張濤

摘要：全自動多功能豆?jié){機以AT89C52單片機為控制系統(tǒng)中心控制器，該設(shè)計可以提前設(shè)置來預(yù)設(shè)時間，然后借助計數(shù)器倒計時的方式進行計數(shù)。當(dāng)接近預(yù)設(shè)時間時，以單片機控制的全自動豆?jié){機主動啟動，可以達到告別早起，節(jié)省時間，有效利用資源的目的。

關(guān)鍵詞：AT89S52單片機

1 ?研究背景及其意義

豆?jié){是一種歷史悠久的飲品，根據(jù)記載在中國被發(fā)明作為飲品已有近2000多年的歷史了。據(jù)報道，豆?jié){除了具有大量人體需要的鐵、鈣、鋅等礦物質(zhì)元素，另一方面還可以為人體補充維生素b1、b2以及植物蛋白、磷脂等有機物。如今豆?jié){已經(jīng)是許多人早餐的一部分，由于其味道可口，而且具有很高的營養(yǎng)價值。然而受限于豆?jié){繁雜的制作過程和步驟，家庭制作豆?jié){的比列很小。

伴隨著經(jīng)濟的飛速發(fā)展，人民越來越注重食物健康，但是受限于生活節(jié)奏的加快，傳統(tǒng)意義上的豆?jié){機產(chǎn)生的許多問題不能及時的解決。例如現(xiàn)代豆?jié){機面臨著清洗困難，在進行打漿時時常出現(xiàn)溢出和噴濺的現(xiàn)象，還有谷物利用率不足以及口味單調(diào)的問題。這嚴重的影響了豆?jié){機的普及同時也提高了家庭制作豆?jié){的門檻。然而由于人們在身體健康方面的重視不斷提高，許多家庭都傾向于自己制作一杯美味可口的豆?jié){，這個趨勢和想法給全自動豆?jié){機的飛速發(fā)展提供了不可或缺的動力。于此同時豆?jié){機向著智能，便捷，高效發(fā)展。

2 ?方案設(shè)計

此方案由溫度傳感器，打漿電路，加熱電路，報警電路，單片機，電源電路，防干燒、防溢出電路組成。

接通電源后，點擊啟動按鈕，加熱裝置運行，于此同時溫度傳感器持續(xù)監(jiān)測容器內(nèi)的水溫，當(dāng)溫度上升到80攝氏度左右時，單片機控制加熱裝置停止加熱。然后電動機轉(zhuǎn)動開始間歇式打漿工作，即打漿20秒停止5秒，如此循環(huán)5次后停止打漿。然后單片機控制加熱裝置繼續(xù)工作，隨著溫度上升，豆?jié){丄溢，當(dāng)液位檢測儀的超聲波檢測到液位超過一定液位值時，再次停止加熱，間隔20秒后繼續(xù)加熱，反復(fù)循環(huán)5次后，報警裝置發(fā)出提示信號，豆?jié){制作完成。

3 ?控制系統(tǒng)的硬件分析

該全自動多功能豆?jié){機的控制系統(tǒng)中心以AT89C52單片機擔(dān)任，結(jié)合著防干燒電路，加熱電路等模塊，使豆?jié){機的控制想較于傳統(tǒng)的豆?jié){機更加智能和自動。首先當(dāng)容器內(nèi)加入水后，需要設(shè)計裝置對水位進行檢測，考慮到設(shè)計的方便和成本，這里選用超聲波SRF04進行檢測，加入適量的水后，加熱電路開始工作，為了使溫度達到理想的值，需要設(shè)置一個溫度傳感器。經(jīng)查詢資料發(fā)現(xiàn)數(shù)字溫度傳感器DS18b20最為常用，因為相比于其它溫度傳感器它作為單總線器件線路連接起來更加簡單，體積也小巧易于使用，而且還不必進行A/D轉(zhuǎn)換等步驟，使操作起來更簡單。加熱裝置結(jié)束工作后，進行下一步的打漿工作，該設(shè)計選用是單相串勵電機做電機，通過研究了解到該電機具有扭矩大，體積小巧，重量輕便等優(yōu)點。打漿完成后繼續(xù)加熱，此時需要設(shè)計防溢出裝置同上選用探針作為傳感器進行溢出檢測，加熱結(jié)束后，豆?jié){制作完成，由報警器發(fā)出信號提示即可。

4 ?控制系統(tǒng)的軟件分析

對于軟件方面主要的設(shè)計工作是對AT89C52單片機進行編程，首先繪制一個流程圖設(shè)計出豆?jié){機功能和滿足要求。接通家用220V電源后，探針開始監(jiān)測容器內(nèi)水位，避免出現(xiàn)干燒情況。若不符合水位要求則報警器發(fā)出聲光信號提醒，只有進行切斷電源并且加入適量的水后，全自動豆?jié){機才會再次開始工作。當(dāng)液位檢測模塊檢測到符合水位要求后，加熱裝置啟動開始正常工作，隨著溫度的升高，與此同時溫度傳感器持續(xù)監(jiān)測水溫，當(dāng)檢測到溫度上升到近80攝氏度時，加熱管暫停加熱。單片機控制電動機啟動，以間歇式方式進行打漿工作，即電動機打漿20秒后暫停5秒，如此循環(huán)5次，打漿任務(wù)完成后，加熱裝置繼續(xù)工作，容器內(nèi)豆?jié){經(jīng)加熱后丄溢，液位檢測儀檢測到液位上升到一定值時，會停止加熱20秒，然后加熱裝置繼續(xù)工作進行加熱，如此循環(huán)5次，加熱管停止工作，蜂鳴器發(fā)出信號提示豆?jié){制作完成。

根據(jù)上述的要求完成對流程圖的設(shè)計，并且對單片機進行相應(yīng)的編程工作，達到設(shè)計的目的。

5 ?結(jié)束語

經(jīng)過多次的修改和改進，已基本結(jié)束多功能豆?jié){機的控制系統(tǒng)的設(shè)計。具體的工作過程為：首先將清洗好的黃豆放入豆?jié){機的容器內(nèi)，加入適量的水，超聲波裝置對水位進行檢測，若未達到安全工作水位要求，則啟動后會觸發(fā)報警裝置，由蜂鳴器發(fā)出警報聲，提示加水。若水位符合要求，則加熱裝置工作，此時溫度傳感器持續(xù)監(jiān)測水溫變化，如果溫度傳感器檢測到溫度上升到80攝氏度時，單片機控制加熱管停止加熱，進行下一步的打漿工作，電動機進行間歇式工作即工作20秒停止5秒，循環(huán)5次后。加熱管再次工作對豆?jié){繼續(xù)進行加熱，隨著溫度不斷升高，溫度達到一定值時豆?jié){丄溢，超聲波裝置檢測到后，單片機控制停止加熱，間歇20秒后繼續(xù)加熱，循環(huán)5次后，停止加熱，豆?jié){制作完成，蜂鳴器發(fā)出聲音提示。

以AT89C52單片機作為該控制系統(tǒng)的中心，和其他元器件的進行組合使用，再經(jīng)過設(shè)置好的程序要求進行工作運行，使該智能豆?jié){機使用更加的方便，智能，擁有很高的開發(fā)價值。

參考文獻

[1]石浩，顧復(fù)，顧新建.模塊化設(shè)計方法及其在家用豆?jié){機中的應(yīng)用[J].成組技術(shù)與生產(chǎn)現(xiàn)代化，2019，36（01）：1-8.

[2]周立平.基于LM3S811單片機的全自動豆?jié){機控制電路設(shè)計[J].電子技術(shù)與軟件工程，2017（12）：253.

[3]Qing Zhang et al. Fabrication of whole soybean curd using three soymilk preparation techniques[J]. LWT， 2019， 104 ： 91-99.

[4]Taruna Varghese and Akash Pare. Effect of microwave assisted extraction on yield and protein characteristics of soymilk[J]. Journal of Food Engineering， 2019， 262 ： 92-99.