成都理工大学工程技术学院毕业论文单片机全自动豆浆机的设计作者姓名： 专业名称：机械设计及自动化指导教师：IV单片机全自动豆浆机的设计摘要论文针对: 目前流行的智能豆浆机大都采用微电脑控制，只要启动豆浆机，打浆、煮浆完全自动化，短短十几分钟就自动做好豆浆，既卫生可靠，又快捷方便。本文介绍的智能豆浆机系统由MCS-51系列单片机、温度传感器、加热电路、防溢电路、打浆电路、报警电路等组成，豆浆生产完全自动化。针对其发展过程及历史背景对对豆浆机的不足及可取之处进行细致的分析。并从硬件及软件两方面去分析，进而设计改进，并通过proe画出的零件图和整体装配图。达到预想的结果关键词：MCS-51 豆浆机 外形图 软件 硬件。AbstractThesis: most of the current popular microcomputer intelligent 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.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 production and fully automated.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 software to analyze and design improvement, and through the proe draw the parts drawing and the whole assembly drawing. The anticipated results have finishedKeywords: MCS-51，soybean，milk machine，Appearance figure，software，hardware目录摘要IAbstractII目录III1绪论- 2 -1.1豆浆机的历史和现状- 2 -2.1.2豆浆机基本功能- 5 -2.2豆浆机总体设计方案- 6 -2.2.1 基本原理- 6 -2.2.2总体方案设计- 8 -3 豆浆机的外形结构设计- 11 -3.1豆浆机的基本结构- 11 -3.2杯体设计- 11 -3.3机头- 11 -3.4底座设计- 12 -3.5小电机的选择电机- 13 -3.6刀片- 13 -3.7网罩- 14 -4 豆浆机控制系统的硬件设计- 15 -4.1 电源电路设计- 15 -4.1.1 电源的作用- 15 -4.1.2 电源的组成- 15 -4.1.4 电源工作原理- 16 -4.1.5 桥式整流电路简介- 17 -4.1.6 稳压器的选用- 18 -4.1.7 稳压器简介- 19 -4.2 单片机的选用及简介- 21 -4.2.1单片机的选用- 21 -4.2.2 单片机的简介- 21 -4.3 温度检测电路的设计- 25 -4.3.1 NTC热敏电阻温度传感器简介- 25 -4.3.2 ADC0809简介- 29 -4.3.3放大器LM324简介- 33 -4.3.4 四分频电路设计- 35 -4.3.5 NTC热敏电阻与单片机AT89C51的接口设计- 36 -4.4 加热及打浆电路的设计- 37 -4.5防干烧及防溢出电路的设计- 39 -4.6 报警电路的设计- 40 -4.7 复位电路的设计- 41 -4.8 时钟电路及按键设计- 41 -5豆浆机控制系统的软件设计- 43 -5.1 豆浆机控制系统的流程图的设计- 43 -结论- 46 -致谢- 48 -参考文献- 49 -附录A 豆浆机控制系统硬件图- 52 -附录B 豆浆机控制系统程序清单- 53 -前言豆浆是一种老幼皆宜、价廉质优的液态营养品，它所含的铁元素是牛奶的6倍，所含的蛋白质虽不如牛奶高，但在人体内的吸收率可达到85%，因此有人称豆浆为“植物牛奶”。 豆浆被誉为女人最完美的食物，是因为豆浆中含有丰富的营养成分，其中异黄酮可以调节女性内分泌系统的平衡，保持女性肌肤美白，异黄酮还可发挥与雌激素相同的保健作用，如缓解更年期综合症、提高骨密度、预防骨质疏松等，而且它还能避免雌激素带来的副作用，如乳腺癌、子宫癌等。豆浆中富含人体所需优质植物蛋白，八种必需的氨基酸，多种维生素及钙、铁、磷、锌、硒等微量元素，不含胆固醇，并且含有大豆皂甙等至少五六种可有效降低人体胆固醇的物质，鲜豆浆的大豆营养易于消化吸收，经常饮用，对高血压、冠心病，动脉粥样硬化及糖尿病、骨质疏松等大有益处，还具有平补肝肾、防老抗癌、降脂降糖、增强免疫的功效。但随着人们健康认识的增强，为了卫生，防止上了“黑心作坊”的当，喝的放心，纷纷选择家庭自制豆浆，从而拉动家用微电脑全自动豆浆机市场活跃。1绪论1.1豆浆机的历史和现状 1995年北京电视台的电视购物栏目就出现了豆浆机的身影，但由于众多技术难题当时没有被攻克，豆浆机市场并未如愿发展起来。当初豆浆机的缺陷是电机工作不稳定，不是打几次就坏，就是不按程序工作，返修率非常高，而且豆浆还一煮就糊，以致不少爱喝豆浆的人只好将其束之高阁。目前，豆浆机的市场容量可以达到300万一500万台，有6.2%的城镇家庭表示要买豆浆机，特别是北京、上海、广州等大城市，未来两年家庭购买意向排名中豆浆机名列第三，有购买意向的家庭达26.796。另据一项调查表明，预计3年之内，每年豆浆机市场潜力将以20%的速度增长，由于巨大的市场诱惑，许多大小家电企业纷纷宣布进军豆浆机市场，以期占有自己的一席之地，伴随着豆浆机市场份额的扩大和企业竟争的加剧，豆浆机的设计、功能等存在的问题也逐渐显现出来。盆亩舀奋二奋奋二二亩.扁扁 现在，很多家庭使用的全自动豆浆机，是用微电脑控制，集水位检测、粉碎、过滤、防溢、报警等功能为一体，实现制浆自动化。制作豆浆整个过程只要13-巧分钟，耗电约为0.2度，使用方便经济，但是作为传统食品，豆浆虽早已走进千家万户，且老少咸宜，但让人们接受豆浆机却并不是件容易的事情。这里存在着双重问题:首先，由于替代品的存在及人们的消费习惯，鲜豆浆的消费市场并不足够大，留给豆浆机的份额更小;其次，对于豆浆机这个产品，消费者的认知还存在问题。因此，作为一个产品的创新，豆浆机市场还有一个培育和引导发展的问题。从某种意义上说，谁能够解决这个问题，谁才是真正的赢家，而市场的培育，最重要的是产品的完善及功能的不断提升，为此我们运用相关的理论，对豆浆机现有的缺陷进行改进，以提高人们对豆浆机的认识了解，以求更好地开拓市场。1.2课题研究的目的和意义一个企业的生存与发展是与其产品的功效市场和未来市场的走向密不可分的，豆浆机从诞生的那一天起，有许多的问题一直影响着其市场的推广，历经了十多年的发展，在新材料的选择，微电脑程序的控制，外观造型的改进，企业对豆浆机的技术改造投入了相当的技术力量，当产品达到一定功能后，企业往往会把力量转奋目日亩石奋亩亩亩亩亩曰亩曰右右而投向市场的开拓，如大量投入广告，应用各种促销手段，但其效果往往却不是十分理想，究其原因，企业没有很好的对产品所处的生命周期加以判断，举个非常简单的例子，如果现在企业还在为黑白电视机大打广告，那他门的后果是可想而知的;再者企业在推广自己的产品时，往往是自己给产品定型，没有与消费者有效的沟通，没有对消费者的消费心理进行很好的研究，其结果是自己感觉产品时尚，而消费者并不买单，这是我们引入消费心理学的一个重要原因，再者产品所应有的功能对其市场的形象和后续的竞争起着很大的作用，所以对产品的创新改进设计是本文的重点，通过我们对用户的调研资料反馈分析，我们分别对一些重要的部件进行改进，并对一些工艺也做了一些必要的修改，目的只有一个，迎合消费者的消费心理，使产品更有活力，从而使企业克服现有困难，重新打开豆浆机的消费市场。 本课题的来源是九阳电器有限公司，通过分析公司的市场调查报告，找出目前豆浆机产品存在的缺陷，适应消费者对豆浆营养的需求而开发出新型号QYYXZ系列的豆浆机，既全营养旋转系列，希望新产品投入市场，能为公司带来新的利润增长点。总之，本文的最终目的是设计出别具一格的新产品，进一步满足消费者的需求，使产品在市场上拥有竞争力，使企业更有效地占领市场，从而达到企业可持续发展的目的。1.3本设计主要设计内容 本文的研究内容是基于现代工业设计理论和创新设计理论，对豆浆机现有的缺陷进行改进，豆浆机在十几年的发展过程中，有几个问题始终没有得到很好地解决，而创新设计的方法会给我们带来新的思路，从而解决了困扰豆浆机十几年的问题，同时为了提升企业的市场竞争力，我们引入了消费心理学，对消费心理的分析，主要是为了从市场的角度出发，综合考虑消费者的消费意识、消费行为、消费方法等等一系列的问题，从而为企业成功的开拓市场打下良好的基础。在改进豆浆机的缺陷时，我们又对豆浆机所处的生命周期加以分析，避免其快速进入衰退期。本文分析了豆浆机所处的生命周期阶段，对豆浆机的粉碎刀、滤网、熬煮方法等进行了改进，在打磨刀和杯体的创新设计过程中，使用的是Pro/E软件，该软件在工程制图中有着比AUTOCAD/CAI等软件不可替代的功能。- 57 -2豆浆机总体设计方案2.1豆浆机的功能及设计要求2.1.2豆浆机基本功能硬件的功能要求：豆浆机的控制系统以单片机AT89C51为控制核心，结合控制传感器，加热及打浆电路，防干烧电路及防溢电路，声光报警等控制，达到只要启动豆浆机以后，所有的控制过程都实现完全自动化的目的。硬件上豆浆机的控制系统首先需要有一个单片机芯片作为控制核心来控制它的工作过程，开始时需要把水加热到80，这久需要一个温度传感器，这里采用NTC热敏电阻温度传感器，因为它灵敏度高、反应快，只是因为该温度传感器采用模拟量测量过，需要A/D转换。由于豆浆机需要使用防干烧电极防止出现干烧情况，所以这里采用一个探针来代替传感器。给豆浆机加热完毕后，需要启动电机开始打浆，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，与防干烧装置一样，沸腾溢出装置同样采用探针来替代了传感器。对豆浆防溢延煮后，预示着豆浆加工完成了，最后发出声光报警信号，这里选用一个报警器和发光二极管。软件的功能要求：软件上就是对单片机的编程，在编程前