基于AT89S51单片机的豆浆机.docx

基于AT89S51单片机的豆浆机专 业：自动化0801学生姓名：段家骏指导教师：谢鹏华完成时间：2013年7月29日第一章绪论 11.1引言 11・2原理 1第二章设计方案 22. 1设计思路 22. 2方案设计 2第三章 豆浆机控制系统的功能分析 33.1控制系统的硬件分析 33. 2控制系统的软件分析 3第四章豆浆机控制系统的硬件设计4.1电源电路设计 4.1.1电源的作用 44.1.2电源的组成4.1.3电源工作原理 44.2单片机的选用 4.2.1单片机的简介 54.3温度检测电路的设计 64.3.1 NTC热敏电阻温度传感器简介 64.3.2 ADC0809 简介4.3.3放大器LM324简介 94.3.4四分频电路设计 114.3.5 NTC热敏电阻与单片机AT89C51的接口设计 114.4加热及打浆电路的设计 124. 5防干烧及防溢出电路的设计 134.6报警电路的设计 134.7复位电路的设计 144.8时钟电路及按键设计 15第五章豆浆机控制系统的软件设计 16附录 豆浆机控制系统程序清单 17第一章绪论1.1引言豆浆机是一种新型的家用饮用机，以黄豆为原料，直接加T成熟的热豆浆机。

若在黄豆中配以芝麻、 花生、杏仁等佐料，或者通过改变打浆、加热的时间，可以做出不同种类的豆浆饮料豆浆机由粉碎黄豆的电机、豆浆机加热器和控制电路三大部分组成用单片机研制的全自动豆浆机的 控制系统，当放入适量泡好的黄豆，加入适量的冷水，把豆浆机的电源插头插入220V交流电源，豆浆机 指示灯亮起，按下按钮，先对豆浆机进行水位检测，符合耍求后电加热管开始对水进行加热，当水温达到 80°C左右，豆浆机进行启动电机开始打浆，打浆电机按间歇方式打浆打浆过后，开始对豆浆加热，豆浆 温度达到一定值时豆浆上溢，当豆浆沫接触到防溢电极时，停止加热然后间歇加热，最后进行豆浆的防 溢延煮后发出声光报警信号若缺水，则关闭加热器和电机，并发出报警声，直到关闭电源，加水后才能 继续使用只要按下启动按键并选择功能后，豆浆机就开始T作，一会儿就能喝到美味乂营养的豆浆整 个过程由单片机全口动控制，让你用起来更加的方便、更加的安全1.2原理本设计原理如图1所示声光:加热到80°C时停止加热，然后启动电机，吐复位电路 if中复位电路是复位系统的，按键为工作功能选捋按键AT89C51加热第二章设计方案2. 1设计思路由于以前的豆浆机，磨浆耍过滤豆渣，豆浆熬煮也耍自己动手，还耍特别注意豆浆溢锅的问题，程序 繁琐麻烦，给人们带來不便，针对这些情况拟定开发家用豆浆机全自动控制电路装豊。

家用豆浆机全自动控制装置是在单片机的程序控制下进行工作的打浆时，插上电源插头，接通电源, 直接按“启动”键，控制电路控制豆浆机丁•作先给黄豆加热，并由传感器检测温度，当温度达到80度 左右时，停止加热启动磨浆电机开始磨浆，运转20秒后停止转运，间歇10秒后再启动打浆电机，如此 循环进行打浆6次或者4次磨浆完后，开始对豆浆加热，豆浆温度达到一定值时，豆浆上溢豆浆加工 自动进入防溢延煮程序，豆浆加T完成后发出声光报警信号2. 2方案设计方案如图所示，由单片机、电源电路、温度传感器、放干烧电路电路、防溢电路、打浆电路、加热电 路、报警电路等组成先将黄豆放入豆浆的搅拌器滤网内，搅拌壶内倒入适量的水，装好搅拌机接上电源, 蜂鸣器长鸣一声，提示已接通电源，指示灯LED亮，处于待命状态按下全自动启动键，开始加热，温度 达到80度时，停止加热；搅拌马达运转，将黄豆粉碎，豆浆过滤，然后马达停转，乂开始加热，直到豆 浆沸腾煮熟，停止加热，发出报警声，提示豆浆己做好若豆浆较长时间没喝而变凉，按下再加热键IIEAT, 加热至沸腾后，停止加热，发出报警声若缺水，则关闭加热器和马达，并发出急促的报警声，直到关闭 电源，加好水后才能工作。

选择这种方案的原因是：（1）加丁方式是全口动2）粉碎黄豆前加热可以提高工作效率；缩短粉碎后加热至克浆沸腾时间，防止粉碎后煮浆时间过长所易造成的糊锅现象第三章豆浆机控制系统的功能分析3. 1控制系统的硬件分析豆浆机的控制系统以单片机AT89C51为控制核心，结合控制传感器，加热及打浆电路，防干烧电路及 防溢电路，声光报警等控制，达到只耍启动豆浆机以后，所有的控制过程都实现完全口动化的冃的硬件 上豆浆机的控制系统首先需要有一个单片机芯片作为控制核心来控制它的工作过程，开始时需要把水加热 到80°C,这久需耍一个温度传感器，这里采用NTC热敏电阻温度传感器，因为它灵敏度高、反应快，只是 因为该温度传感器采用模拟量测量过，需耍A/D转换由丁豆浆机需要使用防干烧电极防止出现十烧情况, 所以这里采用一个探针来代替传感器给豆浆机加热完毕后，需要启动电机开始打浆，这里选用单相串励 电机，因为串励电机具有机动转矩大、过载能力强、体积小、重量轻等很多优点，并且改类型电机在家用 电器使用很普遍当打完浆后，需要对豆浆再次加热，这里就用到防溢的装置，与防干烧装置一样，沸腾 溢出装置同样采用探针来替代了传感器对豆浆防溢延煮后，预示着豆浆加T完成了，最后发出声光报警 信号，这里选用一个报警器和发光二极管。

3. 2控制系统的软件分析软件上就是对单片机的编程，在编程前需耍画出一个流程图，根据豆浆机控制系统的设计耍求及冃的, 即插上电源、按下启动按钮并且选择功能后，如果选择功能一(干豆)，且没有出现水位过低的情况，先 延时2秒，然后启动加热装置对水加热，(1)当水温达到了 80°C左右，豆浆机停止加热启动电机高速 旋转打浆，先预打豆8秒然后停5秒，然后自动加热挂泡，停止加热10秒；(2) 进入打浆共6次，每次10秒，间隔6秒3) 停10秒后，再加热到挂泡，如此循环3次4) 停10秒后，继续(2)循环5) 停止10秒后，再加热到挂泡，如此循环6次完成后蜂鸣器提示音1秒一声，连续一分钟后转至每间隔10秒蜂鸣器滴一声提示音，表示工作结束 如果选择功能二(湿豆)，并且没有出现水位过低的情况，就启动加热装置对水加热，(1)水温达到了 80°C左右，第一次预打豆8秒然后停5秒，然后自动加热挂泡，停止加热10秒2) 进入打豆10秒，然后停6秒，如此循环6次3) 停10秒后，再加热到挂泡，如此循环9次，完成后蜂鸣器提示音1秒一声，连续一分钟后转至每间隔10秒蜂鸣器滴一声提示音，表示T作进程结束 按照上述对豆浆机控制系统的耍求，完成豆浆机控制系统设计的流程图后，对单片机进行软件设计的编程 来配合硬件的设计以至于完成整个豆浆机控制系统的设计。

U4D1SZDICEEhccBRIDGEC87855oo:C7：:来C6 :會指示灯Q.1uF--・ WuF ・ WF LED-GREBJTRAN・2P2$豆浆机控制系统的电源电路第四章豆浆机控制系统的硬件设计4.1电源电路设计电源是各种电子设备必不可少的组成部分，其性能的优劣直接关系到电子设备的技术指标以及能否安 全可靠的工作H前常用的直流稳圧电源分线性电源和开关电源两大类随着集成电路飞速发展，稳压电 路也迅速实现集成化市场上已有大量生产各种型号的单片机集成稳压电路它和分立晶体管电路比较，具 有很多突出的优点主耍体现在体积小、重量轻、耗电省、可靠性高、运行速度快，且调试方便、使用灵活, 易于进行大量自动化生产4.1.1电源的作用各种电子电路綁要求用稳定的直流电源供电，由整流滤波电路可输岀较为平滑的直流电圧，但当电网 电压波动或负载改变时，将会引起输出端电压改变而不稳定为了获得稳定的输出电压，滤波电路的输出 电压还应该经稳稳压电路进行稳压4.1.2电源的组成电源由电源变压器、整流电路、滤波电路、稳压电路组成4.1.3电源工作原理整个电源电路如图4.1所示，控制电路采用变压器降压、晶体二极管整流等方法获得工作电源。

当电 源接入220V交流电，TR1开始对220V交流电进行降压，从次级输岀12V左右的低压交流电，从而适应电 路的使用要求整流硅对次级输出的交流电进行桥式整流，再由E2、C2进行滤波，已形成较平滑的直流 电，送给三端集成正输岀稳压器78L05进行稳压调整经78L05稳压作用后输岀+5V的直流电压，经E3、 C3滤波后输出纹波很低的+5V电压，作为单片机的工作电源，以保证单片机工作时的稳定和可靠DED1炸DIOAMECECEBRIDGEU4781H5□ZO指弼 LH>-GREBiTR.側2P2$ .4. 2单片机的选用市面上的单片机很多，本设计釆用AT89C5KAT89C51是美国ATMEL公司生产的低电压，高性能CM0S8 位单片机，片内含4Kbytes的可反复擦写的只读程序存储器(PEROM)和128bytes的随机存取数据存储器 (RAM),器件采 ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器(CPU) 和Flash存储单元功能强大的AT89C51单片机可适用丁提高许多高性价比的应用场合，可灵活丿应用于各种 控制领域4.2.1单片机的简介(1) 主要性能参数：兼容MCS-51产品指令系统完全兼容4K字节可重擦写Flash闪速存储器1000次擦写周期全静态操作：0Hz-24MHz128X8字节内部RAM32个可编程I/O 口线2个16位定时/计数器6个中断源可编程串行UART通道低耗空闲和掉电模式(2) 引脚功能99 0 1 ・・・12345678 ・OM 00 00 • • •XTAL2RSTP0.0//WP0.1/AD1P0.2/AD2P0.3/AD3P0.4/AD4P0.5/jAD5P0.6/AE6P0.7/AD7P2.0/fieP2A/PQP2.2/A10PSENP2.3/A11ALE EAP2.4/A12 DO RiMQP2.6/A14P1D P1.1P2.7/A15 n/D Yrsro.U/nAlPP3.1/TXDP12P3.2/INT0P13 P1.4P15PUBP1.7P3.3/INT1do /i/mDO = fTADO QACQro.O/UUK7 /onJI:37:36:35:34:33:32:21-一22.23:垮263:10-11:12:13:14:^:17:引脚如图4. 2所示4.3温度检测电路的设计当豆浆机正常工作时，需要先加热到80°C左右的温度，然后停止加热继续下一步的工作，所以这就需 耍一个温度传感器来检测水温，这里我选用的是NTC热敏电阻温度传感器，选择它是灵敏度高、反应迅速; 电阻值和13值精度高、一致性互换性好；采用双层密封工艺，具有良好的绝缘密封性和抗机械碰撞、抗折 弯能力、稳定性好、可靠性高。

4.3.1 NTC热敏电阻温度传感器简介热敏电阻传感器是对温度敏感的电阻器的总称，是半导体测温元件按温度系数分为负温度系数热敏 电阻（N TC）和正温度系数热敏电阻（PIC）两大类NIC热敏电阻以MF为其型号，PIC热敏电阻以MZ为其型 号负温度系数热敏电阻大多是由Mn （镭）、Ni （银）、Co （钻）、Fe（铁）、Cu 。