家用豆浆机控制系统设计
该系统以STC89C52单片机为控制核心，采用DS18B20温度传感器、水位检测传感器对豆浆机的温度、水位进行测量；通过对四相步进电机的调速、正反转调节实现豆浆机在不同模式下的工作；采用LCD1602液晶显示模块显示豆浆机的工作模式、报警显示及豆浆实时温度，随时查看系统运行情况；通过软件设计实现豆浆机三种工作模式控制，实现了豆浆的预加热、磨浆、煮浆、防溢延煮等功能，在豆浆制作过程中不断检测水位情况，预防系统干烧，以及煮浆过程出现的溢出处理。本系统具有操作简单、成本低廉的特点。关键词 家用豆浆机，单片机，STC89C52，步进电机
目 录
1 绪论 1
1.1 课题研究的背景及意义 1
1.2 国内外研究现状及发展前景 1
1.3 系统设计方案 3
2 系统硬件设计 5
2.1 单片机型号选择 5
2.2 单片机复位及时钟电路 6
2.3 系统电源电路 7
2.3.1 桥式整流电路 7
2.4 报警电路 8
2.5 温度传感器电路 8
2.5.1 DS18B20简介 9
2.6 磨浆及加热电路 10
2.6.1 步进电机 10
2.6.2 加热电路 11
2.7 LCD1602显示电路 12
2.8 防干烧及防溢出电路 13
2.9 按键电路 14
3 系统软件设计 14
3.1 模式一（五谷）程序设计 16
3.2 模式二（绿豆）程序设计 17
3.3 模式三（米糊）程序设计 17
4 系统调试 18
4.1 硬件系统调试 18
4.2 软件系统调试 18
4.3 硬软件联合调试 20
结 论 22
致 谢 23
参 考 文 献 24
附录1 电路原理图 26
1绪论
1.1本课题研究的目的及意义
豆浆是我们的“绿色牛奶”， 我们利用现有技术制造出的 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
智能豆浆机比传统豆浆机做出的豆浆更加营养、清洁，豆浆机的操作也比传统豆浆机的简洁智能，因此智能豆浆机受到市民们的热爱，市场需求量也在不断上升。日常生活中，我们在早餐摊上、在一些餐饮店，热饮店里都会看到豆浆机的身影，不过，在一些集体场合售卖的豆浆的卫生状况难免有些不尽人意，新鲜指数肯定不如自己家庭自制的好，因此，为了喝上新鲜卫生的豆浆，很多家庭开始自己购买豆浆机来自制豆浆，这样就拉动了家用豆浆机市场的销量，让豆浆机普及到更多的家庭。随着豆浆机市场的扩大，越来越多的家电制造商们注意到豆浆机，花更多的资源来开发研究豆浆机，使它功能更加多样化，潜在用户更多[1]。豆浆机市场的扩张，主要来自新家庭的购买和居民更新，现在的家庭豆浆机普及率较低，这意味着豆浆机市场有很大的提升空间。
早期出现的豆浆机，由于技术不成熟等原因，豆浆机的功能单一，所以豆浆机市场尚未开发。传统的豆浆加工处理是分别进行，即单独的加热过程和煮浆过程，是一个繁杂的过程，而且对原材料利用率不高，加热时间不好掌握，传统豆浆机马达工作不稳定，甚至没有按照程序工作，修复率非常高，还容易把豆浆煮糊，所以很多消费者不得不把它束之高阁[2]。
1.2 国内外研究现状及发展前景
1986年，上海吴中倬申请了第一台豆浆机专利，这种豆浆机有了有现代豆浆机的雏形，设计了防液位溢流控制和豆浆机电机间歇研磨技术控制，将豆浆机的马达安装在豆浆机底部，这样简化了整个豆浆机结构，同时，电动机安装在底部使豆浆机重心变低，它可以配备一个高功率马达[3]。
1994年九阳豆浆机的创始人发明了第一台全自动家用豆浆机，九阳豆浆机的发展很大程度上显示了我国豆浆机的发展。九阳豆浆机在这段时间内，持续的技术创新，丰富产品系列，在充分了解消费者需求的基础上，生产技术越来越趋向于合理化，简洁化[4]。九阳豆浆机的出现，使人们的消费习惯逐渐从传统的外出购买转变为家庭自制，豆浆机的发展由产生初期的功能单一化到现如今的功能多样化。2006年之后，随着生活水平的提高，豆浆机市场开始活跃起来，许多家电制造商纷纷进入豆浆机行业，诸如美的、东芝、苏泊尔、欧科、步步高等[5]，他们制作的豆浆机的也都有各自的特点。
2007年进入豆浆机市场的美公司以“创新、时尚、健康”为主题，推出了15个新型的豆浆机，并对技术进行了更新研究和开发，如无网清洁，免浸泡原料等[6]，从很大程度上促进了我国豆浆机设计和制造的发展。2009年东菱集团推出了“全饮料”的概念，进军豆浆机市场，东菱公司设计的水果豆浆机改变豆浆机的功能单一的特点，创造性地将豆浆机器、榨汁机、电热水壶三种设备融合一起，生产各种风格独特的健康饮品。
欧科公司提出了聚流技术，制作出具有豆类、谷物、果蔬的融合搅拌功能的豆浆机。现在许多家庭使用的智能自动豆浆机是使用微机控制[7]，设置水位检测、溢出检测、磨浆、煮浆、过滤集一体，整个生产过程通常只有20分钟左右，功耗小，操作方便易于使用，并且安全、经济非常实用。飞利浦公司是一家世界知名的电器制造商，他们凭借着良好的信誉与制作工艺，在海外市场占据着主导位置。他们制作的豆浆机的特点有：（1）特别设计的4叶“回旋刀片”使豆浆研磨更细腻；（2）专用“易清洗”的功能一键清洗，更轻松省力；(3)加宽圆角的豆浆机底部更方便过滤，一次完成过滤；另外豆浆机也提供多种工作模式，可以做营养米糊，五谷豆浆，蔬果冷饮这些日常的饮品[7]。
从国内外市场来看，豆浆机的制作随着科技的进步在不断地更新智能化，我们有必要打造更专业便利的豆浆机，以满足消费者们的需求。如何提高豆浆机的整体性能，满足方便消费者需求，是整个豆浆机行业的挑战。传统豆浆机普遍存在的缺陷有：系统不灵活，制作功能单一，制浆过程中的相关参数如温度未能显示出来，一些豆浆机的加热溢出和缺水防干烧功能还没有完全开发，还有豆浆机对豆浆加热过度焦化等问题[8]。随着人们生活水平的不断提高，对产品智能化的要求也更高，这就需要我们根据技术的发展，不断地进行技术的革新，设计出消费者满意的产品。智能型豆浆机配备了显示模块，将制作过程中的参数如温度、时间、工作模式等显示在屏幕上，方便使用者全程观察，还能在发生危险时报警。加入豆浆机温度传感器，可以实时将豆浆的温度传递到芯片上，而且它不会停的把实时温度与设定温度比较，做出合理的反应[9]。豆浆制作过程中，会产生大量泡沫在煮浆时豆浆接触到防溢电极，电极向控制系统发出信号，系统控制加热器停止加热。还有一些情况，导致在缺水或水量少的情况下启动电机，这样会使豆浆机干加热，损坏系统，为了避免这种情况，在豆浆机的控制系统中加入水位检测[10]。
目 录
1 绪论 1
1.1 课题研究的背景及意义 1
1.2 国内外研究现状及发展前景 1
1.3 系统设计方案 3
2 系统硬件设计 5
2.1 单片机型号选择 5
2.2 单片机复位及时钟电路 6
2.3 系统电源电路 7
2.3.1 桥式整流电路 7
2.4 报警电路 8
2.5 温度传感器电路 8
2.5.1 DS18B20简介 9
2.6 磨浆及加热电路 10
2.6.1 步进电机 10
2.6.2 加热电路 11
2.7 LCD1602显示电路 12
2.8 防干烧及防溢出电路 13
2.9 按键电路 14
3 系统软件设计 14
3.1 模式一（五谷）程序设计 16
3.2 模式二（绿豆）程序设计 17
3.3 模式三（米糊）程序设计 17
4 系统调试 18
4.1 硬件系统调试 18
4.2 软件系统调试 18
4.3 硬软件联合调试 20
结 论 22
致 谢 23
参 考 文 献 24
附录1 电路原理图 26
1绪论
1.1本课题研究的目的及意义
豆浆是我们的“绿色牛奶”， 我们利用现有技术制造出的 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
智能豆浆机比传统豆浆机做出的豆浆更加营养、清洁，豆浆机的操作也比传统豆浆机的简洁智能，因此智能豆浆机受到市民们的热爱，市场需求量也在不断上升。日常生活中，我们在早餐摊上、在一些餐饮店，热饮店里都会看到豆浆机的身影，不过，在一些集体场合售卖的豆浆的卫生状况难免有些不尽人意，新鲜指数肯定不如自己家庭自制的好，因此，为了喝上新鲜卫生的豆浆，很多家庭开始自己购买豆浆机来自制豆浆，这样就拉动了家用豆浆机市场的销量，让豆浆机普及到更多的家庭。随着豆浆机市场的扩大，越来越多的家电制造商们注意到豆浆机，花更多的资源来开发研究豆浆机，使它功能更加多样化，潜在用户更多[1]。豆浆机市场的扩张，主要来自新家庭的购买和居民更新，现在的家庭豆浆机普及率较低，这意味着豆浆机市场有很大的提升空间。
早期出现的豆浆机，由于技术不成熟等原因，豆浆机的功能单一，所以豆浆机市场尚未开发。传统的豆浆加工处理是分别进行，即单独的加热过程和煮浆过程，是一个繁杂的过程，而且对原材料利用率不高，加热时间不好掌握，传统豆浆机马达工作不稳定，甚至没有按照程序工作，修复率非常高，还容易把豆浆煮糊，所以很多消费者不得不把它束之高阁[2]。
1.2 国内外研究现状及发展前景
1986年，上海吴中倬申请了第一台豆浆机专利，这种豆浆机有了有现代豆浆机的雏形，设计了防液位溢流控制和豆浆机电机间歇研磨技术控制，将豆浆机的马达安装在豆浆机底部，这样简化了整个豆浆机结构，同时，电动机安装在底部使豆浆机重心变低，它可以配备一个高功率马达[3]。
1994年九阳豆浆机的创始人发明了第一台全自动家用豆浆机，九阳豆浆机的发展很大程度上显示了我国豆浆机的发展。九阳豆浆机在这段时间内，持续的技术创新，丰富产品系列，在充分了解消费者需求的基础上，生产技术越来越趋向于合理化，简洁化[4]。九阳豆浆机的出现，使人们的消费习惯逐渐从传统的外出购买转变为家庭自制，豆浆机的发展由产生初期的功能单一化到现如今的功能多样化。2006年之后，随着生活水平的提高，豆浆机市场开始活跃起来，许多家电制造商纷纷进入豆浆机行业，诸如美的、东芝、苏泊尔、欧科、步步高等[5]，他们制作的豆浆机的也都有各自的特点。
2007年进入豆浆机市场的美公司以“创新、时尚、健康”为主题，推出了15个新型的豆浆机，并对技术进行了更新研究和开发，如无网清洁，免浸泡原料等[6]，从很大程度上促进了我国豆浆机设计和制造的发展。2009年东菱集团推出了“全饮料”的概念，进军豆浆机市场，东菱公司设计的水果豆浆机改变豆浆机的功能单一的特点，创造性地将豆浆机器、榨汁机、电热水壶三种设备融合一起，生产各种风格独特的健康饮品。
欧科公司提出了聚流技术，制作出具有豆类、谷物、果蔬的融合搅拌功能的豆浆机。现在许多家庭使用的智能自动豆浆机是使用微机控制[7]，设置水位检测、溢出检测、磨浆、煮浆、过滤集一体，整个生产过程通常只有20分钟左右，功耗小，操作方便易于使用，并且安全、经济非常实用。飞利浦公司是一家世界知名的电器制造商，他们凭借着良好的信誉与制作工艺，在海外市场占据着主导位置。他们制作的豆浆机的特点有：（1）特别设计的4叶“回旋刀片”使豆浆研磨更细腻；（2）专用“易清洗”的功能一键清洗，更轻松省力；(3)加宽圆角的豆浆机底部更方便过滤，一次完成过滤；另外豆浆机也提供多种工作模式，可以做营养米糊，五谷豆浆，蔬果冷饮这些日常的饮品[7]。
从国内外市场来看，豆浆机的制作随着科技的进步在不断地更新智能化，我们有必要打造更专业便利的豆浆机，以满足消费者们的需求。如何提高豆浆机的整体性能，满足方便消费者需求，是整个豆浆机行业的挑战。传统豆浆机普遍存在的缺陷有：系统不灵活，制作功能单一，制浆过程中的相关参数如温度未能显示出来，一些豆浆机的加热溢出和缺水防干烧功能还没有完全开发，还有豆浆机对豆浆加热过度焦化等问题[8]。随着人们生活水平的不断提高，对产品智能化的要求也更高，这就需要我们根据技术的发展，不断地进行技术的革新，设计出消费者满意的产品。智能型豆浆机配备了显示模块，将制作过程中的参数如温度、时间、工作模式等显示在屏幕上，方便使用者全程观察，还能在发生危险时报警。加入豆浆机温度传感器，可以实时将豆浆的温度传递到芯片上，而且它不会停的把实时温度与设定温度比较，做出合理的反应[9]。豆浆制作过程中，会产生大量泡沫在煮浆时豆浆接触到防溢电极，电极向控制系统发出信号，系统控制加热器停止加热。还有一些情况，导致在缺水或水量少的情况下启动电机，这样会使豆浆机干加热，损坏系统，为了避免这种情况，在豆浆机的控制系统中加入水位检测[10]。
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