豆浆机设计

豆浆机设计 天津工业大学2009级生产实习报告 目录 第一章 实习任务 .......................................................................... 2 一、校内实习 ............................................................................ 2 二、 校外实习 .......................................................................... 2 第二章 校内实习 ............................................................................ 3 一、 总体设计 .......................................................................... 3 二、 电路设计 .......................................................................... 3 三、 过程控制 .......................................................................... 6 四、程序说明 ............................................................................ 8 第三章 校外实习 ............................................................................ 9 一、 天津津伯仪表 .................................................................. 9 二、天津气象仪器厂——超声流量计 ..................................... 9 第四章 实习心得体会 .................................................................. 11 附录二:PCB图 ............................................................................. 13 附录三:Protues 仿真图 ............................................................ 14 附录四:豆浆机程序 .................................................................... 15 天津工业大学2009级生产实习报告 第一章 实习任务 一、校内实习 设计制作以下电路及编制程序，实现相关功能，(二选一) 1.豆浆机: (1)根据现实，设计豆浆机控制电路及程序，实现特定功能; (2)具有过水位、欠水位检测功能，可以根据不同水位进行提示、工作; (3)由稳压源提供单片机的电压，可以使其正常工作; (4)能够实现防止溢出的功能。 2.电动车控制: (1)根据现实，设计电动车控制电路及程序，实现特定功能; (2)具有电压检测的功能，当低于设定电压时，能够报警提示; (3)可以控制电动机的速度; (4)能够显示电压及电机的转速。 二、 校外实习 1.实习内容:以参观形式了解各个车间的产品生产 2.公司名称:津伯公司 3.公司地址:天津市高新技术产业园区华苑产业区(环外)海泰东路18号 4.实习安排: (1)阀门 (2)流量计 (3)气象 2 天津工业大学2009级生产实习报告 第二章 校内实习 一、总体设计 1.过程分析:豆浆机控制电路工作过程大致是:上电-水位检测-水位合适开始加热-加热5分钟-开始打浆(打15秒，停15秒，共4次)-继续加热10分钟(溢出检测到时暂时停止加热)-完成全部工作。 2.功能分配: (1)单片机输入有水位检测，溢出检测，输出有电机控制、加热控制、工作指示、报警蜂鸣器控制。工作过程中指示灯闪烁，完成全部工作时常亮，蜂鸣器响。当水位检测失败时为防止干烧，停止加热和打浆，蜂鸣器报警。 (2)水位检测和溢出检测的公共端是加热管的外壳，水位检测是温度探头外壳或电机外壳，溢出检测有专用电极。 二、电路设计 1. 电源模块:控制电路采用变压器降压、晶体二极管整流等方法获得工 作电源。当电源插头插入220V交流电。变压器对220V交流电进行降压(从 次级输出12V左右的低压交流电(从而适应电路的使用要求;同时电源变压 器还对220V交流电进行电网隔离，以提高控制电路的使用安全性能。整流 硅堆URl对次级输出的交流电进行桥式整流，再由电容进行滤波，以形成较 平滑的直流电(送给三端集成正输出稳压器 ICl进行稳压调整。经ICl稳压 作用后(输出+5V直流电压。 3 天津工业大学2009级生产实习报告 2. 继电器控制部分:使用2个继电器控制不同的LED来指示处于加热状态还是研磨状态。继电器利用三极管的电流放大特性来控制。当IO口置高时，三极管B级有电流流过，三极管放大后，CE级可以流过大的电流，因此可以控制继电器的吸和和开闭。 3. 蜂鸣器报警:采用一个3级管控制蜂鸣器和报警灯的闪烁，原理与上面的一致。总体的来说，是采用3级管的开关工作模式。这时3级管等效于一个可控的开关。 4. 温度探测器:采用热敏电阻作为温度检测，此热敏电阻为正温度系数，当温度升高时，其两端的电压随之升高，在经过电压比较器的运算之后，可以引起输出端的电平变化，从而引起单片机的响应。 4 天津工业大学2009级生产实习报告 5. 显示模块:采用LCD1602来显示豆浆机的运行状态，分别提示加热和打磨的情况，占用单片机的P0口，和P2口。 5 天津工业大学2009级生产实习报告 6. 扩展单片机外部中断:采用或非门和开关的结合，来扩展单片机的外 部中断数，从而可以实现豆浆机的手动控制。 三、过程控制 1. 初始化: (1)单片机完成初始化后即开始运行程序。程序的第一步是通过单片机中的 CPU(中央处理器)将P1(1口变成高电位。使绿色发光二极管VD1发光显示，以示电源电路正常，单片机也已开始工作。 (2)水位检查:CPU将以访问P1.1端电位的形式来判断检查豆浆机中是否有水，以及检查水位是否符合要求。如果 P1.1端为高电位(说明水位不符合要求，单片机就令P1(2端输出提示信号(通过 VT放大后推动BL(使蜂鸣器发出“嘀、嘀、嘀”的急促响声;同时CPU令P1(5端输出间断的电信号。使VD2闪烁发光显示。如P1(1端为低电位(则说明水位的高度符合要求(单片机即进入下一工作程序。 6 天津工业大学2009级生产实习报告 2. 预热部分: (1)当水位符合要求后。CPU就令P1.6口由低电位变成高电位，驱动继电器 K1动作，通过K1的触点作用将电热管与220V电源接通。于是电热管对冷水开始加热。直至将水加温到80度左右。主要是为了防止在以后粉碎黄豆等物时(避免产生大量的泡沫。在烧煮豆浆时就不会因泡沫过多而造成频繁的溢出(造成加热频繁的被迫停止，延长了豆浆的加工时间。所以，预加热在自动豆浆机中是很有必要的。 (2)温度传感器TK的内部触点就闭合。通过P1.6口给单片机输入一个控制信号。当CPU接受到来自P1.6口的“停止加热”控制信号后，即令P1.3口为低电位，使VTl截止一K1释放一电热管失电而停止加热。至此水加热程序结束。 3. 粉碎程序: (1)当水温加热到80度左右后，单片机进入粉碎程序。在粉碎程序中。CPU令P1.4口输出高电位，驱动继电器 K2吸合，再接通粉碎电机的工作电源。使粉碎电机高速旋转。带动刀片高速切削，实施对粉碎物的粉碎。为了减少电机的发热量，粉碎电机每粉碎10秒(就休息5秒，然后再开始第二轮粉碎。 (2)在粉碎过程中。如果出现溢出现象。CPU即令P1.4口停止高电位输出而变为低电位输出，于是K2复位一电机断点停转一粉碎停止。待溢出现象消失。粉碎工作再次进行。粉碎电机每粉碎工作10秒休息5秒钟为一轮。这种工作过程共循环3次(然后结束粉碎程序。 4. 烧煮豆浆程序: (1)为了使豆浆机适应较多种类植物的加工需要，该程序中采用了加热一次如溢出一次为一次循环，并对循环次数进行累计计算(或是计算总的加热时间(包括溢出时间在内)的两种计算方式并用，即在“加热一溢出—停止加热”共循环5次，就告“烧煮豆浆程序”结束。 (2)P1.3口高电位--VT导通--*K1吸合一开始煮豆浆;如出现溢出现象时，就将豆浆的一个电位与溢出触点相通路，将P3.3的高电位拉低 7 天津工业大学2009级生产实习报告 为低电位。于是形成了P3.3口的中断信号。当P3.3口中断控制信号送 给单片机，CPU即令 P1.3口为低电位--~VTl截止一K1释放一电热管 失电一煮豆浆停止。当P3.3口的中断控制信号消失(电热管又一次得电 开始加热。 5. 手动控制:利用外部中断来直接控制HEAT与MOTOR的通断，然后可以随时控制豆浆机的工作状态。 6. 电路附件:控制电路中保护熔断器FU的熔断值为5A，对配合800W的电热管比较合适。如使用快速熔断器，可以将熔断值降为4A，那样对电热管的保护更为有效。 四、程序说明 详情请见附录四。 8 天津工业大学2009级生产实习报告 第三章 校外实习 一、天津津伯仪表 1. 控制阀: 控制阀又名上球调节阀，在工业自动化过程控制领域中，通过接受调节控制单元输出的控制信号，借助动力操作去改变介质流量、压力、温度、液位等工艺参数的最终控制元件。一般由执行机构和阀门组成。如果按行程特点，调节阀可分为直行程和角行程;按其所配执行机构使用的动力，按其功能和特性分为线性特性，等百分比特性及抛物线特性三种。 2. 电动执行机构: 经典的机械式力矩保护装置，工作稳定可靠 霍耳效应脉冲式传感器精度高，适应性强 采用超大规模集成芯片，使执行机构具备了强大的功能 提供中、英文菜单。可通过遥控器进行设定调试，操作 简单方便 非侵入式设计——采用双密封结构、壳体无贯通轴设计， 调试时无需打开控制箱罩盖，防护等级达到IP68 。 3. SA系列防爆执行机构: (1)品种规格全，包括角行程，直行程，多转式，智能型产品全部可以提供。 (2)具有手动优先的特点，手自动切换方便快捷。 (3)采用无触点功率放大电路替代了有触点的继电器。提高了可靠性和寿命。 二、天津气象仪器厂——超声流量计 1. 工作原理: 它采用两个声波发送器 (SA和SB)和两个声波接收器 超声流量计(RA )。同一声源的两组声波在SA与RA之间和SB与RB之间分别传送。和RB 它们沿着管道安装的位置与管道成θ角(一般θ=45?)(图1)。由于向下游传送的声波被流体加速，而向上游传送的声波被延迟，它们之间的时间差与流速成正比。也可以发送正弦信号测量两组声波之间的相移或发送频率信号测量频率差来实现流速的测量。 9 天津工业大学2009级生产实习报告 2. 多普勒频移法 当超声波在不均匀流体中传送时，声波会产生散射。流 超声流量计体与发送器间有相对运动时，发送的声波信号和被流体散射后接收到的信号之间会产生多普勒频移。多普勒频移与流体流速成正比。图2中被测流体的区域位于发射波束与接收到的散射波束的交叉之处。要求波束很窄，使两波束的夹角θ不致受到波束宽度影响。也可只采用一个变换器既作为发送器又作为接收器，这种方式称为单通道式。在单通道多普勒血液流量计中，发送器间隔地发送声脉冲信号，在两个声脉冲间隔的时间中，接收从血管壁和血管内红血球反射回来的声脉冲信号。采用控制线路选择给定距离处的红血球反射信号,通过比较后得到多普勒频移,它与血液流速成正比。在已知血管横截面时可得到血液流量。 10 天津工业大学2009级生产实习报告 第四章 实习心得体会 实习中的感悟 首先、参观实习的顺利进行得益于扎实的专业知识。 用人单位在招聘员工的第一要看的就是你的专业技能是否过硬。我们一同过去的几位应聘者中有来自不同学校的同学，有一部分同学就是因为在专业知识的掌握上比别人逊色一点而落眩因为对于用人单位来说如果一个人有过硬的专业知识，他在这个特定的岗位上就会很快的得心应手，从而减少了用人单位要花很大的力气来培训一个员工。 第二、在工作中要有良好的学习能力，要有一套学习知识的系统，遇到问题自己能通过相关途径自行解决能力。因为在工作中遇到问题各种各样，并不是每一种情况都能把握。在这个时候要想把工作做好一定要有良好的学习能力，通过不断的学习从而掌握相应技术，来解决工来中遇到的每一个问题。 第三、在编程的时候，对全部的流程和所需要用到的子函数应该有一个清晰的认识，应该有大框架的意识。这样在编程的时候，才会得心应手，并且可以提高效率。 通过这次毕业实习，把自己在学校学习的到理论知识运用到社会的实践中去。一方面巩固所学知识，提高处理实际问题的能力。另一方面为顺利进行毕业设计做好准备，并为自己能顺利与社会接轨做好准备。毕业实习是我们从学校走向社会的一个过渡，它为我们顺利的走出校园，走向社会做好了准备。 11 123456DDCC F1T1FUSE TRANS1 BB 天津工业大学2009级生产实习报告 附录一:Protel电路图 AATitle SizeNumberRevisionBDate:6-Sep-2012 Sheet of File:C:\Users\zhangyang\Desktop\DOU\ZY_Dou.ddbDrawn By:123456 K1 +15VU3140P10VCC239P11P00RELAY-SPST338P12P01437P13P02+15V536P14P03R2635P15P044.7KD3734LS1P16P05Q1Q3833R1SPEAKERP17P06NPNMOTORBUFFNPN32P0741S2104.7KVinRXDC21128TXDP27C11nFJ2D1J1SW-PB1227R8INT0P261nFCON2CON2S3132621INT1P2514251BRIDGE12150RT0P24311N4001SW-PB1524T1P231623WRP221722+5VRDP2121P202C4919D4R5RSTXTAL118R6XTAL2VD13130RES2EAALECAP2029D5150RGNDPSENLEDR7+15VVD28051U1GND150RVOLTREGLED23220VVout+5V C5C7C8100u47u+5V+5VC9CAPY1K212MP1PHONEPLUG110uFC6R11R410K4.7K114CAPLOWR9RELAY-SPSTU4AR12D210KHIGH15KTEMP1N4001Q23LM324R3HEATNPN1R10+5V24.7KC31K1nFR13+15VVARISTOR GNDLCD11LCD1602VCOM5V23RSRS4RWRW5EENd06D0d17D1d28D2d3910D3d411D4+5Vd5+5V12D5d613D6RN1d714RSD7VD1915RWA-LOWd0816EK-BUFFd17HEATd26d0MOTORd35d1VD2d44d2S1TEMPd53d3P23d62d4SW-PBd71d5U2d6P244K7d7P25HIGHP25NORP24P23 12 天津工业大学2009级生产实习报告 附录二:PCB图 13 天津工业大学2009级生产实习报告 附录三:Protues 仿真图 +88.8 AC 8AFUSE蜂鸣器 TRAN-2P2STR1 RLY-SPNORL1 RLY-SPNORL21N4001D113VIVO 0.22uC31RR3NPNQ1BRIDGEHEAT4.7KR4+15VBR1+5V56RR21N4001D3 +15V100uC17805U11N4001D21nFC52GNDNPNQ2 +15VMOTOR4.7KR51939XTAL1P0.0/AD038P0.1/AD137P0.2/AD21836XTAL2P0.3/AD335P0.4/AD4OVENOV1+5V3447ufC21.0KR11150R1150R12P0.5/AD533P0.6/AD6932RSTP0.7/AD71nFC4HIGH21+88.8VD1VD2P2.0/A822VoltsP2.1/A923LED-GREENVD1LED-REDD415kR8P2.2/A10TTEMP2924PSENP2.3/A113025ALEP2.4/A123126EAP2.5/A1327P2.6/A1428P2.7/A15Heater110P1.0P3.0/RXD10kR9211P1.1P3.1/TXD312P1.2P3.2/INT0413KTY81RT1P1.3P3.3/INT1514P1.4P3.4/T0615P1.5P3.5/T1716P1.6P3.6/WR817P1.7P3.7/RD123+5V LM339U2:A22PFC2222PFC1184.001nFC6+tc10uFC33BUFF4.7KR710kR13LM016LLCD14.7kR1085度时，停止加热，这是预热阶段12MX1HEATMOTOR1+15VVSS2VDD3NPNQ3VEEAT89C51U114RSRSVD25RWRW扩展外部中断6ESPEAKERLS1E17d0D08d1D129HIGHd2D2310d3D3411d4150RR6D4512d5D57613d6D61714TEMPd7D7689高水位，每当溢出时，停止一切动作RSd0d01602RWd1d1Ed2d2显示豆浆机的工作状态d3d3d4d4“WARNING”NORd5d5d6d6RESPACK-8RP1d7d7低水位，当水无法淹过刀片时，当加热到，启动蜂鸣器停止工作，显示 LOWSW-SPSTSW1 zhangyangVD1LOWSW-SPSTSW-SPST 2012.09.05 AUOTO_MODEMOTOR_HANDHEAT_HAND U3 BUFF 天津工业大学2009级生产实习报告 附录四:豆浆机程序 #endif #ifndef __COMMON_H__ #define __COMMON_H__ #define uchar unsigned char #define uint unsigned int #include #include sbit IO = P1^0; #include sbit SCLK = P1^1; #include sbit RST = P1^2; sbit RS = P2^0; void DelayMS(uint ms) sbit RW = P2^1; { sbit EN = P2^2; uchar i; sbit AUTO=P2^3; while(ms--) sbit HEATHAND=P2^4; { sbit MOTORHAND=P2^5; for(i=0;i<120;i++); } sbit LED1=P1^0; } sbit LOW=P1^1; sbit SPEAKER=P1^2; uchar Read_LCD_State() sbit HEAT=P1^3; { sbit MOTOR=P1^4; uchar state; sbit LED2=P1^5; RS=0;RW=1;EN=1;DelayMS(1); sbit TEMP=P1^6; state=P0; EN = 0;DelayMS(1); sbit HIGH=P3^3; return state; }extern void DelayMS(uint ms); extern uchar Read_LCD_State(); void LCD_Busy_Wait() extern void LCD_Busy_Wait(); extern void Write_LCD_Data(uchar { dat); extern void while((Read_LCD_State()&0x80) Write_LCD_Command(uchar cmd); ==0x80); extern void Init_LCD(); DelayMS(5); extern void Set_LCD_POS(uchar p); } extern void void Write_LCD_Data(uchar dat) Display_LCD_String(uchar p,uchar *s); { extern void run(); LCD_Busy_Wait(); extern void heat(); RS=1;RW=0;EN=0;P0=dat;EN=1;De extern void heat1(); layMS(1);EN=0; } 15 天津工业大学2009级生产实习报告 HEATING "}; void Write_LCD_Command(uchar cmd) uchar LCD_DSY_BUFFER5[]={"STATE: { RUNNING "}; LCD_Busy_Wait(); uchar LCD_DSY_BUFFER6[]={"STATE: RS=0;RW=0;EN=0;P0=cmd;EN=1;DeWAITING "}; layMS(1);EN=0; } uchar n=0,m=0; uchar count=0; void Init_LCD() { void heat() Write_LCD_Command(0x38); { DelayMS(1); while(TEMP==1)//TEMP为热敏电阻 Write_LCD_Command(0x01); 经过电压比较器后的输出端 DelayMS(1); { Write_LCD_Command(0x06); HEAT=1; DelayMS(1); Write_LCD_Command(0x0c); Display_LCD_String(0x40,LCD_DSY_ DelayMS(1); BUFFER4); } } HEAT=0;//预热结束，此时温度达到void Set_LCD_POS(uchar p) 80摄氏度左右，开始打磨豆子 { } Write_LCD_Command(p|0x80); } void heat1() { void Display_LCD_String(uchar TR1=0; p,uchar *s) m=0; { HEAT=1; uchar i; Set_LCD_POS(p); Display_LCD_String(0x40,LCD_DSY_ for(i=0;i<16;i++) BUFFER4); { while(m!=5); Write_LCD_Data(s[i]); m=0; DelayMS(1); } } } void run() { MOTOR=1;//开启电动机 #include Display_LCD_String(0x40,LCD_DSY_ #include BUFFER5); TMOD=0x10; uchar LCD_DSY_BUFFER4[]={"STATE: TH1=0x3c; 16 天津工业大学2009级生产实习报告 TL1=0xb0; /*******当加热或搅拌时溢出，可以 EX1=1; 中断过程， IT1=1; 等探针为高电平后中断结束 EA=1; ******************************** ET1=1; ***********************/ TR1=1;//设定中断时间 void high() interrupt 2 while(count!=3); //循环三次之{TR1=0; m++; 后，停止 if(MOTOR) MOTOR=0; { } MOTOR=0; while(HIGH==0); /***********利用中断控制打磨豆子 MOTOR=1; 的时间，打磨5秒，停止5秒 } ******************************** if(HEAT) ***************** { ***/ HEAT=0; while(HIGH==0); void timer() interrupt 3 { HEAT=1; n++; } TR1=1; if(n==100) { } MOTOR=0; Display_LCD_String(0x40,LCD_DSY_#include BUFFER6); #include }//搅拌5秒并显示RUNNING #include #include if(n==200) { uchar mm=0; MOTOR=1; uchar LCD_DSY_BUFFER1[]={"WELCOME !!! Display_LCD_String(0x40,LCD_DSY_"}; BUFFER5); uchar LCD_DSY_BUFFER2[]={"STATE: n=0; DONE !! "}; count++; uchar LCD_DSY_BUFFER3[]={"STATE: }//停止5秒并显示WAITING WARNING "}; TH1=0x3c; void BUFF() TL1=0xb0; { TR1=1; TMOD=0x01; }//搅拌时的定时设置 TH0=0xfc; TL0=0x18; ET0=1; 17 天津工业大学2009级生产实习报告 EA=1; BUFFER1); TR0=1;//设定中断时间，产生驱动蜂 鸣器的方波 DelayMS(1000); while(LOW==1) ;//只要LOW没有接 DelayMS(1000); 触到水面，就一直循环 EX0=1; LED2=1; IT0=1; TR0=0; EA=1; EA=0;//接触到水面，关闭中断 } void led() interrupt 1 while(AUTO==0) { { SPEAKER=~SPEAKER; switch(mm) LED2=0; { HEAT=0; case 0: heat(); MOTOR=0;//未达到水位，报警，关闭 case 1: run(); 加热器、电机 case 2: heat1(); TH0=0xfc; default: break; } TL0=0x18; TR0=1; MOTOR=0; } HEAT=0; void Initialize() Display_LCD_String(0x40,LCD_DSY_ { BUFFER2); //P1=0xff; EA=0; Init_LCD(); while(1); HEAT=0; } MOTOR=0; } LED1=0; LED2=1; void button() interrupt 0 if(LOW==1) {TR0=0; {Display_LCD_String(0x40,LCD_DSY TR1=0; _BUFFER3); while(HEATHAND==1) BUFF(); { } HEAT=1; SPEAKER=0; } } HEAT=0; while(MOTORHAND==1) main() { { MOTOR=1; Initialize(); } Display_LCD_String(0x00,LCD_DSY_ MOTOR=0; BUFFER1); IT0=1; } Display_LCD_String(0x40,LCD_DSY_ 18