基于單片機的自動豆?jié){機控制電路設(shè)計畢業(yè)設(shè)計

1、<p>　　單片機全自動豆?jié){機的設(shè)計</p><p><b>　　作者姓名： </b></p><p>　　專業(yè)名稱：機械設(shè)計及自動化</p><p><b>　　指導(dǎo)教師：</b></p><p><b>　　摘要</b></p><p>　

2、　論文針對: 目前流行的智能豆?jié){機大都采用微電腦控制，只要啟動豆?jié){機，打漿、煮漿完全自動化，短短十幾分鐘就自動做好豆?jié){，既衛(wèi)生可靠，又快捷方便。</p><p>　　本文介紹的智能豆?jié){機系統(tǒng)由MCS-51系列單片機、溫度傳感器、加熱電路、防溢電路、打漿電路、報警電路等組成，豆?jié){生產(chǎn)完全自動化。</p><p>　　針對其發(fā)展過程及歷史背景對對豆?jié){機的不足及可取之處進行細致的分析。并從硬件及

3、軟件兩方面去分析，進而設(shè)計改進，并通過proe畫出的零件圖和整體裝配圖。達到預(yù)想的結(jié)果</p><p>　　關(guān)鍵詞：MCS-51 豆?jié){機 外形圖 軟件 硬件。</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Thesis: most of the current popular microcomputer intell

4、igent control of soybean milk, soybean milk as long as the start, beating, boiling syrup fully auto mated of, just ten minutes to automatically make soy milk, hygienic and reliable, and convenient.</p><p>　　

5、This article describes the system consists of Intelligent Soymilk MCS-51 series microcontroller, temperature sensor, heating circuit, anti-overflow circuit, beating circuits, alarm circuits and other components, milk pro

6、duction and fully automated.</p><p>　　In view of its development process and historical background on DouJiangJi shortcomings and desirable place a detailed analysis. And from two aspects of hardware and sof

7、tware to analyze and design improvement, and through the proe draw the parts drawing and the whole assembly drawing. The anticipated results have finished</p><p>　　Keywords: MCS-51，soybean，milk machine，Appea

8、rance figure，software，hardware</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘要I</b></p><p>　　AbstractII</p><p><b>　　目錄III</b></p><p&

9、gt;<b>　　1緒論 2 </b></p><p>　　1.1豆?jié){機的歷史和現(xiàn)狀2</p><p>　　2.1.2豆?jié){機基本功能5</p><p>　　2.2豆?jié){機總體設(shè)計方案6 </p><p>　　2.2.1 基本原理6</p><p>　　2.2.2總體方案設(shè)計8</p

10、><p>　　3 豆?jié){機的外形結(jié)構(gòu)設(shè)計11</p><p>　　3.1豆?jié){機的基本結(jié)構(gòu)11</p><p>　　3.2杯體設(shè)計11</p><p><b>　　3.3機頭11</b></p><p>　　3.4底座設(shè)計12</p><p>　　3.5小電機的選擇電機

11、13</p><p><b>　　3.6刀片13</b></p><p><b>　　3.7網(wǎng)罩14</b></p><p>　　4 豆?jié){機控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計15</p><p>　　4.1 電源電路設(shè)計15</p><p>　　4.1.1 電源的作用15</

12、p><p>　　4.1.2 電源的組成15</p><p>　　4.1.4 電源工作原理16</p><p>　　4.1.5 橋式整流電路簡介17</p><p>　　4.1.6 穩(wěn)壓器的選用18</p><p>　　4.1.7 穩(wěn)壓器簡介19</p><p>　　4.2 單片機的選用及簡

13、介21</p><p>　　4.2.1單片機的選用21</p><p>　　4.2.2 單片機的簡介21</p><p>　　4.3 溫度檢測電路的設(shè)計25</p><p>　　4.3.1 NTC熱敏電阻溫度傳感器簡介25</p><p>　　4.3.2 ADC0809簡介29</p><

14、;p>　　4.3.3放大器LM324簡介33</p><p>　　4.3.4 四分頻電路設(shè)計35</p><p>　　4.3.5 NTC熱敏電阻與單片機AT89C51的接口設(shè)計36</p><p>　　4.4 加熱及打漿電路的設(shè)計37</p><p>　　4.5防干燒及防溢出電路的設(shè)計39</p><p&g

15、t;　　4.6 報警電路的設(shè)計40</p><p>　　4.7 復(fù)位電路的設(shè)計41</p><p>　　4.8 時鐘電路及按鍵設(shè)計41</p><p>　　5豆?jié){機控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計43</p><p>　　5.1 豆?jié){機控制系統(tǒng)的流程圖的設(shè)計43</p><p><b>　　結(jié)論46</b

16、></p><p><b>　　致謝48</b></p><p><b>　　參考文獻49</b></p><p>　　附錄A 豆?jié){機控制系統(tǒng)硬件圖52</p><p>　　附錄B 豆?jié){機控制系統(tǒng)程序清單53</p><p><b>　　前言</

17、b></p><p>　　豆?jié){是一種老幼皆宜、價廉質(zhì)優(yōu)的液態(tài)營養(yǎng)品，它所含的鐵元素是牛奶的6倍，所含的蛋白質(zhì)雖不如牛奶高，但在人體內(nèi)的吸收率可達到85%，因此有人稱豆?jié){為“植物牛奶”。 豆?jié){被譽為女人最完美的食物，是因為豆?jié){中含有豐富的營養(yǎng)成分，其中異黃酮可以調(diào)節(jié)女性內(nèi)分泌系統(tǒng)的平衡，保持女性肌膚美白，異黃酮還可發(fā)揮與雌激素相同的保健作用，如緩解更年期綜合癥、提高骨密度、預(yù)防骨質(zhì)疏松等，而且它還能避免雌激素

18、帶來的副作用，如乳腺癌、子宮癌等。豆?jié){中富含人體所需優(yōu)質(zhì)植物蛋白，八種必需的氨基酸，多種維生素及鈣、鐵、磷、鋅、硒等微量元素，不含膽固醇，并且含有大豆皂甙等至少五六種可有效降低人體膽固醇的物質(zhì)，鮮豆?jié){的大豆?fàn)I養(yǎng)易于消化吸收，經(jīng)常飲用，對高血壓、冠心病，動脈粥樣硬化及糖尿病、骨質(zhì)疏松等大有益處，還具有平補肝腎、防老抗癌、降脂降糖、增強免疫的功效。但隨著人們健康認識的增強，為了衛(wèi)生，防止上了“黑心作坊”的當(dāng)，喝的放心，紛紛選擇家庭自制豆?jié){，

19、從而拉動家用微電腦全自動豆?jié){機市場活躍。</p><p><b>　　1緒論</b></p><p>　　1.1豆?jié){機的歷史和現(xiàn)狀</p><p>　　1995年北京電視臺的電視購物欄目就出現(xiàn)了豆?jié){機的身影，但由于眾多技術(shù)難題當(dāng)時沒有被攻克，豆?jié){機市場并未如愿發(fā)展起來。當(dāng)初豆?jié){機的缺陷是電機工作不穩(wěn)定，不是打幾次就壞，就是不按程序工作，返修率

20、非常高，而且豆?jié){還一煮就糊，以致不少愛喝豆?jié){的人只好將其束之高閣。目前，豆?jié){機的市場容量可以達到300萬一500萬臺，有6.2%的城鎮(zhèn)家庭表示要買豆?jié){機，特別是北京、上海、廣州等大城市，未來兩年家庭購買意向排名中豆?jié){機名列第三，有購買意向的家庭達26.796。另據(jù)一項調(diào)查表明，預(yù)計3年之內(nèi)，每年豆?jié){機市場潛力將以20%的速度增長，由于巨大的市場誘惑，許多大小家電企業(yè)紛紛宣布進軍豆?jié){機市場，以期占有自己的一席之地，伴隨著豆?jié){機市場份額的擴

21、大和企業(yè)竟?fàn)幍募觿?，豆?jié){機的設(shè)計、功能等存在的問題也逐漸顯現(xiàn)出來。</p><p>　　‘盆畝舀奮二奮奮‘二二畝.‘扁扁 現(xiàn)在，很多家庭使用的全自動豆?jié){機，是用微電腦控制，集水位檢測、粉碎、過濾、防溢、報警等功能為一體，實現(xiàn)制漿自動化。制作豆?jié){整個過程只要13-巧分鐘，耗電約為0.2度，使用方便經(jīng)濟，但是作為傳統(tǒng)食品，豆?jié){雖早已走進千家萬戶，且老少咸宜，但讓人們接受豆?jié){機卻并不是件容易的事情。這里存在著雙重問題:

22、首先，由于替代品的存在及人們的消費習(xí)慣，鮮豆?jié){的消費市場并不足夠大，留給豆?jié){機的份額更小;其次，對于豆?jié){機這個產(chǎn)品，消費者的認知還存在問題。因此，作為一個產(chǎn)品的創(chuàng)新，豆?jié){機市場還有一個培育和引導(dǎo)發(fā)展的問題。從某種意義上說，誰能夠解決這個問題，誰才是真正的贏家，而市場的培育，最重要的是產(chǎn)品的完善及功能的不斷提升，為此我們運用相關(guān)的理論，對豆?jié){機現(xiàn)有的缺陷進行改進，以提高人們對豆?jié){機的認識了解，以求更好地開拓市場。</p>&

23、lt;p>　　1.2課題研究的目的和意義</p><p>　　一個企業(yè)的生存與發(fā)展是與其產(chǎn)品的功效市場和未來市場的走向密不可分的，豆?jié){機從誕生的那一天起，有許多的問題一直影響著其市場的推廣，歷經(jīng)了十多年的發(fā)展，在新材料的選擇，微電腦程序的控制，外觀造型的改進，企業(yè)對豆?jié){機的技術(shù)改造投入了相當(dāng)?shù)募夹g(shù)力量，當(dāng)產(chǎn)品達到一定功能后，企業(yè)往往會把力量轉(zhuǎn)奮目日畝石奮畝畝畝畝畝曰畝曰右右而投向市場的開拓，如大量投入廣告，

24、應(yīng)用各種促銷手段，但其效果往往卻不是十分理想，究其原因，企業(yè)沒有很好的對產(chǎn)品所處的生命周期加以判斷，舉個非常簡單的例子，如果現(xiàn)在企業(yè)還在為黑白電視機大打廣告，那他門的后果是可想而知的;再者企業(yè)在推廣自己的產(chǎn)品時，往往是自己給產(chǎn)品定型，沒有與消費者有效的溝通，沒有對消費者的消費心理進行很好的研究，其結(jié)果是自己感覺產(chǎn)品時尚，而消費者并不買單，這是我們引入消費心理學(xué)的一個重要原因，再者產(chǎn)品所應(yīng)有的功能對其市場的形象和后續(xù)的競爭起著很大的作用，

25、所以對產(chǎn)品的創(chuàng)新改進設(shè)計是本文的重點，通過我們對用戶的調(diào)研資料反饋分析，我們分別對一些重要的部件進行改進，并對一些工藝也做了一些必要的修改，目的只有一個，迎合消費者的消費心理，使產(chǎn)品更有活力，從而使企業(yè)克服現(xiàn)有困</p><p>　　前豆?jié){機產(chǎn)品存在的缺陷，適應(yīng)消費者對豆?jié){營養(yǎng)的需求而開發(fā)出新型號QYYXZ系列的豆?jié){機，既全營養(yǎng)旋轉(zhuǎn)系列，希望新產(chǎn)品投入市場，能為公司帶來新的利潤增長點。</p>&l

26、t;p>　　總之，本文的最終目的是設(shè)計出別具一格的新產(chǎn)品，進一步滿足消費者的需求，使產(chǎn)品在市場上擁有競爭力，使企業(yè)更有效地占領(lǐng)市場，從而達到企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的目的。</p><p>　　1.3本設(shè)計主要設(shè)計內(nèi)容</p><p>　　本文的研究內(nèi)容是基于現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計理論和創(chuàng)新設(shè)計理論，對豆?jié){機現(xiàn)有的缺陷進行改進，豆?jié){機在十幾年的發(fā)展過程中，有幾個問題始終沒有得到很好地解決，而創(chuàng)新設(shè)計的方

27、法會給我們帶來新的思路，從而解決了困擾豆?jié){機十幾年的問題，同時為了提升企業(yè)的市場競爭力，我們引入了消費心理學(xué)，對消費心理的分析，主要是為了從市場的角度出發(fā)，綜合考慮消費者的消費意識、消費行為、消費方法等等一系列的問題，從而為企業(yè)成功的開拓市場打下良好的基礎(chǔ)。在改進豆?jié){機的缺陷時，我們又對豆?jié){機所處的生命周期加以分析，避免其快速進入衰退期。本文分析了豆?jié){機所處的生命周期階段，對豆?jié){機的粉碎刀、濾網(wǎng)、熬煮方法等進行了改進，在打磨刀和杯體的創(chuàng)

28、新設(shè)計過程中，使用的是Pro/E軟件，該軟件在工程制圖中有著比AUTOCAD/CAI等軟件不可替代的功能。</p><p>　　2豆?jié){機總體設(shè)計方案</p><p>　　2.1豆?jié){機的功能及設(shè)計要求</p><p>　　2.1.2豆?jié){機基本功能</p><p>　　硬件的功能要求：豆?jié){機的控制系統(tǒng)以單片機AT89C51為控制核心，結(jié)合控制傳感

29、器，加熱及打漿電路，防干燒電路及防溢電路，聲光報警等控制，達到只要啟動豆?jié){機以后，所有的控制過程都實現(xiàn)完全自動化的目的。硬件上豆?jié){機的控制系統(tǒng)首先需要有一個單片機芯片作為控制核心來控制它的工作過程，開始時需要把水加熱到80℃，這久需要一個溫度傳感器，這里采用NTC熱敏電阻溫度傳感器，因為它靈敏度高、反應(yīng)快，只是因為該溫度傳感器采用模擬量測量過，需要A/D轉(zhuǎn)換。由于豆?jié){機需要使用防干燒電極防止出現(xiàn)干燒情況，所以這里采用一個探針來代替?zhèn)鞲衅?/p>

30、。給豆?jié){機加熱完畢后，需要啟動電機開始打漿，這里選用單相串勵電機，因為串勵電機具有機動轉(zhuǎn)矩大、過載能力強、體積小、重量輕等很多優(yōu)點，并且改類型電機在家用電器使用很普遍。當(dāng)打完漿后，需要對豆?jié){再次加熱，這里就用到防溢的裝置，與防干燒裝置一樣，沸騰溢出裝置同樣采用探針來替代了傳感器。對豆?jié){防溢延煮后，預(yù)示著豆?jié){加工完成了，最后發(fā)出聲光報警信號，這里選用一個報警器和發(fā)光二極管。</p><p>　　軟件的功能要求：軟件

31、上就是對單片機的編程，在編程前需要畫出一個流程圖，根據(jù)豆?jié){機控制系統(tǒng)的設(shè)計要求及目的，即插上電源、按下啟動按鈕并且選擇功能后，如果選擇功能一（富纖豆?jié){），且沒有出現(xiàn)水位過低的情況，就啟動加熱裝置對水加熱，當(dāng)水溫達到了80℃左右，豆?jié){機停止加熱。啟動電機高速旋轉(zhuǎn)打漿，打漿共6次，每次20秒，間隔10秒。打漿結(jié)束后，電加熱器繼續(xù)加熱，一直加熱到豆?jié){第一次沸騰。豆?jié){第一次沸騰后，本機防溢功能自動啟動，進入延煮過程。電熱器間歇加熱，是豆?jié){反復(fù)煮

32、沸，充分煮沸并防止溢出。防溢延煮約8分鐘結(jié)束。工作結(jié)束后，機器發(fā)出聲光報警，提示豆?jié){已經(jīng)做好。此時關(guān)閉開關(guān)、拔下電源插頭后，即可準備飲用豆?jié){。如果選擇功能二（濃香豆?jié){），并且沒有出現(xiàn)水位過低的情況，就啟動加熱裝置對水加熱，但水溫達到了80℃左右，豆?jié){機停止加熱。啟動電機高速旋轉(zhuǎn)打漿，打漿共4次，每次15秒，間隔10秒。打漿結(jié)束后，電加熱器繼續(xù)加熱，一直加熱到第一次沸騰。豆?jié){第一次沸騰后，本機防溢功能自動啟動，進入延煮過程。電熱器間歇加熱

33、，使豆?jié){充分煮熟并防止溢出。防溢延煮約8分鐘結(jié)束。工作結(jié)束后，機器發(fā)出聲光報警，提示豆?jié){已經(jīng)做好。此</p><p>　　注：豆?jié){機的防干燒功能在工作過程中，自動啟動。</p><p>　　按照上述對豆?jié){機控制系統(tǒng)的要求，完成豆?jié){機控制系統(tǒng)設(shè)計的流程圖后，對單片機進行軟件設(shè)計的編程來配合硬件的設(shè)計以至于完成整個豆?jié){機控制系統(tǒng)的設(shè)計。</p><p><b>

34、;　　2.1.2設(shè)計要求</b></p><p>　　1分析豆?jié){機工作原理和結(jié)構(gòu)，并用proe完成外形結(jié)構(gòu)的設(shè)計</p><p>　　2各個功能模塊的設(shè)計</p><p>　　3單片機與各模塊之間的接口與控制</p><p>　　4單片機控制各模塊程序的編寫</p><p>　　5單片機對打漿電機的控制&l

35、t;/p><p>　　2.2豆?jié){機總體設(shè)計方案</p><p>　　2.2.1 基本原理</p><p>　　本設(shè)計原理如圖1所示</p><p><b>　　圖2.1</b></p><p>　　控制系統(tǒng)首先通過電源電路對系統(tǒng)供電，其中溫度傳感器、防溢電路、放干燒電路、時鐘電路、復(fù)位電路、按鍵、均是

36、輸入部分，聲光報警、電機、加熱電路均是輸出部分。通電后，單片機啟動加熱器加熱，</p><p>　　加熱到80℃時停止加熱，然后啟動電機，電機通過旋轉(zhuǎn)打豆，打豆完成之后，又通過加熱器加熱。其中復(fù)位電路是復(fù)位系統(tǒng)的，按鍵為工作功能選擇鍵。</p><p>　　2.2.2總體方案設(shè)計</p><p><b>　　1：設(shè)計思路</b></p&g

37、t;<p>　　由于以前的豆?jié){機，磨漿要過濾豆渣，豆?jié){熬煮也要自己動手，還要特別注意豆?jié){溢鍋的問題，程序繁瑣麻煩，給人們帶來不便，針對這些情況擬定開發(fā)家用豆?jié){機全自動控制電路裝置。</p><p>　　家用豆?jié){機全自動控制裝置是在單片機的程序控制下進行工作的。打漿時，插上電源插頭，接通電源, 直接按“啟動”鍵，控制電路控制豆?jié){機工作。先給黃豆加熱，并由傳感器檢測溫度，當(dāng)溫度達到80度左右時，停止加熱

38、。啟動磨漿電機開始磨漿，運轉(zhuǎn)20秒后停止轉(zhuǎn)運，間歇10秒后再啟動打漿電機，如此循環(huán)進行打漿6次或者4次。磨漿完后，開始對豆?jié){加熱，豆?jié){溫度達到一定值時，豆?jié){上溢。豆?jié){加工自動進入防溢延煮程序，豆?jié){加工完成后發(fā)出聲光報警信號。</p><p><b>　　2 方案設(shè)計</b></p><p>　　方案1：此方案由單片機、傳感器、加熱電路、磨漿電路、報警電路組成。如圖1.

39、1所示其工作原理是先加熱，加熱到一定溫度后，開始磨漿，磨漿完后，磨漿停止，又開始加熱即煮沸后，立即停機報警提示</p><p>　　表 2.1 方案一設(shè)計框圖</p><p>　　方案2：此方案由單片機、傳感器、功能電路、沸騰檢測電路、磨漿電路、加熱控制電路、報警電路等組成。如圖1.2所示其工作原理是豆?jié){機加電后直接按“啟動”鍵，控制電路控制豆?jié){機進行加熱，當(dāng)溫度達到75度左右時，停止加熱

40、，開始打漿；打漿電機按間歇方式打漿：運轉(zhuǎn)20秒后停止轉(zhuǎn)運，間歇10秒后再啟動打漿電機，如此循環(huán)進行打漿6次或者4次。打漿結(jié)束后開始對豆?jié){加熱，豆?jié){溫度達到一定值時，豆?jié){上溢。當(dāng)豆?jié){沫接觸到防溢電極時，停止加熱，間歇20秒后再開始加熱，如此循環(huán)6次或者4次，豆?jié){加工完成后發(fā)出聲光信號。</p><p>　　表 2 .2 方案二設(shè)計框圖</p><p><b>　　3 方案論證<

41、;/b></p><p>　　方案一由上所示，由單片機、電源電路、溫度傳感器、打漿電路、加熱電路、報警電路等組成。工作過程是，先將黃豆放入豆?jié){機的攪拌器濾網(wǎng)內(nèi)，攪拌壺內(nèi)倒入適量的水，裝好攪拌機。接上電源，按下“功能鍵”，開始加熱，加熱到一定溫度后，開始打漿，打漿漿結(jié)束后,又加熱直到豆?jié){沸騰煮熟，停止加熱，發(fā)出報警聲，提示豆?jié){已做好。其缺點是：沒有防干燒、防溢功能。</p><p>　

42、　方案二由上所示, 由單片機、電源電路、溫度傳感器、放干燒電路電路、防溢電路、打漿電路、加熱電路、報警電路等組成。先將黃豆放入豆?jié){的攪拌器濾網(wǎng)內(nèi),攪拌壺內(nèi)倒入適量的水,裝好攪拌機。接上電源，蜂鳴器長鳴一聲，提示已接通電源，指示燈LED亮，處于待命狀態(tài)。按下全自動啟動鍵，開始加熱，溫度達到80度時，停止加熱；攪拌馬達運轉(zhuǎn)，將黃豆粉碎，豆?jié){過濾，然后馬達停轉(zhuǎn)，又開始加熱，直到豆?jié){沸騰煮熟，停止加熱，發(fā)出報警聲，提示豆?jié){已做好。若豆?jié){較長時間

43、沒喝而變涼，按下再加熱鍵HEAT，加熱至沸騰后，停止加熱，發(fā)出報警聲。若缺水，則關(guān)閉加熱器和馬達，并發(fā)出急促的報警聲,直到關(guān)閉電源，加好水后才能工作。</p><p>　　進行論證后,我選擇第二方案。其原因是:(1)加工方式是全自動。（2）粉碎黃豆前加熱可以提高工作效率；縮短粉碎后加熱至豆?jié){沸騰時間，防止粉碎后煮漿時間過長所易造成的糊鍋現(xiàn)象。</p><p>　　3 豆?jié){機的外形結(jié)構(gòu)設(shè)計&

44、lt;/p><p>　　3.1豆?jié){機的基本結(jié)構(gòu)</p><p>　　豆?jié){機主要由上蓋、下蓋、杯體、電機 、溫度傳感器、防溢電極 、刀頭、加熱管等構(gòu)成 其詳細結(jié)構(gòu)圖如下：</p><p>　　圖3.1 豆?jié){機基本結(jié)構(gòu)圖</p><p><b>　　3.2杯體設(shè)計</b></p><p>　　杯體像一

45、個鋼材料制成，其中PC材料耐高溫，無毒無味，光亮度高，易清潔，防跌落設(shè)計，小孩子用的奶瓶就是這種材料的，不光耐高溫，也不怕摔。在杯體上標(biāo)有“上水位”線和“下水位”線，以此規(guī)范對杯體的加水量。杯體的上口沿恰好套住機頭下蓋，對機頭起固定和支撐作用。</p><p><b>　　3.3機頭</b></p><p>　　機頭是豆?jié){機的總成，除杯體外，其余各部件都固定在機頭上。

46、機頭外殼分上蓋和下蓋。上蓋有提手、工作指示燈和電源插座。下蓋用于安裝各主要部件，在下蓋上部（也即機頭內(nèi)部）安裝有電腦板、變壓器和打漿電機。伸出下蓋的下部有電熱器、刀片、網(wǎng)罩、防溢電極、溫度傳感器以及防干燒電極。其材料：上蓋用ABS工程材料，機械強度大，收縮率小，絕緣特性好，結(jié)實耐用，摩托車的頭盔就是選用的這種材料，耐磨度耐熱度。下蓋用PP材料，符合國家食品級衛(wèi)生標(biāo)準，耐高溫，無毒無味，強度較高，微波爐加熱器皿正是用這種材料。其proe圖

47、如下。</p><p>　　圖3.3a 機頭上蓋</p><p>　　圖3.3b 機頭下蓋</p><p><b>　　3.4底座設(shè)計</b></p><p>　　根據(jù)底座功能主要是散熱性好，耐用。切剛好與杯體底部配合。設(shè)計為環(huán)形散熱口，考慮其隔熱性用ABS工程材料制成。如下圖所示

48、 </p><p><b>　　圖3.4 底座</b></p><p>　　3.5小電機的選擇電機</p><p>　

49、　電機需潤滑效果好，運行平穩(wěn)，噪音低，高效耐用結(jié)合設(shè)計尺寸選單相串勵電動機 型號 6331 極數(shù) 12極 如下圖所示</p><p><b>　　圖3.5</b></p><p><b>　　3.6刀片</b></p><p>　　外形酷似船舶螺旋槳，高硬度不銹鋼材質(zhì)，用于

50、粉碎豆粒。選用X型旋風(fēng)精磨刀，空間三層超微粉碎，剛硬度鋼。如下圖所示 </p><p><b>　　圖 3.6</b></p><p><b>　　3.7網(wǎng)罩</b></p><p>　　用于盛豆子，過慮豆?jié){。實際工作時，網(wǎng)罩通過扣合斜楞而與機頭下蓋是扣合在一起的。清洗時會發(fā)現(xiàn)，受熱后網(wǎng)罩與機頭下蓋扣合出現(xiàn)過緊，因此拆卸網(wǎng)

51、罩時應(yīng)先用涼水將其冷卻，以免用力過大而劃傷手或弄壞網(wǎng)罩。特別是清洗網(wǎng)罩比較費事，往往讓用戶感到太辛苦，這一問題引起各廠家重視。九陽公司經(jīng)過技術(shù)創(chuàng)新，對網(wǎng)罩改進實現(xiàn)了重大突破，應(yīng)用九陽專利導(dǎo)流技術(shù)的拉法爾網(wǎng)，匹配“ X型旋風(fēng)刀片”，經(jīng)上萬次全循環(huán)精細磨漿，不但大大地提高了豆?jié){營養(yǎng)質(zhì)量，同時使網(wǎng)罩的清洗變得簡便而輕松。其圖如所示</p><p><b>　　圖3.7 網(wǎng)罩</b></p&g

52、t;<p>　　4 豆?jié){機控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計</p><p>　　4.1 電源電路設(shè)計</p><p>　　電源是各種電子設(shè)備必不可少的組成部分，其性能的優(yōu)劣直接關(guān)系到電子設(shè)備的技術(shù)指標(biāo)以及能否安全可靠的工作。目前常用的直流穩(wěn)壓電源分線性電源和開關(guān)電源兩大類。隨著集成電路飛速發(fā)展，穩(wěn)壓電路也迅速實現(xiàn)集成化市場上已有大量生產(chǎn)各種型號的單片機集成穩(wěn)壓電路。它和分立晶體管電路比較，

53、具有很多突出的優(yōu)點主要體現(xiàn)在體積小、重量輕、耗電省、可靠性高、運行速度快，且調(diào)試方便、使用靈活，易于進行大量自動化生產(chǎn)。</p><p>　　4.1.1 電源的作用</p><p>　　各種電子電路都要求用穩(wěn)定的直流電源供電，由整流濾波電路可輸出較為平滑的直流電壓，但當(dāng)電網(wǎng)電壓波動或負載改變時，將會引起輸出端電壓改變而不穩(wěn)定。為了獲得穩(wěn)定的輸出電壓，濾波電路的輸出電壓還應(yīng)該經(jīng)穩(wěn)穩(wěn)壓電路進行

54、穩(wěn)壓。</p><p>　　4.1.2 電源的組成</p><p>　　電源由電源變壓器、整流電路、濾波電路、穩(wěn)壓電路組成。</p><p>　　電源變壓器：將電網(wǎng)提供的220V交流電壓轉(zhuǎn)換成為各種電路設(shè)備所需的交流電壓。</p><p>　　整流電路：利用單向?qū)щ娖骷⒔涣麟娹D(zhuǎn)換成脈動直流電路。</p><p>　　

55、濾波電路：利用儲能元件（電感或電容）把脈動直流電轉(zhuǎn)換成比較平坦的直流電。</p><p>　　穩(wěn)壓電源：利用電路的調(diào)整作用使輸出電壓穩(wěn)定的過程稱為穩(wěn)壓。</p><p>　　4.1.3 變壓器容量、整流二極管的計算與選擇</p><p>　　據(jù)整流原理，因為UO=O.9U2，則可以得到U2=UO/O.9=5v/0.9≈5.56V。</p><p&

56、gt;　　在考慮到變壓器、繞組損耗（壓降）和整流二極管的壓降，在T程中必須再在上述基礎(chǔ)上增加5%，即U2=5. 56*(1+5%)≈5.83V，整流二極管的承受最大的反向電壓UDl=21/2U2≈5.83V，因為穩(wěn)壓器的最大電流是3A，所以流過二極管的最大電流ID1=1/2Ii=0.75ID2=0.75A；D2中的四個二極管的耐壓值至少應(yīng)該為8. 24V，允許流過的最大電流為0.75A。</p><p>　　由于

57、變壓器輸入的電壓是220V，而副線圈輸出的電壓時12V，故有線圈匝數(shù)N====0.003。變壓器副邊的有效值:I2=1.ll*l.5=1.67A.變壓器的容量：S=UI=5.83*1.67=9.74W。</p><p>　　4.1.4 電源工作原理</p><p>　　整個電源電路如圖4.1所示，控制電路采用變壓器降壓、晶體二極管整流等方法獲得工作電源。當(dāng)電源接入220V交流電，TR1開始

58、對220V交流電進行降壓，從次級輸出12V左右的低壓交流電，從而適應(yīng)電路的使用要求。整流硅對次級輸出的交流電進行橋式整流，再由E2、C2進行濾波，已形成較平滑的直流電，送給三端集成正輸出穩(wěn)壓器78L05進行穩(wěn)壓調(diào)整。經(jīng)78L05穩(wěn)壓作用后輸出+5V的直流電壓，經(jīng)E3、C3濾波后輸出紋波很低的+5V電壓，作為單片機的工作電源，以保證單片機工作時的穩(wěn)定和可靠。</p><p>　　圖4.1 豆?jié){機控制系統(tǒng)的電源電路

59、</p><p>　　4.1.5 橋式整流電路簡介</p><p>　　橋式整流器是利用二極管的單向?qū)ㄐ赃M行整流的最常用的電路，常用來將交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟?。橋式整流電路圖如圖4.4，它的工作原理如下:輸入為正半周時，對D1、D3加正向電壓，Dl、D3導(dǎo)通;對D2、D4加反向電壓,D2、D4截止。電路中構(gòu)成ab、D1、R、D3通電回路，在R上形成上正下負的半波整洗電壓,輸入為負半周時，對D

60、2、D4加正向電壓，D2、D4導(dǎo)通；對D1、D3加反向電壓，D1、D3截止。電路中構(gòu)成ab、D2、R、D4通電回路,同樣在R上形成上正下負的另外半波的整流電壓。 </p><p><b>　　圖4.2</b></p><p>　　如此重復(fù)下去,結(jié)果在R上便得到全波整流電壓。其波形圖和全波整流波形圖是一樣的。從圖4.4中還不難看出，橋式電路中每只二極管承受的反向電壓等于

61、變壓器次級電壓的最大值，比全波整流電路小一半。 </p><p>　　橋式整流是對二極管半波整流的一種改進。半波整流利用二極管單向?qū)ㄌ匦?，在輸入為?biāo)準正弦波的情況下，輸出獲得正弦波的正半部分，負半部分則損失掉。橋式整流器利用四個二極管，兩兩對接。輸入正弦波的正半部分是兩只管導(dǎo)通，得到正的輸出；輸入正弦波的負半部分時，另兩只管導(dǎo)通，由于這兩只管是反接的，所以輸出還是得到正弦波的正半部分。橋式整流器對輸入正弦波的利

62、用效率比半波整流高一倍。</p><p>　　4.1.6 穩(wěn)壓器的選用</p><p>　　集成穩(wěn)壓器是指將不穩(wěn)定的直流電壓變?yōu)榉€(wěn)定的直流電壓的集成電路。由于集成穩(wěn)壓器具有穩(wěn)壓精度高、工作穩(wěn)定可靠、外圍電路簡單、體積小、重量輕等顯著優(yōu)點，在各種電源電路中得到了普遍的應(yīng)用。常用的集成穩(wěn)壓器有：金屬圓形封裝、金屬菱形封裝、塑料封裝、帶散熱板塑封、扁平式封裝、雙列直插式封裝等。在電子制作中應(yīng)用的

63、較多的是三端固定輸出穩(wěn)壓器。</p><p>　　78XX系列集成穩(wěn)壓器是常用的固定正輸出電壓的集成穩(wěn)壓器，輸出電壓有5V、6V、9V、12V、15V、18V、24V等規(guī)格，最大輸出電流為1.5A。它的工作原理：取樣電路將輸出電壓按比例取出，送入比較放大器與基準電壓進行比較，差值被放大后去控制調(diào)整管，以使輸出電壓保持穩(wěn)定。它的內(nèi)部含有限流保護、過熱保護和過壓保護電路，采用了噪聲低、溫度飄逸小的基準電壓源，工作穩(wěn)定

64、可靠。78XX系列集成穩(wěn)壓器為三端器件，一腳為輸入端，一腳為接地端。一腳為輸出端，使用十分方便。</p><p>　　在此設(shè)計中我選用的是78XX系列中的78L05，它能夠提供多種固定的輸出電壓，應(yīng)用范同廣。內(nèi)含過流、過熱和過載保護電路。帶散熱片時，輸出電流可達1A，雖然是固定穩(wěn)壓電路，但使用外接元件，可獲得不同的電壓和電流。在本設(shè)計中就是利用它把12V的直流電壓變成5V的穩(wěn)定電壓給單片機提供電源，以確保正常工作

65、。</p><p>　　4.1.7 穩(wěn)壓器簡介</p><p>　　78L05是一種固定電壓(5V)三端集成穩(wěn)壓器,其適用于很多應(yīng)用場合.象牽涉到單點穩(wěn)壓場合需要限制噪聲和解決分布問題的在-卡調(diào)節(jié).此外它們還可以和其它功率轉(zhuǎn)移器件一起構(gòu)成大電流的穩(wěn)壓電源,如可驅(qū)動輸出電流高達100毫安的穩(wěn)壓器。圖4.2為幾種三端集成穩(wěn)壓器。</p><p><b>　　.

66、</b></p><p><b>　　圖4.3</b></p><p>　　其卓越的內(nèi)部電流限制和熱關(guān)斷特性使之特別適用于過載的情況。當(dāng)用于替代傳統(tǒng)的齊納二極管-電阻組的時候，其輸出阻抗得到有效的改善,其偏置電流大大減少。</p><p><b>　　78L05特性：</b></p><p&

67、gt;　　* 三-端穩(wěn)壓器；　　* 輸出電流可達到100mA；　　* 無需外接元件； 　　* 內(nèi)部熱過載保護；　　* 內(nèi)部短路電流限制；　　* 從2004年底開始，提供的各類封裝形式，均為無鉛封裝產(chǎn)品。 </p><p>　　78L05應(yīng)用須知：</p><p>　　* 如果穩(wěn)壓器離電源濾波器有一段距離,Cin是必需的；　　* Co對穩(wěn)定性而言是可有可無的,但的確能夠改善瞬態(tài)響

68、應(yīng) 。</p><p>　　78L05典型線路圖（圖4.4）:</p><p>　　圖4.4　　注:（1）為確定輸出電壓值，請選擇電壓值后綴（xx)　　(2)為獲得最佳的穩(wěn)定性和瞬態(tài)響應(yīng)，建議使用旁邊電容并盡量可能挨著電路安裝。</p><p>　　4.2 單片機的選用及簡介</p><p>　　4.2.1單片機的選用</p>

69、<p>　　市面上的單片機很多，本設(shè)計采用AT89C51。AT89C51是美國ATMEL公司生產(chǎn)的低電壓，高性能CMOS8位單片機，片內(nèi)含4Kbytes的可反復(fù)擦寫的只讀程序存儲器（PEROM）和128bytes的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器（RAM），器件采ATMEL</p><p>　　公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準MCS-51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器（CPU）和Flash存儲單元

70、，功能強大的AT89C51單片機可適用于提高許多高性價比的應(yīng)用場合，可靈活應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域。</p><p>　　4.2.2 單片機的簡介</p><p>　　（1）主要性能參數(shù)：</p><p>　　兼容MCS-51產(chǎn)品指令系統(tǒng)完全兼容</p><p>　　4K字節(jié)可重擦寫Flash閃速存儲器</p><p>&l

71、t;b>　　1000次擦寫周期</b></p><p>　　全靜態(tài)操作：0Hz-24MHz</p><p>　　128×8字節(jié)內(nèi)部RAM</p><p>　　32個可編程I/O口線</p><p>　　2個16位定時/計數(shù)器</p><p><b>　　6個中斷源</b>

72、;</p><p>　　可編程串行UART通道</p><p><b>　　低耗空閑和掉電模式</b></p><p>　?。?）引腳功能 圖 4.5</p><p>　　引腳如圖右4.5所示</p><p><b>　　

73、引腳功能說明：</b></p><p><b>　　VCC：電源電壓</b></p><p><b>　　GND：地</b></p><p>　　P0口：P0口是一組8位漏極開路型雙向I/O口，也即地址/數(shù)據(jù)總線復(fù)用口。作輸出口用時，每位能吸收電流的方式驅(qū)動8個TTL邏輯門電路，對端口寫“1”可作為高阻抗輸入端

74、用。</p><p>　　在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器或程序存儲器時，這組口線分時轉(zhuǎn)換地址（低8位）和數(shù)據(jù)總線復(fù)用，在訪問期間激活內(nèi)部上拉電阻。</p><p>　　Flash編程時，P0口接收指令字節(jié)，而在程序檢驗時，輸出指令字節(jié)，校驗時，要求外接上拉電阻。</p><p>　　P1口:P1是一個帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P1的輸出緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流）4

75、個TTL邏輯門電路。對端口寫“1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可作輸出口。作輸入口使用時，因為內(nèi)部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流（I）。</p><p>　　Flash編程和程序校驗期間，P1接收低8位地址。</p><p>　　P2 口：P2 是一個帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I／O 口，P2 的輸出緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流）4 個 TTL 邏

76、輯門電路。對端口寫“1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可作輸入口，作輸入口使用時，因為內(nèi)部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流（IIL）。在訪問外部程序存儲器或 16 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器（例如執(zhí)行 MOVX，@DPTR 指令）時，P2 口送出高 8 位地址數(shù)據(jù)。在訪問 8 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器（如執(zhí)行 MOVX，@RI 指令）時，口線上的內(nèi)容（也即特殊功能寄存器（SFR）區(qū)中 R2 寄存器的內(nèi)容），在整

77、個訪問期間不改變。Flash 編程或校驗時，P2 亦接收高位地址和其它控制信號。</p><p>　　P3 口：P3 口是一組帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I／O 口。P3 口輸出緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流）4 個 TTL邏輯門電路。對P3口寫入“1”時，它們被內(nèi)部上拉電阻拉高并可作為輸入端口。作輸入端時，被外部拉低的 P3 口將用上拉電阻輸出電流（IIL）。</p><p>　　P3

78、 口除了作為一般的 I／O 口線外，更重要的用途是它的第二功能，如表4.1所示</p><p><b>　　表4.1</b></p><p>　　P3口還接收一些用于Flash閃速存儲器編程和程序校驗的控制信號。</p><p>　　RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器工作時，RST 引腳出現(xiàn)兩個機器周期以上高電平將使單片機復(fù)位。</p>

79、<p>　　ALE／PROG： 當(dāng)訪問外部程序存儲器或數(shù)據(jù)存儲器時，ALE（地址鎖存允許）出脈沖用于鎖存地址的低 8 位字節(jié)。即使不訪問外部存儲器，ALE 仍以時鐘振蕩頻率的 l／6 輸出固定的正脈沖信號，因此它可對外輸出時鐘或用于定時目的。要注意的是：每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時將跳過一個ALE 脈沖。對Flash 存儲器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖（PROG）。如有必要，可通過對特殊功能寄存器（SFR）區(qū)中的 8EH 單

80、元的 DO 位置位，可禁止 ALE 操作。該位置位后，只有一條 MOVX 和 MOVC 指令 ALE 才會被激活。此外，該引腳會被微弱拉高，單片機執(zhí)行外部程序時，應(yīng)設(shè)置 ALE 無效。</p><p>　　PSEN：程序儲存允許（PSEN）輸出是外部程序存儲器的讀選通信號，當(dāng) AT89C51 由外部程序存儲器取指令（或數(shù)據(jù)）時，每個機器周期兩次PSEN有效，即輸出兩個脈沖。再此期間，當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器，這兩次有

81、效的PSEN信號不出現(xiàn)。 </p><p>　　EA／VPP：外部訪問允許。欲使CPU 僅訪問外部程序存儲器（地址為0000H—FFFFH），EA端必須保持低電平（接地）。需注意的是：如果加密位 LB1 被編程，復(fù)位時內(nèi)部會鎖存 EA 端狀態(tài)。如EA端為高電平（接VCC 端），CPU 則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲器中的指令。</p><p>　　Flash 存儲器編程時，該引腳加上+12V 的編程允

82、許電源 Vpp，當(dāng)然這必須是該器件是使用 12V 編程電壓 Vpp。</p><p>　　XTAL1：振蕩器反相放大器的及內(nèi)部時鐘發(fā)生器的輸入端。</p><p>　　XTAL2：振蕩器反相放大器的輸出端。</p><p>　　4.3 溫度檢測電路的設(shè)計</p><p>　　當(dāng)豆?jié){機正常工作時，需要先加熱到80℃左右的溫度，然后停止加熱繼續(xù)下

83、一步的工作，所以這就需要一個溫度傳感器來檢測水溫，這里我選用的是NTC熱敏電阻溫度傳感器，選擇它是靈敏度高、反應(yīng)迅速；電阻值和B值精度高、一致性互換性好；采用雙層密封工藝，具有良好的絕緣密封性和抗機械碰撞、抗折彎能力、穩(wěn)定性好、可靠性高。</p><p>　　4.3.1 NTC熱敏電阻溫度傳感器簡介</p><p>　　熱敏電阻傳感器是對溫度敏感的電阻器的總稱，是半導(dǎo)體測溫元件。按溫度系數(shù)

84、分為負溫度系數(shù)熱敏電阻(N TC)和正溫度系數(shù)熱敏電阻(PIC)兩大類。NIC熱敏電阻以MF為其型號，PIC熱敏電阻以MZ為其型號。負溫度系數(shù)熱敏電阻大多是由Mn（錳）、Ni（鎳）、Co（鈷）、Fe(鐵）、Cu（銅）等金屬氧化物經(jīng)過燒結(jié)而成的半導(dǎo)體材料制成，具有很高的靈敏度和良好的性能，被大量作為溫度傳感器使用。</p><p>　　NTC負溫度系數(shù)熱敏電阻傳感器是溫度下降時它的電阻值會升高。在所有被動式溫度傳感

85、器中，熱敏電阻的靈敏度（即溫度每變化1。c日寸電阻的變化）最高，但熱敏電阻的電阻膃度曲線是非線性的。表4.2中數(shù)據(jù)是對Vishay - Dale熱敏電阻系列測得的NIC熱敏電阻器性能參</p><p><b>　　表4.2</b></p><p>　　從數(shù)據(jù)可以看出：25℃時阻值為10ΚΩ的電阻，在0C℃寸電阻為28.1ΚΩ，60℃時電阻為4.086ΚΩ。與此類似，2

86、5℃時電阻為5ΚΩ的熱敏電阻在0℃時電阻則為14.050ΚΩ。其中電阻值以一個比率形式給出(R。/R2)，該比率表示當(dāng)前溫度下的阻值與25℃時的阻值之比，通常同一系列的熱敏電阻器具有類似的特性和相同電阻溫度曲線。</p><p>　　如果想要知道兩點之間某一溫度下的阻值，可以用這個曲線來估計，也可以直接計算出電阻值，計算公式如式4.1所示：</p><p><b>　　式4.1&

87、lt;/b></p><p>　　這里T指開氏絕對溫度，A、B、C、D是常數(shù)，根據(jù)熱敏電阻的特性而各有不同，這些參數(shù)由熱敏電阻的制造商提供。</p><p>　　熱敏電阻一般有一個誤差范圍，用來規(guī)定樣品之間的一致性。根據(jù)使用的材料不同，誤差值通常在1%至10%之間。有些熱敏電阻設(shè)計成應(yīng)用時可以互換，用于不能進行現(xiàn)場調(diào)節(jié)的場合，例如一臺儀器，用戶或現(xiàn)場工程師只能更換熱敏電阻而無法進行校

88、準，這種熱敏電阻比普通的精度要高很多，價格也要貴得多。</p><p>　　利用電阻器財熱敏電阻傳感器進行線性化的接口電路。具有高增益的運算放大器，加上負反饋構(gòu)成的線性電路，其閉環(huán)增益和傳輸特性以及它的輸入、輸出阻抗基本上取決于外部的反饋元件，因此，使用運算放大器進行線性信號的處理是非常方便的。實際中常用運算放大器構(gòu)成反相放大電路和同相放大電路作為測量溫度的接口電路，如圖2為熱敏電阻傳感器運用同相放大電路進行溫度

89、測量的接口電路，該接口電路利用電阻器對熱敏電阻傳感器進行線性化，接口電路有電壓模式和電阻模式。二者的作用都是實現(xiàn)線性化。圖4.6用固定電阻器R．就可以實現(xiàn)線性化，稱為電壓模式。</p><p>　　圖4.6熱敏電阻傳感器的測溫接口電路</p><p>　　式4.2中，電阻Rl將熱敏電阻的電壓拉升到參考電壓，一般它與ADC的參考電壓一致，因此如果ADC的參考電壓是5V，Vref也將是5V。熱

90、敏電阻和電阻串聯(lián)產(chǎn)生分壓，其阻值變化使得節(jié)點處的電壓Vl也產(chǎn)生變化，該電路的精度取決于熱敏電阻和電阻的誤差以及參考電壓的精度。</p><p><b>　　式4.2</b></p><p>　　由于熱敏電阻是一個電阻，電流流過它時會產(chǎn)生一定的熱量，熱敏電阻消耗的能量對溫度的影響用耗散常數(shù)來表示，它指將熱敏電阻溫度變化1。G昕耗散的功率。耗散常數(shù)與熱敏電阻的結(jié)構(gòu)、形狀以

91、及所處介質(zhì)的種類、狀態(tài)等有關(guān)[H1。 因此設(shè)計測溫接口電路時應(yīng)確保拉升電阻足夠大，拉升電阻的阻值毖須進行計算，以限定整個測量溫度范圍內(nèi)的自熱功耗，防止熱敏電阻自熱過度導(dǎo)致系統(tǒng)產(chǎn)生測量誤差。一般系統(tǒng)所允許的自熱量及限流電阻大小由測量精度決定，測量精度為±5。C白勺測量系統(tǒng)比精度為±1。C測量系統(tǒng)可承受的熱敏電阻自熱要大。給定出電阻值以后，由于熱敏電阻阻值變化，耗散功率在不同溫度下也有所不同。拉升電阻Rl的值由使用溫度和

92、熱敏電阻傳感器的特性決定，可以用下式計算出來口1，即：</p><p><b>　　式4.3</b></p><p>　　式4.3中R是熱敏電阻傳感器在使用溫度下限時的電阻值，Rm是熱敏電阻傳感器在使用溫度上限時。</p><p>　　4.3.2 ADC0809簡介</p><p>　　ADC0809是一種典型的A/D轉(zhuǎn)

93、換器。它是采用主次逼近方法的8位8通道A/D轉(zhuǎn)換器。+5V單電源供電。轉(zhuǎn)換時間在100us左右。</p><p>　　ADC0809為28引腳，雙列直插芯片，其引腳如圖4.7所示。各引腳功能如下：</p><p>　　IN0-IN7:8路模擬量輸入端；</p><p>　　D7-D0：8位數(shù)字量輸出端口；</p><p>　　START:A/

94、D轉(zhuǎn)換啟動信號輸入端；</p><p>　　ALE：地址鎖存允許信號，高電平有效；</p><p>　　EOC：轉(zhuǎn)換結(jié)束信號，高電平有效；</p><p>　　OE：輸出允許控制信號，高電平有效；</p><p>　　CLK：時鐘信號輸入端；</p><p>　　A、B、C：轉(zhuǎn)換通道的地址； </p>&

95、lt;p><b>　　圖4.7</b></p><p>　　VREF(-)：參考電源的負端；</p><p>　　VREF(+)：參考電源的正端；</p><p>　?、貯D0809 的邏輯結(jié)構(gòu)：ADC0809 是8 位逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器。它由一個8路模擬開關(guān)、一個地址鎖存譯碼 器、一個A/D 轉(zhuǎn)換器和一個三態(tài)輸出鎖存器組成。多路開關(guān)

96、可選通8個模擬通道， 允許8 路模擬量分時輸入，共用A/D 轉(zhuǎn)換器進行轉(zhuǎn)換。三態(tài)輸出鎖器用于鎖存A/D 轉(zhuǎn)換完 的數(shù)字量，當(dāng)OE 端為高電平時，才可以從三態(tài)輸出鎖存器取走轉(zhuǎn)換完的數(shù)據(jù)。 </p><p>　　②AD0809 的工作原理：N0－IN7：8 條模擬量輸入通道。ADC0809 對輸入模擬量要求：信號單極性，電壓范圍是0－5V，若信號太小，必須進行放 大；輸入的模擬量在轉(zhuǎn)換過程中應(yīng)該保持不變，如若模擬量變

97、化太快，則需在輸入前增加采樣保持電路。地址輸入和控制線：4條 </p><p>　　ALE 為地址鎖存允許輸入線，高電平有效。當(dāng)ALE 線為高電平時，地址鎖存與譯碼器將A， B，C 三 條地址線的地址信號進行鎖存，經(jīng)譯碼后被選中的通道的模擬量進轉(zhuǎn)換器進行轉(zhuǎn)換。A，B 和C 為地址輸入線，用于選通IN0－IN7 上的一路模擬量輸 入。通道選擇表如表4.3所示。</p><p><b&g

98、t;　　表 4.3</b></p><p>　　數(shù)字量輸出及控制線:11條 </p><p>　　ST 為轉(zhuǎn)換啟動信號。當(dāng)ST 上跳沿時，所有內(nèi)部寄存器清零；下跳沿時，開始進行A/D 轉(zhuǎn) 換；在轉(zhuǎn)換期間，ST 應(yīng)保持低電平。EOC 為轉(zhuǎn)換結(jié)束信號。當(dāng)EOC 為高電平時，表明轉(zhuǎn) 換結(jié)束；否則，表明正在進行A/D 轉(zhuǎn)換。OE為輸出允許信號，用于控制三條輸出鎖存器向單片機輸出轉(zhuǎn)換狀態(tài)

99、。D7－D0 為數(shù)字量輸出線。CLK為時鐘輸入信號線。因ADC得到的數(shù)據(jù)。OE＝1，輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)；OE＝0，輸出數(shù)據(jù)線呈高阻0809的內(nèi)部沒有時鐘電路，所需時鐘信號必須由外界提供，常使用頻率為500KHZ，VREF（＋），VREF（－）為參考電壓輸入。 </p><p>　　③ADC0809 應(yīng)用說明： </p><p>　?、臕DC0809 內(nèi)部帶有輸出鎖存器，可以與AT89S51

100、 單片機直接相連。 </p><p>　?、瞥跏蓟瘯r，使ST 和OE信號全為低電平。 </p><p>　?、撬鸵D(zhuǎn)換的哪一通道的地址到A，B，C 端口上。 </p><p>　?、仍赟T 端給出一個至少有100ns 寬的正脈沖信號。 </p><p>　?、墒欠褶D(zhuǎn)換完畢，我們根據(jù)EOC 信號來判斷。 </p><p>

101、;　　⑹當(dāng)EOC變?yōu)楦唠娖綍r，這時給OE 為高電平，轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)就輸出給單片機了。</p><p><b>　　圖4.8</b></p><p>　　4.3.3放大器LM324簡介</p><p>　　LM324是四運放集成電路，它采用14腳雙列直插塑料封裝，外形如圖所示。它的內(nèi)部包含四組形式完全相同的運算放大器，除電源共用外，四組運放相互獨立每

102、一組運算放大器可用圖4.10所示的符號來表示，它有5個引出腳，其中“+”、“-”為兩個信號輸入端，“V+”、“V-”為正、負電源端，“Vo”為輸出端。兩個信號輸入端中，Vi-（-）為反相輸入端，表示運放輸出端Vo的信號與該輸入端的相位相反；Vi+（+）為同相輸入端，表示運放輸出端Vo的信號與該輸入端的相位相同。LM324的引腳排列見圖4.9。</p><p>　　圖4.9

103、 圖4.10</p><p>　　由于LM324四運放電路具有電源電壓范圍寬，靜態(tài)功耗小，可單電源使用，價格低廉等優(yōu)點，因此被廣泛應(yīng)用在各種電路中。下面介紹其應(yīng)用實例。</p><p>　?、偻嘟涣鞣糯笃魍嘟涣鞣糯笃鞯奶攸c是輸入阻抗高。其中的R1、R2組成1/2V+分壓電路，通過R3對運放進行偏置。此</p><p><b>　　圖4.1

104、1</b></p><p>　　電路可將輸入交流信號分成三路輸出，三路信號可分別用作指示、控制、分析等用途。而對信號源的影響極小。因運放Ai輸入電阻高，運放A1-A4均把輸出端直接接到負輸入端，信號輸入至正輸入端，相當(dāng)于同相放大狀態(tài)時Rf=0的情況，故各放大器電壓放大倍數(shù)均為1，與分立元件組成的射極跟隨器作用相同。 電路的電壓放大倍數(shù)Av也僅由外接電阻決定：Av=1+Rf/R4，電路輸入電阻為R3。

105、R4的阻值范圍為幾千歐姆到幾十千歐姆。圖4.7為典型的同相交流放大器線路。②測溫電路</p><p>　　感溫探頭采用一只硅三極管3DG6，把它接成二極管形式。硅晶體管發(fā)射結(jié)電壓的溫度系數(shù)約為-2.5mV/℃，即溫度每上升1度，發(fā)射結(jié)電壓變會下降2.5mV。運放A1連接成同相直流放大形式，溫度越高，晶體管BG1壓降越小，運放A1同相輸入端的電壓就越低，輸出端的電壓也越低。這是一個線性放大過程。在A1輸出端接上

106、測量或處理電路，便可對溫度進行指示或進行其它自動控制。圖4.12為典型的測溫電路。</p><p><b>　　圖4.12</b></p><p><b>　?、郾容^器</b></p><p>　　當(dāng)去掉運放的反饋電阻時,或者說反饋電阻趨于無窮大時(即開環(huán)狀態(tài)),理論上認為運放的開環(huán)放大倍數(shù)也為無窮大(實際上是很大,如LM

107、324運放開環(huán)放大倍數(shù)為100dB，既10萬倍)。此時運放便形成一個電壓比較器，其輸出如不是高電平（V+），就是低電平（V-或接地）。當(dāng)正輸入端電壓高于負輸入端電壓時，運放輸出低電平。圖4.12為比較器接線電路。</p><p><b>　　圖4.13</b></p><p>　　使用兩個運放組成一個電壓上下限比較器，電阻R1、R1ˊ組成分壓電路，為運放A1設(shè)定比較電

108、平U1；電阻R2、R2ˊ組成分壓電路，為運放A2設(shè)定比較電平U2。輸入電壓U1同時加到A1的正輸入端和A2的負輸入端之間，當(dāng)Ui>U1時，運放A1輸出高電平；當(dāng)Ui<U2時，運放A2輸出高電平。運放A1、A2只要有一個輸出高電平，晶體管BG1就會導(dǎo)通，發(fā)光二極管LED就會點亮。若選擇U1>U2，則當(dāng)輸入電壓Ui越出[U2，U1]區(qū)間范圍時，LED點亮，這便是一個電壓雙限指示器。若選擇U2 > U1，則當(dāng)輸入電壓在

109、[U2，U1]區(qū)間范圍時，LED點亮，這是一個“窗口”電壓指示器。此電路與各類傳感器配合使用，稍加變通，便可用于各種物理量的雙限檢測、短路、斷路報警等。</p><p>　　4.3.4 四分頻電路設(shè)計</p><p>　　四分頻電路通過兩個74LS74實現(xiàn)對輸入脈沖的四分頻，它的接線如圖4.14</p><p><b>　　圖 4.14</b>

110、</p><p><b>　　引腳：</b></p><p>　　11端與3端為原時鐘輸入端；</p><p>　　5端與9端為變換后的時鐘輸出端；</p><p>　　2端與6端聯(lián)接，8端與12端聯(lián)接；</p><p>　　7端接電源負極、14端接電源正極；</p><p&g

111、t;<b>　　分頻：</b></p><p>　　1，2，3，4，5，6為一組，8，9，10，11，12，13為一組；</p><p>　　如果要得到四分頻，原時鐘需接3端并且5端接11端，9端為四分頻輸出端；或者是原時鐘接11端。</p><p>　　4.3.5 NTC熱敏電阻與單片機AT89C51的接口設(shè)計</p><

112、p>　　溫度傳感器與單片機AT89C51的接口設(shè)計如圖4.11所示。熱敏電阻的變化電壓通過ADC0809轉(zhuǎn)換后送給單片機，完成溫度檢測過程。AD0809的ADD A、ADD B、ADD C口接地。MSB口接單片機P0口，GND口、VREF（-）口接地，VCC、VREF（+）口接+5V，IN0口接放大器的輸出口。CLOCK口接四分頻脈沖輸出口、四分頻輸入口接單片機ALE口，OE口通過或非門接單片機P2.0口及RD口，ALE、STAR