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基于单片机的柑橘-枸杞果酒发酵过程中的温度控制系统设计

 摘 要:研究表明在18℃-25℃温度范围内,不同发酵温度对柑橘-枸杞复合果酒发酵过程的影响显著。本设计采用模块化设计方法,设计了一套用于柑橘-枸杞复合果酒发酵过程中温度控制的自动化系统。本系统采用单片机作为主控制器,系统包括传感器模块,按键模块,显示模块,散热装置及加热装置。对系统每个部分进行了硬件选型设计、软件设计,最后进行了仿真验证。
  关键词:单片机;果酒发酵;温度控制
  通过对发酵型柑橘-枸杞复合果酒酿造过程中的总糖、总酸、酒精度和干浸出物等理化指标及挥发性组分的检测。结果表明:在18℃~25℃温度范围内,不同发酵温度对柑橘-枸杞复合果酒发酵过程的影响显著,且随着发酵温度升高,酵母菌代谢活跃,使复合果酒发酵周期相对缩短,并利于其特有的风味物质形成。目前对果酒发酵过程温度控制主要还是由人工操作实现,定时采样判断,加热、散热装置开启、关闭时间不好控制,发酵过程温度波动很大。所以开发一套基于单片机的温度采集控制系统对柑橘-枸杞复合果酒酿具有较大意义。
  1 系统组成
  控制器选择Atmel公司的AT89S52单片机。温度传感器采用DS18B20。显示系统采用数码管显示,报警系统采用声光报警,按键系统采用独立按键。
  2 系统设计
  2.1硬件电路设计
  该系统电路主要包括:单片机最小系统、DS18B20温度传感器系统、报警系统、LED显示模块电路、继电器电路及电源接口和数据下载接口等电路。系统中有三个独立式按键可以分别调整温度计的上下限报警设置,图中蜂鸣器可以在被测温度超出上下限范围内时,发出报警鸣叫声音。
  2.2 软件设计
  主程序的主要功能是负责读出并处理DS18B20的测量的当前温度值,温度的实时显示,判断当前温度是否需要开启加散热,并根据设置的上下限判断是否报警。系统开始运行时,温度传感器测量并计算温度值通过P1.0口传输进单片机里进行处理,经过处理后的数据再通过P0口传输到数码管进行显示。通过按键设置温度报警界限,当超过报警界限时单片机将相应的数据通过P1.1口传输进行声光报警。温度测量每1s进行一次。这样可以在一秒之内测量一次被测温度。
  3 仿真
  运用keil软件编译C语言程序,将生成的.hex文件调入Proteus电路图的单片机中,程序初始化后通过调节DS18B20温度传感器的数值,数码管会显示相应的数值。
  4 结论
  利用单片机做主控制器的温度控制系统,能够检测并显示温度,当温度高于适宜温度时候能开启散热装置,当温度低于适宜温度时候能开启加热装置,当温度超过极限温度时能报警。适宜温度及极限温度均可以根据需要调节。通过设计,此系统可以更好的控制柑橘—枸杞果酒发酵过程中的温度,从而酿造出口感更好的果酒。
  参考文献:
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  [2]俞荣,赵子真.单片机自动控制应用系統的设计探讨[J].机械管理开发,2012,25(1).
  [3]秦俭修.基于单片机的数字温度计研究[J].企业科技与发展,2008,28(1).
  [4]胡天明,齐建家,等.基于 DS18B20 的数字温度计及其应用[J].黑龙江工程学院学报,2008,22(2).

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