单片机的智能豆浆机系统设计
目 录
引言 1
一、绪论 2
（一）课题研究的背景 2
（二） 课题研究的意义 2
二、系统方案分析与设计 2
（一）系统方案分析 3
（二）主控制模块的选择 3
（三）显示器的选择 4
（四）电源模块 4
（五）设计要求 4
三、硬件电路设计 4
（一）豆浆机系统整体设计框图 5
（二）单片机及其外围电路 5
（三）LCD1602显示电路 7
（四）加热控制电路 9
（五）搅拌电路 9
（六）指示电路 10
（七）指示电路 10
（八）豆浆机总系统设计 11
四、软件设计 12
（一） 主程序设计 12
（二） LCD显示程序流程图 12
（三）搅拌电机驱动 14
（四）豆浆机加热 14
（五） 豆浆机报警指示设计 14
（六）豆浆机设计仿真图 14
总结 16
致谢 17
参考文献 18
附录一 19
附录二 20
附录三 21
引言
我们智慧的祖先早在汉代的时候就已经研究出制作豆浆的方法。它在历史的发展中不断改进并传承到现在。这些营养物质对我们的健康有很大的帮助，可以预防老年痴呆、动脉硬化等，同时也能帮助儿童健康生长。豆浆还有还养颜的功效，非常适合女性朋友。古代著名医书《本草纲目》中李时珍就有对豆浆的记载，称豆浆是四季健康饮品 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
。冬季喝豆浆有助于健脾温胃，能够促进人体血液循环，有延年益寿的作用；夏天喝豆浆可以清热解暑，出汗排毒；秋天喝豆浆可以对人体除燥增湿；春季喝豆浆可以滋阴润肺。我们以大豆为主要原料，再添加一点芝麻或其他辅料，就可以调制出既营养又丰富的豆浆。由于国内的奶制品总是出现各种问题，让人们产生怀疑和不放心，使他们将目光更加的关注到豆浆上。随着历史的发展，我们的科学技术的不断提高，尤其是工业革命之后，科学技术的发展更是突飞猛进，因此，在90年代初九阳公司研制出世界上第一台豆浆机。豆浆机从研制出到现在虽然一直在不断被完善。但我还是觉得现在的豆浆机还有些不足。为此本文设计了一款智能的豆浆系统，给使用者带来便利。
一、绪论
（一）课题研究的背景
现代主流的豆浆机主要有两种。第一种是老式的，也是市场上销量最大的，普通家庭是消费者主体。这类豆浆机主要由加热管、控制电器和磨浆电机组成；其操作过程可分为这几部，先加热，温度达到一定值后，加热停止，再启动马达，研磨，研磨过程是间歇性的，打10秒后，间歇5秒，这五到六次循环。打浆工作结束后就会进入煮浆程序，煮浆程序也是间歇完成的，煮浆15秒后间歇5秒，如此循环五到六次，豆浆就制作完成了，完成以后间歇20秒发出声光报警提示。通过它的制作流程我们可以看出它的缺点，它的整个制作过程下来需要半个小时左右，时间太长，但是现代生活的快节奏无法让我们在早晨空出这么多时间来制作豆浆，正因如此，我们许多人往往选择在外面购买，但是外面的豆浆绝大部分是用豆粉来勾兑的，所以不管是它的口味还是营养价值都比传统的豆浆差很多。因此，我对这类豆浆机的改进方法主要是缩短它的制作过程的时间
主要有2点改进：
（1）豆浆机开始加热时运用大功率加热，可以达到快速加热的目的。
（2）打浆与煮浆过程分开进行，缩短交替时间。
通过这两点方法改进，就可以减少它的制作时间，提高了豆浆机的工作效率。还有另外一种豆浆机，是这些年来比较常见的，它主要分布在一些饮品店里的一种新型豆浆机，这种豆浆机只要3分钟就能制作出豆浆。虽然豆浆机的生产时间很短，但它使用高功率加热管加热，使豆浆产生焦味，大大影响了人们的口味。因此，我们对这类问题改进方法可以是在豆浆机开始加热的时候用大功率，但是在制作的过程中可以分阶段的降低它的功率，做到文火煮浆。
（二） 课题研究的意义
中国是一个拥有灿烂文化和辉煌成就的文明古国，它令我们为之骄傲，我们要保护它让它能够传承下去。因此，我们不能让豆浆在现代生活消失，也不希望它失去传统的味道。同时，现代的快生活节奏让我们越来越注重健康，而豆浆又是有益健康的饮品。所以我们要将豆浆不断发展，不能让它在现代生活中消失，传承祖先遗留下来的宝贵财富。结合自己所学专业，用科学创新来传承文化传统。并且，基于单片机的智能豆浆系统的设计，能让我把在学校的所学和所用结合起来，对提高自己的知识和阅历带来益处，也是对自己的挑战。
二、系统方案分析与设计
（一）系统方案分析
方案1：组成部分：由加热电路、单片机、打浆电路、报警
电路、温度检测电路、显示电路
工作原理：是先加热，加热到一定温度后，开始打浆，打浆完后，
停了下来，并开始加热，煮沸后，立即停止，报警。
方案2：组成部分：单片机、低水位检测电路、加热电路、沸腾检测电路、
打浆电路、报警电路、显示电路
工作原理：先对黄豆加热，5-8分钟后，温度到达50左右停止加热。
电机启动研磨，40秒后停止工作，间歇10秒后再研磨，如此反复
几次。磨浆结束后对豆浆加热，达到一定温度后上溢，豆浆
机自动进入防溢延煮程序，豆浆加工完成后发出声光报警信号。
本课题设计，最终选择方案二，更有利和合理安排豆浆机大浆和加热的时间。
（二）主控制模块的选择
方案一：PLC模块
关于智能豆浆机的系统控制，采用PLC来实现，PLC的控制可靠性高，在工业和医疗界都有很多的应用，本身自带的计数功能和记录时间的功能都比较完善，而且编写的程序简单，便于用户自己去调试，设计的范围广，对本次的系统控制能够很好的实现，但是PLC的设计成本太高，造价和体积都比较庞大，不利于移动携带。
方案二：单片机模块
单片机是集成的IC芯片，拥有很强的数据处理能力，可以存储数据的多，自身就能随机存储数据，也能存储用户所需要的程序，是一款很强的CPU处理器，并且，自带了20个输入和输出口，和中断系统，有计数和定时的功能，在我们这次豆浆机的控制系统中所使用，很符合设计，关键是单片机的体积小，使用方便，功能很完善，应用编程和控制电路都很简单，是一款很好的控制主模块，市面上几块钱，就能购买到一块单片机的芯片，在各个领域都被广泛的应用，很有使用价值。
综合比较以上两种方案，结合本设计的要求采用方案二较为合适
（三）显示器的选择
方案一：
LCD1602液晶显示模块：可以显示图符和汉字，对数据的显示比较清晰，而且调用程序比较简单，只要你理解了控制端的命令后，编程调用显示，比较简介。并且在技术成熟的当下，这种液晶模块的价格很低廉，购买很实惠。
引言 1
一、绪论 2
（一）课题研究的背景 2
（二） 课题研究的意义 2
二、系统方案分析与设计 2
（一）系统方案分析 3
（二）主控制模块的选择 3
（三）显示器的选择 4
（四）电源模块 4
（五）设计要求 4
三、硬件电路设计 4
（一）豆浆机系统整体设计框图 5
（二）单片机及其外围电路 5
（三）LCD1602显示电路 7
（四）加热控制电路 9
（五）搅拌电路 9
（六）指示电路 10
（七）指示电路 10
（八）豆浆机总系统设计 11
四、软件设计 12
（一） 主程序设计 12
（二） LCD显示程序流程图 12
（三）搅拌电机驱动 14
（四）豆浆机加热 14
（五） 豆浆机报警指示设计 14
（六）豆浆机设计仿真图 14
总结 16
致谢 17
参考文献 18
附录一 19
附录二 20
附录三 21
引言
我们智慧的祖先早在汉代的时候就已经研究出制作豆浆的方法。它在历史的发展中不断改进并传承到现在。这些营养物质对我们的健康有很大的帮助，可以预防老年痴呆、动脉硬化等，同时也能帮助儿童健康生长。豆浆还有还养颜的功效，非常适合女性朋友。古代著名医书《本草纲目》中李时珍就有对豆浆的记载，称豆浆是四季健康饮品 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
。冬季喝豆浆有助于健脾温胃，能够促进人体血液循环，有延年益寿的作用；夏天喝豆浆可以清热解暑，出汗排毒；秋天喝豆浆可以对人体除燥增湿；春季喝豆浆可以滋阴润肺。我们以大豆为主要原料，再添加一点芝麻或其他辅料，就可以调制出既营养又丰富的豆浆。由于国内的奶制品总是出现各种问题，让人们产生怀疑和不放心，使他们将目光更加的关注到豆浆上。随着历史的发展，我们的科学技术的不断提高，尤其是工业革命之后，科学技术的发展更是突飞猛进，因此，在90年代初九阳公司研制出世界上第一台豆浆机。豆浆机从研制出到现在虽然一直在不断被完善。但我还是觉得现在的豆浆机还有些不足。为此本文设计了一款智能的豆浆系统，给使用者带来便利。
一、绪论
（一）课题研究的背景
现代主流的豆浆机主要有两种。第一种是老式的，也是市场上销量最大的，普通家庭是消费者主体。这类豆浆机主要由加热管、控制电器和磨浆电机组成；其操作过程可分为这几部，先加热，温度达到一定值后，加热停止，再启动马达，研磨，研磨过程是间歇性的，打10秒后，间歇5秒，这五到六次循环。打浆工作结束后就会进入煮浆程序，煮浆程序也是间歇完成的，煮浆15秒后间歇5秒，如此循环五到六次，豆浆就制作完成了，完成以后间歇20秒发出声光报警提示。通过它的制作流程我们可以看出它的缺点，它的整个制作过程下来需要半个小时左右，时间太长，但是现代生活的快节奏无法让我们在早晨空出这么多时间来制作豆浆，正因如此，我们许多人往往选择在外面购买，但是外面的豆浆绝大部分是用豆粉来勾兑的，所以不管是它的口味还是营养价值都比传统的豆浆差很多。因此，我对这类豆浆机的改进方法主要是缩短它的制作过程的时间
主要有2点改进：
（1）豆浆机开始加热时运用大功率加热，可以达到快速加热的目的。
（2）打浆与煮浆过程分开进行，缩短交替时间。
通过这两点方法改进，就可以减少它的制作时间，提高了豆浆机的工作效率。还有另外一种豆浆机，是这些年来比较常见的，它主要分布在一些饮品店里的一种新型豆浆机，这种豆浆机只要3分钟就能制作出豆浆。虽然豆浆机的生产时间很短，但它使用高功率加热管加热，使豆浆产生焦味，大大影响了人们的口味。因此，我们对这类问题改进方法可以是在豆浆机开始加热的时候用大功率，但是在制作的过程中可以分阶段的降低它的功率，做到文火煮浆。
（二） 课题研究的意义
中国是一个拥有灿烂文化和辉煌成就的文明古国，它令我们为之骄傲，我们要保护它让它能够传承下去。因此，我们不能让豆浆在现代生活消失，也不希望它失去传统的味道。同时，现代的快生活节奏让我们越来越注重健康，而豆浆又是有益健康的饮品。所以我们要将豆浆不断发展，不能让它在现代生活中消失，传承祖先遗留下来的宝贵财富。结合自己所学专业，用科学创新来传承文化传统。并且，基于单片机的智能豆浆系统的设计，能让我把在学校的所学和所用结合起来，对提高自己的知识和阅历带来益处，也是对自己的挑战。
二、系统方案分析与设计
（一）系统方案分析
方案1：组成部分：由加热电路、单片机、打浆电路、报警
电路、温度检测电路、显示电路
工作原理：是先加热，加热到一定温度后，开始打浆，打浆完后，
停了下来，并开始加热，煮沸后，立即停止，报警。
方案2：组成部分：单片机、低水位检测电路、加热电路、沸腾检测电路、
打浆电路、报警电路、显示电路
工作原理：先对黄豆加热，5-8分钟后，温度到达50左右停止加热。
电机启动研磨，40秒后停止工作，间歇10秒后再研磨，如此反复
几次。磨浆结束后对豆浆加热，达到一定温度后上溢，豆浆
机自动进入防溢延煮程序，豆浆加工完成后发出声光报警信号。
本课题设计，最终选择方案二，更有利和合理安排豆浆机大浆和加热的时间。
（二）主控制模块的选择
方案一：PLC模块
关于智能豆浆机的系统控制，采用PLC来实现，PLC的控制可靠性高，在工业和医疗界都有很多的应用，本身自带的计数功能和记录时间的功能都比较完善，而且编写的程序简单，便于用户自己去调试，设计的范围广，对本次的系统控制能够很好的实现，但是PLC的设计成本太高，造价和体积都比较庞大，不利于移动携带。
方案二：单片机模块
单片机是集成的IC芯片，拥有很强的数据处理能力，可以存储数据的多，自身就能随机存储数据，也能存储用户所需要的程序，是一款很强的CPU处理器，并且，自带了20个输入和输出口，和中断系统，有计数和定时的功能，在我们这次豆浆机的控制系统中所使用，很符合设计，关键是单片机的体积小，使用方便，功能很完善，应用编程和控制电路都很简单，是一款很好的控制主模块，市面上几块钱，就能购买到一块单片机的芯片，在各个领域都被广泛的应用，很有使用价值。
综合比较以上两种方案，结合本设计的要求采用方案二较为合适
（三）显示器的选择
方案一：
LCD1602液晶显示模块：可以显示图符和汉字，对数据的显示比较清晰，而且调用程序比较简单，只要你理解了控制端的命令后，编程调用显示，比较简介。并且在技术成熟的当下，这种液晶模块的价格很低廉，购买很实惠。
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