1、 淮 陰 工 學 院畢業設計(論文)開題報告學 生 姓 名：徐 云學 號：1081203126專 業：測控技術與儀器設計(論文)題目：基于單片機的全自動熱飲機控制器設計硬件設計指 導 教 師:紀劍祥2012年2月1日 畢 業 設 計（論 文）開 題 報 告1結合畢業設計（論文）課題情況，根據所查閱的文獻資料，每人撰寫2000字左右的文獻綜述文 獻 綜 述1 研究的背景單片機自問世以來，性能不斷提高和完善、其資源又能滿足很多應用場合的需要，加之單片機具有集成度高、功能強、速度快、體積小、功耗低、使用方便、性能可靠、價格低廉等特點1。因此，在工業控制、智能儀器儀表、數據采集和處理、通信系統、高級計

2、算器、家用電器等領域的應用日益廣泛，并且正在逐步取代現有的多片微機應用系統。隨著人們生活水平的不斷提高,單片機控制無疑是人們追求的目標之一。由于單片機適用與機，電，儀一體化的智能產品，它具有精度高，低功耗，控制功能強，小巧等優點。把它用到儀器儀表上，可使產品的體積縮小，功能增強，實現不同程度的智能化。因而受到人們高度重視，并取得了一系列科研成果，成為傳統工業技術改造和新產品更新換代的理想機種，更有廣闊的發展前景2。隨著中國家電制造業的蓬勃發展，全球家電制造基地向中國轉移的趨勢愈加明顯。作為家電家族中重要成員的全自動熱飲機產品卻不為多數消費者所熟知，但其在歐美等發達國家家庭中卻相當普及。隨著國內

3、人們生活水平的提高和歐美文化及其消費觀念對國人影響的深入，越來越多的國內消費者喜歡上了這種實用方便的產品，所以全自動熱飲機產業的發展前景將會很廣闊。但是國內生產的全自動熱飲機，其溫度控制精度不夠，且操作較為不便，需要手工輔助進行間歇式工作。國外的產品的自動水平很高，但是進口的價格偏高，對于大多數國內用戶而言，難以承受。因此，設計開發一種功能齊全而價格相對較低廉的自動熱飲機控制系統很是必要3。2 國內外全自動熱飲機的發展形式水是生命之源，是人體不可缺少的物質，它的重要性僅次于空氣。水的功能主要是構成全身組織，調節體溫，促進機體各系統新陳代謝的化學反應，充做各種物質的吸收、運輸及排泄的攜帶體，協助

4、維持體內一切體液的正常滲透壓。隨著科技的發展，人類文明的進步，方便、快捷、健康已經成為了人們追求的方向，這在飲用水上也頗有體現。畢 業 設 計（論 文）開 題 報 告1902年美國人威利斯·開利設計了第一個飲水機系統，這就是我們現在稱之為的飲水機。1906年他以"空氣處理裝置"為名申請了美國專利。開利的發明緣于一個印刷作坊，印刷機由于空氣溫度與濕度的變化使得紙張伸縮不定，油彩對位不準，印出來的東西模模糊糊。為此開利打開了飲水機機商業化之門。自那以后的20年間，開利的飲水機逐漸被用來調節生產過程中的溫度與濕度。并進入諸多行業，如化工業、制藥業、食品及軍火業。但是可惜

5、的是，飲水機發明后的20年間，享受的對象一直是機器，而不是人。1922年開利工程公司研制成功在飲水機史上具有里程碑地位的產品-離心式飲水機機，簡稱離心機。離心機最大的特點是效率高，這為大空間調節空氣打開了大門。從此，人成為飲水機服務的對象。然而飲水機真正得到普及，實際上是通過影劇院。1925年的一天，開利與紐約里瓦利大劇院聯手打出了保證顧客"情感與感官雙重享受"的口號。那一天，里瓦利劇院外人山人海，只不過幾乎人人都帶著把紙扇以防萬一。然而跨入劇院大門一剎那的清涼徹底征服了觀眾。飲水機自此進入了迅猛發展的階段。家用飲水機的研制始于20世紀20年代中期。1928年開利公司推出了

6、第一代家用飲水機。但因經濟大蕭條和二次大戰，50年代后經濟起飛，家用飲水機才開始真正走入千家萬戶4。中國的第一臺飲水機是1992年安吉爾生產的，飲水機加桶裝水的方便、快捷、健康的飲水方式便在中國興起，到了1999年，市場逐漸成熟5。隨著科技的發展，人們生活水平的提高，在飲水機的基礎上，逐漸發明了豆漿機，冷飲機以及熱飲機等飲水系統方面的智能儀器6。冷熱飲機又叫果汁機,可用于制作各類型的冷飲料和熱飲料。在炎炎的夏日，可以使用該機制作冰凍牛奶、冰凍啤酒、果汁露、酸梅湯、豆漿、汽水、咖啡等各種清涼飲料。在寒冷的冬天,可以使用該機制作熱牛奶、熱果汁、豆漿等熱飲料。廣泛適用于酒店、咖啡廳、企事業單位及個體

7、冷熱飲店使用7。但是，先如今人們使用的飲水機、冷飲機、熱飲機存在很多局限性。他體現在：一，功能相對簡單，只有簡單的溫度控制且溫控精度低；二，能耗大；三，智能化水平不高，需要人工操作7。本次設計的全自動熱飲機則以單片機為基礎，運用傳感器，實現對溫度更為精確的控制，并且提高智能化水平，更方便、快捷，更人性化、智能化，更能滿足人們對健康、文明、時尚生畢 業 設 計（論 文）開 題 報 告的追求。3 課題研究的意義隨著人們生活水平的不斷提高，方便、快捷、健康已成為人們追求的方向，但健康便捷的飲水卻困擾著人們，當我們要喝水時是靠我們的感覺來模糊的判斷水溫是否合適，多次的嘗試不僅浪費了我們寶貴的時間也影響

8、及時飲水。只有采取科學合理的措施，才能確保第一時間喝到合適溫度的水。熱飲機已成為人們生活中的日常用品，它是一種飲水器具，用電能制熱，可獲得所需溫度的熱水，適合家庭、辦公室、會客室和賓館客房等場所使用8。飲水對人們的健康有著至關重要的作用，同時省時省力也是人們一直所追求的，因此熱飲機作為一種水處理設備的研究在現實生活中有著至關重要的意義。出于簡單、經濟、實用的考考慮，因此采用單片機作為控制的核心設計一種熱飲機的測量與控制系統9。畢 業 設 計（論 文）開 題 報 告參考文獻1 陳陽海.51系列單片機的基礎知識J.電子制作,2005(12)2 張志良.單片機原理與控制技術.第1版.北京：機械工業出

9、版社,20013 胡如龍.基于AVR單片機的全自動熱飲機控制器的設計J.計算機測量與控制.2008.16(8)4 5 zhidao.baidu question1506176086 姜寶港.智能家用電器原理與維修M.北京：機械工業出版社,2002.57 劉大茂.智能儀器原理與設計.國防工業出版社,20088 朱欣華，姚天忠，鄒麗新.智能儀器原理與設計M.北京：中國計量出版社，2008：11-209畢 業 設 計（論 文）開 題 報 告2本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段（途徑）1、本課題要研究或解決的問題本設計以AVR單片機為核心，分為溫度控制、開關量的輸出控制、水位檢測控制、數據保存

10、等模塊。熱飲機主要由出粉電機、攪拌電機、抽風電機、進水電磁閥、出水電磁閥以及加熱裝置等組成。它可以提供特烘咖啡、奶茶、泡沫咖啡奶茶以及白開水四種飲品。對熱飲機的控制，就是針對不同的飲料選擇對上述裝置的工作進行自動控制的過程。2、本課題擬采用的研究手段1）對溫度的控制，我打算采用雙向可控硅調功電路實現。雙向可控硅是在普通可控硅的基礎上發展而成的，它不僅能代替兩只反極性并聯的可控硅，而且僅需一個觸發電路，是比較理想的交流開關器件。2）開關量的輸出控制，即是對出粉電機，攪拌電機，抽風電機，進水電磁閥，出水電磁閥的控制。通過控制這些開關量來輸出不同的飲品。我打算利用一種基于功率MOS管的開關量輸出電路。功率MOS管是一種電壓型控制器件。只要在G-S極加上相應的電壓，其D-S間就會流過一定的電流。因此，對功率MOS管的驅動控制就是對G-S間電壓的控制。3)水位監測控制需要用到一個傳感器水位探針。水位探針分為高，中，低三個。通過水位探針探測水位，并向后面的放大電路傳輸信號。水位監測控制電路中的放大器采用TLC272。它具有低失調電壓溫漂，高輸入阻抗，低噪聲和高速度的特點。4）由于單片機內部自帶的EEPROM的最大擦寫次數不能超過10萬次，明顯不能滿足自動熱飲機的杯數計數，并且有510ms的延時。所以，可以選用