豆浆机课程设计设计

、设计目的

二、设计要求

三、总体设计

3.1总体框图

3.2工作原理

3.3主程序框图

四、各部分电路设计

五、整体电路图

六、仿真及测试

七、设计总结

八、参考文献

九、附录目录

、设计目的

豆浆机是一种新型的家用饮用机，以黄豆为原料，直接加工成熟以饮用。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。用单片机设计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，符合要求后电加热管开始对水进行加热，当水温达到80°C左右，豆浆机启动电机开始打浆，打浆过程中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音报警信号。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。

整个过程操作起来比较简单，但由于缺少相应的加热设备，设计方案只进行80 C 以后，剩余操作部分的模拟仿真。

二、设计要求

1、利用单片机设计一个自动控制电路出来控制豆浆机的工作，让它控制豆浆机把容器中浸泡好的黄豆加工成煮好的豆浆。

2、当放入适量浸泡好的黄豆、加入适量的冷水，将豆浆机电源插头插入220V交流电源，豆浆机指示灯亮起、发热管开始对水进行加热，当水加热到80度左右，豆

浆机停止加热，然后开始每粉碎15秒停5秒的粉碎过程。在经过2分钟左右的烧煮，最后豆浆机发出提示音，即告豆浆加工结束；

3、注意：在粉碎和烧煮的过程中，会产生较多的泡沫。所以，这两个阶段存在加热与一出之间的一对矛盾，应有适当的解决方案。

三、总体设计

3.1总体框图

方案1:此方案由单片机、传感器、加热电路、磨浆电路、报警电路组成。如表1所示，其工作原理是先加热，加热到一定温度后，开始磨浆，磨浆完后，磨浆停止, 又开始加热即煮沸后，立即停机，报警提示。

方案2:此方案由单片机、传感器、功能电路、沸腾检测电路、磨浆电路、报警电路等组成。如表2所示，其工作原理是豆浆机加电后直接按“启动”键，控制电路控制豆浆

机进行加热，当温度达到80度左右时，停止加热，开始打浆；打浆电机按间歇方式打浆：运转15秒后停止转运，间歇5秒后再启动打浆电机，如此循环。打浆结束后对豆浆加热，豆浆温度达到一定值时，豆浆上溢。设计时由于缺少加热设备以及仿真原件，我想到模拟传感器发出的上溢和干烧脉冲，当单片机检测到脉冲时，启动相应程序，以解决溢出和干烧状态时出现的不良问题。当豆浆沫接触到防溢电极时，停止加热。当机器内液面低于正常标准，即干烧状态，此时模拟脉冲发射以后，豆浆机发出急促的声音信号，以提醒主人，此刻出现的状况，防止豆浆因为缺水而变焦糊状。此后电机继续运行2分钟，豆浆加工完成，发出间隔式的声音信号。

3.2工作原理

方案一如表1所示，由单片机、电源电路、温度传感器、打浆电路、加热电路、报警电路等组成。工作过程是，先将黄豆放入豆浆机的搅拌器滤网内，搅拌壶内倒入适量的水，装好搅拌机。接上电源，按下“功能键”，开始加热，加热到一定温度后, 开始打浆，打浆结束后，又加热直到豆浆沸腾煮熟，停止加热，发出报警声，提示豆浆已做好。其缺点是：没有防干烧、防溢功能。

方案二如表2所示，由单片机、电源电路、温度传感器、放干烧电路、防溢电路、

打浆电路、报警电路等组成。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，又开始加热，直到豆浆沸腾煮熟，停止加热，发出报警声，提示豆浆已做好。若豆浆较长时间没喝而变凉，按下再加热键HEAT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。

论证后，我选择第二方案。由于缺少相应的温度传感器及加热电路，现实设计与理想方案有部分偏差，比如：温度传感器在实际仿真中不存在，于是改为一个按键式的脉冲发射器，模拟温度传感器达到所检测温度时发出的脉冲。电机电路改为一个发光二级管，通过二极管的明暗来模拟电机的工作状态。至于加热部分，在仿真中没有模拟，只是用电机的旋转来打浆，这一步在两个方案中均有缺失，比较而言，第二种方案较为完整。其原因是：能防止粉碎后煮浆时间过长所易造成的糊锅现象。

3.3主程序框图

报警电路

AT89C51

表3总体设计框图

控制系统首先通过电源电路对系统供电，其中温度传感器、防溢电路、放干烧电

路、时钟电路、复位电路、按键、均是输入部分，声音报警、电机、加热电路均是输出部分。通电后，单片机启动加热器加热，

加热到80°C时停止加热，然后启动电机，电机通过旋转打豆，打豆完成之后，又通过加热器加热。其中复位电路是复位系统的，按键为工作功能选择键。

此时设计体现出来的不同在于，防溢出检测电路和防干烧检测电路均可以由自身电路的按键复位，报警电路有两部分警报，一是防干烧时发出的急促警报，另一种是豆浆加热完成以后，发出的都将制作完毕警报。两种警报发出的声音周期不同。

四、各部分电路设计

防溢出电路及防干烧电路的作用是：以传感器作为信息采集系统的前端单元，来

控制自动豆浆机缺水时干烧及沸腾时溢出豆浆沫等问题。理想设计是采用探针作为传感器来检测水位及沸腾溢出，然后通过比较器输出高低电平，这样就可以通过单片机检测比较器输出电平的高低来检测水位及沸腾时的溢出状态。由于仿真程序中缺少相应的传感器及探针等器件，体现在仿真中的检测电路是模拟脉冲发生器，按下按键时，产生类似豆浆溢出的脉冲，然后单片机读取相应程序，并执行电机停止转动的指令。

对于防干烧检测，也应该采用相应的传感器和探针设计，由于缺少相应器件，同时也为了节约成本，只采用了模拟脉冲发射装置。仿真过程中，按下按键，单片机检测到干烧电路发出的高脉冲，蜂鸣器立即发出紧促的报警声，提示主人采取相应的措施。不足之处是，此刻电机仍在运转。所示电路如图1。