基于單片機(jī)的全自動熱飲機(jī)控制器設(shè)計開題報告

1、 淮 陰 工 學(xué) 院畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告學(xué) 生 姓 名：徐 云學(xué) 號：1081203126專 業(yè)：測控技術(shù)與儀器設(shè)計(論文)題目：基于單片機(jī)的全自動熱飲機(jī)控制器設(shè)計硬件設(shè)計指 導(dǎo) 教 師:紀(jì)劍祥2012年2月1日 畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）開 題 報 告1結(jié)合畢業(yè)設(shè)計（論文）課題情況，根據(jù)所查閱的文獻(xiàn)資料，每人撰寫2000字左右的文獻(xiàn)綜述文 獻(xiàn) 綜 述1 研究的背景單片機(jī)自問世以來，性能不斷提高和完善、其資源又能滿足很多應(yīng)用場合的需要，加之單片機(jī)具有集成度高、功能強(qiáng)、速度快、體積小、功耗低、使用方便、性能可靠、價格低廉等特點1。因此，在工業(yè)控制、智能儀器儀表、數(shù)據(jù)采集和處理、通信系統(tǒng)、高級計

2、算器、家用電器等領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛，并且正在逐步取代現(xiàn)有的多片微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。隨著人們生活水平的不斷提高,單片機(jī)控制無疑是人們追求的目標(biāo)之一。由于單片機(jī)適用與機(jī)，電，儀一體化的智能產(chǎn)品，它具有精度高，低功耗，控制功能強(qiáng)，小巧等優(yōu)點。把它用到儀器儀表上，可使產(chǎn)品的體積縮小，功能增強(qiáng)，實現(xiàn)不同程度的智能化。因而受到人們高度重視，并取得了一系列科研成果，成為傳統(tǒng)工業(yè)技術(shù)改造和新產(chǎn)品更新?lián)Q代的理想機(jī)種，更有廣闊的發(fā)展前景2。隨著中國家電制造業(yè)的蓬勃發(fā)展，全球家電制造基地向中國轉(zhuǎn)移的趨勢愈加明顯。作為家電家族中重要成員的全自動熱飲機(jī)產(chǎn)品卻不為多數(shù)消費者所熟知，但其在歐美等發(fā)達(dá)國家家庭中卻相當(dāng)普及。隨著國內(nèi)

3、人們生活水平的提高和歐美文化及其消費觀念對國人影響的深入，越來越多的國內(nèi)消費者喜歡上了這種實用方便的產(chǎn)品，所以全自動熱飲機(jī)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展前景將會很廣闊。但是國內(nèi)生產(chǎn)的全自動熱飲機(jī)，其溫度控制精度不夠，且操作較為不便，需要手工輔助進(jìn)行間歇式工作。國外的產(chǎn)品的自動水平很高，但是進(jìn)口的價格偏高，對于大多數(shù)國內(nèi)用戶而言，難以承受。因此，設(shè)計開發(fā)一種功能齊全而價格相對較低廉的自動熱飲機(jī)控制系統(tǒng)很是必要3。2 國內(nèi)外全自動熱飲機(jī)的發(fā)展形式水是生命之源，是人體不可缺少的物質(zhì)，它的重要性僅次于空氣。水的功能主要是構(gòu)成全身組織，調(diào)節(jié)體溫，促進(jìn)機(jī)體各系統(tǒng)新陳代謝的化學(xué)反應(yīng)，充做各種物質(zhì)的吸收、運輸及排泄的攜帶體，協(xié)助

4、維持體內(nèi)一切體液的正常滲透壓。隨著科技的發(fā)展，人類文明的進(jìn)步，方便、快捷、健康已經(jīng)成為了人們追求的方向，這在飲用水上也頗有體現(xiàn)。畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）開 題 報 告1902年美國人威利斯·開利設(shè)計了第一個飲水機(jī)系統(tǒng)，這就是我們現(xiàn)在稱之為的飲水機(jī)。1906年他以"空氣處理裝置"為名申請了美國專利。開利的發(fā)明緣于一個印刷作坊，印刷機(jī)由于空氣溫度與濕度的變化使得紙張伸縮不定，油彩對位不準(zhǔn)，印出來的東西模模糊糊。為此開利打開了飲水機(jī)機(jī)商業(yè)化之門。自那以后的20年間，開利的飲水機(jī)逐漸被用來調(diào)節(jié)生產(chǎn)過程中的溫度與濕度。并進(jìn)入諸多行業(yè)，如化工業(yè)、制藥業(yè)、食品及軍火業(yè)。但是可惜

5、的是，飲水機(jī)發(fā)明后的20年間，享受的對象一直是機(jī)器，而不是人。1922年開利工程公司研制成功在飲水機(jī)史上具有里程碑地位的產(chǎn)品-離心式飲水機(jī)機(jī)，簡稱離心機(jī)。離心機(jī)最大的特點是效率高，這為大空間調(diào)節(jié)空氣打開了大門。從此，人成為飲水機(jī)服務(wù)的對象。然而飲水機(jī)真正得到普及，實際上是通過影劇院。1925年的一天，開利與紐約里瓦利大劇院聯(lián)手打出了保證顧客"情感與感官雙重享受"的口號。那一天，里瓦利劇院外人山人海，只不過幾乎人人都帶著把紙扇以防萬一。然而跨入劇院大門一剎那的清涼徹底征服了觀眾。飲水機(jī)自此進(jìn)入了迅猛發(fā)展的階段。家用飲水機(jī)的研制始于20世紀(jì)20年代中期。1928年開利公司推出了

6、第一代家用飲水機(jī)。但因經(jīng)濟(jì)大蕭條和二次大戰(zhàn)，50年代后經(jīng)濟(jì)起飛，家用飲水機(jī)才開始真正走入千家萬戶4。中國的第一臺飲水機(jī)是1992年安吉爾生產(chǎn)的，飲水機(jī)加桶裝水的方便、快捷、健康的飲水方式便在中國興起，到了1999年，市場逐漸成熟5。隨著科技的發(fā)展，人們生活水平的提高，在飲水機(jī)的基礎(chǔ)上，逐漸發(fā)明了豆?jié){機(jī)，冷飲機(jī)以及熱飲機(jī)等飲水系統(tǒng)方面的智能儀器6。冷熱飲機(jī)又叫果汁機(jī),可用于制作各類型的冷飲料和熱飲料。在炎炎的夏日，可以使用該機(jī)制作冰凍牛奶、冰凍啤酒、果汁露、酸梅湯、豆?jié){、汽水、咖啡等各種清涼飲料。在寒冷的冬天,可以使用該機(jī)制作熱牛奶、熱果汁、豆?jié){等熱飲料。廣泛適用于酒店、咖啡廳、企事業(yè)單位及個體

7、冷熱飲店使用7。但是，先如今人們使用的飲水機(jī)、冷飲機(jī)、熱飲機(jī)存在很多局限性。他體現(xiàn)在：一，功能相對簡單，只有簡單的溫度控制且溫控精度低；二，能耗大；三，智能化水平不高，需要人工操作7。本次設(shè)計的全自動熱飲機(jī)則以單片機(jī)為基礎(chǔ)，運用傳感器，實現(xiàn)對溫度更為精確的控制，并且提高智能化水平，更方便、快捷，更人性化、智能化，更能滿足人們對健康、文明、時尚生畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）開 題 報 告的追求。3 課題研究的意義隨著人們生活水平的不斷提高，方便、快捷、健康已成為人們追求的方向，但健康便捷的飲水卻困擾著人們，當(dāng)我們要喝水時是靠我們的感覺來模糊的判斷水溫是否合適，多次的嘗試不僅浪費了我們寶貴的時間也影響

8、及時飲水。只有采取科學(xué)合理的措施，才能確保第一時間喝到合適溫度的水。熱飲機(jī)已成為人們生活中的日常用品，它是一種飲水器具，用電能制熱，可獲得所需溫度的熱水，適合家庭、辦公室、會客室和賓館客房等場所使用8。飲水對人們的健康有著至關(guān)重要的作用，同時省時省力也是人們一直所追求的，因此熱飲機(jī)作為一種水處理設(shè)備的研究在現(xiàn)實生活中有著至關(guān)重要的意義。出于簡單、經(jīng)濟(jì)、實用的考考慮，因此采用單片機(jī)作為控制的核心設(shè)計一種熱飲機(jī)的測量與控制系統(tǒng)9。畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）開 題 報 告參考文獻(xiàn)1 陳陽海.51系列單片機(jī)的基礎(chǔ)知識J.電子制作,2005(12)2 張志良.單片機(jī)原理與控制技術(shù).第1版.北京：機(jī)械工業(yè)出

9、版社,20013 胡如龍.基于AVR單片機(jī)的全自動熱飲機(jī)控制器的設(shè)計J.計算機(jī)測量與控制.2008.16(8)4 5 zhidao.baidu question1506176086 姜寶港.智能家用電器原理與維修M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2002.57 劉大茂.智能儀器原理與設(shè)計.國防工業(yè)出版社,20088 朱欣華，姚天忠，鄒麗新.智能儀器原理與設(shè)計M.北京：中國計量出版社，2008：11-209畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）開 題 報 告2本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段（途徑）1、本課題要研究或解決的問題本設(shè)計以AVR單片機(jī)為核心，分為溫度控制、開關(guān)量的輸出控制、水位檢測控制、數(shù)據(jù)保存

10、等模塊。熱飲機(jī)主要由出粉電機(jī)、攪拌電機(jī)、抽風(fēng)電機(jī)、進(jìn)水電磁閥、出水電磁閥以及加熱裝置等組成。它可以提供特烘咖啡、奶茶、泡沫咖啡奶茶以及白開水四種飲品。對熱飲機(jī)的控制，就是針對不同的飲料選擇對上述裝置的工作進(jìn)行自動控制的過程。2、本課題擬采用的研究手段1）對溫度的控制，我打算采用雙向可控硅調(diào)功電路實現(xiàn)。雙向可控硅是在普通可控硅的基礎(chǔ)上發(fā)展而成的，它不僅能代替兩只反極性并聯(lián)的可控硅，而且僅需一個觸發(fā)電路，是比較理想的交流開關(guān)器件。2）開關(guān)量的輸出控制，即是對出粉電機(jī)，攪拌電機(jī)，抽風(fēng)電機(jī)，進(jìn)水電磁閥，出水電磁閥的控制。通過控制這些開關(guān)量來輸出不同的飲品。我打算利用一種基于功率MOS管的開關(guān)量輸出電路。功率MOS管是一種電壓型控制器件。只要在G-S極加上相應(yīng)的電壓，其D-S間就會流過一定的電流。因此，對功率MOS管的驅(qū)動控制就是對G-S間電壓的控制。3)水位監(jiān)測控制需要用到一個傳感器水位探針。水位探針分為高，中，低三個。通過水位探針探測水位，并向后面的放大電路傳輸信號。水位監(jiān)測控制電路中的放大器采用TLC272。它具有低失調(diào)電壓溫漂，高輸入阻抗，低噪聲和高速度的特點。4）由于單片機(jī)內(nèi)部自帶的EEPROM的最大擦寫次數(shù)不能超過10萬次，明顯不能滿足自動熱飲機(jī)的杯數(shù)計數(shù)，并且有510ms的延時。所以，可以選用