家用豆浆机自动控制系统设计(附件)
摘 要豆类食物含有极其丰富的营养物质，且易于获取成本低廉成为我国人民喜爱食物。豆浆作为早点更是惠及万民，磨浆就显得很重要，但传统豆浆机效率低下，无法保证口感，而且存在一定的安全隐患，不太符合我们当代国名生活的需求。基于各方面考虑，我们利用单片机和各类传感器研制了新型智能豆浆机控制系统，它克服了传统豆浆机的缺点而且更符合现代快节奏化的生活。本文介绍的主要是以单片机为控制核心的自主设计的控制系统。当电源开启时，单片机按照自己写入好的程序发出指令，对辅助电路进行控制。通过对传感器返回的数据进行处理判断，控制继电器的电平高低，从而使不同电压的器件进行工作，例如直流电机，加热器件等，使使用过程更加便捷、安全。整个磨浆煮熟过程前，自动进行安全检测，安全检测无问题后再进行后续过程。开始前，让豆浆加热与磨浆过程同时进行防止磨浆完成后加热时间过长，导致豆浆烧糊，将水加热到80℃温度时，利用传感器实时检测加热温度；预热完成后，四次间歇式磨浆过程，让豆浆更加细腻；磨浆过程完成后继续进行加热过程，等到加热到溢出时自动报警并停止加热。
目 录
1 绪论 1
1.1 目的与意义 1
1.2 研究现状 1
1.3 本课题的研究内容 3
2 控制系统的整体方案 4
2.1 系统的硬件整体方案 4
2.2 豆浆机控制系统的软件整体方案 5
3 控制系统的硬件设计 6
3.1 控制模块的设计 6
3.1.1 单片机的选用 6
3.1.2 AT89S52的简介 6
3.1.3 控制电路的设计 6
3.2 电源模块的设计 7
3.2.1 电源模块的电路 7
3.3 加热电路模块的设计 8
3.4 防干烧及防溢出电路的设计 8
3.5 报警模块电路的设计 9
3.6 复位电路的设计 9
3.7 电机控制电路设计 10
3.8 液晶12864显示电路 11
3.8.1 液晶12864显示屏简介 11
3.8.2 显示电路设计 11
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3.9 温度检测电路设计 11
3.9.1 DS18B20数字温度传感器介绍 12
3.9.2 检测电路设计 12
4 控制系统的软件设计 13
4.1 控制系统的主程序设计 13
4.2 控制系统的子程序设计 14
5 系统调试及总结 17
5.1 系统调试 17
5.2 调试总结 19
6 总结与展望 20
6.1 课题总结 20
6.2 课题展望 20
参考文献 23
致 谢 24
附录 25
附 录A 25
附 录B 26
附 录C 27
1 绪论
1.1 目的与意义
豆浆的饮食文化从汉朝流传至今。但是那时候制作一碗豆浆还是很不容易的，花费的时间也是很多的，在早期豆浆制作的传统方法过程略过于复杂，效率低，完全不符合我们现代化生活的需求，而且口感上也是难以保证的。
豆浆的饮食文化流传至今，随着科学发展的不断进步，制作豆浆的方法也是各有独特。在现代豆浆的制作工艺中，制作的方法也是很多的，有传统手磨的，豆浆机打的等等，制作出来的豆浆口感还参差不齐，口味也不仅相同。现代豆浆的制作过程中还会夹杂着其他的一些杂粮，例如：玉米、花生、核桃、芝麻、红豆等等。豆浆作为早餐饮品的不可缺少的一部分，他对我们人体健康的帮助也是很大的，多引用豆浆可以防治高血脂、高血压、动脉硬化等疾病，对青少年身体的正常发育也是很有帮助的，如果想要详细了解豆浆的功效，可以查阅相关资料，可以让你打开眼界。
我国古代中医学的发展至今，他的认可度也是很高的，在各类中医要书中，对豆浆的健康养生功效也是具有详细的记载。由于国内奶制品安全问题严重，在加上有些人不喜欢喝纯牛奶等相关饮品，所以选择豆浆作为早餐的饮用是越来越多，这个市场的空间还有很大的上升力度，所以本次的研究设计对豆浆的制作上也是有很大的改进，下面我们来阐述一下几种豆浆的制作方法，早期传统的制作豆浆的方法就是提前将黄豆用温水浸泡，然后放在手工的石磨上进行推磨，然后对推磨出的豆汁进行处理，将豆渣过滤出来，再将豆汁进行加热煮熟以后，就制作出可口美味的豆浆了。但是这种传统的豆浆制作方法，太过于笨重繁琐，消耗的人力，时间都是一大笔不可估量的损失。随着工业4.0的时代的到来，未来的产品，都将是绿色环保的，智能便携的。
1.2 研究现状
90年代的初期，由九阳公司研发制造的世界上第一台豆浆机，开启了豆浆机时代的先锋。豆浆机的发明与制造从促使豆浆的简单快速的制作成为现实，同时豆浆的饮品文化的传承与发展做出了巨大的贡献。这时九阳豆浆机在市场份额占有的比重也很大，但是在90年代豆浆机只有少数有钱的群众或商人手里才能拥有，普通的老百姓还是买不起的。随着国民经济的发展，老百姓的家中也拥有了豆浆机，随时也可以喝上一杯美味的豆浆。当然我们的豆浆机接入物联网平台的速度也会不断的推进，智能化物联网的移动平台中，智能豆浆机也将会出现人们的视野。
在根据当前家用电器的消费市场上，豆浆机可以大致将其分为两类。第一类就是九阳公司生产比较早，那种类型的家用豆浆机，但是也是目前使用人数最多，销量最好的一类豆浆机，可见人们对第一批研究制造的豆浆机也是无比的喜爱，其中最主要的使用人群是普通的人民群众，现在普通的老百姓家里也是很常见的。随着科技的发展，这类豆浆机的机械结构的生产，控制系统的设计和组装等相关技术也是很成熟的，早起的自动化豆浆机的组成也是很简单的，其中大多数主要的部分都是由控制器、磨浆电机和加热装置构成；它们的运行流程也是基本一致的，先对水加热，当水的温度加热到设定的温度后，加热停止，豆浆机的磨浆电机开始转动，将放入的豆类杂粮开始粉碎，当然粉碎期间采用了间歇式的操作，间歇时间5秒左右，然后再开始磨浆，重复循环3到4次左右磨浆操作后，完成了打浆的工作，然后开启煮浆的工作，在加热煮熟的期间消耗的时间会比较长，才会将豆浆煮熟，才可以引用，大多数豆浆机基本都是这样工作运转的，分析了市场上的豆浆机的工作流程后，可以看出这类豆浆机在工作过程中耗时太长了。
从准备做豆浆开始，到美味的豆浆送入你的嘴中，大概整个过程耗时就需要40分钟左右了，还不算在这期间你还得有人值守，看管豆浆机以免发生溢出烧糊等现象。这么长的耗时在我们当代人民和时间赛跑的观点是不符的，消耗大量的时间，大多数人还是消耗不起的。这时大多数人都会选择去外边买豆浆喝，但是，外边豆浆大多数是豆粉冲制而成，营养价值极低。所以我决定改进当前市场上现有豆浆机的使用时的运作过程，使其更加操作简单，制作快速。
通过了解市场用户的需求后将对现有豆浆机的系统做以下几点调整和改进：（1）对豆浆机将水的预热时使用豆浆机加热管的最大功率进行预热操作，能够实现快速对水进行预加热目的，并且会节约相对一定量的时间。（2）将打浆与煮浆的两个不同的过程，放到一起来进行，和当前市场上存在的豆浆机的执行过程进行同步操作的优化，大大减少了豆浆制作过程所需要的时间。（3）上一步的改进也会出现许多新的问题产生，打浆与煮浆的同步进行时，在这个期间可能会出现大量的泡沫溢出，使溢出检测模块检测到后会导致这个操作停止，所以在有大量泡沫残生时主动加上了一个除泡装置，主动对泡沫进行清除。（4）通过温度传感器实时监测温度，将当前的显示到屏幕上，并且会显示当前豆浆机执行的操作，以及对应消耗的时间，使用户能够感知到温度的变化。通过不断的改进和优化操作的相关实验后，大大减少了制作豆浆所需的时间嘛，豆浆机的运行效率有了进一步的提升，并且提高了用户的体验度。还有一种就是最近几年出现的一款新型的商用豆浆机，制作豆浆所需的时间很短。制作过程大约3分钟左右就能搞定，一份热呼呼的豆浆制作即可享用，这一类产品大多出现在早餐店或者饮品店使用的比较低，当你品尝这款豆浆机制做出来的豆浆时，你会发现有一股焦糊的味道，这对豆浆的质量和口感都是大大折扣的。这类豆浆机之所以能够快速制作出一份豆浆出来，减少了豆浆制作过程所需的时间。
目 录
1 绪论 1
1.1 目的与意义 1
1.2 研究现状 1
1.3 本课题的研究内容 3
2 控制系统的整体方案 4
2.1 系统的硬件整体方案 4
2.2 豆浆机控制系统的软件整体方案 5
3 控制系统的硬件设计 6
3.1 控制模块的设计 6
3.1.1 单片机的选用 6
3.1.2 AT89S52的简介 6
3.1.3 控制电路的设计 6
3.2 电源模块的设计 7
3.2.1 电源模块的电路 7
3.3 加热电路模块的设计 8
3.4 防干烧及防溢出电路的设计 8
3.5 报警模块电路的设计 9
3.6 复位电路的设计 9
3.7 电机控制电路设计 10
3.8 液晶12864显示电路 11
3.8.1 液晶12864显示屏简介 11
3.8.2 显示电路设计 11
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
3.9 温度检测电路设计 11
3.9.1 DS18B20数字温度传感器介绍 12
3.9.2 检测电路设计 12
4 控制系统的软件设计 13
4.1 控制系统的主程序设计 13
4.2 控制系统的子程序设计 14
5 系统调试及总结 17
5.1 系统调试 17
5.2 调试总结 19
6 总结与展望 20
6.1 课题总结 20
6.2 课题展望 20
参考文献 23
致 谢 24
附录 25
附 录A 25
附 录B 26
附 录C 27
1 绪论
1.1 目的与意义
豆浆的饮食文化从汉朝流传至今。但是那时候制作一碗豆浆还是很不容易的，花费的时间也是很多的，在早期豆浆制作的传统方法过程略过于复杂，效率低，完全不符合我们现代化生活的需求，而且口感上也是难以保证的。
豆浆的饮食文化流传至今，随着科学发展的不断进步，制作豆浆的方法也是各有独特。在现代豆浆的制作工艺中，制作的方法也是很多的，有传统手磨的，豆浆机打的等等，制作出来的豆浆口感还参差不齐，口味也不仅相同。现代豆浆的制作过程中还会夹杂着其他的一些杂粮，例如：玉米、花生、核桃、芝麻、红豆等等。豆浆作为早餐饮品的不可缺少的一部分，他对我们人体健康的帮助也是很大的，多引用豆浆可以防治高血脂、高血压、动脉硬化等疾病，对青少年身体的正常发育也是很有帮助的，如果想要详细了解豆浆的功效，可以查阅相关资料，可以让你打开眼界。
我国古代中医学的发展至今，他的认可度也是很高的，在各类中医要书中，对豆浆的健康养生功效也是具有详细的记载。由于国内奶制品安全问题严重，在加上有些人不喜欢喝纯牛奶等相关饮品，所以选择豆浆作为早餐的饮用是越来越多，这个市场的空间还有很大的上升力度，所以本次的研究设计对豆浆的制作上也是有很大的改进，下面我们来阐述一下几种豆浆的制作方法，早期传统的制作豆浆的方法就是提前将黄豆用温水浸泡，然后放在手工的石磨上进行推磨，然后对推磨出的豆汁进行处理，将豆渣过滤出来，再将豆汁进行加热煮熟以后，就制作出可口美味的豆浆了。但是这种传统的豆浆制作方法，太过于笨重繁琐，消耗的人力，时间都是一大笔不可估量的损失。随着工业4.0的时代的到来，未来的产品，都将是绿色环保的，智能便携的。
1.2 研究现状
90年代的初期，由九阳公司研发制造的世界上第一台豆浆机，开启了豆浆机时代的先锋。豆浆机的发明与制造从促使豆浆的简单快速的制作成为现实，同时豆浆的饮品文化的传承与发展做出了巨大的贡献。这时九阳豆浆机在市场份额占有的比重也很大，但是在90年代豆浆机只有少数有钱的群众或商人手里才能拥有，普通的老百姓还是买不起的。随着国民经济的发展，老百姓的家中也拥有了豆浆机，随时也可以喝上一杯美味的豆浆。当然我们的豆浆机接入物联网平台的速度也会不断的推进，智能化物联网的移动平台中，智能豆浆机也将会出现人们的视野。
在根据当前家用电器的消费市场上，豆浆机可以大致将其分为两类。第一类就是九阳公司生产比较早，那种类型的家用豆浆机，但是也是目前使用人数最多，销量最好的一类豆浆机，可见人们对第一批研究制造的豆浆机也是无比的喜爱，其中最主要的使用人群是普通的人民群众，现在普通的老百姓家里也是很常见的。随着科技的发展，这类豆浆机的机械结构的生产，控制系统的设计和组装等相关技术也是很成熟的，早起的自动化豆浆机的组成也是很简单的，其中大多数主要的部分都是由控制器、磨浆电机和加热装置构成；它们的运行流程也是基本一致的，先对水加热，当水的温度加热到设定的温度后，加热停止，豆浆机的磨浆电机开始转动，将放入的豆类杂粮开始粉碎，当然粉碎期间采用了间歇式的操作，间歇时间5秒左右，然后再开始磨浆，重复循环3到4次左右磨浆操作后，完成了打浆的工作，然后开启煮浆的工作，在加热煮熟的期间消耗的时间会比较长，才会将豆浆煮熟，才可以引用，大多数豆浆机基本都是这样工作运转的，分析了市场上的豆浆机的工作流程后，可以看出这类豆浆机在工作过程中耗时太长了。
从准备做豆浆开始，到美味的豆浆送入你的嘴中，大概整个过程耗时就需要40分钟左右了，还不算在这期间你还得有人值守，看管豆浆机以免发生溢出烧糊等现象。这么长的耗时在我们当代人民和时间赛跑的观点是不符的，消耗大量的时间，大多数人还是消耗不起的。这时大多数人都会选择去外边买豆浆喝，但是，外边豆浆大多数是豆粉冲制而成，营养价值极低。所以我决定改进当前市场上现有豆浆机的使用时的运作过程，使其更加操作简单，制作快速。
通过了解市场用户的需求后将对现有豆浆机的系统做以下几点调整和改进：（1）对豆浆机将水的预热时使用豆浆机加热管的最大功率进行预热操作，能够实现快速对水进行预加热目的，并且会节约相对一定量的时间。（2）将打浆与煮浆的两个不同的过程，放到一起来进行，和当前市场上存在的豆浆机的执行过程进行同步操作的优化，大大减少了豆浆制作过程所需要的时间。（3）上一步的改进也会出现许多新的问题产生，打浆与煮浆的同步进行时，在这个期间可能会出现大量的泡沫溢出，使溢出检测模块检测到后会导致这个操作停止，所以在有大量泡沫残生时主动加上了一个除泡装置，主动对泡沫进行清除。（4）通过温度传感器实时监测温度，将当前的显示到屏幕上，并且会显示当前豆浆机执行的操作，以及对应消耗的时间，使用户能够感知到温度的变化。通过不断的改进和优化操作的相关实验后，大大减少了制作豆浆所需的时间嘛，豆浆机的运行效率有了进一步的提升，并且提高了用户的体验度。还有一种就是最近几年出现的一款新型的商用豆浆机，制作豆浆所需的时间很短。制作过程大约3分钟左右就能搞定，一份热呼呼的豆浆制作即可享用，这一类产品大多出现在早餐店或者饮品店使用的比较低，当你品尝这款豆浆机制做出来的豆浆时，你会发现有一股焦糊的味道，这对豆浆的质量和口感都是大大折扣的。这类豆浆机之所以能够快速制作出一份豆浆出来，减少了豆浆制作过程所需的时间。
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