智能豆浆机全解

重庆科技学院

课程设计：智能豆浆机

学生：张宇

学号：2013441294

班级：测控1302

智能豆浆机控制系统的设计

第一章绪论

豆浆是我国人民喜爱的饮品。传统豆浆的制作方法是先将黄豆用水浸泡变软，然后用石磨磨浆、过滤，再把过滤好的浆煮熟即可做好了。因为豆浆是我们传统的饮品，我们要将它继承下去，但现代生活的我们不可能都会自己用石磨去磨豆浆，那么如何在这个快节奏的电气时代不失去传统饮食呢，那就是豆浆机的诞生。传统的豆浆机是先加热再打磨，且打磨与加热不能同时进行，这样会花费很长的时间。最近在市场上发现一种快速高效的豆浆机，做好一杯豆浆只需3分钟左右，但当你品尝这杯豆浆时你会有股糊的味道。那么有没有一台豆浆机能够既省时，且做出的豆浆又美味呢，在目前市场上还没发现。所以我本着继承传统豆浆的口味，又要符合现代生活快节奏的目的，设计一款既高效又美味的豆浆机。本设计是在传统豆浆机基础上的改进，主要改进措施是在打浆的同时继续加热，并且在开始加热时用大功率加热，加热时还会主动开启消泡装置，这三点可以节省大量时间，整个过程在十分钟左右；同时在加热的过程中会最终将大的加热功率转换为小功率进行文火加热，以保证豆浆的美味。最后强调的是这个系统的控制核心是单片机AT89S51。

当前主流的豆浆机主要有两类。第一类就是比较传统的豆浆机，也是当前销量最大的豆浆机，其主要购买者就是我们普通的家庭消费者。这一类豆浆机结构和运行流程的技术已经很成熟了，其主要由控制器、磨浆电动机及加热管构成；其大致的运行流程是先进行加热，加热到一定温度后停止加热，此时开启磨浆电动机进行打浆工作，打浆进行10秒左右停止打浆，间歇5秒左右，再开始打浆，如此循环5至6次，打浆完成，开始煮浆，煮浆15秒左右停止煮浆，间歇5秒左右，再开始煮浆，如此循环5至6次，煮浆完毕，在间歇20秒左右后报警响起提示豆浆煮好，可以饮用了。从它的工作流程可以看出这类豆浆机的缺点就是耗时太长了，因为整个过程需要半个小时左右，这对于现代都市快生活的我们是不利的。因为这么长的耗时不足以支持我们早晨自己做豆浆，这样人们会到外面买豆浆，而外面卖的豆浆大多是用豆粉勾兑的，无论口味还是营养都无法与传统豆浆相提并论。所以我对这一

类豆浆机的改进就是如何缩短它的耗时时间。主要有3点改进：（1）对豆浆机开始加热时使用大功率1600W加热，能够达到快速加热的目的。（2）打浆与煮浆过程同时进行，而不是像传统豆浆机那样分开进行，这样至少缩短了一半的时间。（3）由于打浆与煮浆同时进行会产生大量的泡沫，所以应该加一个主动消泡装置进行去除泡沫的工作。通过以上三点的改进，大大缩短了制作时间，提高了豆浆机的整体效率。另一类豆浆机就是近几年出现在一些饮品店能够快速制作出豆浆的新型豆浆机。这类豆浆机能够只需3分钟就可以制作出一杯热豆浆，确实是解决了豆浆机的耗时问题，但当你品尝它打出的豆浆时，你会尝出一股焦糊的味道，大大影响了豆浆的口感。这是由于该类豆浆机在煮浆时用了很大功率的加热管进行加热，致使豆沫焦糊产生焦糊味道，所以对这类豆浆机的改进措施就是对它的加热功率进行改进。主要改进方法就是在开始加热时采用大功率加热节省时间，在煮浆过程中要分阶次逐渐减小加热功率，以达到文火煮浆，制作出美味的豆浆。

如图1-1所示，本豆浆机的硬件结构组成主要包括水位检测模块、溢出检测模块、加热模块、磨浆模块、报警模块、电源模块及控制模块等。其中电源模块是本设计的第一环节，其主要作用就是把220V的交流电经变压、整流、滤波及稳压等环节提供稳定的电给其他模块用电工作

第二章智能豆浆机控制系统的硬件设计

2.1 控制模块的设计

控制模块就是豆浆机的大脑中枢，拥有着指挥命令的职权，其主要构件为单片机AT89S51，本节将着重介绍单片机的选用、AT89S51的功能部件和特性，及单片机怎样与外界连接等。

2.1.1 单片机的选用

市场上单片机的种类繁多，功能和性能不同，品牌也不少，而本设计通过对费用及实用性等要求选择的是艾特梅尔公司生产的AT89S51单片机。因为AT89S51单片机是一个具有电压低，性能强等优点的互补金属氧化物半导体8位单片机，且其单价还不到10元，并且由于它的使用量大，所以AT89S51的平台技术成熟，性能稳定可靠，是合适之选。

2.1.2 AT89S51的简介

单片机其实就是一个微型计算机，虽然它的功能不比PC机那样的强大，但由于继承了微型计算机的功能特性对于一般的计算能力已经具备。AT89S51单片机具有如下功能部件和特性：（1）8位微处理器。AT89S51有一个中央处理器，是8位的，这个处理器主要包含控制器及运算器，其功能就是处理和控制数据[2]。（2）128B 的数据存储器。其中片内128B，片外最多可扩展64KB。主要用来存放读入的或写出的数据。（3）程序存储器（4KB Flash ROM）。它用来存放程序的固定常数，它的地址范围为0000H-0FFFH。（4）P0、P1、P2及P3等四个I/O接口[2]。它们是进出内外的接口。（5）1个全双工的异步串行口[3]。（6）2个定时器。（7）1个看门狗定时器[2]。（8）1个中断系统。它有5个中断源、5个中断向量。（9）26个SFR。它们在RAM的80H-FFH中。（10）3个程序加密锁定位。AT89S51共有40个引脚，如果按照它们的功能来分类，它们可分为4大类。其中包括：（1）VCC、VSS属于电源引脚；（2）XTAL1和XTAL2属于时钟引脚；（3）RST、EA/VPP、PSEN和ALE/PROG 属于控制引脚；（4）P0.0~0.7、P1.0~1.7、P2.0~2.7及P3.0~3.7这些引脚属于I/O口

引脚。其引脚图如图2-1所示。

P1.0 VCC

P1.1 P0.0

P1.2 P0.1

P1.3 P0.2

P1.4 P0.3

P1.5/MOSI P0.4

P1.6/MISO P0.5

P1.7/SCK P0.6

RST P0.7

P3.0/RXD AT89S51 EA/VPP

P3.1/TXD ALE/PROG

P3.2/INT0 PSEN

P3.3/INT1 P2.7

P3.4/T0 P2.6

P3.5/T1 P2.5

P3.6/WR P2.4

P3.7/RD P2.3

XTAL2 P2.2

XTAL1 P2.1

VSS P2.0

图2-1 AT89S51引脚图

2.1.3 外部与单片机的连接

在本设计中单片机的P1口作为输入端，P3口作为输出端。具体主要就是P1.6