超实用豆浆机电控系统电路设计

　　介绍了一种基于GPRS技术进行授权管理的商用豆浆机电控系统。该系统以STC89C58RD为主控芯片，以触摸屏为触控监视面板，不仅能够自动完成豆浆制作的全部工艺流程，还可以借助GSM/GPRS模块的GPRS功能实现对租赁出去的商用豆浆机进行远程授权管理。豆浆机主控器主要由CPU微控制器、通信电路、触摸显示电路、时钟电路、报警电路、隔离驱动电路、检测电路以及电源电路等组成，其结构如图3所示。微控制器作为整个控制系统的核心，控制完成系统的各项工作；通信电路用于完成主控器与授权管理机之间的通信；触摸显示电路用于实现系统各功能按键的触控，并实时显示豆浆机的运行状态；时钟电路用于产生豆浆机的系统时间、制浆工作时间等；报警电路用于提示制浆完成、租赁到期以及电机过载等情况；隔离驱动电路用于完成对电机、加热盘、电磁阀等的工作控制；检测电路用于检测水箱上、下水位，熬浆桶、磨浆桶液位以及电机是否过载等情况。

　　通信电路

　　通信电路选用了SIMCOM公司生产的工业级SIM900-TE-C作为GSM/GPRS模块，具有性能稳定、体积小、性价比较高等特点。设计中仅使用了SIM900-TE-C的短信和GPRS功能，因此，电路设计较为简单，如图4所示。

　　

　　图4 通信电路

　　其中，74LVC4245是一款电平转换芯片，用于CPU和SIM900-TE-C模块串行数据之间的电平转换；U2是SIM卡座，其附近放置的瞬变电压抑制二极管用于防止静电损坏；发光二极管作为网络指示灯，其状态反映了SIM900-TE-C模块的工作状态。

　　隔离驱动电路

　　本系统由5V单片机控制220V用电设备，考虑到现场环境及制浆时电机的高速旋转会产生较强烈的干扰信号，设计采取了二级电气隔离的方式达到抗干扰的目的。借鉴PLC技术的继电器原理，设计使用了光电耦合器来驱动继电器（即一级隔离），再由继电器驱动交流接触器（即二级隔离），在单片机的弱电信号与220V电压之间树立了两道坚实的屏障。其原理如图5所示。

　　

　　图5 隔离驱动电路设计

　　图5所示为其中一路隔离驱动，74HC573锁存器用于扩展CPU的输出接口，D0-D7分别接至CPU的P0.0-P0.7口作为控制信号。图5中的电感元件分别代表继电器和交流接触器线圈，开关元件则代表它们的触点。CPU将Q0信号拉低时，光耦U212驱动三极管T301导通，继电器线圈得电、触点闭合，进而交流接触器线圈得电、触点闭合，加热盘电路接通开始工作。

　　本文以STC89C58RD为主控芯片，SIM900-TE-C为GSM/GPRS模块，CM320240-7触摸屏为触控显示面板，成功设计了一款基于GPRS技术进行授权管理的商用豆浆机电控系统。该系统不仅能够完成涡流磨制浆的全部工艺流程，还可以实现对豆浆机的远程授权管理，大大提高了商用豆浆机生产厂商与租赁者之间的工作效率。