豆浆机控制系统设计.doc

太原科技大学毕业设计（论文）任务书（由指导教师填写发给学生）学院（直属系）： 电子信息工程学院 时间：2016 年 3 月 11 日学 生 姓 名史云杰指 导 教 师金坤善设计（论文）题目 豆浆机控制系统设计主要研究内容掌握单片机开发的一些步骤掌握简单控制系统设计的基本方法熟练掌握一门单片机开发语言研究方法 理论设计与仿真调试相结合主要技术指标(或研究目标)通过功能按键选择控制工作模式运用PWM脉宽调制技术控制电机转速教研室意见研室主任（专业负责人）签字： 年 月 日 说明：一式两份，一份装订入学生毕业设计（论文）内，一份交学院（直属系）目录摘要IABSTRACTII第1章 绪论1第2章 豆浆机控制系统的功能需求分析32.1 控制系统的硬件功能分析32.2 控制系统的软件功能分析4第3章 豆浆机控制系统的硬件设计53.1单片机的简介及其最小系统53.2 电源电路的设计63.2.1 电源模块的组成63.2.2 桥式整流电路简介7稳压器的选用83.2.4 电源工作原理83.3加热及磨浆电路模块93.3.1 温度检测器的选用93.3.2 加热及磨浆电路设计93.4 水位检测电路的设计113.5 报警电路的设计123.6 消泡装置12第4章 控制系统的软件设计144.1 豆浆机控制系统的流程图设计144.2 各阶段程序分析15第5章 系统仿真175.1 湿豆功能模块仿真175.2 果蔬功能模块仿真20第6章 结论22致谢23参考文献24附录25附录A：主电路图25附录B：系统程序27摘要IABSTRACTII第1章 绪论1第2章 豆浆机控制系统的功能需求分析32.1 控制系统的硬件功能分析32.2 控制系统的软件功能分析42.3 控制方案设计42.4 方案论证5第3章 豆浆机控制系统的硬件设计73.1单片机的简介及其最小系统73.2 电源电路的设计8电源模块的组成8桥式整流电路简介9稳压器的选用103.2.4 电源工作原理103.3加热及电机驱动电路模块11加热电路设计11电机驱动电路设计123.4 水位检测电路的设计133.5报警电路的设计143.6 消泡装置15第4章 控制系统的软件设计174.1 豆浆机控制系统的流程图设计174.2系统程序设计18第5章 系统仿真215.1 湿豆功能模块仿真215.2 果蔬功能模块仿真24第6章 结论27致谢29参考文献31附录A：主电路图1附录B：系统程序2摘要本文完成了豆浆机控制系统的系统设计。

在系统硬件设计过程中，选用温度传感器DS18B20和液位传感器实时监测在整个豆浆制作过程中机内液体的温度和液位，其输出与给定值形成的偏差的负反馈作为控制器AT89C51单片机的输入，控制器输出信号驱动放大后分别作用于执行机构，也就是加热器和电机在硬件设计的基础上，利用Keil开发平台，选用C语言完成了系统软件开发，结合Proteus仿真软件进行了仿真，仿真结果表明，控制系统基本能够实现硬件系统的指定功能，特别是以不同的工作模式工作时，通过PWM脉宽调制技术控制的电机以不同的转速工作，增加的物理消泡装置也能按照既定时序工作，满足基本的设计需求豆浆作为日常生活中的常用饮品，其因含有丰富的营养价值而受到百姓喜爱传统豆浆机制作豆浆是将加热与磨浆工作分开进行，且消泡措施为等待消泡，这大大延长了制作时间，不符合当下快节奏的生活方式本设计在保持原有传统豆浆机的加热磨浆，文火煮浆的基础上，控制加热和磨浆的同时进行并将预加热的功率提高到1500W，提高了整个系统的工作效率同时，增加消泡装置采用物理消泡措施减少消泡时间，将整个制作过程控制在七分钟左右，节省宝贵的早晨时间关键词：豆浆机，高效，单片机，电机调速ABSTRACTThe system design of soybean milk machine control system is designcompleted in this paper,in which the temperature sensor DS18B20 and liquid level sensor are chosedto monitorthe temperature and liquid levelin the whole soybean milk makingprocess.The output of the temperature senor is compared with a given value and the deviationis feedbacked to the controller AT89C51 as a input, which outputs signal to drive the implementing agencies, which is also the heater and motor. On the base of the hardware , using Keil development platform and C language completed the system software development, and simuatedwith the Proteus simulation software. Simulation results showed that the control system can achieve the intended function of the hardware system, especially the motor controled by the PWM pulse width modulation technologycan work at a different speed indifferent work mode,and physical eliminating bubble devicecan work in accordance with the established sequence, which meet the basic design requirements.Soybean milk as a commonly used drinks of daily life,and is loved by the people because of its rich nutritional value . Traditional soybean milk production is heating and grinding work separately, and the elimination of bubbles measures is waiting, which greatly extended the production time,does not conform to the fast pace of life style. This design while maintaining the original traditional soybean milk machine heating pulping and simmer pulping controlled heating and grinding at the same time and preheating power is increased to 1500W, improves the work efficiency of the whole system. At the same time, the increase of the bubble device using physical bubble elimination measures to reduce the bubble time, the entire production process control in about seven minutes, saving valuable time in the morning.Keywords:soybean milk machine，efficient, SCM，Motor speed regulation第1章 绪论豆浆机是一种新型的家用饮用机，越来越成为家庭生活的必备品。

使用豆浆机制作豆浆以黄豆为主要原料，通过加热，打浆，延煮等一系列制作流程后可得到美味的热豆浆若在黄豆中配以其它谷物，或者通过改变打浆、加热的时间，可以做出不同口味的豆浆饮料豆浆中不仅含有丰富的植物蛋白，还含有维生素B1、B2和烟酸此外，豆浆还含有铁、钙等多种矿物质，根据调查研究，豆浆中所含的钙是所有乳制品中最高的，非常适合于各种年龄段的人群饮用凭借其细腻的口感和丰富的营养价值，豆浆越来越受到我国人民的喜爱，也越来越成为人们追捧的健康美食随着人们生活水平的提高和健康意识的不断增强，注重饮食卫生的人更喜欢在家中自制豆浆，自制豆浆既方便又放心随着近些年科学技术的不断发展，豆浆机也在不断更新换代，样式也越来越新颖，而且功能也在不断增加不仅如此，大多的豆浆机在机身材料方面运用到食品级的不锈钢，使得机身更易清洗电机周围材料采用隔阻噪音的吸附性材料，尽可能的降低噪音，而且功耗更小、速度更快，打出的豆浆更加的细腻，基本上满足了消费者的多样化、个性化的需求豆浆机基本功能主要有[1]：（1） 干/湿豆功能 “湿豆”功能是用来将泡好的豆子进行打浆，如果忘记泡豆，就选择使用“干豆”功能在设计干豆功能时，在湿豆功能硬件的基础上通过程序改变豆浆机的打磨时间、次数、速度等相关措施，使干豆与湿豆打出的豆浆一样美味。

而且经过对两种所含矿物质与营养成分的分析后发现无论是用干豆还是湿豆做出来的豆浆，营养价值几乎没有任何差异而在生活节奏逐渐加快的当下，使用干豆功能进行打浆越来越成为大众使用豆浆机的主要方式 （2） 果蔬功能 食品卫生越来越成为现代人们饮食关注的焦点，而在一般的果蔬饮料中都含有防腐剂，而与之相比，自己动手做则完全没有这些疑虑在进行果蔬打浆时，不需要加热器工作，同时在进行此功能时由于需要豆浆机内加一些水导致了搅拌空间过大，如果还是按照豆浆制作过程进行打浆，容易出现搅拌不均匀的问题，所以要延长打磨的时间，增加打磨的次数传统的豆浆机是是在接通电源后，将机内液体温度加热到80度左右后就停止加热，进而开始打浆，待打浆一段时间后停止然后再加热，如此反复进行，直到打浆完成虽然这样的豆浆机与传统手工研磨相比已省时省力不少，但由于它的加热和磨浆是分步不同时的，使得整个过程的时间过长，不符合现代人的时间观念在进行本设计时，意识到老款豆浆机存在的这一缺陷并努力寻求解决办法，使得加热煮浆和打豆磨浆能够同时进行无间歇，尽可能缩短时间，只需稍等几分钟就能喝到美味又营养的豆浆整个过程由单片机全自动控制，让您用起来更加的方便快捷、更加的安全放心。

与传统的豆浆机相比，在本设计中引入了主动消泡的装置，而在普通的豆浆机内都没有这一装置，所做的退泡设施只是暂停加热进行退泡等待，而在豆浆机相对密闭的环境下等待豆浆自行冷却降温需要很长的时间，延长了整个制作过程这一装置的引入也基本上解决了在打浆与加热同时进行的情况下产生大量泡沫而出现假溢出的问题，这也是本设计与传统产品相比特点比较突出的部分加入单片机的控制，使得加热环节和消泡环节能够交替有序的进。