基于單片機(jī)的自動(dòng)豆?jié){機(jī)控制電路設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)論文

1、 課程設(shè)計(jì)（論文）題目名稱基于單片機(jī)的豆?jié){機(jī)控制電路設(shè)計(jì)課程名稱機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說(shuō)明原創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是我個(gè)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(guò)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(guò)的材料。對(duì)本研究提供過(guò)幫助和做出過(guò)貢獻(xiàn)的個(gè)人或集體， 均已在文中作了明確的說(shuō)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(shuō)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(jì)（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求

2、提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（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(jì)（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?jī)?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(jì) 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(jì) 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(duì) : 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(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)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(shí)，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(guò)程，防溢延煮后，發(fā)出報(bào)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(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)的工序包括打漿、煮漿、防溢延

5、煮， 而三個(gè)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(shí)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(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?？梢?jiàn)，只要啟動(dòng)豆?jié){機(jī)，打漿、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。整個(gè)過(guò)程由單片機(jī)全自動(dòng)控制，讓您用起來(lái)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(dòng)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(duì)豆?jié){機(jī)進(jìn)行水位檢測(cè)，符合要求后電加熱管開始對(duì)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(dòng)電機(jī)開始打漿，打漿電機(jī)按間歇方式打漿。打漿過(guò)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，當(dāng)豆?jié){沫接觸到防溢電極時(shí)，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(bào)警信號(hào)。若缺水，則關(guān)閉加熱器和電機(jī)，并發(fā)出報(bào)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(dòng)按鍵并選擇功能后，豆?jié){機(jī)就開始工作，一會(huì)兒就能喝到美味又營(yíng)養(yǎng)的豆?jié){。整 個(gè)過(guò)程由單片機(jī)全自動(dòng)控制，讓你用起來(lái)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(cè)及沸騰 出電路，報(bào)警電路等的控制，達(dá)到只要啟動(dòng)豆?jié){機(jī)以后，所有的控制過(guò)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(cè)，這就需要一 個(gè)傳感器，為了減少成本，這里采用一個(gè)探針來(lái)代替?zhèn)鞲衅鞯氖褂茫缓箝_始對(duì)水進(jìn)行加熱，開始時(shí)需要 把水加熱到80C，這就需要一個(gè)溫度傳感器，這里采用數(shù)字溫度傳感器 DS18b20因?yàn)樗鼏慰偩€器件，線 路簡(jiǎn)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(jiǎn)單形象了很多。由于豆?jié){機(jī)加熱完 畢后，需要啟動(dòng)打漿電機(jī)開始打漿，

8、 這里選用單相串勵(lì)電機(jī)， 因?yàn)榇畡?lì)電機(jī)具有機(jī)動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、 過(guò)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(duì)豆?jié){再次加熱， 這里就用到防溢的裝置與水位檢測(cè)裝置一樣，沸騰溢出裝置同樣采用一個(gè)探針來(lái)替代了傳感器。 對(duì)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(hào)，這里選用一個(gè)報(bào)警器?？刂葡到y(tǒng)的軟件分析軟件上就是對(duì)單片機(jī)的編程， 在編程前需要畫出一個(gè)流程圖， 根據(jù)豆?jié){機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求及目的， 即插上電源、按下啟動(dòng)按鈕并且選擇功能后，先對(duì)豆?jié){機(jī)進(jìn)行水位檢測(cè)，符合要求后就啟動(dòng)加熱裝置對(duì)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(dòng)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(dòng)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(shí)豆?jié){上溢，當(dāng)豆?jié){沫接觸電極時(shí)，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(hào)，提示豆?jié){已經(jīng)做好。此時(shí)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(duì)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(jì)的流程圖后， 對(duì)單片機(jī)進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)的 編程來(lái)配合硬件的設(shè)計(jì)以至于完成整個(gè)豆?jié){機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。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

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(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。 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(dòng)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(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(dòng)直流電路。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(guò)程稱為穩(wěn)壓。233變壓器容量、整流二極管的計(jì)算與選擇據(jù)整流原理，因?yàn)?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?yàn)榉€(wěn)壓器的最大電流是3A,所以流過(guò)二極管的最大電流ID1=1/2li=0.75ID2=0.75A; D2中的四個(gè)二極管的耐壓值至少應(yīng)該為8. 24V，允許流過(guò)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(shí)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(gè)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(duì)220V交

13、流電進(jìn)行降壓，從次級(jí)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(duì)次級(jí)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(shí)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(jiǎn)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(lái)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(shí)，對(duì)D1、D3加正向電壓，DI、D3導(dǎo)通；對(duì)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(shí)，對(duì) D2、D4加正向電壓，D2 D4導(dǎo)通；對(duì)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(jí)電壓的最大值， 比全波整流電路小一 半

15、。橋式整流是對(duì)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匦裕谳斎霝闃?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(gè)二極管，兩兩對(duì)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(shí)，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(duì)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(jì)單片機(jī)的選用單片機(jī)的種類很多，本設(shè)計(jì)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(chǔ)器

16、（PERO）和256bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ) 器（RAM,器件采ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)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(chǔ)單元，功能強(qiáng)大的AT89C52單片機(jī)可適用于提高許多高性價(jià)比的 應(yīng)用場(chǎng)合，可靈活應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域。單片機(jī)的簡(jiǎn)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(gè)雙向 I/O 口， 256x8bit 內(nèi)部 RAM3 個(gè) 16 位可編程定時(shí) / 計(jì)數(shù)器中斷，時(shí)鐘頻率 0.24MHz2 個(gè)外部中斷源，共 6 個(gè)中斷源2 個(gè)讀寫中斷口線， 3 級(jí)

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(shuō)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(huì)聚調(diào)整時(shí)的功能控制。功能包括對(duì)會(huì)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(huì)聚調(diào)整控制，會(huì)聚測(cè)試圖控制，紅外遙控信號(hào)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(jì)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(hào)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(cè)及會(huì)聚調(diào)整狀態(tài)進(jìn)入的控制功能。在被設(shè)計(jì)中溫度傳感器，磨漿及加熱電路，沸騰檢測(cè) 電路及報(bào)警電路等和單片機(jī)相連接時(shí)，只用了P1 口和P3 口，首先通過(guò)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(guò)檢測(cè)這倆個(gè)端口的高低電位來(lái)對(duì)水位和沸騰溢出進(jìn)行檢測(cè)的。加熱時(shí)，因?yàn)闇囟葌鞲衅鳛閱尉€智能數(shù)字傳感器，P3.0和P3.4作為輸出端口，與三級(jí)管組成一個(gè)驅(qū)動(dòng)控制電路，當(dāng)程序給一個(gè)加熱或打漿信號(hào)時(shí)，這倆個(gè)端口相應(yīng)的變成高 電位使三級(jí)管和導(dǎo)通繼而驅(qū)動(dòng)繼電器工作。報(bào)警電路和單片機(jī)端口組合時(shí)，單片機(jī)的端口組合

20、時(shí)，單片機(jī) 的端口同樣也是作為一個(gè)輸出端口來(lái)使用的。3.2溫度檢測(cè)電路的設(shè)計(jì)當(dāng)豆?jié){機(jī)正常工作時(shí)，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(gè)溫度傳感器來(lái)檢測(cè)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(jiǎn)介DS18B2C是美國(guó)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(cè)溫度并且可根據(jù)實(shí)際要求通過(guò)簡(jiǎn)單的編程實(shí)現(xiàn)912位

21、數(shù)字值讀數(shù)方式?？梢苑謩e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(lái)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(wú)需額外電源。因而使用 DS18B20可使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更趨簡(jiǎn)單，可靠性更高。他在測(cè)溫精度、轉(zhuǎn)換時(shí)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(lái)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(gè)接口引腳即可通信多點(diǎn)能力使分布式溫度檢測(cè)應(yīng)用得以簡(jiǎn)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(cè)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(shí)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(jì)或心:情況）半敏系統(tǒng)1.GND為電源地2.DQ為數(shù)字信號(hào)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(cè)溫原理下面介紹51單片機(jī)AT89C52構(gòu)成的測(cè)溫系統(tǒng)的測(cè)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(hào)送給減法計(jì)數(shù)器 2的脈

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

24、測(cè)溫度。斜率累加器用于補(bǔ)償和修正測(cè)溫過(guò)程中的 非線性，其輸出用于修正減法計(jì)數(shù)器的預(yù)置值，只要計(jì)數(shù)門仍未關(guān)閉就重復(fù)上述過(guò)程，直至溫度寄存器值達(dá) 到被測(cè)溫度值，這就是 DS18B20的測(cè)溫原理。另外，由于DS18B20單線通信功能是分時(shí)完成的，他有嚴(yán)格的時(shí)隙概念，因此讀寫時(shí)序很重要。系統(tǒng)對(duì) 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(chǔ)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(jì)DS18B20與單片機(jī)AT89C52的接口設(shè)計(jì)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(gè) MOSFE管和AT89C52的 P1.1來(lái)完成對(duì)總線的上拉。當(dāng)DS18B2處于寫存儲(chǔ)器操 作和溫度A/D變換操作時(shí)，總線上必須有強(qiáng)的上拉，上拉開啟時(shí)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(guò)3個(gè)步驟：初始化、ROMS作指令、存儲(chǔ)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(shí)序，寫時(shí)序和讀時(shí)序，分別編寫3個(gè)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(yàn)中不用這種方式， 只要在數(shù)據(jù)線上加一個(gè)上拉電阻 4.7k歐姆另外2個(gè)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(jì)加熱電路的作用是通過(guò)加熱管把磨成粉末的黃豆煮熟，本設(shè)計(jì)使用的加熱器的功率為800W磨漿電路的作用是通過(guò)電機(jī)把黃豆攪拌成粉末，電機(jī)選用的是單相串勵(lì)電機(jī)，由于串勵(lì)電機(jī)具有轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，過(guò)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(lì)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(jì)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(lái)驅(qū)動(dòng)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(shí)，檢測(cè)完水位正常后，賦給P1.1 一個(gè)電平，軟件檢測(cè)到P1.1變?yōu)榈碗娖胶?，賦給單片機(jī)P3.0腳一個(gè)高電平，使三極管T2飽和導(dǎo)通，電流流過(guò)繼電器JR1, 使觸點(diǎn)閉合，于是加熱管得電開始對(duì)豆?jié){加熱，當(dāng)溫度達(dá)到80攝氏度時(shí)，單線數(shù)字溫度傳感器 DS18B20各溫度信號(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)殡娖剑瑥亩^續(xù)驅(qū)動(dòng)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(cè)及沸騰出檢測(cè)電路的設(shè)計(jì)加熱電路的作用是通過(guò)加熱管把磨成粉末的黃豆煮熟，本設(shè)計(jì)使用的加熱器的功率為800W磨漿電路的作用是通過(guò)電機(jī)把黃豆攪拌成粉末，電機(jī)選用的是單相串勵(lì)電機(jī)，由于串勵(lì)電機(jī)具有啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，過(guò)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(lái)控制自動(dòng)豆?jié){機(jī)缺水時(shí)干燒及沸騰溢出等 問(wèn)題。這單采用探針作為傳感器來(lái)檢

29、測(cè)水位及沸騰溢出，然后通過(guò)比較器輸出高低電平，這樣就可以通過(guò)單 片機(jī)檢測(cè)比較器輸出電平的高低來(lái)檢測(cè)水位及沸騰時(shí)的溢出狀態(tài)。水位檢測(cè)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(cè)傳感器和沸騰溢出傳感器， 為了減少成本，這單采用探針來(lái)代替這兩個(gè)傳感器，使用中將接控制電路的公共點(diǎn)“地”，探針?lè)謩e通過(guò) 傳輸。單片機(jī)的P3.2，P1.3端連接。正常工作時(shí)，KI被水淹沒(méi)，它和地之問(wèn)的電阻較小，與 R13共同對(duì) +5V分壓，U+得到比U-低的電平，比較器輸出低電平。缺水時(shí)，KI露出水面，它的電阻很大，R13共同對(duì)+5V分壓，U+得到比U-高的電壓，比較器輸出高電平，通過(guò)非門后輸出低電平產(chǎn)

30、生下降沿。用軟件檢測(cè)比 較器的電平變化，便知是否缺水。一 rL aw XI-il-.3.6報(bào)警電路的設(shè)計(jì)報(bào)警電路的作州是通過(guò)蜂嗚器發(fā)出聲音信號(hào)，提醒豆?jié){已經(jīng)煮好了。聲音信號(hào)電流從單片機(jī)的P1.5=腳輸入到蜂鳴器LSI發(fā)出聲音。報(bào)警電路如圖4.12所示，報(bào)警電路由單片機(jī)AT89C52與蜂鳴器LS1、發(fā)光 二極管組成。通過(guò)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(dòng)輸出一個(gè)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(bào)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(bào)

31、警電路此次設(shè)計(jì)我做的是基于單片機(jī)的豆?jié){機(jī)控制電路設(shè)計(jì)，講過(guò)多次的修改和整理，可以滿足設(shè)計(jì)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(duì)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(dòng)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(dòng)打漿電機(jī)，如此循環(huán) 6次或者4次。打完漿后，開始對(duì)豆?jié){加熱， 豆?jié){溫度達(dá)到一定值時(shí)豆?jié){上溢，豆?jié){沫接觸到防溢電極時(shí)，停止加熱。豆?jié){機(jī)自動(dòng)進(jìn)入防溢延煮程序，完 成后發(fā)出聲光信號(hào)。但因?yàn)槲业乃接邢?，此電路中也存在著一定的?wèn)題， 比如說(shuō)三端集成穩(wěn)壓器會(huì)產(chǎn)生熱損失， 溫

32、度傳感器 NTC溫度傳感器在本設(shè)計(jì)中只是檢測(cè)了一個(gè)溫度，當(dāng)溫度達(dá)到80度時(shí)單片機(jī)進(jìn)行下一步工作，在這里沒(méi)有充分的利用它的功能及優(yōu)點(diǎn)?？傊?，此設(shè)計(jì)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(jiǎn)單、成本低的特點(diǎn)，加工經(jīng)過(guò)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(jì)豆?jié){機(jī)控制系統(tǒng)的流程圖的設(shè)計(jì)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(guò)示第五章 結(jié)論此次畢業(yè)設(shè)計(jì)要求我們?cè)诶桌蠋煹闹笇?dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行查閱資料，設(shè)計(jì)方案，設(shè)計(jì)電路與編寫 工作程序等工 作，并寫出報(bào)告。這次畢業(yè)論文對(duì)于提高我們

33、的素質(zhì)和科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Ψ浅Ｓ幸?，為以后從事電子電路方面?設(shè)計(jì)，研制電子產(chǎn)品打下了良好的基礎(chǔ)。通過(guò)這兩個(gè)多月的學(xué)習(xí)，發(fā)現(xiàn)了自己的很多不足，自己知識(shí)的很多漏洞，看到了自己的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)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(jì)也讓我看到了團(tuán)隊(duì)的力量，我認(rèn)為我們的工作是一個(gè)團(tuán)隊(duì)的工作，團(tuán)隊(duì)需要個(gè)人，個(gè)人 也離不開團(tuán)隊(duì)，必須發(fā)揚(yáng)團(tuán)結(jié)協(xié)作的精神。剛開始的時(shí)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(jì)，我們的交流幫我解決了很多的問(wèn)題，是同學(xué)們給了我?guī)椭Ｔ诋厴I(yè)設(shè)計(jì)中只有一個(gè)人獨(dú)立 設(shè)計(jì)、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(wèn)題。相互交流討論是我們成功的一

34、 項(xiàng)非常重要的保證。雖然這只是一次的比較簡(jiǎn)單的畢業(yè)制作（基于單片機(jī)的自動(dòng)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(shí)到老一輩對(duì)我們社會(huì)的付出， 為了人們的生活更美好，他們?yōu)槲覀兩鐣?huì)所付出多少心血啊！通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，為完成這次畢業(yè)設(shè)計(jì)我們確實(shí)很辛苦，但苦中仍有樂(lè)，和同學(xué)們一起做畢業(yè)設(shè)計(jì)的 這些日子里，我們有說(shuō)有笑，相互幫助，多少人間歡樂(lè)在這里灑下，大學(xué)里三年的相處也許還趕不上這幾個(gè) 月的共處，我感覺(jué)我和同學(xué)們之間的距離更加近了。這個(gè)工程確實(shí)很累，但當(dāng)我們做完畢業(yè)設(shè)計(jì)的時(shí)候，當(dāng) 我們連好線，按下按鈕，LED亮了起來(lái)，喇叭響起的是我

35、一生以來(lái)最好聽(tīng)的聲音，我們的心中就不免興奮，不 免激動(dòng)。對(duì)我而言，知識(shí)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(duì)我們的指導(dǎo)， 在此向老師說(shuō)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(jì)。在以后的工作中，我一定會(huì)更加努力的學(xué)習(xí)，充分的發(fā)揮自己的特 長(zhǎng)。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(jì)實(shí)

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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(cè)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(jì)應(yīng)用手冊(cè) .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(cè)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(yáng)冊(cè)帽 図皿懼惻陽(yáng)H;憎曲 舊總冊(cè)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(dòng)加熱MOV R1,#1EH; 設(shè)置循環(huán) 30 次（延時(shí) 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(dòng)打漿ACALL BBCLR P1.0ACALL DDDJNZ R0,DJ1;* 煮漿程序 *ZJ1:SETB P1.1;啟動(dòng)加熱MOV R1,#1EH;設(shè)置循環(huán) 30 次（延時(shí) 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(dòng)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(dòng)加熱MOV R1,#1EH; 設(shè)置循環(huán) 30 次（延時(shí) 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(dòng)打漿;啟動(dòng)加熱; 設(shè)置循環(huán) 30 次（延時(shí) 30 分鐘）;調(diào)用* 防溢延煮程序 *FYYZ2:CLR P1.1ACALL AA0SETB P1.1MOV R1,#8ACALL AA0JN