模式（ 2）引腳功能引腳如圖 4.2 所示SRMTP3 cyjnP3 ITOXTAL：XT.UJE9CT2vxXl.CX3-C3 M豐心 ?0，心 306.0!Pl R4H 5HaP1F訊A1：P21A13P2 6-C*P2-A1圖3.1單片機(jī) AT89C52引腳功能說明：AT89C52是為40腳雙列直插封裝的8位通用微處理器，采用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的C51內(nèi)核，在內(nèi)部 功能及管腳排布上與通用的8xc52相同，其主要用于會聚調(diào)整時的功能控制。功能包括對會聚主TC內(nèi)部寄存器、數(shù)據(jù)RAM及外部接口等功能部件的初始化，會聚調(diào)整控制，會聚測試圖控制，紅外遙控信號IR的接收解碼及與主板CPU!

18、信等。AT89C2的引腳圖1所示，主要管腳有：XTAL1（ 19腳）和XTAL2（ 18腳） 為振蕩器輸入輸出端口，外接12MHz品振。RST/Vpd（ 9腳）為復(fù)位輸入端口，外接電阻電容組成的復(fù)位電 路。VCC（40腳）和VSS（9腳）為供電端口，分別接+5V電源的正負(fù)端。P0P3為可編程通用I/O腳，其功能 用途由軟件定義，在本設(shè)計中，P0端口（ 3239腳）被定義為N1功能控制端口，分別與N1的相應(yīng)功能腳 相連接，13腳定義為IR輸入端，10腳和11腳定義為12C總線控制端口，分別連接 N1的SDAS（ 18腳） 和SCLS（ 19腳）端口，12腳、27腳及28腳定義為握手信號功能端口，

19、連接主板 CPU的相應(yīng)功能端，用 于當(dāng)前制式的檢測及會聚調(diào)整狀態(tài)進(jìn)入的控制功能。在被設(shè)計中溫度傳感器，磨漿及加熱電路，沸騰檢測 電路及報警電路等和單片機(jī)相連接時，只用了P1 口和P3 口，首先通過單片機(jī)中的CPU各P1.5 口變成高電位，使發(fā)光二極管D4發(fā)光顯示，以示電源電路正常，單片機(jī)的CPU就是通過檢測這倆個端口的高低電位來對水位和沸騰溢出進(jìn)行檢測的。加熱時，因為溫度傳感器為單線智能數(shù)字傳感器，P3.0和P3.4作為輸出端口，與三級管組成一個驅(qū)動控制電路，當(dāng)程序給一個加熱或打漿信號時，這倆個端口相應(yīng)的變成高 電位使三級管和導(dǎo)通繼而驅(qū)動繼電器工作。報警電路和單片機(jī)端口組合時，單片機(jī)的端口組合

20、時，單片機(jī) 的端口同樣也是作為一個輸出端口來使用的。3.2溫度檢測電路的設(shè)計當(dāng)豆?jié){機(jī)正常工作時，需要先加熱到80C左右的溫度，然后停止加熱繼續(xù)下一步的工作， 所以這就需 要一個溫度傳感器來檢測水溫，這里我選用的是NTC熱敏電阻溫度傳感器，選擇它是靈敏度高、反應(yīng)迅速; 電阻值和B值精度高、一致性互換性好；采用雙層密封工藝，具有良好的絕緣密封性和抗機(jī)械碰撞、抗折 彎能力、穩(wěn)定性好、可靠性高。321溫度傳感器DS1820簡介DS18B2C是美國DALLAS導(dǎo)體公司繼DS1820之后推出的一種改進(jìn)型智能溫度傳感器。與傳統(tǒng)的熱敏電阻相比，它能夠直接讀出被測溫度并且可根據(jù)實(shí)際要求通過簡單的編程實(shí)現(xiàn)912位

21、數(shù)字值讀數(shù)方式。可以分別在93.75ms和750ms內(nèi)完成9位和12位的數(shù)字量，并且從 DS18B2C讀出的信息或?qū)懭?DS18B20的信息僅需 要一根口線（單線接口）讀寫，溫度變換功率來源于數(shù)據(jù)總線，總線本身也可以向所掛接的DS18B20供電，而無需額外電源。因而使用 DS18B20可使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更趨簡單，可靠性更高。他在測溫精度、轉(zhuǎn)換時間。傳輸 距離、分辨率等方面較DS18B20有 了很大的改進(jìn)，給用戶帶來了跟方便的使用和更令人滿意的效果。（1）DS18B20獨(dú)特的單線接口，只需一個接口引腳即可通信多點(diǎn)能力使分布式溫度檢測應(yīng)用得以簡化 不需要外部元件可用數(shù)據(jù)線供電不需要備份電源測量范圍從-5

22、5至+125攝氏度，增量值為0.5攝氏度以九位數(shù)字值方式讀出溫度在一秒內(nèi)把溫度變換為數(shù)字用戶可以定義的，非易失性的溫度變換為數(shù)字告警搜索命令識別和尋址溫度在編定的極限之外的器:件應(yīng)用范圍包括恒溫控制，工業(yè)系統(tǒng)，消（2） DS18B20的引腳如圖5所示肖費(fèi)類產(chǎn)品，溫度計或心:情況）半敏系統(tǒng)1.GND為電源地2.DQ為數(shù)字信號輸入/輸出端3.VDD為外接供電電源圖5溫度傳感器DS18B20勺引腳圖3.3.2溫度傳感器DS18B20勺測溫原理下面介紹51單片機(jī)AT89C52構(gòu)成的測溫系統(tǒng)的測溫原理。如圖 6所示，圖中低溫度系數(shù)品振的振蕩受到的影響很小，用于產(chǎn)生固定頻率的脈沖信號送給減法計數(shù)器 2的脈

23、沖輸入，圖中還隱含著計數(shù)門，當(dāng)計數(shù)門打開時，DS18B20就對低溫度系數(shù)振蕩產(chǎn)生的時鐘脈沖后進(jìn)行計數(shù)，進(jìn)而完成溫度測量。計數(shù)門的開啟時間由高溫度系數(shù)振蕩 器來決定，每次測量前，首先將-55攝氏度所對應(yīng)的基數(shù)分別置入減法計數(shù)器 1和溫度寄存器中，減法計數(shù)器 1和溫度寄存器被預(yù)置在-55攝氏度所對應(yīng)的一個基數(shù)值。減法計數(shù)器 1對低溫度系數(shù)振產(chǎn)生的脈沖信號進(jìn)行 減法計數(shù)。當(dāng)減法計數(shù)器1預(yù)置值見到0時溫度寄存器的值將加1,減法計數(shù)器1的預(yù)置將重新被裝入，減法 計數(shù)器1重新開始對低溫度系數(shù)品振產(chǎn)生的脈沖信號進(jìn)行計數(shù)，如此循環(huán)直到減法計數(shù)器2計數(shù)到0時，停止溫度寄存器值的累加，此時溫度寄存器中的數(shù)值即為所

24、測溫度。斜率累加器用于補(bǔ)償和修正測溫過程中的 非線性，其輸出用于修正減法計數(shù)器的預(yù)置值，只要計數(shù)門仍未關(guān)閉就重復(fù)上述過程，直至溫度寄存器值達(dá) 到被測溫度值，這就是 DS18B20的測溫原理。另外，由于DS18B20單線通信功能是分時完成的，他有嚴(yán)格的時隙概念，因此讀寫時序很重要。系統(tǒng)對 DS18B20勺各種操作必須按協(xié)議進(jìn)行。操作協(xié)議為：初始化DS18B20（發(fā)復(fù)位脈沖）一發(fā)ROM功能命令一發(fā)存儲器操作命令一處理數(shù)據(jù)。3.3.3DS18B20與單片機(jī) AT89C52的接口設(shè)計DS18B20與單片機(jī)AT89C52的接口設(shè)計如圖6所示，P1.5 口接單線總線為保證在有效的 DS18B20適中周期

25、內(nèi)提供足夠的電流，可用一個 MOSFE管和AT89C52的 P1.1來完成對總線的上拉。當(dāng)DS18B2處于寫存儲器操 作和溫度A/D變換操作時，總線上必須有強(qiáng)的上拉，上拉開啟時間最大為10卩s。采用寄生電源供電方式 VDD和GND端均接地。由于單線制只有一根線，因此發(fā)送接收口必須是三態(tài)的。主機(jī)控制DS18B20完成溫度轉(zhuǎn)換必須經(jīng)過3個步驟：初始化、ROMS作指令、存儲器操作指令。假設(shè)單片機(jī)系統(tǒng)所用的晶振頻率為12MHz根據(jù)DS18B20的初始化時序，寫時序和讀時序，分別編寫3個子程序：INTT為初始化子程序，WRTT為寫（命令或數(shù)據(jù)）子程序，READ為讀數(shù)據(jù)子程序，所有的數(shù)據(jù)讀寫均由最低位開始

26、，實(shí)際在實(shí)驗中不用這種方式， 只要在數(shù)據(jù)線上加一個上拉電阻 4.7k歐姆另外2個分別接電源和地。%4vocSS0KRnnRKHLNn圖6溫度傳感器DS18B2C與單片機(jī)AT89C52的連接圖3.4加熱及磨漿電路的設(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磨漿電路的作用是通過電機(jī)把黃豆攪拌成粉末，電機(jī)選用的是單相串勵電機(jī)，由于串勵電機(jī)具有轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)矩大，過載能力強(qiáng)，調(diào)速方便，體積小等有點(diǎn)，在家用電器中普遍使用。但是串勵電機(jī)的轉(zhuǎn)速很高，為了避免其連續(xù)工作 容易造成損壞，本設(shè)計采用的是間歇性打漿的方式。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

27、把豆?jié){煮熟，同理，繼電器閉合使電機(jī) 運(yùn)轉(zhuǎn)把黃豆攪碎。加熱及磨漿電路的工作原理如圖7所示，加熱及磨漿電路由電器JR1、JR2,三極管T2、T3, 電阻R5, R6以及二極管D1, D2,單片機(jī)AT89C52蛋單片機(jī)工作時，檢測完水位正常后，賦給P1.1 一個電平，軟件檢測到P1.1變?yōu)榈碗娖胶?，賦給單片機(jī)P3.0腳一個高電平，使三極管T2飽和導(dǎo)通，電流流過繼電器JR1, 使觸點(diǎn)閉合，于是加熱管得電開始對豆?jié){加熱，當(dāng)溫度達(dá)到80攝氏度時，單線數(shù)字溫度傳感器 DS18B20各溫度信號傳給單片機(jī)，單片機(jī)檢測到這個信號后，使P3.0腳變?yōu)榈碗娖?，三極管T2截止，繼電器觸點(diǎn)斷開，電阻絲停止加熱。加熱結(jié)束后

28、，單片機(jī) P3.4腳變高電平從而讓繼電器觸點(diǎn)閉合，于是電機(jī)得電開始打漿，在 系統(tǒng)程序得控制下，打漿機(jī)按間歇方式打漿。電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)20秒后，單片機(jī)3.4腳變?yōu)殡娖?，從而繼續(xù)驅(qū)動電機(jī)工作，如此循環(huán)5次打漿結(jié)束。一.F- *圖7豆?jié){機(jī)控制系統(tǒng)的加熱及磨漿電路3.5水位檢測及沸騰出檢測電路的設(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磨漿電路的作用是通過電機(jī)把黃豆攪拌成粉末，電機(jī)選用的是單相串勵電機(jī)，由于串勵電機(jī)具有啟動轉(zhuǎn)矩大，過載能力 強(qiáng)。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。這單采用探針作為傳感器來檢

29、測水位及沸騰溢出，然后通過比較器輸出高低電平，這樣就可以通過單 片機(jī)檢測比較器輸出電平的高低來檢測水位及沸騰時的溢出狀態(tài)。水位檢測及沸騰溢出電路的原理如圖 4.13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(diǎn)“地”，探針分別通過 傳輸。單片機(jī)的P3.2，P1.3端連接。正常工作時，KI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。缺水時，KI露出水面，它的電阻很大，R13共同對+5V分壓，U+得到比U-高的電壓，比較器輸出高電平，通過非門后輸出低電平產(chǎn)

30、生下降沿。用軟件檢測比 較器的電平變化，便知是否缺水。一 rL aw XI-il-.3.6報警電路的設(shè)計報警電路的作州是通過蜂嗚器發(fā)出聲音信號，提醒豆?jié){已經(jīng)煮好了。聲音信號電流從單片機(jī)的P1.5=腳輸入到蜂鳴器LSI發(fā)出聲音。報警電路如圖4.12所示，報警電路由單片機(jī)AT89C52與蜂鳴器LS1、發(fā)光 二極管組成。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)P1.4、P1.5 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。1*7冷RVJl1 WT： 皿 FuniXJK.K.RKtI!JUIU:圖9 U漿機(jī)栓制蔡統(tǒng)的報

31、警電路此次設(shè)計我做的是基于單片機(jī)的豆?jié){機(jī)控制電路設(shè)計，講過多次的修改和整理，可以滿足設(shè)計的基本要求。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。啟動打漿電機(jī)開始打漿，運(yùn)轉(zhuǎn)15秒或者20秒后停止運(yùn)轉(zhuǎn)，停止10秒后再啟動打漿電機(jī)，如此循環(huán) 6次或者4次。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。豆?jié){機(jī)自動進(jìn)入防溢延煮程序，完 成后發(fā)出聲光信號。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

32、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(diǎn)。總之，此設(shè)計以單片機(jī) AT89C51 乍為核心的控制元件，配合其他器件，使豆?jié){機(jī)的控制系統(tǒng)縣有功能強(qiáng)、 性能可靠、電路簡單、成本低的特點(diǎn)，加工經(jīng)過優(yōu)化的程序，使其有很高的智能化水平。第四章 豆?jié){機(jī)控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計豆?jié){機(jī)控制系統(tǒng)的流程圖的設(shè)計N怦止加數(shù). 涼.FT慕E冋15S悴jdtrr豆.開殆冋 出T啤寸，龍咸奇豆過示第五章 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(dú)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。這次畢業(yè)論文對于提高我們

33、的素質(zhì)和科學(xué)實(shí)驗?zāi)芰Ψ浅Ｓ幸?，為以后從事電子電路方面?設(shè)計，研制電子產(chǎn)品打下了良好的基礎(chǔ)。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(shí)踐經(jīng)驗還是比 較缺乏，理論聯(lián)系實(shí)際的能力還急需提高。這次的畢業(yè)設(shè)計也讓我看到了團(tuán)隊的力量，我認(rèn)為我們的工作是一個團(tuán)隊的工作，團(tuán)隊需要個人，個人 也離不開團(tuán)隊，必須發(fā)揚(yáng)團(tuán)結(jié)協(xié)作的精神。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?。在畢業(yè)設(shè)計中只有一個人獨(dú)立 設(shè)計、制作是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，大家的交流討論能幫助自己解決很多實(shí)際的問題。相互交流討論是我們成功的一

34、 項非常重要的保證。雖然這只是一次的比較簡單的畢業(yè)制作（基于單片機(jī)的自動豆?jié){機(jī)控制電路），可是平心而論，也耗費(fèi) 了我們不少的心血，這就讓我不得不佩服專門搞單片機(jī)開發(fā)的技術(shù)前輩，才意識到老一輩對我們社會的付出， 為了人們的生活更美好，他們?yōu)槲覀兩鐣冻龆嗌傩难?！通過這次畢業(yè)設(shè)計，為完成這次畢業(yè)設(shè)計我們確實(shí)很辛苦，但苦中仍有樂，和同學(xué)們一起做畢業(yè)設(shè)計的 這些日子里，我們有說有笑，相互幫助，多少人間歡樂在這里灑下，大學(xué)里三年的相處也許還趕不上這幾個 月的共處，我感覺我和同學(xué)們之間的距離更加近了。這個工程確實(shí)很累，但當(dāng)我們做完畢業(yè)設(shè)計的時候，當(dāng) 我們連好線，按下按鈕，LED亮了起來，喇叭響起的是我

35、一生以來最好聽的聲音，我們的心中就不免興奮，不 免激動。對我而言，知識上的收獲重要，精神上的豐收更加可喜。在此要特別感謝我的指導(dǎo)老師對我們的指導(dǎo)， 在此向老師說一聲，老師您辛苦了！當(dāng)然我也要感謝我的同學(xué)們給予我的幫助。在老師的啟發(fā)和我們共同的 努力下，我們才能順利的完成畢業(yè)設(shè)計。在以后的工作中，我一定會更加努力的學(xué)習(xí)，充分的發(fā)揮自己的特 長。參考文獻(xiàn)I王千使用電子電路大全M.電子-T業(yè)m版社，2001, pl01 :何立民 . 單片機(jī)心用技術(shù)選編 M. 北京：北京航空大學(xué)出版社，1998：李華.MCS-52系列單片機(jī)使用接口技術(shù)M.北京航空航天大學(xué)出版社，1993:彭為. 單片機(jī)典型系統(tǒng)設(shè)計實(shí)

36、例精講 M. 北京：電 jJ ， T 業(yè)出版禮， 2006：潘永雄 . 新編單片機(jī)原理及應(yīng)用 M. 兩安:兩安電 j ，科技大學(xué)出版社， 2003:朱運(yùn)利 . 單片機(jī)技術(shù)應(yīng)用 . 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社， 2005 年 1 月第一版 .張大彪 . 電子技能與實(shí)訓(xùn) . 北京: 電子工業(yè)出版社， 2004 年 7 月.韓全力 . 趙德申 . 微機(jī)控制技術(shù)及應(yīng)用 . 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社， 2004 年 1 月第一版 .閻 石. 數(shù)字電子電路 . 北京 : 中央廣播電視大學(xué)出版社， 1993.張毅坤 . 陳善久，龔雪紅 . 單片微型計算機(jī)原理應(yīng)用 . 西安: 西安電子科技大學(xué)出版社 , 2003.

37、田 良. 黃正瑾，陳建元 . 綜合電子設(shè)計與實(shí)踐 . 南京 : 東南大學(xué)出版社 .楊素行 . 模擬電子電路 . 北京 : 中央廣播電視大學(xué)出版社 , 1994.康平光 . 電子技術(shù)基礎(chǔ) . 北京 : 高等教育出版社 , 2003.14李 華.MCS-52單片機(jī)接口技術(shù)及應(yīng)用.北京：北京航天航空大學(xué)出版社北京 . 機(jī)械工程出版社 .2009福建. 科學(xué)技術(shù)出版社 .200015 王兆安、劉建軍主編 . 電力電子技術(shù) .5 版.16 張友漢主編 . 電子線路設(shè)計應(yīng)用手冊 .1 版.湯光華、宋濤主編 . 電子技術(shù) .1 版.邱世安主編 . 機(jī)電一體化技術(shù) .1 版.北京 . 化學(xué)工業(yè)出版社 2005

38、 西安 . 電子科技大學(xué)出版社 2004何希才編著 . 常用集成電路應(yīng)用實(shí)例 . 1 版. 北京 . 電子工業(yè)出版社 . 2007馮垛生主編 . 變頻器使用指南 .1 版. 北京 . 人民郵電出版社 . 2006 21 謝志萍主編 . 傳感器與檢測技術(shù) .2 版. 北京. 電子工業(yè)出版社 . 2009王兆安、劉建軍主編 . 電力電子技術(shù) .5 版. 北京 . 機(jī)械工程出版社 .2009張友漢主編 . 電子線路設(shè)計應(yīng)用手冊 .1 版. 福建. 科學(xué)技術(shù)出版社 .2000湯光華、宋濤主編 . 電子技術(shù) .1 版. 北京 . 化學(xué)工業(yè)出版社 2005邱世安主編 . 機(jī)電一體化技術(shù) .1 版. 西安.

39、 電子科技大學(xué)出版社 2004何希才編著 . 常用集成電路應(yīng)用實(shí)例 . 1 版. 北京 . 電子工業(yè)出版社 . 2007馮垛生主編 . 變頻器使用指南 .1 版. 北京 . 人民郵電出版社 . 2006謝志萍主編 . 傳感器與檢測技術(shù) .2 版. 北京. 電子工業(yè)出版社 . 2009 附錄A豆?jié){機(jī)控制系統(tǒng)硬件圖- -_ 一 = - 一一 一 一 一一I 1BrR t MH-M u n- I Hit nlr nrM ssrM kEnr丁 丁一 丄IL丨 丁一 朋ry1;、I - IL - -T 丿-a J : J丄 I JI.2FL nrrynlmnrnrrT一 HnrT下nrnrFrr一犧川也

40、圈也陽冊帽 図皿懼惻陽H;憎曲 舊總冊朋除劭廟腎附錄 B 豆?jié){機(jī)控制系統(tǒng)程序清單ORG 0000HAJMP MAINORG 0003HAJMP FGSMAIN:SETB IT0;選擇邊緣觸發(fā)方式SETB EX0; 允許外部中斷 0SETB EA;CPU 允許中斷;* 功能選擇程序 *GNXE:JNB P1.6,GN1;富纖豆?jié){JNB P1.7,GN2;濃香豆?jié){;* 富纖豆?jié){工作程序 *GN1: SETB P1.1;啟動加熱MOV R1,#1EH; 設(shè)置循環(huán) 30 次（延時 30 分鐘）ACALL AA0;調(diào)用MOV B,30H;從 30H 中取溫度值MOV A,#50H;設(shè)定溫度為 80 度D

41、IV AB;比較 A 、B 大小，商存于 A 中CJNE A,#00H,DJ1DJNZ R1,GN1;* 打漿程序 *DJ1:CLR P1.1;停止加熱MOV R0,#6;循環(huán)六次SETB P1.0;啟動打漿ACALL BBCLR P1.0ACALL DDDJNZ R0,DJ1;* 煮漿程序 *ZJ1:SETB P1.1;啟動加熱MOV R1,#1EH;設(shè)置循環(huán) 30 次（延時 30 分鐘）ACALL AA0;調(diào)用JNB P1.3,FYYZ1DJNZ R1,ZJ1;* 防溢延煮程序 *FYYZ1:CLR P1.1;停止加熱ACALL AA0;等待一分鐘SETB P1.1;啟動加熱MOV R1,

42、#8;設(shè)置循環(huán) 8次（防溢延煮 8 分鐘）ACALL AA0;調(diào)用JB P1.3,FYYZ1DJNZ R1,FYYZ1ACALL BJAJMP MAIN;* 濃香豆?jié){工作程序 *GN2:SETB P1.1;啟動加熱MOV R1,#1EH; 設(shè)置循環(huán) 30 次（延時 30 分鐘）ACALL AA0;調(diào)用MOV B,30H;從 30H 中取溫度值MOV A,#50H;設(shè)定溫度為 80 度DIV AB;比較 A 、 B 大小，商存于 A 中CJNE A,#00H,DJ2DJNZ R1,GN2* 打漿程序DJ2:CLRMOVSETB ACALL CLR ACALL DJNZ * 煮漿程序 ZJ2:SETBMOVACALL JB DJNZ*P1.1R0,#4P1.0CCP1.0DDR0,DJ2P1.1R1,#1EHAA0P1.3,FYYZ2R1,ZJ2;停止加熱;循環(huán)四次;啟動打漿;啟動加熱; 設(shè)置循環(huán) 30 次（延時 30 分鐘）;調(diào)用* 防溢延煮程序 *FYYZ2:CLR P1.1ACALL AA0SETB P1.1MOV R1,#8ACALL AA0JN