1、豆丁文档代下载：http:/ （0.1 元/篇）造纸，印染染料请选择 宏浩染料推荐好文档当选：http:/ 年 7 月 19 号豆丁文档代下载：http:/ （0.1 元/篇）造纸，印染染料请选择 宏浩染料推荐好文档当选：http:/ 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
2、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。 豆丁文档代下载：http:/ （0.1 元/篇）造纸，印染染料请选择 宏浩染料推荐好文档当选：h
3、ttp:/ 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，
4、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。 豆丁文档代下载：http:/ （0.1 元/篇）造纸，印染染料请选择 宏浩染料推荐好文档当选：http:/ LCD 是专门定制的，可以直接与 HT46R65 的 SEGME
5、NT 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
6、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R22PA6 ，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。 豆丁文档代下载：http:/ （0.1 元/篇）造纸，印染染料请选择 宏浩染料推荐好文档当选：http:/ 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
7、线路板地)豆浆及浆沫防溢电极R23PA7，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
8、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 1011V 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。电阻变化与温度变化的具体关系如式 1 所示：R1=R0*expB*(1/T1-1/T0)。 其中，R0 和 R1 为电阻值，T0 和 T1 为绝对温度，B 值是一个表征 NTC 的电阻值与绝对温度的关系的常
9、数。热敏电阻的 B 值并非是恒定的，其大小因材料构成而异，最大甚至可达 5K/C，因此在较大的温度范围内应用式 1 时，将会与实测值之间存在一定误差。本系统中使用的 NTC 热敏电阻的参数为：25C 时的阻值为 22K，B 值为 4200，代入式 1 可以求得 R1 为 2.2K 时的温度为 82C。当温度小于 82C 时，热敏电阻的阻值大于 2.2K，此时负端输入电压低于正端输入电压，输出为高电平，当温度高于 82C 时，热敏电阻的阻值小于 2.2K，此时负端输入电压高于正端输入电压，输出为低电平，停止加热，开始打浆。 豆丁文档代下载：http:/ （0.1 元/篇）造纸，印染染料请选择
10、宏浩染料推荐好文档当选：http:/ 4)可使用一种集成了红外接收和放大的一体化红外线接收器，该器件无需任何其它外接元件就能完成从红外线接收到输出 TTL 电平信号兼容的所有工作，而体积仅与普通塑封三极管一样大，适合于各种红外线遥控和红外线数据传输。接收器对外只有 3 个引脚：Out、Gnd、Vcc 与单片机接口非常方便。 图 4：红外接收电路。1：脉冲信号输出口，直接接单片机的 I/O 口，即接 PD5 引脚； 2：Gnd 接主控器的地线； 3：Vcc 接主控器的电源正极(+5V)； 2. 遥控器硬件设计 遥控器部分包括电源(由电池供电)、时钟电路、温度传感器、键盘输入电路、显示电路、红外发
11、射电路等。遥控器由三节电池(4.5V)供电。 键盘输入电路由 21 个按键组成，其中 09 十个数字和定时键用来设定豆浆机的定时时间。AUTO、HEAT、MILL、WATER 按键可以对豆浆机进行单独操作，分别实现全自动工作、加热、粉碎、自动加水功能。Enter、Up、Down、Right、Left 等五个按键用来设定时钟的时间。 红外发射电路如图 5 所示，发射电路连接的是 PC7 引脚，载波频率为 40kHz，通过编程使 PC7 口产生一个周期性的红外载波输出，根据不同的编码规则，可以更改输出周期，从而达到数字信号传输的功能。 豆丁文档代下载：http:/ （0.1 元/篇）造纸，印染染料
12、请选择 宏浩染料推荐好文档当选：http:/ 5：红外发射电路。在本系统中，用 HT48R70A 实现 IR 的发射，用 HT46R56 实现 IR 的接收，其编码方式为：1 位启始信号+8 位数据信号，数据传送协议和时序图如 6 所示。 液晶模块采用的是金鹏电子公司的 OCM12864-5 系列，这是一款 12864 点阵型液晶显示模块，可显示各种字符及图形，可与 CPU 直接连接，具有八位标准数据总线、 6 条控制线及电源线，采用 KS0108 控制 IC。 时钟芯片采用 DALLAS 公司推出的涓流充电时钟芯片，内含一个实时时钟/ 日历和 31 字节静态 RAM，实时时钟/日历电路提供
13、秒、分、时、日、月、年、星期信息，每月的天数和闰年的天数可以自动调整。 豆丁文档代下载：http:/ （0.1 元/篇）造纸，印染染料请选择 宏浩染料推荐好文档当选：http:/ 6：数据传送协议和时序。温度传感器采用 DALLAS 公司的数字温度传感器 18B20，可提供 9 位到 12 位(二进制)温度读数，指示器件的温度，CPU 通过一条连线与 18B20 通信，可以显示从-55 度到+125 度的温度范围，使用起来非常方便，且价格也很便宜。 豆丁文档代下载：http:/ （0.1 元/篇）造纸，印染染料请选择 宏浩染料推荐好文档当选：http:/ 7：主机主要程序流程图。系统软件设计系统软件设计包括主机软件部分和遥控器软件部分。主机主要程序流程图如图 7 所示，遥控器主要程序流程图如图 8 所示。 豆丁文档代下载：http:/ （0.1 元/篇）造纸，印染染料请选择 宏浩染料推荐好文档当选：http:/ 8：遥控器主要程序流程图。本文小结本系统的样品已经完成，试验结果表明，该系统能稳定、可靠的完成全自动工作、单独打浆、单独加热、单独粉碎、自动加水等各种功能。并有使用方便的优点。
