基于單片機(jī)的多功能的豆?jié){機(jī)的控制系統(tǒng)設(shè)計

張濤

摘要：全自動多功能豆?jié){機(jī)以AT89C52單片機(jī)為控制系統(tǒng)中心控制器，該設(shè)計可以提前設(shè)置來預(yù)設(shè)時間，然后借助計數(shù)器倒計時的方式進(jìn)行計數(shù)。當(dāng)接近預(yù)設(shè)時間時，以單片機(jī)控制的全自動豆?jié){機(jī)主動啟動，可以達(dá)到告別早起，節(jié)省時間，有效利用資源的目的。

關(guān)鍵詞：AT89S52單片機(jī)

1 ?研究背景及其意義

豆?jié){是一種歷史悠久的飲品，根據(jù)記載在中國被發(fā)明作為飲品已有近2000多年的歷史了。據(jù)報道，豆?jié){除了具有大量人體需要的鐵、鈣、鋅等礦物質(zhì)元素，另一方面還可以為人體補(bǔ)充維生素b1、b2以及植物蛋白、磷脂等有機(jī)物。如今豆?jié){已經(jīng)是許多人早餐的一部分，由于其味道可口，而且具有很高的營養(yǎng)價值。然而受限于豆?jié){繁雜的制作過程和步驟，家庭制作豆?jié){的比列很小。

伴隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，人民越來越注重食物健康，但是受限于生活節(jié)奏的加快，傳統(tǒng)意義上的豆?jié){機(jī)產(chǎn)生的許多問題不能及時的解決。例如現(xiàn)代豆?jié){機(jī)面臨著清洗困難，在進(jìn)行打漿時時常出現(xiàn)溢出和噴濺的現(xiàn)象，還有谷物利用率不足以及口味單調(diào)的問題。這嚴(yán)重的影響了豆?jié){機(jī)的普及同時也提高了家庭制作豆?jié){的門檻。然而由于人們在身體健康方面的重視不斷提高，許多家庭都傾向于自己制作一杯美味可口的豆?jié){，這個趨勢和想法給全自動豆?jié){機(jī)的飛速發(fā)展提供了不可或缺的動力。于此同時豆?jié){機(jī)向著智能，便捷，高效發(fā)展。

2 ?方案設(shè)計

此方案由溫度傳感器，打漿電路，加熱電路，報警電路，單片機(jī)，電源電路，防干燒、防溢出電路組成。

接通電源后，點(diǎn)擊啟動按鈕，加熱裝置運(yùn)行，于此同時溫度傳感器持續(xù)監(jiān)測容器內(nèi)的水溫，當(dāng)溫度上升到80攝氏度左右時，單片機(jī)控制加熱裝置停止加熱。然后電動機(jī)轉(zhuǎn)動開始間歇式打漿工作，即打漿20秒停止5秒，如此循環(huán)5次后停止打漿。然后單片機(jī)控制加熱裝置繼續(xù)工作，隨著溫度上升，豆?jié){丄溢，當(dāng)液位檢測儀的超聲波檢測到液位超過一定液位值時，再次停止加熱，間隔20秒后繼續(xù)加熱，反復(fù)循環(huán)5次后，報警裝置發(fā)出提示信號，豆?jié){制作完成。

3 ?控制系統(tǒng)的硬件分析

該全自動多功能豆?jié){機(jī)的控制系統(tǒng)中心以AT89C52單片機(jī)擔(dān)任，結(jié)合著防干燒電路，加熱電路等模塊，使豆?jié){機(jī)的控制想較于傳統(tǒng)的豆?jié){機(jī)更加智能和自動。首先當(dāng)容器內(nèi)加入水后，需要設(shè)計裝置對水位進(jìn)行檢測，考慮到設(shè)計的方便和成本，這里選用超聲波SRF04進(jìn)行檢測，加入適量的水后，加熱電路開始工作，為了使溫度達(dá)到理想的值，需要設(shè)置一個溫度傳感器。經(jīng)查詢資料發(fā)現(xiàn)數(shù)字溫度傳感器DS18b20最為常用，因?yàn)橄啾扔谄渌鼫囟葌鞲衅魉鳛閱慰偩€器件線路連接起來更加簡單，體積也小巧易于使用，而且還不必進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換等步驟，使操作起來更簡單。加熱裝置結(jié)束工作后，進(jìn)行下一步的打漿工作，該設(shè)計選用是單相串勵電機(jī)做電機(jī)，通過研究了解到該電機(jī)具有扭矩大，體積小巧，重量輕便等優(yōu)點(diǎn)。打漿完成后繼續(xù)加熱，此時需要設(shè)計防溢出裝置同上選用探針作為傳感器進(jìn)行溢出檢測，加熱結(jié)束后，豆?jié){制作完成，由報警器發(fā)出信號提示即可。

4 ?控制系統(tǒng)的軟件分析

對于軟件方面主要的設(shè)計工作是對AT89C52單片機(jī)進(jìn)行編程，首先繪制一個流程圖設(shè)計出豆?jié){機(jī)功能和滿足要求。接通家用220V電源后，探針開始監(jiān)測容器內(nèi)水位，避免出現(xiàn)干燒情況。若不符合水位要求則報警器發(fā)出聲光信號提醒，只有進(jìn)行切斷電源并且加入適量的水后，全自動豆?jié){機(jī)才會再次開始工作。當(dāng)液位檢測模塊檢測到符合水位要求后，加熱裝置啟動開始正常工作，隨著溫度的升高，與此同時溫度傳感器持續(xù)監(jiān)測水溫，當(dāng)檢測到溫度上升到近80攝氏度時，加熱管暫停加熱。單片機(jī)控制電動機(jī)啟動，以間歇式方式進(jìn)行打漿工作，即電動機(jī)打漿20秒后暫停5秒，如此循環(huán)5次，打漿任務(wù)完成后，加熱裝置繼續(xù)工作，容器內(nèi)豆?jié){經(jīng)加熱后丄溢，液位檢測儀檢測到液位上升到一定值時，會停止加熱20秒，然后加熱裝置繼續(xù)工作進(jìn)行加熱，如此循環(huán)5次，加熱管停止工作，蜂鳴器發(fā)出信號提示豆?jié){制作完成。

根據(jù)上述的要求完成對流程圖的設(shè)計，并且對單片機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的編程工作，達(dá)到設(shè)計的目的。

5 ?結(jié)束語

經(jīng)過多次的修改和改進(jìn)，已基本結(jié)束多功能豆?jié){機(jī)的控制系統(tǒng)的設(shè)計。具體的工作過程為：首先將清洗好的黃豆放入豆?jié){機(jī)的容器內(nèi)，加入適量的水，超聲波裝置對水位進(jìn)行檢測，若未達(dá)到安全工作水位要求，則啟動后會觸發(fā)報警裝置，由蜂鳴器發(fā)出警報聲，提示加水。若水位符合要求，則加熱裝置工作，此時溫度傳感器持續(xù)監(jiān)測水溫變化，如果溫度傳感器檢測到溫度上升到80攝氏度時，單片機(jī)控制加熱管停止加熱，進(jìn)行下一步的打漿工作，電動機(jī)進(jìn)行間歇式工作即工作20秒停止5秒，循環(huán)5次后。加熱管再次工作對豆?jié){繼續(xù)進(jìn)行加熱，隨著溫度不斷升高，溫度達(dá)到一定值時豆?jié){丄溢，超聲波裝置檢測到后，單片機(jī)控制停止加熱，間歇20秒后繼續(xù)加熱，循環(huán)5次后，停止加熱，豆?jié){制作完成，蜂鳴器發(fā)出聲音提示。

以AT89C52單片機(jī)作為該控制系統(tǒng)的中心，和其他元器件的進(jìn)行組合使用，再經(jīng)過設(shè)置好的程序要求進(jìn)行工作運(yùn)行，使該智能豆?jié){機(jī)使用更加的方便，智能，擁有很高的開發(fā)價值。

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