压力式咖啡机设计开题报告(3)
第四步为酿造程序。磨粉电机和传粉电机工作15s后，单片机程序置P2.0、P2.1口为1，M1、M2输出为0，磨粉电机和传粉电机停止工作。此时温度传感器不断地由P1.0口向单片机输入9位的温度数据，单片机内部处理后与90摄氏度比较。当水的采集温度达到90摄氏度后，单片机置P0.5为1，cal口输出为0，加热电阻电路中断，水不再被加热。同时单片机程序置P0.1为0，F2输出为1，电磁换向阀2得电，高温高压的热水夹杂水蒸气被压入到酿造器。流量计2对流经的热水进行脉冲计数，并与拨码开关置的初值进行比较。假设拨码开关当初选择的200ml，即输入P1.7，P1.6口的是1 0。单片机处理数据与计数器的数值比较，如果达到拨码开关置的初值，单片机置P0.1口为1，F2输出0，电磁换向阀2断电，热水不再进入酿造器。此时定时程序启动，允许系统有8s萃取酿造的时间，8s后，单片机程序置P0.4口为0，F5输出口为1，电磁换向阀5得电，泡制好的咖啡溶液从下端口流出。
第五步为废水排出程序。等待咖啡溶液流出后5s，单片机程序置P0.2和P0.3口为0，输出F3和F4为1，电磁换向阀3、4得电，锅炉内与加热容器内的残留少许水被排出处理掉。一次酿造过程完毕。
压力式咖啡机控制装置是在单片机的程序控制下进行工作的。首先，操作者需要人工调节齿轮，取得相应的期待效果的咖啡粉粗细度。打开豆仓盖，放入适量的烘焙好的咖啡豆。然后，根据需要泡制的咖啡溶液的多少，接通电源，选择拨码开关相应的组合。按下启动键，咖啡机开始工作。磨豆电机、磨粉电机以及泵同时开始工作。为了避免加热电阻的干烧，设定2s后清水进入锅炉和容器再接通加热电阻。为避免锅炉内抽入的水过多，蒸汽压力太大，设置8s后控制水进入锅炉的电磁换向阀1失电，待流量计1检测到进入容器的水量达到400ml时，将泵停止。开机15s后，磨豆电机和磨粉电机停止，此时磨好的一定粒度的咖啡粉已经被送入到酿造器的滤纸上等待酿造。当温度传感器检测到水温达到90摄氏度后，电磁换向阀2得电，热水由于高压被压入酿造器中。当流量计2检测到流过的热水到达所设定的水量时，电磁换向阀2得电，热水不再进入酿造器。设置时间8s后，电磁换向阀3得电，酿造好的咖啡溶液由下端流出。5s后，电磁换向阀4和5得电，废弃的水流出来。给咖啡机断电即完成此次冲泡。
4.1 电源
电源是所有的电子设备不可缺少的组成部分，它的性能的好坏直接影响到电子设备的各项技术指标，进而关系到电子设备能否安全有效的工作。现在流行的是开关电源与直流稳压电源两大类。近年来，集成电路快速发展，相应地-稳压电路也飞速实现了集成化。与分立晶体管电路相比较，它的优点主要表现在占用空间小、质量轻盈、省电量、工作可靠度高、运作时间大大缩短，而且调试起来快捷、应用灵敏，容易实施大量自动化生产。
在本次设计中，我们需要有稳定的直流5V，直流12V，直流24V的电源电压。5V的元器件有：单片机、流量计、温度传感器等。12V的元器件是送粉电机。24V的元器件是磨粉电机及泵电机。
4.2温度传感器
89C51单片机内部没有数模转换器，如果选用一般的模拟量温度传感器还需要添加A/D转换器把传感器的模拟量信号转换为数字量给单片机识别并处理。因此，本设计选择简单方便的数字型温度传感器DS18B20。
4.3 霍尔流量传感器
水流量传感器是利用霍尔元件的霍尔效应来测量磁性物理量。在霍尔元件的正极串入负载电阻，同时通上5V的直流电压并使电流方向与磁场方向正交。当水通过涡轮开关壳推动磁性转子转动时，产生不同磁极的旋转磁场，切割磁感应线，产生高低脉冲电平。由于霍尔元件的输出脉冲信号频率与磁性转子的转速成正比，转子的转速又与水流量成正比，根据水流量的大小启动燃气热水器。其脉冲信号频率的经验公式为。
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