基于单片机的豆浆机控制系统设计

摘要：豆浆机基本工作过程是将事先泡好的大豆放入豆浆机内并加入适量冷水后将电热管通电加热至80°C，粉碎电机通电工作进行磨豆浆其间断续工作三次，每次2min，每两次间隔5s，然后进入煮豆浆程序，煮开后在延迟5min，并声音提示工作过程结束。熟悉单片机SH66P20A的基本结构，工作原理。根据单片机的工作原理，将其运用于都将集中，以实现上述豆浆机的工作流程的自动化，并运用汇编语言进行相关的编程。

关键词：SH66P20A 加热延迟

引言：豆浆是一种老幼皆宜、价廉质优的液态营养品，它所含的铁元素是牛奶的6倍，所含的蛋白质虽不如牛奶高，但在人体内的吸收率可达到85%，因此有人称豆浆为“植物牛奶”。豆浆被誉为女人最完美的食物，是因为豆浆中含有丰富的营养成分，其中异黄酮可以调节女性内分泌系统的平衡，保持女性肌肤美白，异黄酮还可发挥与雌激素相同的保健作用，如缓解更年期综合症、提高骨密度、预防骨质疏松等，而且它还能避免雌激素带来的副作用，如乳腺癌、子宫癌等。豆浆中富含人体所需优质植物蛋白，八种必需的氨基酸，多种维生素及钙、铁、磷、锌、硒等微量元素，不含胆固醇，并且含有大豆皂甙等至少五六种可有效降低人体胆固醇的物质，鲜豆浆的大豆营养易于消化吸收，经常饮用，对高血压、冠心病，动脉粥样硬化及糖尿病、骨质疏松等大有益处，还具有平补肝肾、防老抗癌、降脂降糖、增强免疫的功效。但随着人们健康认识的增强，为了卫生，防止上了“黑心作坊”的当，喝的放心，纷纷选择家庭自制豆浆，从而拉动家用微电脑全自动豆浆机市场活跃。

1.豆浆机的基本结构

1.1豆浆机结构图

图1.1 豆浆机基本结构图

1.2 豆浆机结构

豆浆机，采用微电脑控制，实现预热、打浆、煮浆和延时熬煮过程全自动化，特别是由于增设了“文火熬煮”处理程序，使豆浆营养更加丰富，口感更加香泽。

(1)杯体:杯体像一个硕大的茶杯，有把手和流口，主要用于盛水或豆浆。杯体有的用塑料制作，有的用不锈钢制作，但都是符合食品卫生标准的不锈钢或聚碳酸脂材质。购机时以选择不锈钢杯体为宜，主要是便于清洁。在杯体上标有“上水位”线和“下水位”线，以此规范对杯体的加水量。杯体的上口沿恰好套住机头下盖，对机头起固定和支撑作用。

(2)机头:机头是豆浆机的总成，除杯体外，其余各部件都固定在机头上。机头外壳分上盖和下盖。上盖有提手、工作指示灯和电源插座。下盖用于安装各主要部件，在下盖上部（也即机头内部）安装有电脑板、变压器和打浆电机。伸出下盖的下部有电热器、刀片、网罩、防溢电极、温度传感器以及防干烧电极。需要说明，下盖的材质同样需要符合食品卫生标准。

(3)电热器:加热功率800 W，不锈钢材质，用于加热豆浆。加热管下半部应设计为小半圆形，易于洗刷和装卸网罩。

(4)防溢电极:用于检测豆浆沸腾，防止豆浆益出。它的外径5 mm，有效长度15 mm，处在杯体上方。为保障防溢电极正常工作，必须及时对其清洗干净，同时豆浆不宜太稀，否则，防溢电极将失去防护作用，造成溢杯。

(5)温度传感器:用于检测“预热”时杯体内的水温，当水温达到MCU （SH66P20A）设定温度（一般要求8O ℃左右）时，启动电机开始打浆。

(6)防干烧电极:该电极并非独立部件，而是利用温度传感器的不锈钢外壳兼。外壳外径6 mm，有效长度89 mm，长度比防溢电极长很多，插入杯体底部。杯体水位正常时，防干烧电极下端是应当被浸泡在水中。当杯体中水位偏低或无水，或机头被提起，并使防干烧电极下端离开水面时，MCU(微控制器)通过防干烧电极检测到这种状态后，为保安全，将禁止豆浆机工作。

(7)刀片:外形酷似船舶螺旋桨，高硬度不锈钢材质，用于粉碎豆粒。

(8)网罩:用于盛豆子，过虑豆浆。实际工作时，网罩通过扣合斜楞而与机头下盖是扣合在一起的。清洗时会发现，因受热后网罩与机头下盖扣合出现过紧，因此拆卸网罩时应先用凉水将其冷却，以免用力过大而划伤手或弄坏网罩。特别是清洗网罩比较费事，往往让用户感到太辛苦，这一问题引起各厂家重视。九阳公司经过技术创新，对网罩改进实现了重大突破，应用九阳专利导流技术的拉法尔网，匹配“ X型旋风刀片”，经上万次全循环精细磨浆，不但大大地提高了豆浆营养质量，同时使网罩的清洗变得简便而轻松。

2．豆浆机控制系统工作原理

2.1豆浆机控制系统工作原理图

图2.1豆浆机控制系统

2.2 豆浆机工作原理

一般豆浆机的预热、打浆、煮浆等全自动化过程，都是通过MCU有关脚控制，相应三极管驱动，再由多个继电器组成的继电器组实施电路转换来完成。

2.2.1 MCU SH66P20A 基本结构

特性

■以SH6610C为核心的4位单片微控制器

■ROM：1K×16位

■RAM：64×4位（数据存储器）

■工作电压：2.4-6.0V（典型值3.0V或5.0V）

■12个CMOS双相I/O 引脚

■4层子程序嵌套（包括中断）

■一个8位自动重装入定时/计数器

■上电复位预热定时器

■有效中断源:

内部中断（定时器O）

外部中断：PortB&portC（下降沿信号触发

■振荡器（用户选项）

适应振荡器：32.768KHZ～4MHZ

陶瓷振荡器：400K～4MHZ

RC 振荡器：400K～4MHZ

外部时钟：30K～4MHZ

■指令周期

对于32.768KHZ的时钟位4/32.768KHZ (≈122us)

对于4MHZ的时钟为4/4MHZ（≈1US）

■两种节电工作模式：HALT和STOP

■ OTP类型

■代码保护

■内置看门狗定时器

概述SH66P20A是一种4位微处理器，该芯片是以SH6610C 4位CPU为核心，并集成了SRAM，1K一次性可编程的程序存储器ROM，定时器和I/O端口。