基于单片机的自动豆浆机控制电路设计毕业设计(论文).doc

河南工业职业技术学院毕业设计（论文）
1. 基于C8051F单片机直流电动机反馈控制系统的设计与研究
2. 基于单片机的嵌入式Web服务器的研究
3. MOTOROLA单片机MC68HC（8）05PV8/A内嵌EEPROM的工艺和制程方法及对良率的影响研究
4. 基于模糊控制的电阻钎焊单片机温度控制系统的研制
5. 基于MCS-51系列单片机的通用控制模块的研究
6. 基于单片机实现的供暖系统最佳启停自校正（STR）调节器
7. 单片机控制的二级倒立摆系统的研究
8. 基于增强型51系列单片机的TCP/IP协议栈的实现
9. 基于单片机的蓄电池自动监测系统
10. 基于32位嵌入式单片机系统的图像采集与处理技术的研究
11. 基于单片机的作物营养诊断专家系统的研究
12. 基于单片机的交流伺服电机运动控制系统研究与开发
13. 基于单片机的泵管内壁硬度测试仪的研制
14. 基于单片机的自动找平控制系统研究
15. 基于C8051F040单片机的嵌入式系统开发
16. 基于单片机的液压动力系统状态监测仪开发
17. 模糊Smith智能控制方法的研究及其单片机实现
18. 一种基于单片机的轴快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制
19. 基于双单片机冲床数控系统的研究
20. 基于CYGNAL单片机的在线间歇式浊度仪的研制
21. 基于单片机的喷油泵试验台控制器的研制
22. 基于单片机的软起动器的研究和设计
23. 基于单片机控制的高速快走丝电火花线切割机床短循环走丝方式研究
24. 基于单片机的机电产品控制系统开发
25. 基于PIC单片机的智能手机充电器
26. 基于单片机的实时内核设计及其应用研究
27. 基于单片机的远程抄表系统的设计与研究
28. 基于单片机的烟气二氧化硫浓度检测仪的研制
29. 基于微型光谱仪的单片机系统
30. 单片机系统软件构件开发的技术研究
31. 基于单片机的液体点滴速度自动检测仪的研制
32. 基于单片机系统的多功能温度测量仪的研制
33. 基于PIC单片机的电能采集终端的设计和应用
34. 基于单片机的光纤光栅解调仪的研制
35. 气压式线性摩擦焊机单片机控制系统的研制
36. 基于单片机的数字磁通门传感器
37. 基于单片机的旋转变压器-数字转换器的研究
38. 基于单片机的光纤Bragg光栅解调系统的研究
39. 单片机控制的便携式多功能乳腺治疗仪的研制
40. 基于C8051F020单片机的多生理信号检测仪
41. 基于单片机的电机运动控制系统设计
42. Pico专用单片机核的可测性设计研究
43. 基于MCS-51单片机的热量计
44. 基于双单片机的智能遥测微型气象站
45. MCS-51单片机构建机器人的实践研究
46. 基于单片机的轮轨力检测
47. 基于单片机的GPS定位仪的研究与实现
48. 基于单片机的电液伺服控制系统
49. 用于单片机系统的MMC卡文件系统研制
50. 基于单片机的时控和计数系统性能优化的研究
51. 基于单片机和CPLD的粗光栅位移测量系统研究
52. 单片机控制的后备式方波UPS
53. 提升高职学生单片机应用能力的探究
54. 基于单片机控制的自动低频减载装置研究
55. 基于单片机控制的水下焊接电源的研究
56. 基于单片机的多通道数据采集系统
57. 基于uPSD3234单片机的氚表面污染测量仪的研制
58. 基于单片机的红外测油仪的研究
59. 96系列单片机仿真器研究与设计
60. 基于单片机的单晶金刚石刀具刃磨设备的数控改造
61. 基于单片机的温度智能控制系统的设计与实现
62. 基于MSP430单片机的电梯门机控制器的研制
63. 基于单片机的气体测漏仪的研究
64. 基于三菱M16C/6N系列单片机的CAN/USB协议转换器
65. 基于单片机和DSP的变压器油色谱在线监测技术研究
66. 基于单片机的膛壁温度报警系统设计
67. 基于AVR单片机的低压无功补偿控制器的设计
68. 基于单片机船舶电力推进电机监测系统
69. 基于单片机网络的振动信号的采集系统
70. 基于单片机的大容量数据存储技术的应用研究
71. 基于单片机的叠图机研究与教学方法实践
72. 基于单片机嵌入式Web服务器技术的研究及实现
73. 基于AT89S52单片机的通用数据采集系统
74. 基于单片机的多道脉冲幅度分析仪研究
75. 机器人旋转电弧传感角焊缝跟踪单片机控制系统
76. 基于单片机的控制系统在PLC虚拟教学实验中的应用研究
77. 基于单片机系统的网络通信研究与应用
78. 基于PIC16F877单片机的莫尔斯码自动译码系统设计与研究
79. 基于单片机的模糊控制器在工业电阻炉上的应用研究
80. 基于双单片机冲床数控系统的研究与开发
81. 基于Cygnal单片机的μC/OS-Ⅱ的研究
82. 基于单片机的一体化智能差示扫描量热仪系统研究
83. 基于TCP/IP协议的单片机与Internet互联的研究与实现
84. 变频调速液压电梯单片机控制器的研究
85. 基于单片机γ-免疫计数器自动换样功能的研究与实现
86. 基于单片机的倒立摆控制系统设计与实现
87. 单片机嵌入式以太网防盗报警系统
88. 基于51单片机的嵌入式Internet系统的设计与实现
89. 单片机监测系统在挤压机上的应用
90. MSP430单片机在智能水表系统上的研究与应用
91. 基于单片机的嵌入式系统中TCP/IP协议栈的实现与应用
92. 单片机在高楼恒压供水系统中的应用
93. 基于ATmega16单片机的流量控制器的开发
94. 基于MSP430单片机的远程抄表系统及智能网络水表的设计
95. 基于MSP430单片机具有数据存储与回放功能的嵌入式电子血压计的设计
96. 基于单片机的氨分解率检测系统的研究与开发
97. 锅炉的单片机控制系统
98. 基于单片机控制的电磁振动式播种控制系统的设计
99. 基于单片机技术的WDR-01型聚氨酯导热系数测试仪的研制
100. 一种RISC结构8位单片机的设计与实现
101. 基于单片机的公寓用电智能管理系统设计
102. 基于单片机的温度测控系统在温室大棚中的设计与实现
103. 基于MSP430单片机的数字化超声电源的研制
104. 基于ADμC841单片机的防爆软起动综合控制器的研究
105. 基于单片机控制的井下低爆综合保护系统的设计
106. 基于单片机的空调器故障诊断系统的设计研究
107. 单片机实现的寻呼机编码器
108. 单片机实现的鲁棒MRACS及其在液压系统中的应用研究
109. 自适应控制的单片机实现方法及基上隅角瓦斯积聚处理中的应用研究
110. 基于单片机的锅炉智能控制器的设计与研究
111. 超精密机床床身隔振的单片机主动控制
112. PIC单片机在空调中的应用
113. 单片机控制力矩加载控制系统的研究
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河南工业职业技术学院
毕 业 设 计 （论 文）

设计（论文）题目：基于单片机自动豆浆机控制电路设计

毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明

原创性声明
本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作 者 签 名：　　 　 　　日　 期：　　 　 　　 
指导教师签名：　　 　 　　 日　　期：　　 　 　　

使用授权说明

本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。
作者签名：　　 　 　　 日　 期：　　 　 　　 
目录
摘要............................................................................................................................................................................................................

第一章 绪论 3
1.1 设计目的和意义 1
1.2 设计原理 1
第二章 设计方案选定 1
2.1 设计思路 1
2.2 方案设计 1
2.3 方案论证 2
2.4 设计参数....................................................................................................................................................................................2
2.5 设计的主要目的和任务............................................................................................................................................................2
第三章 豆浆机控制系统的功能分析 3
3.1 控制系统的硬件分析 3
3.2 控制系统的软件分析 3
第四章 豆浆机控制系统的硬件设计 4
4.1 电源电路设计 4
4.1.1 电源的作用 4
4.1.2 电源的组成 4
4.1.3 变压器容量、整理二极管的计算与选择.......................................................................................................................4
4.1.4 电源工作原理 5
4.1.5 桥式整流电路简介 5
4.1.6 稳压器的选用 6
4.1.7 稳压器简介 7
4.2 单片机的选用 8
4.2.1 单片机的简介 8
4.3 温度检测电路的设计 10
4.3.1温度传感器DS18B20简介 10
4.3.2 温度传感器DS18B20的测温原理 12
4.3.3 DS18B20与单片机AT89C52的接口设计 14
4.4 加热及打浆电路的设计 16
4.5防干烧及防溢出电路的设计 17
4.6 报警电路的设计 18
第五章 豆浆机控制系统的软件设计 19
5.1 豆浆机控制系统的流程图的设计 21
第六章 结论 22
致谢 23
参考文献 24
附录A 豆浆机控制系统原理图 25
附录B 豆浆机控制系统程序清单 26

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，又快捷安全。
近年来计算机在社会上运用的越来越广泛，同时大规模集成电路的发展，使得单片机的应用走向深入。单片机特别适合于与控制有关的系统，因为它具有功能强，体积小，功耗低，价格便宜，工作可靠，使用方便等特点，因此，单片机越来越广泛地应用于自动控制，智能化仪器，仪表，数据采集，军工产品以及家用电器等各个领域，单片机往往是作为一个核心部件来使用，再根据具体硬件结构，以及针对具体应用对象特点的软件结合，以作完善。
本文介绍了基于单片机的豆浆机的设计，详细讨论了它将软硬件结合以实现豆浆机运行的过程，重点在豆浆机的磨浆、加热电路，温度传感器。在文章的最后，给出了采用定时中断方式实现的豆浆机的源程序。智能豆浆机开创全新时代，让我们脱离手工，轻轻松松，在家小等15分钟就能尝到新鲜的豆浆。豆浆机的发展是日益更新，它的发展越来越更贴近人们的生活。人性化的设计，功能的成熟，让它不仅仅只在厨房，更让它在厅堂独居一格，实现“出的厨房，入的厅堂”。
关键字：单片机，豆浆机，温度传感器，定时中断，延时，方便，节能，环保。

28

第一章 绪论
1.1 设计目的和意义
豆浆机是一种新型的家用饮用机，以黄豆为原料，直接加工成熟的热豆浆机。若在黄豆中配以芝麻、花生、杏仁等佐料，或者通过改变打浆、加热的时间，可以做出不同种类的豆浆饮料。
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，豆浆机停止加热。启动磨浆电机开始磨浆，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。磨完浆后，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，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。所以只要按下启动按键并选择功能后，豆浆机就开始工作，一会儿就能喝到美味又营养的豆浆。整个过程由单片机全自动控制，让你用起来更加的方便、更加的安全。
1.2 设计原理
本设计原理如图1所示

控制器
温度传感器
防溢电路
放干烧电路
时钟电路
按键
加热电路
电机
声光报警
复位电路

图1.1
控制系统首先通过电源电路对系统供电，其中温度传感器、防溢电路、放干烧电路、时钟电路、复位电路、按键、均是输入部分，声光报警、电机、加热电路均是输出部分。通电后，加热到80℃时停止加热然后启动电机，电机通过旋转打豆，打豆完成之后，又通过加热器加热。其中复位电路是复位系统的，按键为工作功能选择键。
第二章 设计方案选定
2.1 设计思路
由于以前的豆浆机，磨浆要过滤豆渣，豆浆熬煮也要自己动手，还要特别注意豆浆溢锅的问题，程序繁琐麻烦，给人们带来不便，针对这些情况拟定开发家用豆浆机全自动控制电路装置。
家用豆浆机全自动控制装置是在单片机的程序控制下进行工作的。打浆时，插上电源插头，接通电源, 直接按“启动”键，控制电路控制豆浆机工作。先给黄豆加热，并由传感器检测温度，当温度达到80度左右时，停止加热。启动磨浆电机开始磨浆，运转15秒后停止转运，间歇5秒后再启动打浆电机，如此循环进行打浆5次。磨浆完后，开始对豆浆加热，豆浆温度达到一定值时，豆浆上溢。豆浆加工自动进入防溢延煮程序，豆浆加工完成后发出声光报警信号。

2.2 方案设计
方案1：此方案由单片机、传感器、加热电路、磨浆电路、报警电路组成。如图1.1所示其工作原理是先加热，加热到一定温度后，开始磨浆，磨浆完后，磨浆停止，又开始加热即煮沸后，立即停机，报警提示。
打浆电路
温度传感器
加热电路
报警电路
表 2.1 方案一设计框图
方案2：此方案由单片机、传感器、功能电路、沸腾检测电路、磨浆电路、加热控制电路、报警电路等组成。如图1.2所示其工作原理是豆浆机加电后直接按“启动”键，控制电路控制豆浆机进行加热，当温度达到80度左右时，停止加热，开始打浆；打浆电机按间歇方式打浆：运转15秒后停止转运，间歇5秒后再启动打浆电机，如此循环进行打浆5次。打浆结束后开始对豆浆加热，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，间歇20秒后再开始加热，如此循环5次，豆浆加工完成后发出声光信号。
单片机
加热电路
防干烧、防溢电路
打浆电路
温度传感器
报警电路
电源电路
表 2 .2 方案二设计框图
2.3 方案论证
方案一如图1.1所示，由单片机、电源电路、温度传感器、打浆电路、加热电路、报警电路等组成。工作过程是，先将黄豆放入豆浆机的搅拌器滤网内，搅拌壶内倒入适量的水，装好搅拌机。接上电源，按下“功能键”，开始加热，加热到一定温度后，开始打浆，打浆浆结束后,又加热直到豆浆沸腾煮熟，停止加热，发出报警声，提示豆浆已做好。其缺点是：没有防干烧、防溢功能。
方案二如图1.2所示, 由单片机、电源电路、温度传感器、放干烧电路电路、防溢电路、打浆电路、加热电路、报警电路等组成。先将黄豆放入豆浆的搅拌器滤网内,搅拌壶内倒入适量的水,装好搅拌机。接上电源，蜂鸣器长鸣一声，提示已接通电源，指示灯LED亮，处于待命状态。按下全自动启动键，开始加热，温度达到80度时，停止加热；搅拌马达运转，将黄豆粉碎，豆浆过滤，然后马达停转，又开始加热，直到豆浆沸腾煮熟，停止加热，发出报警声，提示豆浆已做好。若豆浆较长时间没喝而变凉，按下再加热键HEAT，加热至沸腾后，停止加热，发出报警声。若缺水，则关闭加热器和马达，并发出急促的报警声,直到关闭电源，加好水后才能工作。
进行论证后,我选择第二方案。其原因是:(1)加工方式是全自动。（2）粉碎黄豆前加热可以提高工作效率；缩短粉碎后加热至豆浆沸腾时间，防止粉碎后煮浆时间过长所易造成的糊锅现象。
2.4 设计参数

电机：5W 24V DC 它的主要作用是产生驱动转矩，作为自动豆浆机的动力源
加热器:500W 220V AC 安装灵便、耐高温、传热快、绝缘良好，采用智能控制模式，控温精度高
加热容器：1.25升 水的加热是一个逐渐的过程，所以要考虑水每上升一个单元温度时所溢出的量，同时考虑到家庭豆浆机所用容量，经调查大部分为1.25升左右
电力供应;220V AC 一般的家用电压都为220v

2.5 设计的主要目的和任务

通过对豆浆机的技术深入的研究，对豆浆机有了新的了解。豆浆机的核心技术是控制。豆浆机需主要抓住两个环节，一是打磨，一是熬煮。针对国家对家电行业安全、环保、节能的要求需对豆浆机进一步的开发创新，以满足广大消费者的对豆浆机更方面、快捷、耐用、打出的豆浆好喝的需求。如何摆脱难清洗，不安全，噪音大等难克服的传统问题？基于对生活的爱好，结合所学专业知识，本文开发一款多功能，节能环保，智能自动醇化，无网水果豆浆机。
据了解，目前豆浆机家庭普及率仅为3％左右，与电磁炉等小家电相比仍偏低，成长空间大。
　　面对如此市场潜力，带动了国内豆浆机行业的投资热。美的生活电器事业部已高调抛出庞大的扩产计划，拟投资3亿元建40条生产线，年产能达3000万台，并把“2010年占据国内35％的市场份额”作为其市场目标。而九阳也斥巨资建设更加先进的豆浆机生产线，扩大产能。
　　据统计，目前全国已有上百家小家电企业加入了豆浆机制造的行列。粗略计算，国内豆浆机产能未来两年内有望达到5000万台。
豆浆机的市场如次开阔，只有满足消费者的要求，才能提高销售业绩，才能开拓新的领地。总之我们要总结不足，不断的追求创新，开发新的技术，才能独占鳌头。
本文在总结了传统豆浆机优缺点的基础上，开发研制了新的一款豆浆机，它更符合广大消费者的需求。是一款单机多能，节能环保，智能自动醇化，无网水果；在刀片上，采用仿螺旋浆结构，锯齿状外型，改革了豆浆机的加工方式，真正实现了磨豆浆，这样让豆浆的营养充分释放，噪音更低；外观采用仿生型，美观大方更进一步贴近人们的生活。

第三章 豆浆机控制系统的功能分析

3.1 控制系统的硬件分析

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，刚开始需要进行水位检测，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，刚开始的加热需要把水加热到80℃，这就需要一个温度传感器，在这里我想选用数字温度传感器DS18b20，因为它是单总线器件，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。当给豆浆机加热完毕后，需要启动打浆电机开始打浆，这里我想选用的是单相串励电机，因为串励电动机具有起动转矩大、过载能力强、调速方便、体积小、重量轻等很多优点，在家用电器中普遍使用。当打完浆后，需要对豆浆再次加热，这里就用到了沸腾溢出的装置，与水位检测装置一样，沸腾溢出装置同样选用的是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，这里就选用一个报警器就可以了。
3.2 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，如果选择功能一（富纤豆浆），且没有出现水位过低的情况，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，启动磨浆电机开始磨浆，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。磨完浆后，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，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。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。豆浆第一次沸腾后，本机防溢功能自动启动，进入延煮过程。电热器间歇加热，使豆浆充分煮熟并防止溢出。防溢延煮约8分钟结束。工作结束后，机器发出声光报警，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。
注：豆浆机的防干烧功能在工作过程中，自动启动。
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。

第四章 豆浆机控制系统的硬件设计
4.1 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。
4.1.1 电源的作用
各种电子电路都要求用稳定的直流电源供电，由整流滤波电路可输出较为平滑的直流电压，但当电网电压波动或负载改变时，将会引起输出端电压改变而不稳定。为了获得稳定的输出电压，滤波电路的输出电压还应该经稳稳压电路进行稳压。
4.1.2 电源的组成
电源由电源变压器、整流电路、滤波电路、稳压电路组成。
电源变压器：将电网提供的220V交流电压转换成为各种电路设备所需的交流电压。
整流电路：利用单向导电器件将交流电转换成脉动直流电路。
滤波电路：利用储能元件（电感或电容）把脉动直流电转换成比较平坦的直流电。
稳压电源：利用电路的调整作用使输出电压稳定的过程称为稳压。
4.1.3变压器容量、整流二极管的计算与选择
据整流原理，因为UO=O.9U2，则可以得到U2=UO/O.9=5v/0.9≈5.56V。
在考虑到变压器、绕组损耗（压降）和整流二极管的压降，在T程中必须再在上述基础上增加5%，即U2=5. 56*(1+5%)≈5.83V，整流二极管的承受最大的反向电压UDl=21/2U2≈5.83V，因为稳压器的最大电流是3A，所以流过二极管的最大电流ID1=1/2Ii=0.75ID2=0.75A；D2中的四个二极管的耐压值至少应该为8. 24V，允许流过的最大电流为0.75A。
由于变压器输入的电压是220V，而副线圈输出的电压时12V，故有线圈匝数N====0.003。变压器副边的有效值:I2=1.ll*l.5=1.67A.变压器的容量：S=UI=5.83*1.67=9.74W。
4.1.4 电源工作原理
整个电源电路如图4.1所示，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。当电源接入220V交流电，TR1开始对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。整流硅对次级输出的交流电进行桥式整流，再由E2、C2进行滤波，已形成较平滑的直流电，送给三端集成正输出稳压器78L05进行稳压调整。经78L05稳压作用后输出+5V的直流电压，经E3、C3滤波后输出纹波很低的+5V电压，作为单片机的工作电源，以保证单片机工作时的稳定和可靠。

图4.1 豆浆机控制系统的电源电路
4.1.5 桥式整流电路简介
桥式整流器是利用二极管的单向导通性进行整流的最常用的电路，常用来将交流电转变为直流电。桥式整流电路图如图4.4，它的工作原理如下:输入为正半周时，对D1、D3加正向电压，Dl、D3导通;对D2、D4加反向电压,D2、D4截止。电路中构成ab、D1、R、D3通电回路，在R上形成上正下负的半波整洗电压,输入为负半周时，对D2、D4加正向电压，D2、D4导通；对D1、D3加反向电压，D1、D3截止。电路中构成ab、D2、R、D4通电回路,同样在R上形成上正下负的另外半波的整流电压。

图4.2
如此重复下去,结果在R上便得到全波整流电压。其波形图和全波整流波形图是一样的。从图4.4中还不难看出，桥式电路中每只二极管承受的反向电压等于变压器次级电压的最大值，比全波整流电路小一半。
桥式整流是对二极管半波整流的一种改进。半波整流利用二极管单向导通特性，在输入为标准正弦波的情况下，输出获得正弦波的正半部分，负半部分则损失掉。桥式整流器利用四个二极管，两两对接。输入正弦波的正半部分是两只管导通，得到正的输出；输入正弦波的负半部分时，另两只管导通，由于这两只管是反接的，所以输出还是得到正弦波的正半部分。桥式整流器对输入正弦波的利用效率比半波整流高一倍。
4.1.6 稳压器的选用
集成稳压器是指将不稳定的直流电压变为稳定的直流电压的集成电路。由于集成稳压器具有稳压精度高、工作稳定可靠、外围电路简单、体积小、重量轻等显著优点，在各种电源电路中得到了普遍的应用。常用的集成稳压器有：金属圆形封装、金属菱形封装、塑料封装、带散热板塑封、扁平式封装、双列直插式封装等。在电子制作中应用的较多的是三端固定输出稳压器。
78XX系列集成稳压器是常用的固定正输出电压的集成稳压器，输出电压有5V、6V、9V、12V、15V、18V、24V等规格，最大输出电流为1.5A。它的工作原理：取样电路将输出电压按比例取出，送入比较放大器与基准电压进行比较，差值被放大后去控制调整管，以使输出电压保持稳定。它的内部含有限流保护、过热保护和过压保护电路，采用了噪声低、温度飘逸小的基准电压源，工作稳定可靠。78XX系列集成稳压器为三端器件，一脚为输入端，一脚为接地端。一脚为输出端，使用十分方便。
在此设计中我选用的是78XX系列中的78L05，它能够提供多种固定的输出电压，应用范同广。内含过流、过热和过载保护电路。带散热片时，输出电流可达1A，虽然是固定稳压电路，但使用外接元件，可获得不同的电压和电流。在本设计中就是利用它把12V的直流电压变成5V的稳定电压给单片机提供电源，以确保正常工作。
4.1.7 稳压器简介
78L05是一种固定电压(5V)三端集成稳压器,其适用于很多应用场合.象牵涉到单点稳压场合需要限制噪声和解决分布问题的在-卡调节.此外它们还可以和其它功率转移器件一起构成大电流的稳压电源,如可驱动输出电流高达100毫安的稳压器。图4.2为几种三端集成稳压器。
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图4.2
其卓越的内部电流限制和热关断特性使之特别适用于过载的情况。当用于替代传统的齐纳二极管-电阻组的时候，其输出阻抗得到有效的改善,其偏置电流大大减少。
78L05特性：
　　* 三-端稳压器；
　　* 输出电流可达到100mA；
　　* 无需外接元件；
　　* 内部热过载保护；
　　* 内部短路电流限制；
　　* 从2004年底开始，提供的各类封装形式，均为无铅封装产品。
78L05应用须知：
　　* 如果稳压器离电源滤波器有一段距离,Cin是必需的；
　　* Co对稳定性而言是可有可无的,但的确能够改善瞬态响应 。
78L05典型线路图（图4.3）:

图4.3
　　注:（1）为确定输出电压值，请选择电压值后缀（xx)
　　(2)为获得最佳的稳定性和瞬态响应，建议使用旁边电容并尽量可能挨着电路安装。
4.2 单片机的选用
单片机的种类较多，本设计选用的是AT89C52芯片控制. AT89C52是由ATMEL公司生产的属于51系列单片机的一个型号。AT89C52是一个低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含8k bytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256 bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用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位中央处理器和Flash存储单元，功能强大的AT89C52单片机可为提供许多较复杂系统控制应用场合。
4.2.1 单片机的简介
（1）AT89C52主要性能参数：
兼容MCS51指令系统，8k可反复擦写(>1000次）Flash ROM
32个双向I/O口，256x8bit内部RAM
3个16位可编程定时/计数器中断，时钟频率0-24MHz
2个串行中断，可编程UART串行通道
2个外部中断源，共6个中断源
2个读写中断口线，3级加密位
低功耗空闲和掉电模式，软件设置睡眠和唤醒功能
（2）AT89C52的引脚功能：
AT89C52是为40 脚双列直插封装的8 位通用微处理器，采用工业标准的C51内核，在内部功能及管脚排布上与通用的8XC52 相同，其主要用于会聚调整时的功能控制。功能包括对会聚主IC 内部寄存器、数据RAM及外部接口等功能部件的初始化，会聚调整控制，会聚测试图控制，红外遥控信号IR的接收解码及与主板CPU通信等。AT89C52的引脚图如图1所示，主要管脚有：XTAL1（19 脚）和

XTAL2（18 脚）为振荡器输入输出端口，外接12MHz 晶振。RST/Vpd（9 脚）为复位输入端口，外接电阻电容组成的复位电路。VCC（40 脚）和VSS（20 脚）为供电端口，分别接+5V电源的正负端。P0~P3 为可编程通用I/O 脚，其功能用途由软件定义，在本设计中，P0 端口（32~39 脚）被定义为N1 功能控制端口，分别与N1的相应功能管脚相连接，13 脚定义为IR输入端，10 脚和11脚定义为I2C总线控制端口，分别连接N1的SDAS（18脚）和SCLS（19脚）端口，12 脚、27 脚及28 脚定义为握手信号功能端口，连接主板CPU 的相应功能端，用于当前制式的检测及会聚调整状态进入的控制功能。

图1 单片机AT89C52的引脚图
在本设计中温度传感器，磨浆及加热电路，沸腾检测电路及报警电路等和单片机连接时，只用了P1口和P3口，首先通过单片机中的CPU将P1.6口变成高电位，使发光二极管D4 发光显示，以示电源电路正常，单片机开始工作。在对水位进行检测时，P1.0和P1.1都是作为输入端，单片机的CPU就是通过检测这两个端口的高低电位来对水位和沸腾溢出进行检测的。加热时，因为温度传感器为单线智能数字传感器，P1.5口只是作为常用的输入端口和CPU进行数字传输。当进行加热和打浆时，P3.0和P3.4作为输出端口，与三极管组成一个驱动控制电路，当程序给一个加热或打浆信号时，这两个端口相应的变成高电位使三极管饱和导通继而驱动继电器工作。报警电路和单片机端口组合时，单片机的端口同样也是作为一个输出端口来使用的。

4.3温度检测电路的设计

当豆浆机正常工作时，需要先加热到80度左右的温度，然后停止加热继续下一步的工作，所以这就需要一个温度传感器来检测水温，这里我选用的是DS18B20智能温度传感器，选择它是因为它的测温系统简单，测温精度高，连接方便，占用口线少，转换速度快，与微处理器的接口简单，给硬件设计工作带来了极大的方便，能有效地降低成本。
4.3.1温度传感器DS18B20简介
DS18B20是美国DALLAS半导体公司继DS1820之后最新推出的一种改进型智能温度传感器。与传统的热敏电阻相比，他能够直接读出被测温度并且可根据实际要求通过简单的编程实现9～12位的数字值读数方式。可以分别在93.75 ms和750 ms内完成9位和12位的数字量，并且从DS18B20读出的信息或写入DS18B20的信息仅需要一根口线（单线接口）读写,温度变换功率来源于数据总线，总线本身也可以向所挂接的DS18B20供电，而无需额外电源。因而使用DS18B20可使系统结构更趋简单，可靠性更高。他在测温精度、转换时间、传输距离、分辨率等方面较DS1820有了很大的改进，给用户带来了更方便的使用和更令人满意的效果。
（1）DS18B20的特性
独特的单线接口，只需一个接口引脚即可通信
多点能力使分布式温度检测应用得以简化
不需要外部元件
可用数据线供电
不需要备份电源
测量范围从-55℃至+125℃，增量值为0.5℃。
以九位数字值方式读出温度
在一秒（经典值）内把温度变换为数字
用户可以定义的，非易失性的温度变换为数字
告警搜索命令识别和寻址温度在编定的极限之外的器件（温度警告情况）
应用范围包括恒温控制，工业系统，消费类产品，温度计或任何热敏系统