基于单片机的全自动热饮机控制器设计开题报告

1、 淮 阴 工 学 院毕业设计(论文)开题报告学 生 姓 名：徐 云学 号：1081203126专 业：测控技术与仪器设计(论文)题目：基于单片机的全自动热饮机控制器设计硬件设计指 导 教 师:纪剑祥2012年2月1日 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告1结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写2000字左右的文献综述文 献 综 述1 研究的背景单片机自问世以来，性能不断提高和完善、其资源又能满足很多应用场合的需要，加之单片机具有集成度高、功能强、速度快、体积小、功耗低、使用方便、性能可靠、价格低廉等特点1。因此，在工业控制、智能仪器仪表、数据采集和处理、通信系统、高级计

2、算器、家用电器等领域的应用日益广泛，并且正在逐步取代现有的多片微机应用系统。随着人们生活水平的不断提高,单片机控制无疑是人们追求的目标之一。由于单片机适用与机，电，仪一体化的智能产品，它具有精度高，低功耗，控制功能强，小巧等优点。把它用到仪器仪表上，可使产品的体积缩小，功能增强，实现不同程度的智能化。因而受到人们高度重视，并取得了一系列科研成果，成为传统工业技术改造和新产品更新换代的理想机种，更有广阔的发展前景2。随着中国家电制造业的蓬勃发展，全球家电制造基地向中国转移的趋势愈加明显。作为家电家族中重要成员的全自动热饮机产品却不为多数消费者所熟知，但其在欧美等发达国家家庭中却相当普及。随着国内

3、人们生活水平的提高和欧美文化及其消费观念对国人影响的深入，越来越多的国内消费者喜欢上了这种实用方便的产品，所以全自动热饮机产业的发展前景将会很广阔。但是国内生产的全自动热饮机，其温度控制精度不够，且操作较为不便，需要手工辅助进行间歇式工作。国外的产品的自动水平很高，但是进口的价格偏高，对于大多数国内用户而言，难以承受。因此，设计开发一种功能齐全而价格相对较低廉的自动热饮机控制系统很是必要3。2 国内外全自动热饮机的发展形式水是生命之源，是人体不可缺少的物质，它的重要性仅次于空气。水的功能主要是构成全身组织，调节体温，促进机体各系统新陈代谢的化学反应，充做各种物质的吸收、运输及排泄的携带体，协助

4、维持体内一切体液的正常渗透压。随着科技的发展，人类文明的进步，方便、快捷、健康已经成为了人们追求的方向，这在饮用水上也颇有体现。毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告1902年美国人威利斯·开利设计了第一个饮水机系统，这就是我们现在称之为的饮水机。1906年他以"空气处理装置"为名申请了美国专利。开利的发明缘于一个印刷作坊，印刷机由于空气温度与湿度的变化使得纸张伸缩不定，油彩对位不准，印出来的东西模模糊糊。为此开利打开了饮水机机商业化之门。自那以后的20年间，开利的饮水机逐渐被用来调节生产过程中的温度与湿度。并进入诸多行业，如化工业、制药业、食品及军火业。但是可惜

5、的是，饮水机发明后的20年间，享受的对象一直是机器，而不是人。1922年开利工程公司研制成功在饮水机史上具有里程碑地位的产品-离心式饮水机机，简称离心机。离心机最大的特点是效率高，这为大空间调节空气打开了大门。从此，人成为饮水机服务的对象。然而饮水机真正得到普及，实际上是通过影剧院。1925年的一天，开利与纽约里瓦利大剧院联手打出了保证顾客"情感与感官双重享受"的口号。那一天，里瓦利剧院外人山人海，只不过几乎人人都带着把纸扇以防万一。然而跨入剧院大门一刹那的清凉彻底征服了观众。饮水机自此进入了迅猛发展的阶段。家用饮水机的研制始于20世纪20年代中期。1928年开利公司推出了

6、第一代家用饮水机。但因经济大萧条和二次大战，50年代后经济起飞，家用饮水机才开始真正走入千家万户4。中国的第一台饮水机是1992年安吉尔生产的，饮水机加桶装水的方便、快捷、健康的饮水方式便在中国兴起，到了1999年，市场逐渐成熟5。随着科技的发展，人们生活水平的提高，在饮水机的基础上，逐渐发明了豆浆机，冷饮机以及热饮机等饮水系统方面的智能仪器6。冷热饮机又叫果汁机,可用于制作各类型的冷饮料和热饮料。在炎炎的夏日，可以使用该机制作冰冻牛奶、冰冻啤酒、果汁露、酸梅汤、豆浆、汽水、咖啡等各种清凉饮料。在寒冷的冬天,可以使用该机制作热牛奶、热果汁、豆浆等热饮料。广泛适用于酒店、咖啡厅、企事业单位及个体

7、冷热饮店使用7。但是，先如今人们使用的饮水机、冷饮机、热饮机存在很多局限性。他体现在：一，功能相对简单，只有简单的温度控制且温控精度低；二，能耗大；三，智能化水平不高，需要人工操作7。本次设计的全自动热饮机则以单片机为基础，运用传感器，实现对温度更为精确的控制，并且提高智能化水平，更方便、快捷，更人性化、智能化，更能满足人们对健康、文明、时尚生毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告的追求。3 课题研究的意义随着人们生活水平的不断提高，方便、快捷、健康已成为人们追求的方向，但健康便捷的饮水却困扰着人们，当我们要喝水时是靠我们的感觉来模糊的判断水温是否合适，多次的尝试不仅浪费了我们宝贵的时间也影响

8、及时饮水。只有采取科学合理的措施，才能确保第一时间喝到合适温度的水。热饮机已成为人们生活中的日常用品，它是一种饮水器具，用电能制热，可获得所需温度的热水，适合家庭、办公室、会客室和宾馆客房等场所使用8。饮水对人们的健康有着至关重要的作用，同时省时省力也是人们一直所追求的，因此热饮机作为一种水处理设备的研究在现实生活中有着至关重要的意义。出于简单、经济、实用的考考虑，因此采用单片机作为控制的核心设计一种热饮机的测量与控制系统9。毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告参考文献1 陈阳海.51系列单片机的基础知识J.电子制作,2005(12)2 张志良.单片机原理与控制技术.第1版.北京：机械工业出

9、版社,20013 胡如龙.基于AVR单片机的全自动热饮机控制器的设计J.计算机测量与控制.2008.16(8)4 5 zhidao.baidu question1506176086 姜宝港.智能家用电器原理与维修M.北京：机械工业出版社,2002.57 刘大茂.智能仪器原理与设计.国防工业出版社,20088 朱欣华，姚天忠，邹丽新.智能仪器原理与设计M.北京：中国计量出版社，2008：11-209毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告2本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）1、本课题要研究或解决的问题本设计以AVR单片机为核心，分为温度控制、开关量的输出控制、水位检测控制、数据保存

10、等模块。热饮机主要由出粉电机、搅拌电机、抽风电机、进水电磁阀、出水电磁阀以及加热装置等组成。它可以提供特烘咖啡、奶茶、泡沫咖啡奶茶以及白开水四种饮品。对热饮机的控制，就是针对不同的饮料选择对上述装置的工作进行自动控制的过程。2、本课题拟采用的研究手段1）对温度的控制，我打算采用双向可控硅调功电路实现。双向可控硅是在普通可控硅的基础上发展而成的，它不仅能代替两只反极性并联的可控硅，而且仅需一个触发电路，是比较理想的交流开关器件。2）开关量的输出控制，即是对出粉电机，搅拌电机，抽风电机，进水电磁阀，出水电磁阀的控制。通过控制这些开关量来输出不同的饮品。我打算利用一种基于功率MOS管的开关量输出电路。功率MOS管是一种电压型控制器件。只要在G-S极加上相应的电压，其D-S间就会流过一定的电流。因此，对功率MOS管的驱动控制就是对G-S间电压的控制。3)水位监测控制需要用到一个传感器水位探针。水位探针分为高，中，低三个。通过水位探针探测水位，并向后面的放大电路传输信号。水位监测控制电路中的放大器采用TLC272。它具有低失调电压温漂，高输入阻抗，低噪声和高速度的特点。4）由于单片机内部自带的EEPROM的最大擦写次数不能超过10万次，明显不能满足自动热饮机的杯数计数，并且有510ms的延时。所以，可以选用