浙江理工大学《单片机系统设计及应用实验》设计报告题目：智能豆浆机控制系统专业：08机械电子工程班级：08机电（2）班姓名：邱剑，丁亚东，邓亚雄学号：B08370222,B08370207,B08370206 指导教师：彭来湖机械与自动控制学院2011年6月20日摘要本智能豆浆机的控制系统是基于AT89S52单片机来实现的，其主功能有：1.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。
2.在豆浆机工作的过程中，数码管能给予温度和工作模式的显示。
3.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。
4.豆浆机工作完成时，能蜂鸣报警，提醒用户。
豆浆机的自动工作流程有软件控制：先判断是否干烧，再加热到80度，然后停止加热，进行粉碎并在间隙进行加热，再度检查液位，是否干烧，再进行加热，进入防溢延煮过程，防溢延煮后，发出报警声，提示豆浆已做好。
液位溢出保护和防干烧保护用中断来控制，其检测由于没有防溢电极，功能用开关来模拟实现。
目录摘要---------------------------------------------------------------------------------------------1 第一章绪论--------------------------------------------------------31.1引言-------------------------------------------------------- 31.2原理-------------------------------------------------------- 3 第二章设计方案与实现功能-------------------------------------------42.1设计思路---------------------------------------------------- 42.2实现功能---------------------------------------------------- 5 第三章系统硬件电路设计---------------------------------------------53.1单片机的选择------------------------------------------------ 53.2温度检测电路的设计------------------------------------------ 63.2.1 DS-18B20数字温度传感器介绍--------------------------- 63.2.2 电路设计-----------------------------------------------73.3加热电路的设计---------------------------------------------- 73.4 电机电路设计------------------------------------------------83.5 数码管显示电路设计------------------------------------------93.6防干烧及防溢出电路的设计----------------------------------- 103.7报警电路的设计--------------------------------------------- 113.8复位电路的设计--------------------------------------------- 123.9时钟电路和按键电路设计------------------------------------- 13 第四章系统软件的设计-------------------------------------------- 134.1编程思路--------------------------------------------------- 13 第五章总结--------------------------------------------------------15 参考文献-----------------------------------------------------------17 附录一：豆浆机控制系统硬件图---------------------------------------18 附录二：豆浆机控制系统软件程序-------------------------------------18 评语表--------------------------------------------------------------------------------------------第一章绪论1.1引言豆浆机是一种新型的家用饮用机，以黄豆为原料，可以直接加工出可口的热豆浆饮品。
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AT89S52单片机研制的智能豆浆机的控制系统，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放干烧检测，符合要求后加热管开始对水进行加热，当水温达到80℃左右，停止加热，启动电机开始粉碎，电机按间歇方式粉碎。
并在间隙同时加热，粉碎过后，继续对豆浆加热，当豆浆沫接触到防溢电极时，停止加热，并蜂鸣报警，当液位下降，则继续加热。
在粉碎的处理上采用了正反8次粉碎过程，一般情况下，可完全保证黄豆和其他谷物被彻底粉碎，此后再进行最后的加热，豆浆就加工完成了。
在豆浆机的工作过程中若缺水，则会关闭加热器和电机，并发出报警声，加水后才能继续使用。
由此可见，智能豆浆机只要按下启动按键并选择自动功能后，豆浆机就开始工作，一会儿就能喝到美味又营养的豆浆。
整个过程由单片机全自动控制，并全程进行安全检测，让你用起来更加的方便、更加的安全。
1.2 原理本智能豆浆机控制系统设计原理如下图所示:第二章设计方案与实现功能2.1设计思路我们设计的智能型豆浆机主要由电机、加热管、水位传感器，感温探棒、防溢电极、单片机控制面板、控制按钮以及声光报警器件等几部分组成。
电机负责粉碎打浆,加热管进行加热煮浆,感温探棒进行水温测量,水位传感器进行水位测量，防溢电极防止豆浆加热溢出,采用蜂鸣器和双色灯进行声光报警,控制面板根据命令和输入状态信号,模糊控制各个部件按程序进行加热、粉碎等系列工作全自动完成。
我们确定了以下设计方案: （1）上电后对水位进行判断,防止添水过多或干烧;在整个工作过程中,对水位实时检测,严防无水干烧。
全过程处于无水报警，停止工作状态：在加热、粉碎、自动工作期间，任何时刻提起豆浆机，都会停止工作并报警。
当重新将豆浆机放入水中后，回复以前工作状态。
(2)粉碎。
串励电机工作转速可达到12kr/s左右,1min时间便可将豆粒彻底粉碎。
但由于该电机不可长时间连续运转,所以粉碎时间分为4个15s完成,间歇停机15s。
前7s正转，后8s反转。
为了提高工作效率,充分利用粉碎间歇时间进行豆浆加热。
（3）加热。
加热分为“粉碎前预加热”、粉碎间歇加热”和“煮浆加热”三个过程。
“煮浆加热过程”即粉碎后加热的沸腾，间隔2分钟后再加热。
“粉碎前预加热”是将水温加热至80℃,缩短粉碎后加热至豆浆沸腾的时间,防止粉碎后煮浆时间过长所易造成的糊锅现象,此外还有出浆率高、豆浆口味更佳的效果。
当豆浆产生的泡沫碰到防溢电极时，转为降功率加热，结束并报警。
(4)命令输入。
命令输入采用“启/停”、加热”、粉碎”三个按键。
豆浆机接通电源后或停止状态下按“启/停”键进行全自动工作,按“加热”键则进行单独加热5min操作,按“粉碎”键则进行单独粉碎15s操作;在全自动、单独加热或单独粉碎等工作过程中,若按“启/停”键将停止一切操作,恢复到起始状态。
(5)声光报警。
为了便于人们监测整个工作过程,在工作状态切换时,有红绿灯的显示和蜂鸣提示,工作完毕声光报警十次。
工作过程中如有危险操作,也进行声光报警。
(6)采用软硬件抗干扰技术,提高系统工作的稳定性。
硬件上主要是采用滤波电路抑制干扰源,WDT监控电路防止因干扰造成的程序错乱和死机现象。
软件上主要采用填码技术、指令冗余技术、设置模块入口标志和智能恢复现场等技术配合硬件增强系统的抗干扰能力。
自检模式：同时按下“加热”“粉碎”键，持续2秒钟以上，进入自检模式。
蜂鸣器、指示灯同时鸣叫、闪烁3次，每次间隔0.5秒，然后指示灯常亮，加热1秒，降功率加热1秒，电机工作1秒后，全部停止。
报警方式为蜂鸣器、指示灯同时鸣叫、闪烁，每次间隔1秒。
2.2 实现功能整体有3种操作，分别为：单独加热，单独粉碎和自动，其中自动设计流程为：1.先将黄豆和水加热到80度。
2.停止加热，开启电机进行粉碎，粉碎时间分为4个15s完成,间歇停机15s。
前7s正转，后8s反转。
为了提高工作效率,充分利用粉碎间歇时间进行豆浆加热。
3.电机停止，继续加热， 4.完成豆浆制作，并有蜂鸣提醒用户功能。
由于没有防溢电极，采用开关来模拟，并在第一次和第二次加热之前，闭合开关，模拟防干烧，在第三次加热时闭合开关模拟防溢出。
并在全过程用温度传感器反馈温度。
第三章系统硬件电路设计3.1单片机的选择AT89S52是一个低功耗，高性能CMOS 8位单片机，片内含4k Bytes ISP(In-system programmable)的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元，AT89S52在众多嵌入式控制应用系统中得到广泛应用。
主要性能特点：1、4k Bytes Flash片内程序存储器；2、128 bytes的随机存取数据存储器（RAM）；3、32个外部双向输入/输出（I/O）口；4、5个中断优先级、2层中断嵌套中断；5、6个中断源；6、2个16位可编程定时器/计数器；7、2个全双工串行通信口；8、看门狗（WDT）电路；9、片内振荡器和时钟电路；10、与MCS-51兼容；11、全静态工作：0Hz-33MHz；12、三级程序存储器保密锁定；13、可编程串行通道；14、低功耗的闲置和掉电模式。
3.2 温度检测电路设计当豆浆机正常工作时，需要先加热到80℃左右的温度，然后停止加热继续下一步的工作，所以这就需要一个温度传感器来检测水温，这里我选用的是DS-18B20数字温度传感器来模拟。