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编号：
T3292407C
设计简介：
本设计是基于51单片机的茶吧机控制系统设计，主要实现以下功能：
- 通过温度传感器检测水温
- 通过水位传感器检测茶水容量
- 通过水泵继电器进行补水
- 通过按键选择茶叶类型
- 通过语音选择茶叶类型
电源： 5V
传感器：温度传感器（DS18B20）、水位传感器（）
显示屏：LCD1602显示屏
单片机：STC89C52单片机
执行器：水泵继电器
人机交互：独立按键、语音模块（SU-03T）
标签：STC89C52、LCD1602、语音识别模块、独立按键
题目扩展：基于单片机的智能茶饮冲泡系统研究，基于 STC89C52 的智能茶吧机控制系统设计、基于单片机的智能茶几系统设计
基于 STC89C52 的茶吧机系统设计
一、主控部分
核心：STC89C52 单片机
功能：获取输入数据、内部处理、控制输出
二、输入部分
- 水位检测传感器模块：检测茶吧机水箱或出水通道的水位情况
- DS18B20 温度采集模块：精准检测茶吧机内水的实时温度
- 独立按键模块：用于切换系统界面、设置水温阈值等操作
- 供电电路：为整个茶吧机系统稳定供电
三、输出部分
- LCD1602 显示模块：显示水的当前温度、水位状态以及茶吧机的加热或保温工作状态
- 语音模块：支持语音控制功能，实现茶吧机的语音交互操作
- 继电器控制模块：控制茶吧机的出水装置，实现自动出水控制
第 5 章 实物调试
5.1 整体实物构成
该设计主要硬件有单片机最小系统（STC89C52 ）、水位传感器及 AD 转换电路、DS18B20 温度采集模块、独立按键、供电电路、LCD1602 显示屏、SU - 03T 语音模块、继电器 。焊接流程是先准备好焊接工具与元件，清洁电路板焊盘，从低矮元件（如电阻、电容）开始，依次焊接传感器、模块、单片机等，最后焊接显示屏、语音模块等外设。注意事项包括保持焊接环境整洁，控制焊接温度与时间防损坏元件，焊接时避免短路，焊接后检查焊点质量，确保虚焊、假焊，还要做好防静电措施，保护敏感元件。整体实物如图 5-1 所示：
图 5-1 整体实物图
5.2 参数值获取
主界面用于集中呈现茶吧机核心运行状态，实时显示当前水温、水位高度，同步展示冲泡剩余倒计时，以及当前所选茶叶类型，搭配该品类对应的推荐冲泡温度，让用户直观掌握设备工作进度与参数适配性，一站式获取关键信息。温湿度获取图如下图 5-2 所示。
图 5-2 显示获取图
5.3 温度检测测试
通过对 DS18B20 传感器实施外部增温操作，使其感应环境温度变化。传感器内部的温度敏感元件将物理温度值转换为电信号，经内部电路处理后转化为数字量。随后，利用单片机读取该数字量并进行换算，从而获取到实时温度数量。其温度检测功能如下图 5-3 所示：
图 5-3 温度检测功能测试图
5.4 泡茶功能测试
程序中依据所选茶叶类型实施差异化逻辑控制：当选择绿茶时，一旦检测到温度超过 80°C 且水位高于 65%，便停止加水并启动计时；若选择红茶，在温度 > 80°C 且水位 > 70% 时停止加水并开始计时；要是选择白茶，则在温度 > 80°C 且水位 > 75% 时停止加水并计时。整个过程中，系统持续控制加水状态，并同步处理语音播报功能，及时反馈设备当前运行状态。其泡茶功能如下图 5-4 所示：
图 5-4 泡茶功能测试图
第 6 章 软件调试
6.1 软件介绍
Proteus 8.15 是一款由 Labcenter Electronics 开发的电子设计自动化（EDA）软件。它集电路仿真、PCB 设计和微控制器调试于一体，广泛应用于嵌入式系统开发等领域。
该软件拥有丰富元件库，包含超 50000 种元器件，支持模拟 / 数字电路协同仿真，集成逻辑分析仪等虚拟仪器。它还内置 8051、ARM 等微控制器模型，支持与 Keil 等编译器联调。
此外，Proteus 8.15 可实现从原理图到 PCB 的自动布局布线，并生成 3D 模型。其界面直观，支持工具栏和快捷键个性化定制，还提供电压探针等调试工具，方便用户分析电路行为。软件界面如图 6-1 所示：
图 6-1 软件界面图
6.2 冲泡功能测试
系统针对不同茶叶（绿茶、红茶、白茶），在检测到温度超 80°C 且水位分别高于 65%、70%、75% 时，会停止加水并开始计时，同时持续控制加水状态，还能同步进行语音播报，反馈设备运行情况。冲泡功能测试图如下图 6-2 所示。
图 6-2 冲泡功能测试图
6.3 语音提示功能测试
系统具备语音提示功能，能通过串口输出模拟语音模块，在冲泡绿茶、红茶、白茶等不同茶叶的过程中，及时播报 “开始为您冲泡 ×× 茶”“茶已经泡好了，请饮用” 等提示信息，让用户清晰知晓设备的运行状态与茶叶冲泡情况。语音提示功能如下图 6-3 所示：
图 6-3 语音提示功能测试图
设计说明书部分资料如下
设计摘要：
随着智能家居技术的发展，便捷化、个性化的饮品制备设备逐渐成为家庭及办公场景的需求热点。茶吧机作为常见的饮水设备，其功能迭代与用户体验提升成为研究焦点。当前市场上的茶吧机多依赖手动操作，存在功能单一、智能化程度低等问题：用户需手动设定水温、水量，难以针对不同茶叶类型实现精准参数匹配；缺乏实时状态反馈与自动提醒功能，易导致泡茶过度或遗忘饮用。
为此，设计基于51单片机的智能语音茶吧机具有重要意义。该设计通过语音识别模块接收用户指令（如“泡绿茶”），自动匹配预设的水温、水量及冲泡时间参数；结合温度传感器与水位传感器实现实时监测，通过显示屏动态展示当前温度、用水量、茶叶类型及剩余冲泡时间；冲泡完成后触发提醒功能。此设计不仅提升了茶吧机的智能化与操作便捷性，满足个性化泡茶需求，还为小家电的低成本智能升级提供了参考方案，具有较强的实用价值与推广前景。
关键词：茶吧机；语音识别；单片机
字数：10000+
目 录
第1章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 国内外研究现状
1.3 研究内容与方法
1.4 论文章节安排
第2章 系统总体分析
2.1 系统总体框图
2.2系统主控方案选型
2.3显示屏选择
2.4温度传感器选择
2.5语音模块选择
第3章 系统电路设计
3.1 系统总体电路组成
3.2 主控电路设计
3.3 电源电路设计
3.4温度传感器电路设计
3.5 水位传感器电路设计
第4章 系统软件设计
4.1 系统软件介绍
4.2 主程序流程图
4.3按键函数流程设计
4.4显示函数流程设计
4.5处理函数流程图
第5章 实物调试
5.1 整体实物构成
5.2 参数值获取
5.3 温度检测测试
5.4 泡茶功能测试
第6章 软件调试
6.1 软件介绍
6.2 冲泡功能测试
6.3 语音提示功能测试
第7章 总结
参考文献
致谢
