畢業論文-基于at89s52單片機的啤酒發酵溫度測控儀設計(已修改)

　

【正文】 基于 AT89S52 單片機 的 啤酒發酵溫度測控儀 設計 摘 要 本設計主要是以啤酒發酵溫度控制為對象， 以 AT89S52 單片機為控制系統核心，通過單片機系統設計實現對啤酒發酵罐溫度的顯示和控制功能。本溫度控制系統是一個閉環反饋調節系統，由溫度傳感器 DS18B20 對啤酒發酵罐溫度進行檢測，經過調理電路得到合適的電壓信號。經數模轉換器 DAC0832 得到相應的溫度值，將所得的溫度值與設定溫度值相比較得到偏差。通過對偏差信號的處理獲得控制信號，去調節加熱器的通斷，從而實現對啤酒發酵罐溫度的顯示和控制。本文主要介紹了啤酒 發酵罐中溫度控制系統的工作原理和設計方法，論文主要由三部分構成： 第一部分是系統整體方案設計；第二部分是啤酒發酵工藝和發酵罐溫度控制方案；第三部分是 硬件設計，主要包括溫度檢測電路、 D/A 轉換電路、顯示電路、鍵盤設計和控制電路等；第四部分是 系統軟件設計，軟件的設計采用模塊化設計，主要包括主程序、 DS18B20 基本操作子程序、數據處理子程序、顯示子程序、報警子程序和延時子程序等。 關鍵詞 ： 單片機 ； 傳感器 ； 溫度檢測 ； 啤酒發酵 Abstract Summary of the design is mainly targeted to beer fermentation temperature control, AT89S52 microcontroller to control core, on through the design of single chip microputer system of beer fermentation temperature display and control functions. This is a closedloop feedback control system of temperature control system, by detecting temperature sensor DS18B20 temperature on beer fermentation tank, after proper conditioning circuit of voltage signals. Digitalanalog converter DAC0832 be temperature values, from the deviation of temperature and temperature values are pared. Through the bias signal processing gain control of signals, to adjust the heater on/off, to enable display and control of beer fermentation temperature. This main describes has beer fermentation tank in the temperature control system of work principle and design method, papers main by three part constitute: first part is system overall programme design。 second part is beer fermentation technology and fermentation tank temperature control programme。 third part is hardware design, main including temperature detection circuit, and D/A conversion circuit, and displayed circuit, and keyboard design and control circuit,。 IV part is system software design, software of design used module of design, main including main program, and DS18B20 basic operating procedures, data processing program, display subroutine, alarm and time delay subroutine. Keywords: Single chip microputer。 transducer。 Temperature detection。 Beer fermentation 目 錄 1 緒論 ……………………………………………………………………… 1 啤酒概述 …………………………………………………………… 1 啤酒生產工藝流程 ………………………………………………… 錯誤 !未定義書簽。 單片機簡介 ………………………………………………………… 錯誤 !未定義書簽。 傳感器 介 …………………………………………………………… 錯誤 !未定義書簽。 發酵罐的簡介 ……………………………………………………… 錯誤 !未定義書簽。 國內外啤酒發酵溫度控制發展現狀 ……………………………… 錯誤 !未定義書簽。 課題研究目的 ……………………………………………………… 錯誤 !未定義書簽。 課題研究內容及方案 ……………………………………………… 錯誤 !未定義書簽。 2 啤酒發酵工藝和發酵罐溫度控制方案 ……………………………… 錯誤 !未定義書簽。 啤酒發酵工藝 ……………………………………………………… 錯誤 !未定義書簽。 控制系統選擇及簡介 ……………………………………………… 錯誤 !未定義書簽。 控制方案的 確定 …………………………………………………… 錯誤 !未定義書簽。 3 系統硬件電路設計 ……………………………………………………… 錯誤 !未定義 書簽。 啤酒發酵溫度控制系統電路結構 ………………………………… 錯誤 !未定義書簽。 主要器件選擇及簡介 ……………………………………………… 錯誤 !未定義書簽。 單片機 AT89S52????????????????? 錯誤 !未定義書簽。 溫度傳感器 DS18B20??????????????? 錯誤 !未定義書簽。 LED 顯示 ????????????????????? 錯誤 !未定義書簽。 功能電路設計 ……………………………………………………… 錯誤 !未定義書簽。 測溫電路設計?????????????????? 錯誤 !未定義書簽。 顯示與按鍵電路設計??????????????? 錯誤 !未定義書簽。 報警電路設計?????????????????? 錯誤 !未定義書簽。 接口電路設計?????????????????? 錯誤 !未定義書簽。 控制電路 ???????????????????? 錯誤 !未定義書簽。 4 系統軟件設計 ………………………………………………………… 錯誤 !未定義書簽。 程序流程圖 ………………………………………………………… 錯誤 !未定義書簽。 主循環程序 ………………………………………………………… 錯誤 !未定義書簽。 傳感器 DS18B20基本操作子程序 ………………………………… 錯誤 !未定義書簽。 數據處理子程序 ………………………………………………… 錯誤 !未定義書簽。 顯示子程序 ……………………………………………………… 錯誤 !未定義書簽。 報警子程序 ……………………………………………………… 錯誤 !未定義書簽。 延時子程序 …………………………………………………… 錯誤 !未定義書簽。 5 結論 …………………………………………………………………… 錯誤 !未定義書簽。 參考文獻 ………………………………………………………………… 基于 AT89S52 單片機啤酒發酵溫度測控儀設計 1 緒論 啤酒是以麥芽（包括特種麥芽）為主要原料，加酒花，經酵母釀制而成的，含有二氧化碳的、起泡的、低酒精度（ %~ 體積分數）的發酵酒（低酵啤酒酒精度除 外）。啤酒是世界上產量最大、酒精含量最低、營養非常豐富的酒種，早在 1977年 7 月在墨西哥舉行的第 9 屆“國際營養食品會議”上就被正式列為營養食品。據統計，除茶、碳酸飲料和牛奶以外，啤酒與咖啡并列為 2022 年世界人均消費量的第4 位，達到 L23 。 據國家統計局公布的數據顯示：我國啤酒產量在 2022 年之前的九年內連續位居世界第二， 2022 年的啤酒產量是 萬噸，超過了美國的 2200 多萬噸，位居世界第一。此后的五年內，中國啤酒產銷量連續五年全球第一。 2022 年國內啤酒消費量達到 2500 萬噸，成為世界上最大的啤酒消費市場。 2022 年全球啤酒生產量比 2022年增長了六個百分點，達到 1700 億升，增長量為 10 億升，其中近一半（ 45 億升）是在中國實現的。 2022 年國內啤酒增長達 %14 以上，中國的啤酒行業已經進入了準高速增長階段，在此基礎上，由于國內啤酒廠商不斷整合，國內啤酒行業噸酒利潤率不斷上升。作為日常消費品的啤酒產品正在面臨消費升級的重大機遇 。 近十年來，雖然我國啤酒產銷量都位于世界領先水平，啤酒裝備配套的技術水平也有了很大提高，但是和國外相比，由于我國啤酒產業起步比較晚，尤其是成套設備和國外的差距較大，自動化程度低，因此導致了產品生產效率比較低，生產質量也不高，啤酒能耗較大，這都是我國啤酒工業亟待解決的問題。鑒于以上原因，提高我國啤酒設備的 自動化水平將會是一個非常棘手的問題。在啤酒生產的自動化控制過程中，溫度是一個非常重要的參數，因此對于啤酒發酵罐溫度的控制是自動化控制的一個重要方面。溫度是工業控制中主要的被控參數之一，特別是在冶金、化工、建材、食品、機械和石油等工業中，具有舉足重輕的作用。在啤酒的生產過程中，麥汁制取和啤酒發酵這兩個階段都必須把溫度控制在一定的范圍內，才能使啤酒的生產順利成功。隨著中國啤酒產業的集團化、規模化和國際化進程的不斷加快，中國啤酒市場的競爭也越來越激烈了。因此啤酒生產的全自動化將會成為啤酒產業發展的最終趨勢。 啤酒發酵的概述 。 啤酒發酵是在發酵罐中靜態進行的，它是由罐體、冷卻帶、保溫層等部件組成。發酵罐的形狀一般為圓形錐形，容積較大，大部分 3100m （我國的啤酒發酵罐容積在 33 500~120 mm ）以上。啤酒發酵要嚴格的按著工藝曲線進行，否則就會影響啤酒質量。為了有利于熱量的散發，在發酵罐的外壁設置了上、中、下三段冷卻套，相應設立上、中、下三個測溫點和三個偏心氣動閥，通過閥門開度調節冷卻套內的冰水流量以實現對就提溫度的控制。以閥門開度為控制量，酒體溫度為被控 量，相應有三個冷媒閥門，通過控制流過冷卻帶的冷媒流量，控制發酵罐的溫度。在發酵的過程中，溫度在不斷的升高，當達到上限溫度時，要打開制冷設備，通過酒精在冷卻管內循環使罐內的溫度降下來。當發酵溫度低于工藝要求的溫度時，關閉冷媒， 則啤酒按工藝要求繼續發展，整個發酵過程大約 20 多天完成。因此，控制好啤酒發酵過程中溫度及其升降速率是決定啤酒質量和生產效率的關鍵。 啤酒發酵生產工藝流程 啤酒生產可以分成兩大部分：麥芽制取和啤酒釀造。下面將分別講述麥取和啤酒制造的工藝流程，其 工藝流程如圖 1 和 2 所示。 （ 1）麥芽制造工藝流程 麥芽制取主要有三大步驟：浸麥、發芽和干燥。麥芽制造的簡單流程如 1 所示。 圖 11 麥芽制造工藝流程圖 （ 2）啤酒釀造工藝流程 啤酒釀造的工藝流程如圖 2 所示，從下面這個圖中可以對啤酒釀造有一個比較抽象的理解。 圖 12 啤酒釀造工藝流程圖 圖 3 能形象地表達出啤酒制造過程的每一個步驟，更能對啤酒制造整體過程有一個形象的理解。 圖 13 啤酒生產流程圖 單片機的簡介 ． 1 單片機 單片機是將微機的 CPU、存儲器、 I/O 接口和總線制作在一塊 芯片上的超大規模集成電路。單片機是一種集成電路芯片，采用超大規模技術把具有數據處理能力（如算術運算、邏輯運算、數據傳送、中斷處理）的微處理器（ CPU），隨機存取數據存儲器（ RAM），只讀程序存儲器（ ROM），輸入輸出電路（ I/O 口），可能還包括定時計 數器、串行通信口（ SCI）、顯示驅動電路（ LCD 或 LED 驅動電路）、脈寬調制電路（ PWM）、模擬多路轉換器和 A/D 轉換器等電路集成到一塊單塊芯片上，構成一個最小的然而完整的計算機系統。這些電路能在軟件的控制下準確、迅速、高效地完成程序設計者事先規定的任務。通過分 析單片機的特點可以看出，單片機有著微處理器所不具有的功能，它可單獨地完成現代工業控制所要求的智能化控制功能，這也是單片機最大的特點。 單片機的應用領域 單片機廣泛應用于儀器儀表、家用電器、醫用設備、航空航天、專用設備的