豆浆机-机电一体化概述.docVIP

任务分配 总体方案设计： 传动系统设计： 动力电机系统设计： 控制电路设计 软件编程： 电力供电系统： 附上整体效果图 目录 任务分配 1 第1章 3 第2章 4 2.1 控制系统的硬件分析 4 2.2 控制系统的软件分析 4 2.3 电源电路设计 4 第3章 6 3.1 传动形式的选择 6 3.2 电机的选择 6 3.3 减速机构的设计 6 3.4 关键部件的强度校核 6 第4章 7 4.1 单片机的选用 7 4.2 单片机的简介 7 4.3 温度检测电路的设计 9 4.4 温度传感器DS1820简介 9 4.5 报警电路的设计 13 第5章 15 第6章 16 附录1 18 附录2 19 附录3 20 参考文献 25 绪论 豆浆机由粉碎黄豆的电机、豆浆机加热器和控制电路三大部分组成。用单片机研制的全自动豆浆机的控制系统，当放入适量泡好的黄豆，加入适量的冷水，把豆浆机的电源插头插入220V交流电源，豆浆机指示灯亮起，按下按钮，先对豆浆机进行水位检测，符合要求后电加热管开始对水进行加热，当水温达到80℃左右，豆浆机进行启动电机开始打浆，打浆电机按间歇方式打浆。打浆过后，开始对豆浆加热，豆浆温度达到一定值时豆浆上溢，当豆浆沫接触到防溢电极时，停止加热。然后间歇加热，最后进行豆浆的防溢延煮后发出声光报警信号。若缺水，则关闭加热器和并发出报警声，直到关闭电源，加水后才能继续使用。 控制系统的硬件分析 硬件上豆浆机的控制系统首先需要以单片机AT89C52为控制核心，刚开始需要水位检测，这就需要一个传感器，为了减少成本，这里采用一个探针来代替传感器的使用，然后开始对水进行加热，开始时需要把水加热到80℃，这就需要一个温度传感器，这里采用数字温度传感器DS18b20，因为它单总线器件，线路简单，体积小，省去了A/D转换，并行扩展等步骤，使硬件图变得简单形象了很多。由于豆浆机加热完毕后，需要启动打浆电机开始打浆，这里选用单相串励电机，因为串励电机具有机动转矩大、过载能力强、体积小、重量轻等很多优点，并且改类型电机在家用电器使用很普遍。当打完浆后，需要对豆浆再次加热，这里就用到防溢的装置与水位检测装置一样，沸腾溢出装置同样采用一个探针来替代了传感器。对豆浆再次加热完毕后，预示着豆浆加工完成了，最后发出音响信号，这里选用一个报警器。 控制系统的软件分析 软件上就是对单片机的编程，在编程前需要画出一个流程图，根据豆浆机控制系统的设计要求及目的，即插上电源、按下启动按钮并且选择功能后，先对豆浆机进行水位检测，符合要求后就启动加热装置对水加热，当水温达到了80℃左右，豆浆机停止加热。启动磨浆电机开始打浆，磨浆电机按间歇方式打浆：运转15秒后停止运转，间歇5秒后再启动打浆电机，如此循环5次。打浆结束后，电加热器继续加热，一直加热到一定值时豆浆上溢，当豆浆沫接触电极时，停止加热，间歇20秒后在开始加热，如此循环5次豆浆加工完成，间歇10秒后发出音响信号，提示豆浆已经做好。此时关闭开关、拔下电源插头后，即可准备饮用豆浆。 按照上述对豆浆机控制系统的要求，完成豆浆机控制系统设计的流程图后，对单片机进行软件设计的编程来配合硬件的设计以至于完成整个豆浆机控制系统的设计。 电源电路设计 电源是各种电子设备必不可少的组成部分，其性能的优劣直接关系到电子设备的技术指标以及能否安全可靠的工作。目前常用的直流稳压电源分线性电源和开关电源两大类。随着集成电路飞速发展，稳压电路也迅速实现集成化市场上已有大量生产各种型号的单片机集成稳压电路。它和分立晶体管电路比较，具有很多突出的优点主要体现在体积小、重量轻、耗电省、可靠性高、运行速度快，且调试方便、使用灵活，易于进行大量自动化生产。 机械结构设计（传动系统设计） 传动形式的选择 主要有单片机控制电机的反复转动以磨碎黄豆。以转动方式传动。机械豆浆机靠刀片高速旋转切出的豆浆额定电压：220V/50Hz空载：电流：0.17Amp转速：15700Rpm转矩：90mNm电流：0.95Amp转速：11700Rpm功率：180W转矩：106mNm电流：1.1Amp转速：11000Rpm功率：200W 单片机的选用 单片机的种类很多，本设计采用AT89C52。AT89C52是ATMEL公司生产的低电压，高性能CMOS8位单片机，片内含8Kbytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器（PEROM）和256bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器（CPU）和Flash存储单元，功能强大的AT89C52单片机可适用于提高许多高性价比的应用场合，可灵活应用于各种控制领域。 单片机的简介 （1）AT89C2主要性能参数 兼