基于单片机的智能破壁机控制系统设计

基于单片机的智能破壁机控制系统设计

史洪润 赵祖玉指导老师

山东协和学院  山东济南 250109

摘  要：本文介绍一种基于STC89C52RC单片机的智能破壁机控制系统的设计，本破壁机属于多功能多用途，采用简单的硬件结构，能够满足于人们日常生活中对营养健康的需求。本破壁机具有豆浆、果汁、米粥、药膳、浓汤、研磨等各项功能，通过显示屏液晶1602来显示当前的功能、状态、温度、时间等。用蓝牙JDY-31模块解决破壁机和手机之间的远程通信控制。温度传感器DS18B20、蜂鸣器和两个水位传感器能够实现破壁机对干烧和溢出等危险行为的检测和报警。本设计结构简单，性价比高，有一定的实用价值。

1.1  研究目的、意义

近年来，随着社会的发展和人民群众对健康的重视，大大加快了智能破壁机的发展，智能破壁机走进了千千万万的家庭。早些年间，人们打豆浆用豆浆机，后来受限于传统豆浆机功能比较单一、智能化水平低等问题，人们对功能强大、便捷、智能化水平高的破壁机需求大大增加，尤其是在手机上就能操作破壁机，不仅方便快捷而且功能多，可以大大提升人们的生活幸福感。

1.2  国内外研究现状

智能破壁机是一种结合了先进技术的设备，主要用于自动化制作豆浆及其他产品。在国外，智能破壁机机通常融合了多种技术，包括智能控制系统、高效的豆类研磨和榨取技术，以及对豆类原料进行检测和优化加工的能力。一些先进的智能豆浆机还可能采用物联网技术，实现远程控制和数据监测，以提高生产效率和产品质量。在中国，智能破壁机的研究主要集中在提高豆浆制作的自动化程度和生产效率。国内企业和研究机构正在开发能够自动执行豆类清洗、浸泡、研磨、加热和过滤等工序的智能设备。这些设备不仅能够减少人工操作，还能通过智能化的控制系统调整豆浆的口感和营养成分，以满足不同消费者的需求。

1.3  研究内容及方法

本文设计并制作一个基于单片机的智能破壁机控制系统。具体要求如下：

单片机及部分模块采用5V USB供电，加热器和电机模块采用12V独立供电；实现对防干烧、防溢出、温度检测和多功能的设计；实现液晶显示屏对状态的显示；实现独立按键对各个功能的控制；实现蜂鸣器对干烧、溢出、完成的报警提示；通过蓝牙JDY-31模块实现单片机与手机之间的远程控制；通过嘉立创EDA绘制电路图，Process on绘制流程图，使用Proteus8.12完成仿真，用洞洞板焊接电路图实物，用keil软件进行程序编写调试，STC-ISP软件完成单片机程序烧录。 系统设计整体框图如图1所示。

图1 系统整体框图

1.4  控制器的选择

控制器的选择：用STC89C52RC作为主要控制核心，STC89C52RC是国内一家科技公司生产的一款基于51体系结构的单片机，与STC89C51结构类似，是后者的升级版本，有着更高的性能。具有更高的时钟频率，运算速度大大加快，并且有着良好的兼容性和拓展性，可以接UART、12C、SPI等多种外设和接口。同时，内部集成了更为强大的模块，比如：PWM控制器、定时器、ADC、DAC等重要的模块，在家电控制、工业控制等领域有着重要的应用。STC89C52RC的片内FLASH可以达到8KB，运行RAM为512B，外部RAM可以扩展到64K，片内集成了USB接口，支持低功耗模式，能够满足多种嵌入式控制应用要求。总体来说，STC89C52RC是MCS-51单片机中非常出色的一款产品。

1.5  显示模块的选择

选用液晶模块LCD1602作为显示模块。这款液晶模块专为数字、字母和符号显示而设计，具备同时显示32个字符的能力，每行可显示16个字符。是近年来被广泛使用的一种显示模块，LCD的命名是与其分辨率相关的，1602就是16*2的分辨率，它的主要优点是：体积小、耗电低、显示清晰、价格便宜。

1.6  系统整体硬件设计电路

本设计由STC89C52RC、电源模块、两个水位传感器、温度传感器DS18B20、加热继电器模块、电机继电器模块、蜂鸣器、蓝牙模块和LCD1602组成。电路原理图如图2所示。

图2  整体硬件设计电路图

1.7 控制系统程序流程图

双枪锁附螺丝机利用PLC控制系统。由PLC对开关量的输入信号进行一个判断，输入程序对步进电机展开控制，控制步进电机正反转来完成所需动作，实现自动锁螺丝的目的。程序流程图见图3所示。

图3 控制系统整体程序流程图

1.9结论

经过硬件测试、软件调试、实物测试，系统运行稳定，破壁效果显著提高且具有较高的自动化程度和智能性，实现了对破壁机的智能控制，本设计的预期功能全部实现，具有较高的实用性。

参考文献

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