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智能定时遥控多功能豆浆机的系统设计 [日期：2008-1-17] 来源：电子系统设计? 作者：天津工业大学 刘文战 王澜锦 巩书兰 王芳豆浆机是一种新型的家用饮料机。传统的豆浆机需每天早上将前一晚浸泡好的豆子放进豆浆机，然后等待至少十几分钟才能喝到豆浆，而且打制过程中如果缺水还需手动加水，使用起来颇为麻烦。本文设计了一种智能定时遥控多功能豆浆机，只要在前一天晚上把洗好的干豆放进豆浆机，进行定时，早上起来就可以喝到鲜美可口的豆浆，实现了从浸泡干豆到豆浆煮熟的全自动过程。此外，还可以使用遥控器实现定时、单独打浆、加热、自动加水、粉碎等其它功能，同时遥控器上可以显示室内温度、时间、年、月、日、星期等信息。 系统硬件设计 本系统由主机和遥控两个部分组成。 1. 主机硬件设计 主机部分由稳压电源、HT46R65单片机、键盘输入电路、显示电路、缺水检测电路、自动加水电路、电机控制电路、加热控制电路、小功率加热电路、测溢出检测电路(沸腾检测电路)、82度检测电路、红外接收电路、报警指示电路等组成。主机的硬件框图如图1所示。 图1：智能定时遥控多功能豆浆机的主机硬件框图。 稳压电源电路主要由降压变压器T1、整流桥D1、滤波电容C2、C3、C4、C5以及+5V三端稳压块7805组成。稳压电源电路将220V电源转变成继电器控制电源12V和系统5V供电，原理图如图2所示。 图2：稳压电源电路。 盛群半导体公司生产的A/D+LCD型8位HT46R65单片机是一种高效、高性能的RISC结构单片机。除了具有暂停、唤醒功能、集成定时器功能、振荡器选择和可编程分频器等特性以外，HT46R65还具有脉宽调制输出，增加了使用灵活性，这些特性同时也保证了在实际应用时仅需极少的外部器件，从而降低了整个产品的成本。在主机中选用HT46R65单片机是因为它具有蜂鸣器及看门狗功能，更重要的是预分频器(Prescaler)可以实现1到128的分频，此外，还有内部LCD信号产生电路及多种掩膜选项，可自动产生时间与增益可变的信号直接驱动LCD，与用户接口的连接也十分简单。 键盘输入电路由四个按键组成，分别是定时、小时和分钟加、小时和分钟减、全自动工作；最大定时时间为24小时，已经足够满足要求。 显示电路中的LCD是专门定制的，可以直接与HT46R65的SEGMENT和COM口相连，并可以直接驱动，使用起来非常方便，编程也很简单。本系统中定制的LCD液晶显示屏用4位显示定时的小时和分钟。液晶屏有12个引脚，各引脚如表1所示。 这个液晶屏的5到12引脚连接的是SEG16到SEG23，1到4引脚连接的是COM0到COM4，数据读取或写入地址范围为50H到57H，具体编程方法非常简单，如果将显示初始化为0000，程序如下： void lcd_init() { unsigned int i; _bp=0x01; _mp1=0x50; for(i=0;i8;i++) { _iar1=0x0f; _mp1++;} } 缺水检测电路(图3a)主要是用来检测是否缺水，防止干烧，如果检测到缺水则可以自动加水。不缺水时PA6输入为低电平，缺水的时候为高电平。水位情况检测反馈路径为：加热管外壳(接线路板地)→水→电极→R22→PA6，当容器内无水或水量低于水位线，即水浸不到电极时，PA6为高电平，然后自动加水；当容器内水量达到水位线时(即水量浸到电极时)，PA6为低电平，PA2输出高电平，Q2饱和导通，继电器K2吸合，加热管正常加热。 溢出检测电路(图3b)主要是用来防止浆沫溢出。浆溢情况检测反馈路径为：加热管外壳(接线路板地)→豆浆及浆沫→防溢电极→R23→PA7，当豆浆沸腾泡沫向上溢时，防溢检测电极接触到泡沫浆液，使PA7由高电平变为低电平，PA2输出低电平，Q2截止，继电器K2不吸合，加热管停止加热。当泡沫下落后，PA7变为高电平，PA2输出高电平，Q2饱和导通，继电器K2吸合，加热管正常加热，不断反复进行防溢延煮。 图3：(a) 缺水检测电路；(b) 溢出检测电路；(c) 82度检测电路。 82度检测电路(图3c)是通过一个比较器电路来实现的。比较器电路由双运放LM358和电阻、电容、稳压管组成，LM358采用12V供电，当LM358的负输入端电压高于正输入端电压时，输出为低电平，稳压管ZD1截止，PD1输入为低电平；当LM358的负输入端电压低于正输入端电压时，输出为10~11V的电压，此时稳压管ZD1导通，PD1输入为高电平(4.3V)。 负端输入电压随热敏电阻R26阻值的变化而变化。负温度系数(NTC)热敏电阻R26是采用单一高纯度材料、具有接近理论密度结构的高性能陶瓷，它最基本的性质就是电阻值随温度上升而下降。电阻变化与温度