【《基于单片机的全自动豆浆机控制系统设计》12000字论文】 .docx

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能耗大，电子器件和线路容易老化，使得电器寿命大大缩短。同时老一代豆浆机功能单一，只能实现打豆和加热，零部件多，使用起来步骤多而繁琐，清洗起来更是费心费力，还带来了许多不确定的危险因素。

1.3设计研究内容

本次毕业设计主要以单片机为核心控制器，结合外配加热控制电路、防溢电路、防止缺水(防干烧)电路、打浆控制电路、报警电路；具有全豆豆浆、五谷豆浆、营养米糊、蔬菜果汁等多种工作模式。豆浆机根据不同的模式进行加热和打浆，全过程只需要启动豆浆机，加热、打浆、完全实行自动化，可自动完成粉碎功能、加热功能、防溢出功能、报警功能等。

主要内容包括：

(1)查阅相关设计资料，调研主要设计技术；并确认最终的研究设计方案选型；

(2)完成硬件电路设计、PCB设计、PCB打板制作、采购元器件；

(3)编写程序软件并进行主要功能电路的仿真验证研究，同时进行实物PCB焊接工作；

(4)编写对应的设计论文。

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2系统方案设计

2.1系统框架

为了完成本设计的主要控制功能，所设计的整体系统框图如图2.1所示。

声光报警电

声光报警电路

时钟电路

按键电路

复位电路

液晶显示电路

电源供电回路

加热控制电路

防溢防干烧检测电路

打浆控制电路

单片机(SIC89C52)

图2.1整体系统框图

整个基于单片机的全自动豆浆机控制器主要包括：主控单片机最小系统、时钟电路、复位电路、电源供电电路、防溢防干烧检测电路、打浆控制电路、加热控制电路、液晶显示电路、按键电路及声光报警电路。

其中主控单片机实现整个豆浆机控制系统的整体数据处理、工作模式及工作状态的实时显示、报警提示功能、按键处理功能及打浆加热控制功能等。LCD液晶显示模块实现工作模式及工作状态的实时显示；声光报警主要用于缺水检测报警及溢出报警功能；按键模块实现豆浆机工作模式的选择设定功能；防溢防干烧检测电路实现豆浆机整体缺水检测及防溢功能，实时判定水是否低于极限水位或者高于溢出水位；打浆及加热控制电路可以实现豆浆制作过程中，控制外部加热电路或者打浆电机电路电源的接通功能。

2.2主控单片机选型介绍

单片机称作微型控制器(MicrocontrolerUnit,MCU),较早的应用于各种工业及电子行业的嵌入式控制工程，该器件内部集成了较多的片上外设资源，涉及有存储器、cpu芯片、Flash、

RAM、数字电路矩阵等核心微电路，可以简单的理解为一套微型计算机系统。其体积小、功能电路密度较大，可以达到较多数字、模型电路的功能控制，从问世就开始迅速占领主要的应用领域，现如今随着技术的快速发展，已经从传统的8位裸机单片机逐渐开始发展为16位，甚至于32位单片机均开始被广泛应用。

其中目前主流单片机主集中在如下几个方面：

(1)ARM内核的16位或者32位控制内核单片机，其中主要代表是stm32F103系列，其工业应用极为广泛，使用技术比较成熟，过去成本价格也比较合适，最近几年由于受到疫情的影响及美国对于技术层次的封锁政策多种因素的影响，其单片机的价格也在水涨船高，过去几元的单片机，目前甚至已经到达100多。

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(2)MSP430系列单片机，该系列单片机在复杂工业应用的量也比较大，其主要体现在遥测、遥控的急需要高速处理的行业应用，在水利自动化行业中应用较为广泛，缺点是开发工具必须使用其自家官方IDE软件工具，通用移植性不太高。

(3)在单片机发展的国外技术逐渐成熟过程中，国内逐渐出现较多的单片机研究企业，其中以南通国芯微电子的STC系列，具有有点突出的并且兼容传统51单片机的特点，迅速成为了全球最大的8052系列单片机供应商之一。

本设计考虑到需要用到串口功能及设计，并考虑必要的价格因素，选择STC89C52RC单片机型号进行设计。

2.3液晶显示模块选型介绍

LCD液晶显示模块实现当前豆浆机工作模式的显示，目前市面上常用的有LCD1602,12864等型号。

带中文字库的LCD12864是一种具有4位/8位并行、2线或3线串行多种接口方式，其显示分辨率为128*64,内置8192个16*16点汉字，和128个16*8点ASCII字符集，可以显示8×4行16×16点阵的汉字，也可完成图形显示。

考虑到本系统只需要显示字母和数字，所以本设计选用较为成熟的LCD1602液晶显示器进行设计。其具体的实物图如下图2.2所示。

图2.2LCD1602液晶实物图

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下图3.9为加热控制电路，其中JD2是功率型继电器，其线圈驱动电压为DC5V,驱动三极管使用PNP结构的9012设计，便于增大单片机的驱动功率；R15为驱动三极管基极驱动限流电阻；R17为工作状态指示