智能豆浆机设计毕业设计(论文)

摘

要

由于传统豆浆制作时间长，所以设计一款智能豆浆机是非常有必要的。本设计是基于MCS- 51单片机的智能豆浆控制系统，主要由温度传感器、防溢防干烧电路、打浆电路、加热电路、报警电路等组成。生产过程打浆前进行预热可以缩短煮浆时间，防止煮浆过程过长而造成的糊锅现象，这样大大提高了工作效率，能在短短十多分钟内为你送上一杯美味可口的豆浆，既方便快捷又安全可靠。

关键词：豆浆机，MCS-51，控制系统

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A BSTR A CT

Due to the long tradition of milk production time, so the design of a smart Soymilkis very necessary. This design is based on the MCS-51 microcontroller smart milkcontrol system, mainly by the temperature sensor, spill-proof anti-dry circuit,beating thecircuit,heatingcircuit,alarm circuit. Beating the production process beforepreheatingcanshortencookingtimetopreventthepastepotboilingsyrupphenomenon caused l on g pro ce s s, thereby gre atly enhancin g the effic ie n c y, in just te n m inutes canse nd you a gla s s of delic ious milk both conveni e nt an d secure.

Keywor ds：Soymilk, MCS-51, Controlsystems

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目录

摘 要 .......................................................................................................................................... 1 ABSTRACT . ...................................................................................................................................................................................................... I II

第 1 章引言 . .................................................................................................................. 1

1. 1 绪论 . ............................................................................................................... 1

1. 2 设计背景与意义 ..................................................................................... 1

1. 3 工作原理 .................................................................................................... 1

第 2 章豆浆机设计方案选定 . ................................................................................. 3

2. 1 方案设计 .................................................................................................... 3

2. 2 方案论证 .................................................................................................... 4

第三章豆浆机控制系统的硬件设计 ................................................................... 5

3. 1 单片机的选用 . ........................................................................................ 5

3. 1. 1 AT89C51单片机的简介 ................................................................ 5

3. 2 电源电路设计 . ........................................................................................ 7

3. 2. 1 电源的作用 ..................................................................................... 8

3. 2. 2 电源的组成 ..................................................................................... 8

3. 2. 3整流二极管、变压器容量的计算与选择 ..................................... 8

3. 2. 4 稳压器的选用 .............................................................................. 9

3. 2. 5 电源工作原理 ............................................................................. 10

3. 3 水位及温度检测电路设计 . ..................................................................... 10

3. 4 加热电路的设计 .................................................................................... 13

3. 5 打浆电路的设计 .................................................................................... 14

3. 6 报警电路的设计 .................................................................................... 15

3. 7 复位电路的设计 .................................................................................... 16

3. 8 时钟电路的设计 .................................................................................... 16

第四章豆浆机控制系统的软件设计 .................................................................. 18

4. 1豆浆机控制系统的流程图的设计 ......................................................... 18

4. 2 定时器子程序设计 . ................................................................................ 22

4. 3 温度采集子程序 .................................................................................... 25

4. 4 设计效果与体会 .................................................................................... 26

第五章结束语 ........................................................................................................ 27

致谢 . ................................................................................................................................. 28

参考文献 . .................................................................................................................... 29

附录 . ................................................................................................................................. 30

附录1 智能豆浆机控制系统硬件图 . ............................................................. 30 附录2 豆浆机控制系统程序 . ........................................................................ 31

第 1章 引言

1. 1 绪论

豆浆是中国传统饮品之一，相传已有1900多年的历史了。豆浆不仅含有丰富的人体必需的铁、钙、锌、磷等几十种矿物质，还含有维生素B1、B2 和植物蛋白质、磷脂等，所以它是一种老少皆宜的营养饮品。豆浆具有四大功效：1. 富含维他命，让你廋得漂亮；2. 降低胆固醇，使血液清澈；3. 具洗净作用，使肠道顺畅；4. 具高热效应，能升高体温。现在大多数人用它配以油条来饮用，是一种非常营养美味的早餐，营养价值非常高。但是由于传统豆浆的制作工艺复杂繁琐，所以人们现在在市面上买到的不一定是新鲜的豆浆。随着人们对身体健康意识的提高，大多数人都愿意在家里亲手制作一杯美味可口的豆浆，这对于家用豆浆机的快速发展起到了一定的引导作用。现在豆浆机向着智能化，快捷化，安全化发展。让大家在快节奏生活的今天也能轻松的制作出一杯美味可口的豆浆作为早餐饮品，大大提高了人们的身体健康。

1. 2 设计背景与意义

1994年，九阳股份公司董事长、总裁王旭宁因爱喝豆浆而研制了九阳豆浆机。随着人们健康意识的不断提高，对绿色环保食品的追求，消费观念的转变，人们对于传统健康饮品的需求不断上升。因此，家用智能豆浆机的需求量呈现出加速增长的势头。2006 年后，东芝、美的、步步高、欧科、苏泊尔等知名品牌相继进入豆浆机这个行业。但九阳凭借着先行者的优势，长期以来都在豆浆机这个行业独占鳌头，具有绝对的领先优势。

在高节奏生活的今天，有太多的人选择了不吃早餐，他们不吃早餐的原因大部分是没有时间制作早餐。所以设计出一款高效省时的豆浆机是非常有意义的。设计出这样一款能为人们健康服务的智能型豆浆机想必能受到广大消费者的青睐的。

1. 3 工作原理

本设计原理图如图1- 1所示。

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图1-1 豆浆机工作原理图

本豆浆机是采用AT89C51单片机设计的一款全自动智能豆浆机，其工作原理大致如下：首先装填好一定量的黄豆和水，按下豆浆机的自动启动键，开始预热至80℃；然后豆浆机自动开始搅拌，粉碎黄豆，过滤豆浆，磨浆完成后开始对豆浆进行加热，加热至沸腾；豆浆机自动进入防溢延煮程序，最后报警提示豆浆已经做好。控制系统通过电源电路对豆浆机供电，输入部分由温度传感器、防溢电路、防干烧电路、时钟电路、复位电路、按键组成；输出部分则包括声光报警、电机、加热电路。

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第 2章 豆浆机设计方案选定

2. 1 方案设计

图 2 -1 方案一框图

方案一：由方案一框图我们可以知道，这个方案是以单片机为核心，由温度传感器、加热电路、打浆电路、报警电路组成。方案一工作原理为，首先装填好水和黄豆，然后开始加热，加热到80℃（由温度传感器检测），打浆电路开始运行，打浆一定时间后，打浆完成，然后又开始加热至沸腾，报警提示豆浆制作完毕。

方案二：由方案二框图我们可以知道，这个方案是以单片机为核心，由温度传感器、加热电路、打浆电路、防干烧电路、防溢电路、报警电路、时钟电路、电源电路组成。方案二工作原理为，首先装填好一定量的黄豆和水，按下豆浆机

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的自动启动键，开始预热至80°C；然后豆浆机自动开始打浆，打浆电机采用间歇 性方式进行打浆，粉碎黄豆，磨浆完成后开始对豆浆进行加热，加热至沸腾；豆浆机自动进入防溢延煮程序，最后报警提示豆浆已经做好。

2. 2 方案论证

本文设计的智能豆浆机主要以AT89C51单片机为核心，由温度传感器、防溢电路、防干烧电路、时钟电路、复位电路等为输入部分，声光报警、电机、加热电路为输出部分。整个制作过程全自动化，高效省时，安全快捷，以使制作出来的豆浆健康美味。其中电机负责搅拌打浆，加热电路负责预热和煮浆，防溢电路负责煮浆时豆浆的溢出，报警电路则是煮浆完成后提醒大家豆浆制作完毕。

根据以上目的，我们选择方案二为本文的设计方案，具体原因有如下几点：

（1）加热。方案二的加热主要包括了打浆前的预加热和打浆期间的间歇性加热，打浆前的预加热是在装填好黄豆和水以后，开启预加热模式，加热至 80℃，这样可以缩短打浆后煮浆至沸腾的时间，防止由于煮浆时间过长而引起的糊锅现象，而且大大的提高了整个豆浆制作的工作效率。

（2）打浆。方案二在打浆时采用的是间歇性打浆方式，由于电机不能长期一直运转，所以我们采用这种方式，每次搅拌不超过一分钟，在间歇性打浆期间，我们同时也对豆浆进行加热，这样也能起到提高工作效率的作用。

（3）方案二由于加入了防干烧、防溢出电路，可以保证整个制作过程严防无水干烧，以及煮浆过程的溢出问题。配以豆浆机的报警电路可以提高豆浆机系统的安全性能。

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第三章 豆浆机控制系统的硬件设计

3. 1 单片机的选用

我们知道单片机的种类有很多种，本设计选用的是A T M E L 公司生产的AT89C51单片机，是51 系列单片机中的一个型号。AT89C51 是一种带 4K字节FLASH 存储器的低电压、高性能C M O S 8位微处理器。它拥有128字节内部RAM ，32个I/O口线，两个16 位定时/计数器等，同时具备4Kby t es的可反复擦写的只读程序存储器

（PEROM ），能完美兼容MCS- 51指令系统。如此性价比超高的单片机能完美胜任豆浆机控制系统的核心。

3. 1. 1 AT89C51 单片机的简介

单片机是把微型计算机中的微处理器、存储器、I/O接口、定时器/计数器、串行接口、中断系统等电路集成到一片集成电路芯片上形成的微型计算机。单片机又称单片微控制器, 它不是完成某一个逻辑功能的芯片, 而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。具有体积小，成本低，功能强等优点，广泛被应用于智能产品和工业智能化上。51单片机是个单片机中最为典型和最具代表性的一种，本设计采用常见的AT89C51。AT89C51 单片机是由AT M E L 公司生产的，采用A T ME L 高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS- 51指令集和输出管脚相兼容。

（1）主要性能参数

• 与MCS- 51兼容

• 多功能8 位CPU

• 片内带4K 字节可编程闪烁存储

器寿命：1000写/擦循环数据保留

时间：10年

•片内带振荡器和时钟电路

•片内带 128*8位内部RAM

• 片外数据存储的寻址空间为64KB

• 程序存储器的寻址空间为64KB

• 32 可编程I/O线

• 两个 16位定时器/计数器

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