基于單片機的柑橘-枸杞果酒發(fā)酵過程中的溫度控制系統(tǒng)設計

串俊剛 覃智廣 劉琨毅

摘 要：研究表明在18℃-25℃溫度范圍內(nèi)，不同發(fā)酵溫度對柑橘-枸杞復合果酒發(fā)酵過程的影響顯著。本設計采用模塊化設計方法，設計了一套用于柑橘-枸杞復合果酒發(fā)酵過程中溫度控制的自動化系統(tǒng)。本系統(tǒng)采用單片機作為主控制器，系統(tǒng)包括傳感器模塊，按鍵模塊，顯示模塊，散熱裝置及加熱裝置。對系統(tǒng)每個部分進行了硬件選型設計、軟件設計，最后進行了仿真驗證。

關鍵詞：單片機;果酒發(fā)酵;溫度控制

通過對發(fā)酵型柑橘-枸杞復合果酒釀造過程中的總糖、總酸、酒精度和干浸出物等理化指標及揮發(fā)性組分的檢測。結(jié)果表明：在18℃～25℃溫度范圍內(nèi)，不同發(fā)酵溫度對柑橘-枸杞復合果酒發(fā)酵過程的影響顯著，且隨著發(fā)酵溫度升高，酵母菌代謝活躍，使復合果酒發(fā)酵周期相對縮短，并利于其特有的風味物質(zhì)形成。目前對果酒發(fā)酵過程溫度控制主要還是由人工操作實現(xiàn)，定時采樣判斷，加熱、散熱裝置開啟、關閉時間不好控制，發(fā)酵過程溫度波動很大。所以開發(fā)一套基于單片機的溫度采集控制系統(tǒng)對柑橘-枸杞復合果酒釀具有較大意義。

1 系統(tǒng)組成

控制器選擇Atmel公司的AT89S52單片機。溫度傳感器采用DS18B20。顯示系統(tǒng)采用數(shù)碼管顯示，報警系統(tǒng)采用聲光報警，按鍵系統(tǒng)采用獨立按鍵。

2 系統(tǒng)設計

2.1硬件電路設計

該系統(tǒng)電路主要包括：單片機最小系統(tǒng)、DS18B20溫度傳感器系統(tǒng)、報警系統(tǒng)、LED顯示模塊電路、繼電器電路及電源接口和數(shù)據(jù)下載接口等電路。系統(tǒng)中有三個獨立式按鍵可以分別調(diào)整溫度計的上下限報警設置，圖中蜂鳴器可以在被測溫度超出上下限范圍內(nèi)時，發(fā)出報警鳴叫聲音。

2.2 軟件設計

主程序的主要功能是負責讀出并處理DS18B20的測量的當前溫度值，溫度的實時顯示，判斷當前溫度是否需要開啟加散熱，并根據(jù)設置的上下限判斷是否報警。系統(tǒng)開始運行時，溫度傳感器測量并計算溫度值通過P1.0口傳輸進單片機里進行處理，經(jīng)過處理后的數(shù)據(jù)再通過P0口傳輸?shù)綌?shù)碼管進行顯示。通過按鍵設置溫度報警界限，當超過報警界限時單片機將相應的數(shù)據(jù)通過P1.1口傳輸進行聲光報警。溫度測量每1s進行一次。這樣可以在一秒之內(nèi)測量一次被測溫度。

3 仿真

運用keil軟件編譯C語言程序，將生成的.hex文件調(diào)入Proteus電路圖的單片機中，程序初始化后通過調(diào)節(jié)DS18B20溫度傳感器的數(shù)值，數(shù)碼管會顯示相應的數(shù)值。

4 結(jié)論

利用單片機做主控制器的溫度控制系統(tǒng)，能夠檢測并顯示溫度，當溫度高于適宜溫度時候能開啟散熱裝置，當溫度低于適宜溫度時候能開啟加熱裝置，當溫度超過極限溫度時能報警。適宜溫度及極限溫度均可以根據(jù)需要調(diào)節(jié)。通過設計，此系統(tǒng)可以更好的控制柑橘—枸杞果酒發(fā)酵過程中的溫度，從而釀造出口感更好的果酒。

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