滨江学院
毕业论文（设计）
题 目 基于单片机的高效省时豆浆机控制器设计
院 系 滨江学院电子工程系 专 业 通信工程 学生姓名 朱成刚 学 号 20092334940 指导教师 吴阳春、张银胜 职 称 高级工程师
二 Ｏ一 三 年 五 月 三 十 日
目 录
1引言 ............................................................. 1 1.1课题背景 ...................................................... 1 1.2目的及意义 .................................................... 2 1.3 主要完成的任务 ............................................... 2 2方案比较 ......................................................... 2 3硬件电路设计 ..................................................... 2 3.1总体电路设计 .................................................. 2 3.2单片机最小系统 ................................................ 3 3.3电源电路设计 .................................................. 4 3.3.1 电源的作用 ................................................ 4 3.3.2 电源的组成 ................................................ 4 3.3.3 变压器容量、整流二极管的计算与选择 ........................ 4 3.3.4稳压器的选用 .............................................. 4 3.3.5电源工作原理 .............................................. 5 3.4 加热及磨浆电路设计 ........................................... 6 3.5 水位检测及沸腾溢出检测电路设计 ................................ 7 3.6 报警电路设计 ................................................. 8 3.7 主动消泡装置电路设计 ......................................... 9 4元器件介绍 ...................................................... 10 4.1 AT89C51简介 ................................................. 10
4.1.1 主要性能 ................................................. 10 4.1.2 管脚说明 ................................................. 11 5软件设计 ........................................................ 13 5.1 控制系统的软件功能分析 ....................................... 13 5.2 控制系统的软件功能实现 ....................................... 13 5.3 控制系统的仿真及调试 ........................................ 15 6结束语 .......................................................... 18 参考文献 .......................................................... 18 致谢 .............................................................. 19 附录 .............................................................. 21 附录1 ........................................................... 21 附录2 ........................................................... 22 附录3 ........................................................... 30
基于单片机的高效省时豆浆机控制器设计
朱成刚
南京信息工程大学滨江学院，南京 210044
摘要：本文研究了基于AT89C51单片机的豆浆机控制器设计，实现豆浆机控制系统基本功能，如加热、防干烧，防溢出，报警等功能的实现。通过应用1500W大功率加热管，并在搅拌机上添加了消泡装置，实现大功率加热与打浆同时进行，文火加热阶段伴随着消泡装置消除气泡。最终实现的成果是要与普通豆浆机相比，工作一次仅需10分钟左右，大大提高了豆浆机的工作效率。 关键词：豆浆机；高效省时；单片机；主动消泡
1引言
1.1课题背景
在中国，喝豆浆成为老百姓离不开的日常活动，并诞生出豆浆文化。豆浆也被中国营养学家推荐为防治高脂血症、高血压、动脉硬化等疾病的理想食品，豆浆成为众多家庭的早餐必备饮品。因此，在豆浆摊、餐饮店、超市货架等地，随处可见豆浆的身影。不过，公开销售场所豆浆的卫生状况、掺水比例、新鲜指数、煮熟程度等问题，颇令消费者顾虑。因此，为了喝上新鲜营养的豆浆，很多家庭开始购买豆浆机自治豆浆[1]。
世界上第一台全自动家用豆浆机是九阳1994年生产的。自此豆浆机开始步入普通人的生活。到2008年，豆浆机从有网进入了无网时代，可以说是中国豆浆机发展史上一次里程碑的技术进步。而我想通过PLC技术为豆浆机增加新的功能，为客户提供更快更舒适更周全的服务。除了让老百姓每天能喝上健康的豆浆外，还能感受生活美好[2]。
国内医学在很早以前就已经肯定豆浆的保健作用。豆浆具有平和，补虚润燥、清肺化痰的功效。现代医学研究认为，中老年女性喝豆浆有益于身体健康、对于延缓衰老有着明显的好处。豆浆中除了含有氧化剂、矿物质和维生素等物质，还含有一种牛奶所没有的植物雌激素叫做\黄豆苷原\，该物质对于调节女性内分泌系统具有很大的帮助[3]。
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1.2目的及意义
本论文设计的这款豆浆机的目的在于利用AT89C51完成单片机豆浆机控制系统基本功能如加热功能，防干烧功能，防溢出功能，报警功能和主动消泡装置的设计。利用大功率加热和主动消泡装置在制作豆浆过程中节约很多时间，从而只需要等待十分钟就能制浆成功，为上班族带来更好的方便省时。
1.3 主要完成的任务
本论文针对现有豆浆机制浆时间长的问题，在不改变原有豆浆机的基础上，实现基本功能如加热,防干烧,防溢出,报警等并且增加了主动消泡装置，通过单片机控制器使加热和制浆同时进行，将现有的时间缩短一半,最终制成新鲜口渴的豆浆。
2方案比较
方案一：豆浆的传统制作方法
传统的豆浆机是由粉碎黄豆的电机、豆浆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，当将适量浸泡好的的黄豆放入杯皿中，然后加入适量的冷水，再将浆豆浆机电源插头插入220V交流电源，这时豆浆机指示灯就会亮起，按下按钮，先对豆浆机进行水位检测，符合要求后加热管开始对水进行加热，当水温达到80℃左右，豆浆机停止加热。启动磨浆电机开始磨浆，磨浆电机按间歇方式打浆：运转15秒后停止运转，间歇5秒后再启动打浆电机，如此循环5次。磨完浆后，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，间歇20秒后在开始加热，如此循环5次，豆浆加工完成，间歇10秒后发出音响信号[4]。
方案二：高效省时全自动控制
本文选择了方案二，在设计的这款新型豆浆机是在原有的基础上加上了主动消泡装置，并且加热煮浆和打豆磨浆同时无间歇进行。由此就可以大大缩短制作时间，提高工作效率，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。
3硬件电路设计
3.1总体电路设计
本文设计的硬件上豆浆机控制系统分为三个部分。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，刚开始需要进行水位检测，这就需要一个传感器，为了减少成本，这里采用一个探针来代替传感器的使用，然后开始对水进行加热，加热时需要把水预先加热到80℃，这时使用全功率加热，加热管功率为1500W，这里加热管的功率是传统的豆浆机的两倍，这样就能够节省出一部分时间。第二
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