基于单片机的全自动热饮机控制器设计毕业论文

基于单片机的全自动热饮机控制器设计毕业论文内容摘要：

图 对 DS18B20 的内部结构进行了描述 ， 它由 4 大部分构成 ， 它们分别是寄生电源电路模块 ， 存储器与控制器逻辑模块以及便笺存储器模块。 图 DS18B20 的内部结构 数码管 本 控制器的设定温度值和原有温度值 都是 选用 LED 数码管进行显示，该器件具有成本低廉、配置灵活、与单片机接 口方便等特点。 LED 数码管有 8 个发光二极管，故也称做 8 段显示器。 其中 7 个发光二极管构成 7 笔字形 “8” ；一个发光二极管构成小数点的 “.”。 LED 数码管通常可以分为共阴极和共阳极两种，共阴极数码管显示块的发光二极管阴极接地，当每个发光二极管的阳极为高电平时，发光二极管点。 共阳极数码管显示块的发光二极管阳极并接，当每个发光二极管阴极为低电平时，发光二极管点亮，如图 所示。 本次设计所选用的为共阳极数码管。 64位 R O M和一线端口 存储和控制逻辑 高速缓存器 8 位 CRC 生成器 温度传感器 高温触发器 TH 配置寄存器 低温触发器 TL 供电方式选 择 D0 VDD 淮阴工学院毕业设计说明书 （论文） 第 9 页 共 26 页 图 LED数码管引脚图 LED 数码管中各段发光二极管的伏安特性和普通二极管类似 ， 只是正向压降较大 ，正向电阻也较大。 在一定范围内，其正向电流与发光亮度成正比。 由于常规的数码管起辉电流只有 1～ 2mA，最大极限电流也只有 10～ 30mA，所以它的输入端在 5V 电源或高于 TTL 高电平 ()的电路信号相接时，一定要串加限流电阻，以免损坏器件。 下面简单介绍一下数码管的 使用条件 和 使用注意 事项 [10]。 （ 1）数 码管使用条件： a. 使用电压 ： 段：根据发光颜色决定；小数点：根据发光颜色决定 b. 使用电流：静态：总电流 80mA（每段 10mA）；动态：平均电流 45mA 峰值电流 100mA 数码管 （ 2）使用注意事项说明： a. 数码管表面不要用手触摸，不要用手去弄引角 b. 焊接温度： 260 度；焊接时间： 5s c. 表面有保护膜的产品 ,可以在使用前撕下来 在本设计中我们采用的 一个两 位数码管， 图 两 位数码管的实物图： 图 两 位数码管实物图 两 位数码管共有 10个引脚，其中 ag分别控制数码管的 7段 ， dp控 制小数点 ， dig1dig2分别控制数码管的第 1至第 2位。 其排列顺序如 图 ： 淮阴工学院毕业设计说明书 （论文） 第 10 页 共 26 页 图 两 位数码管引脚图 74LS373锁存器 74ls373 是常用的地址锁存器芯片，它实质是一个是带三态缓冲输出的 8D 触发器。 它的输出端 00～ 07 可以直接和总线相连。 当三态允许控制端 OE 为低电平时， Q0～Q7 为正常逻辑状态，可用来驱动负载或总线。 当 OE 为高电平时， Q0～ Q7 呈现高阻态，既不驱动总线，也不为总线的负载，但是锁存器内部的逻辑操作不受影响 [11]。 当锁存允许端 LE 为高电平时， Q 随数据 D 而改变。 当 LE 为低电平时， D 被锁存在已建立的数据电平。 当 LE 端施密特触发器的输入滞后作用，使交流和直流噪声抗扰度被改善 400mV。 引出端符号： D0～ D7 数据输入端 OE 三态允许控制端（低电平有效） LE 锁存允许端 Q0～ Q7 输出端 74LS373 的 真值表 如表 所示 ： 表 74LS373 真值表 Dn LE OE On H H L H L H L L X L L Q0 X X H 高阻态 74LS373 的引脚图如图 所示： 淮阴工学院毕业设计说明书 （论文） 第 11 页 共 26 页 图 74LS373 引脚图 RELAY继电器 Relay继电器是一种如同活动接点的特殊控制组件，当通过之电流超过某一 “ 定值 ” 时，该接点会断开 (或接通 )，而让电流出现 “ 中断及续通 ” 的动作，以刻意影响同一电路或其它电路中组件之工作。 按其制造之原理与结构，而制作成电磁圈、半导体、压力式、双金属之感热、感光式及簧片开关等各种方式的继电器，是电机工程中的重要组件 [12]。 本次设计 采用 Relay继电器来控制加热部分电路的通断。 其电路图如如。 图 relay 继电器 3． 2 水位检测 电路设计 本次设计采用的水位传感器为普通的水位探测针， 水位检测电路如图 所示 , 有高﹑低两个水位探针分别检测高﹑低水位。 图中 LM311是一个四运算放大器。 当第二脚 IN+的电压高于第三脚 IN的时候，第七脚输出高电平，否则输出低电平。 探针 2为低水位，探针 1为高水 位。 当探针 1没有浸水水中的时候，第三脚的电压为 ，第二脚的电压也为 ，第七脚输出低电平 （ 接入单片机后，单片机驱动后面的进水阀加水 ） ；当探针 1浸入水中时，第三脚上的电压变小，第二脚上的电压高于第三脚，第淮阴工学院毕业设计说明书 （论文） 第 12 页 共 26 页 七脚输出高电平 （ 停止加水 ）。 图 水位检测电路 3． 3 温度检测 电路设计 本次设计的 温度检测部分采用 温度传感器 DS18B20。 温度检测电路图如图 示。 图 温度检测 模块电路图 在一些温控系统电路中，广泛采用的是通过热电偶、热电阻或 PN 结测温电 路经过相应的信号调理电路，转换成 A／ D 转换器能接收的模拟量，再经过采样／保持电路进行 A／ D 转换，最终送入单片机及其相应的外围电路，完成监控。 但是由于传统的信号调理电路实现复杂、易受干扰、不易控制且精度不高。 本 次设计采用 AT89C52 单片机结合 DS18B20 的 水温控制系统 ， 利用单片机来实现水温的智能控制。 我们设定的热饮机的内定的水温值为 65 度，即当水温低于 65 度的时候自动加热，当用户需要的时候，根据用户设定的值加热。 该水温控制系统 不需复淮阴工学院毕业设计说明书 （论文） 第 13 页 共 26 页 杂的信号调理电路和 A／ D 转换电路 就 能直接与单片机完成数据采集和处理，实现 方便、精度高，可根据不同需要用于各种场合。 3． 4 按键电路 由于本设计中按键电路部分较简单，所以采用独立式的按键结构，所谓独立式按键结构，就是指直接用 I/O口线构成的单个按键电路。 每个独立式按键单独占有一根 I/O口线，每根 I/O口线上的按键工作状态不会影响其他 I/O口线的工作状态。 温度控制 键 （ S2， S3） ： 用户可通过这两个键设定水温。 饮品类型 选择键 （ S4～ S7） ： 用户可根据爱好选择白开水，奶茶，泡沫咖啡或是特烘咖啡。 按键电路 如图 所示： 图 按键电路 3． 5 加热电路 本次设计的加热电路用 RES 电阻丝， 把该加热电路直接连接在单片机上，通过单片机控制 RELAY 继电器。 当 输出低电平的时候，三极管 Q2 导通，继电器 K1 开关闭合，实现加热的功能。 加热电路电路图如图。