基于单片机的自动豆浆机控制系统

基于单片机的自动豆浆机控制系统在日常生活中，早餐是我们必不可少的能量来源，豆浆是中国人民喜爱的一种饮品，又是一种老少皆宜的营养食品，在欧美享有“植物奶”的美誉。

豆浆含有丰富的植物蛋白和磷脂，还含有维生素B1.B2和烟酸。

此外，豆浆还含有铁、钙等矿物质，尤其是其所含的钙，非常适合于各种人群，包括老人、成年人、青少年、儿童等等。

豆浆机是快速制作豆浆的机器，本文介绍了一种基于单片机的豆浆机控制器的设计，豆浆机的控制系统是基于STC89C52单片机来实现的，其主功能有可以手动和自动对各种谷物和豆类进行加热和粉碎，工作模式分手动粉碎，手动加热和自动三种。

在豆浆机工作的过程中，液晶1602能给予温度和工作模式的显示。

在豆浆机工作过程中能对液位溢出和豆浆机干烧进行检查，发现后能蜂鸣报警并停止相关工作。

豆浆机工作完成时，能蜂鸣报警，提醒用户。

自动豆浆机控制系统根据单片机原理，将其运用于豆浆机中来控制电路系统；以实现上述豆浆机工作流程的自动化，并运用汇编语言进行的编程。

绪论由于当今社会生活节奏快，有许多人没有时间吃早点，而早点对于人的健康是非常重要的。

中国的传统食物豆浆是一种老少皆宜的营养食品。

现磨豆浆有很神奇的滋补身体的作用:《延年秘录》中认为“长肌肤，益颜色，填骨髓，加气力，补虚能食”。

如今豆浆传至国外，其营养价值也是在世界范围被认可，深受欢饮:在国外豆浆被称作是“植物奶”，豆浆含有丰富的植物蛋白和磷脂，还含有维生素B1、B2和烟酸。

论文研究主要内容本设计是以AT89C52单片机为控制核心的智能照明装置，通过使用温度传感器、LED显示屏、继电器、直流电机、蜂鸣器，其特点是能用单片机控制电机进行打浆，并且具有手动加热、手动控制和自动控制的功能。

全自动豆浆机是一种集结构简单、性能稳定、使用方便、价格低廉、智能化等优点为一体的设计产品，具有一定的实用价值。

论文研究意义及技术要求本文所设计的豆浆机控制系统从功能角度出发，在温度传感器的基础上加上水位的控制进行组合，制造一个既安全又适用的豆浆机控制器。

本设计要求十分重视单片机原理、自动控制原理、C语言等课程，尤其是关于C语言的相关知识，它对于本设计意义重大，本设计需要使用C语言进行系统软件程序的编写，因此难度也就比较大，需要将专业所学好吸收。

国内外现状在国内近几年，豆浆机市场由于增长乏力，使得行业老大九阳开始拓宽多样化产品领域及深化产品，除了畅销的植物牛奶系列、营养王系列、无网星系列等豆浆机外，还最新推出了One Cup随饮机、“小米浆”豆浆机等产品，并借势互联网营销，使得其销量在整体市场中处于持续增长态势。

因此，对于豆浆机的研究还有待进一一步加深，豆浆机技术的革新将越来越受到相关人士的关注。

在国外，家电行业年度盛会的中国家电博览会期间，在谈到九阳今后的发展战略时，九阳副总裁韩润告诉记者，目前在中国台湾市场，参与竞争的豆浆机品牌超过20多个，但九阳的市场份额超过85%，处于绝对领先的地位,但鉴于豆浆的营养价值及其传统特色风味，以扩大人们对于健康饮品的选择范围。

如何进-一步提高豆浆机的综合性能，提高其性价比，以满足不同人群对于豆浆，豆浆机需求的不断发展。

系统总体方案设计设计内容与设计要求使用单片机、温度传感器、LED显示屏、继电器、直流电机、蜂鸣器，其特点是能用单片机控制电机进行打浆，并且具有手动加热、手动控制和自动控制的功能。

全自动豆浆机是一种集结构简单、性能稳定、使用方便、价格低廉、智能化等优点为一体的设计产品，具有一定的实用价值，完成以下要求：（1）本设计以单片机为控制核心，用来模拟豆浆机的控制工作过程，采用多种工作模式，工作模式分为手动粉碎、手动加热和自动控制三种；（2）用LED液晶显示实时显示豆浆机的工作模式、工作时间、工作温度以及故障状态下的故障类型；（3）系统设计多个按键，通过按键可以选择系统化的工作模式，可以进行手动粉碎，手动加热和紧急停止等功能；（4）按键模拟溢出和干烧紧急情况，一旦出现紧急情况，系统可以蜂鸣器和LED声光报警并停止豆浆机工作。

方案选择和论证本设计是基于单片机的，通过单片机实现控制系统智能控制的自动感应装置。

用声光控制开关代替一般的开关，只有在天黑以后，并且有声音时才能使继电器导通，使得电路导通，否则延迟一段时间继电器就会自动断开，而白天开关总是断开的；用普通干电池作为电源，LED灯替代普通灯具，因此节电效率很高，达到80％，且全自动智能控制。

下面是具体方案：方案一: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°C (由温度传感器检测)，打浆电路开始运行，打浆--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: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。

本文设计的智能豆浆机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°C,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15 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。

系统设计的原理框图及解析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,声光报警、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。

具体的系统原理框图如图2.1所示。

图2.1 系统原理框图系统硬件的电路设计单片机最小系统AT89C52的最小系统包含三个组成部分，其一为时钟电路，即晶振电路；其二为复位电路；其三为电源电路。

AT89C52中集成有反向放大器，可以依靠本身功能产生震荡，振荡频率最高可以达到24MHz，相对而言其增益属性较高。

单片机具有高增益属性，单片机的XTAL1、XTAL2引脚主要实现信号的放大输入和输出，该引脚作用于外部时钟时需要完成对引脚的接线处理，将外部震荡信号接至XTAL1端，XTAL2端不作为接入方式，该方式可实现单片机之间的同步。

从下图信息可知，晶振电路中包含有外接晶体，此外还有两个主要的外接电容C1、C2，具有多种形式，二者相互组合构成并联震荡电路，该电路在放大器反馈电路之中。

C1、C2电容范围为30PF-40PF，也可根据类型的不同取为其他值，其大小也十分重要，由于会涉及温度稳定性以及振荡器工作的稳定性，通常要选择30pF 的陶瓷电容即可满足要求。

最小系统图如下图。

图3.1 AT89C52单片机最小系统电路时钟电路时钟振荡电路的正弦波组成很简单,2个30pf的石英陶瓷片振荡电容还有1个12mhz 的晶振便同样能组成一个简单的时钟振荡电路,然后我们可以使它分别接入磁池并放到了单片机的内部xtal1和单片机的xtal2两个引脚的连接处,这样便可以有效地使得单片机在内部时钟振荡模式下正常地工作。

此振荡电路在单片机加电后通过一个延迟(10ms左右)的振荡器进行起振,此时我们就会使单片机有一个幅度大约在3v左右信号在xtal2引脚处的振荡产生,主要由正弦波石英晶振的频率变化来直接决定其时钟振荡的频率。

电路中两个时钟振荡电容器的c1、c2的主要作用是使时钟振荡电路快速地起振提升电路的响应效率。

复位电路介绍几乎全部电器设备均设置复位电路,所谓复位就是将产品调整到出厂设置,从而结束一次运算或者消除一次故障信号,重置分为：开机时自动重置和重置开关。

基于实际需求，复位操作有两种不同的形式，第一种上电复位形式，另一种则是开关复位。

前者在有电源供电的情况下能够自动复位，此时RESET端和电容器负极相连，；后者要求在出现死机现象时通过按钮开关完成复位操作。

将电压加到RESET输入电阻，使芯片发生重置，当电容充满电时电阻两端的电压将降低，最终降低至0，芯片将照常工作。

对于单片机而言，当其RESET引脚位于5mv 或者大于此数值的高电平时，执行初始化操作。

如果RESET始终维持在高电平，那么单片机则会进行循环复位，从而导致无法执行既定程序。

基于此单片机在完成复位之后可脱离该操作。

电源电路在本次设计中，用了一个 3.5mm的电源座和一个按键开关构成电源电路，电源变压器电路如下图所示，，但由于家用豆浆机需要220V电压所以我配备了变压器如下图3.1.3所示图3.1.3 电源变压器电路加热电路的设计加热电路的作用是通过加热管把磨成粉末的黄豆煮熟，本设计使用的加热器的功率为1000W，单片机输出电流经三极管放大，来驱动继电器闭合，使加热管发热把豆浆煮熟，当单片机工作时，赋给P3.0一个高电平，使三极管Q2饱和导通，电流流过继电器D1，使触点闭合，于是加热管通电开始对水加热，当温度达到80度时，温度传感器将温度信号传给单片机，单片机检测到这个信号后，使P3.0脚变为低电平，三极管Q2截止，继电器触点断开，电阻停止加热。

电路图设计如图图3.2加热电路液晶1602显示电路设计LCD1602是当前常用的工业显示屏，具有良好的显示功能，在各行业领域之中应用广泛，该显示装置可显示两行，每行16个字符，很多相关产品都是由该模块连接其它电子元器件所构成的。

通过显示模块可实现操作者和单片机设备的人际交流，同时也可了解当前系统所处的工作状态。

在显示模块硬件和软件优发光二极管等构成，具有良好的易用性和可靠性。

单片机输出设备则包含显示模块和单片机连接电路等，而且它有接收信号中点保存且不会改变其量度和颜色，因此具有较高的显示质量且不会出现乱码。