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軟(ruan)件開(kai)源，航芯方案分享 | 全自動咖啡(fei)機設計方案
如今，隨著人們生活節奏不斷地加快，生活水平日益提高，咖啡作為世界上最流行的飲品之一，已然走進人們的日常生活，逐漸被越來越多的人所喜愛。隨之而來的“咖啡機”也變得愈加流行。釀制一杯完美的咖啡，需要借助專門的咖啡機來完成。咖啡機用10個左右的大氣壓力，迫使90℃左右的熱水穿過10克左右經過擠壓的咖啡粉，汲取咖啡粉中的咖啡脂等芳香物質，并與熱水達到充分溶合后流入杯中，整個過程需要在18-28秒內完成，以便有效地避免過分提取所造成的不良味道。顯然，制作一杯高品質的咖啡，咖啡機起著決定性的作用。
本(ben)文將介紹基(ji)于(yu)上海航(hang)芯ACM32F070的咖啡機設計(ji)方(fang)案。
咖(ka)啡機概述
現在市(shi)面上的(de)咖啡(fei)機有很多，按照(zhao)操作(zuo)方(fang)式(shi)可以將其分為兩大類型：半自(zi)(zi)動和全自(zi)(zi)動。
圖1. 咖啡機分類圖
半(ban)自動咖啡(fei)機主(zhu)要特點：由人工操(cao)作(zuo)磨(mo)粉(fen)、壓粉(fen)、裝粉(fen)、沖泡、清除殘渣等，機(ji)器結構簡單、容易維護、使用(yong)方便。其缺點是：對(dui)操(cao)作(zuo)者要求高(gao)，操(cao)作(zuo)者要經過嚴(yan)格的(de)培(pei)訓才能使用(yong)這種機(ji)器制作(zuo)出(chu)高(gao)品質的(de)咖啡，且工作(zuo)效(xiao)率較(jiao)低。
全自(zi)動咖啡機主要特點：實現(xian)了磨粉(fen)、壓粉(fen)、裝粉(fen)、沖(chong)泡、清除(chu)殘渣等釀制咖(ka)啡全過程的(de)自動(dong)控制，使用更加方(fang)便、快捷、品質(zhi)一致、高(gao)效(xiao)率，對操(cao)作者要求不高(gao)，無需培訓。其(qi)缺點為：結構比較(jiao)復雜，需要良好保養，維(wei)護費用較(jiao)高(gao)。但由于其(qi)優(you)點突(tu)出，使得它越來越被(bei)眾多客戶所喜愛(ai)。
本次介紹(shao)的(de)(de)(de)咖啡(fei)(fei)機(ji)(ji)(ji)設(she)計方案是(shi)一個全自動咖啡(fei)(fei)機(ji)(ji)(ji)，可(ke)以按照最(zui)科學的(de)(de)(de)數(shu)據(ju)和程(cheng)序來(lai)釀制(zhi)(zhi)咖啡(fei)(fei)，而且設(she)有完善的(de)(de)(de)保護系統，使用(yong)起來(lai)簡單方便，只(zhi)需(xu)輕輕一按就可(ke)以得到咖啡(fei)(fei)。用(yong)戶(hu)可(ke)以設(she)置水(shui)(shui)溫(wen)、咖啡(fei)(fei)碾磨粗細(xi)度，能夠自動碾磨咖啡(fei)(fei)豆；用(yong)戶(hu)還(huan)可(ke)以根據(ju)需(xu)要選擇制(zhi)(zhi)作(zuo)(zuo)單杯(bei)(bei)或(huo)(huo)者(zhe)同時制(zhi)(zhi)作(zuo)(zuo)雙杯(bei)(bei)咖啡(fei)(fei)，同時還(huan)提(ti)供(gong)(gong)大杯(bei)(bei)、中杯(bei)(bei)、小杯(bei)(bei)三種選擇。除了制(zhi)(zhi)作(zuo)(zuo)咖啡(fei)(fei)以外，本咖啡(fei)(fei)機(ji)(ji)(ji)還(huan)能制(zhi)(zhi)作(zuo)(zuo)熱水(shui)(shui)和蒸汽。其(qi)中熱水(shui)(shui)可(ke)以用(yong)來(lai)泡茶或(huo)(huo)其(qi)它飲(yin)品等(deng)；蒸汽則可(ke)用(yong)來(lai)加熱牛(niu)奶(nai)(nai)(nai)或(huo)(huo)其(qi)他飲(yin)品，高(gao)壓蒸汽還(huan)可(ke)以把牛(niu)奶(nai)(nai)(nai)乳化，制(zhi)(zhi)造出芳(fang)香的(de)(de)(de)奶(nai)(nai)(nai)沫。可(ke)以為用(yong)戶(hu)提(ti)供(gong)(gong)多樣化的(de)(de)(de)、輕松快捷的(de)(de)(de)服務(wu)。
芯片特性
ACM32F0X0 系列是一款支持多(duo)種(zhong)低功(gong)耗(hao)模(mo)式的(de)通用MCU。集成16路Touch觸(chu)摸(mo)按鍵、12位1.6 Msps高(gao)精度ADC以及(ji)模(mo)擬比(bi)較器COMP、運算放大器OPAMP、段式LCD控(kong)制器，內(nei)置高(gao)性能定時器TIMER、多(duo)路UART、LPUART、SPI、I2C等豐(feng)富的(de)通訊外設，內(nei)建AES、TRNG、CRC32等信息安全模(mo)塊，支持多(duo)種(zhong)低功(gong)耗(hao)模(mo)式，具有(you)高(gao)整合度、高(gao)抗干(gan)擾、高(gao)可靠性等特點。本(ben)產(chan)品采用高(gao)性能內(nei)核，最高(gao)工作(zuo)頻(pin)率64MHz。
圖2. ACM32F0X0資源圖
觸摸按鍵TKEY
ACM32F0X0芯片內部集(ji)成自電容(rong)式(shi)觸摸(mo)(mo)控制(zhi)傳感器。自電容(rong)式(shi)觸摸(mo)(mo)控制(zhi)傳感器通(tong)(tong)過檢(jian)(jian)測(ce)(ce)電容(rong)的(de)(de)變化來(lai)檢(jian)(jian)測(ce)(ce)手指是否觸及觸摸(mo)(mo)表面。通(tong)(tong)過調整檢(jian)(jian)測(ce)(ce)到的(de)(de)電容(rong)變化量來(lai)調整觸摸(mo)(mo)的(de)(de)靈敏度(du)。
? 高度集成，最(zui)大支持16路(lu)觸摸按鍵TKEY；
? 自(zi)電容檢(jian)測范圍5~50pf，靈敏(min)度(du)0.1pf；
? 支持(chi)通道補償；
? 最大支持10mm的觸摸面板厚度；
? 支持(chi)低功耗(hao)睡(shui)眠模式，Stop模式下最低功耗(hao)17uA；
? 支持分(fen)別設置工作模(mo)式和睡眠模(mo)式靈敏度、掃(sao)描(miao)速度；
? 支(zhi)持主(zhu)動屏蔽Cshield通道(dao)，用于防水(shui)控(kong)制和增加(jia)(jia)檢測靈(ling)敏度(du)；能起到降低寄生電容的作用，也(ye)可以降低寄生電容的降低噪聲源干(gan)擾(rao)，在其它(ta)導體接近觸摸電極時，增加(jia)(jia)TKEY穩定性；
? 支持濾波(bo)防抖機制(zhi)，可以減少誤觸，以及(ji)避免(mian)一些靜電帶來的干擾；
? 支持自(zi)適應和自(zi)校準機制，降低環境變(bian)量的(de)干擾；
? 模(mo)擬顧客(ke)使用環境(jing)，進行了長時間反(fan)復測試來(lai)確保產(chan)品的可靠性，測試方法如(ru)下：
① 潮(chao)濕環境測(ce)試：用水(shui)蒸氣噴到觸(chu)摸面(mian)板上，使(shi)面(mian)板結滿露水(shui)，這(zhe)時無誤觸(chu)和反(fan)應遲鈍的現象；
② 濺(jian)水和(he)水淹試驗：對觸(chu)(chu)摸(mo)面板快(kuai)速噴水，直到(dao)面板上形(xing)成水洼，并且將幾個不同的觸(chu)(chu)摸(mo)感應電極淹到(dao)一(yi)(yi)個水洼里(li)，這時(shi)無誤觸(chu)(chu)、反(fan)應遲鈍和(he)按(an)A鍵時(shi)同一(yi)(yi)個水洼里(li)的B鍵觸(chu)(chu)發，即按(an)鍵指東打西(xi)現象；
③ 高(gao)低溫(wen)測(ce)試：-40℃~85℃高(gao)低溫(wen)測(ce)試，這時(shi)無誤觸、反應(ying)遲(chi)鈍、死(si)機的現(xian)象；
④ 電磁干(gan)擾(rao)(rao)測(ce)試(shi)：使(shi)用(yong)無線對講機作為射(she)頻干(gan)擾(rao)(rao)源，在觸摸面(mian)板20cm左右進行呼叫和對講，無誤觸、反應遲鈍、死機現象；
⑤ 電源干擾測(ce)試：在電網(wang)上形成強烈的600~800V的高壓(ya)脈沖群，這時(shi)沒有誤觸(chu)現(xian)象；
⑥ 長時間連續工(gong)作測試：樣機(ji)經過(guo)6個(ge)月不斷電(dian)長時間工(gong)作測試，按鍵工(gong)作正常，無反(fan)應(ying)遲鈍、死(si)機(ji)等現(xian)象。
液晶控(kong)制器LCD
ACM32F0X0芯片內部集成一款適(shi)用(yong)(yong)于單色無源液晶(jing)顯示器（LCD）的(de)數字控制器/驅動(dong)器，最多具(ju)有(you)8個公用(yong)(yong)端(duan)(duan)子（COM）和40個區段端(duan)(duan)子（SEG），用(yong)(yong)以驅動(dong)160（4*40）或288（3*36）個LCD元(yuan)素。
? 高度靈活(huo)的幀速(su)率控制；
? 支持靜態(tai)、1/2、1/3、1/4、1/6和1/8占空比，支持1/2、1/3、1/4偏置；
? 多達(da)16個寄存器的LCD數(shu)據(ju)RAM；
? 可(ke)通過軟件配(pei)置LCD的對(dui)比度，支持(chi)LCD閃爍(shuo)功能，且可(ke)配(pei)置多(duo)種閃爍(shuo)頻(pin)率；
? 支持A類(lei)、B類(lei)波形，2種驅動波形生成方式(shi)：
① 內部電阻分壓、外部電阻分壓；
② 可選(xuan)的濾波電(dian)容(rong)；
③ 可通過軟件配置內部電阻分壓(ya)方式的功耗，從(cong)而匹配LCD面板(ban)所需的電容電荷；
? 支持(chi)低功(gong)耗模式(shi)：LCD控制器可(ke)在Active、Sleep、Stop模式(shi)下進(jin)行顯示。
運算放大器OPAMP
ACM32F0X0包(bao)含三個獨立(li)配置的(de)運(yun)(yun)算(suan)放(fang)大器(qi)，每(mei)個運(yun)(yun)算(suan)放(fang)大器(qi)有兩個輸入和(he)一個輸出，三個I/O可(ke)以連接到外部引腳。運(yun)(yun)算(suan)放(fang)大器(qi)可(ke)以在(zai)內部配置位一個跟隨器(qi)，或者(zhe)是一個可(ke)編(bian)程增(zeng)益(yi)的(de)放(fang)大器(qi)。
? 低工(gong)作電壓，典型(xing)工(gong)作電壓3.3V；低消耗電流，典型(xing)值115uA；
? 失調(diao)電壓可修調(diao)。
模擬(ni)比較器(qi)COMP
用于比較(jiao)兩個輸入模擬電壓的大(da)小，并根(gen)據(ju)比較(jiao)結果輸出高低電平。
? 比較(jiao)器輸(shu)出可(ke)作為(wei)定時器的剎車輸(shu)入或捕獲輸(shu)入；
? 提供軟件可配置的(de)濾波時間以(yi)增強芯片的(de)抗干擾能力；
? 比較器輸(shu)出(chu)可通過定(ding)時器切斷。
12位1.6Msps高(gao)精度ADC
支持(chi)單(dan)端信號轉(zhuan)換(huan)和差分(fen)信號轉(zhuan)換(huan)，多達21個通(tong)道，支持(chi)最大(da)16次可設通(tong)道的(de)規則轉(zhuan)換(huan)，以及1次通(tong)道可設的(de)注入轉(zhuan)換(huan)。每次A/D轉(zhuan)換(huan)可以按照單(dan)次、連續或間斷(duan)模式執行。
高性(xing)能(neng)定時器(qi)TIMER
ACM32F0X0芯片內置(zhi)高級(ji)定(ding)(ding)時(shi)(shi)器(qi)(qi)，由一個16位自動(dong)裝(zhuang)載計(ji)數器(qi)(qi)組成(cheng)，由一個16位可編程（可以實時(shi)(shi)修改）的(de)預分頻器(qi)(qi)驅動(dong)。高級(ji)定(ding)(ding)時(shi)(shi)器(qi)(qi)和通用定(ding)(ding)時(shi)(shi)器(qi)(qi)是完全獨立的(de)，它(ta)們不(bu)共享(xiang)任何(he)資(zi)源，但它(ta)們可以同步操作。
? 多達4個獨立通道(dao)（輸(shu)(shu)入捕獲(huo)、輸(shu)(shu)出(chu)比較、PWM生成、單(dan)脈(mo)(mo)沖模(mo)式輸(shu)(shu)出(chu)）；可(ke)測量輸(shu)(shu)入信號的脈(mo)(mo)沖寬度(du)（輸(shu)(shu)入捕獲(huo)），可(ke)產生輸(shu)(shu)出(chu)波形（輸(shu)(shu)出(chu)比較、PWM、嵌入式死區時間互補PWM等）
? 支持針(zhen)對定(ding)位的增量（正交(jiao)）編碼器(qi)和霍爾傳感器(qi)電路；
? 支(zhi)持(chi)三(san)相PWM、死區保護、剎車控制；
? 支(zhi)持有(you)感(gan)、無感(gan)、FOC控制算法；
設計(ji)方案
本文描(miao)述的咖(ka)啡機方(fang)案，基于上海航芯(xin)ACM32F070系(xi)列的MCU進行設計，整體的方(fang)案框圖如下所示：
圖(tu)(tu)3. 基于ACM32F070咖啡(fei)機(ji)設計(ji)方(fang)案(an)框(kuang)圖(tu)(tu)
軟(ruan)件資(zi)源(yuan)（觸(chu)摸按鍵(jian)部分）下載鏈接如(ru)下：
//gitee.com/acm32-mcu/ACM32F0X0-Coffee-TKey-Demo
//github.com/ACM32-MCU/ACM32F0X0-Coffee-TKey-Demo
數碼智能控制
本文(wen)論(lun)述(shu)的(de)(de)(de)設(she)(she)(she)(she)計方案中(zhong)的(de)(de)(de)人機(ji)交互功能是采用(yong)(yong)LCD、LED、觸摸按(an)鍵的(de)(de)(de)方式(shi)(shi)進行實現。共有1個(ge)段碼LCD屏(ping)、9個(ge)按(an)鍵和10個(ge)LED。按(an)鍵需實現設(she)(she)(she)(she)備的(de)(de)(de)開關機(ji)、模(mo)式(shi)(shi)選(xuan)擇(ze)(ze)（蒸氣模(mo)式(shi)(shi)/咖(ka)(ka)啡模(mo)式(shi)(shi)）、大中(zhong)小(xiao)(xiao)杯選(xuan)擇(ze)(ze)、一杯兩杯選(xuan)擇(ze)(ze)、咖(ka)(ka)啡豆研(yan)磨粗細(xi)度設(she)(she)(she)(she)置、咖(ka)(ka)啡濃(nong)(nong)淡口(kou)味設(she)(she)(she)(she)置、溫(wen)度設(she)(she)(she)(she)置、童鎖功能。設(she)(she)(she)(she)備會根據按(an)鍵指(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)示(shi)(shi)(shi)判定當(dang)前所需要執(zhi)行的(de)(de)(de)操作。10個(ge)LED中(zhong)有9個(ge)用(yong)(yong)于按(an)鍵指(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)示(shi)(shi)(shi)，表(biao)示(shi)(shi)(shi)當(dang)前正在執(zhi)行的(de)(de)(de)操作動作；另外1個(ge)LED用(yong)(yong)于報警指(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)示(shi)(shi)(shi)，主(zhu)要是設(she)(she)(she)(she)備自檢時，如(ru)果殘(can)渣(zha)盒、殘(can)水槽、電機(ji)、核心部件等未(wei)復位(wei)則該指(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)示(shi)(shi)(shi)燈閃。LCD屏(ping)用(yong)(yong)于顯示(shi)(shi)(shi)咖(ka)(ka)啡豆研(yan)磨粗細(xi)度、咖(ka)(ka)啡濃(nong)(nong)淡口(kou)味、溫(wen)度、大中(zhong)小(xiao)(xiao)杯指(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)示(shi)(shi)(shi)、一杯兩杯指(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)示(shi)(shi)(shi)。
1）待(dai)(dai)機(ji)(ji)：默(mo)認待(dai)(dai)機(ji)(ji)模(mo)式，點擊按鍵開機(ji)(ji)，指示燈亮，LCD屏顯示；開機(ji)(ji)狀(zhuang)態下長按該鍵5S可以進入藍牙(ya)配對模(mo)式。待(dai)(dai)機(ji)(ji)時，指示燈滅(mie)，LCD滅(mie)。
2）童(tong)鎖(suo)(suo)(suo)功(gong)能：默認啟用童(tong)鎖(suo)(suo)(suo)功(gong)能，當童(tong)鎖(suo)(suo)(suo)功(gong)能啟用時(shi)，其他任何操(cao)作(zuo)按鍵都會(hui)暫時(shi)失去其控制功(gong)能，避免了兒(er)童(tong)因好奇誤操(cao)作(zuo)而導(dao)致發生危險。童(tong)鎖(suo)(suo)(suo)功(gong)能開(kai)啟時(shi)，該(gai)按鍵指(zhi)示(shi)燈(deng)亮紅色(se)；關閉時(shi)，指(zhi)示(shi)燈(deng)不亮。
3）大中(zhong)小杯選擇(ze)(ze)：咖啡量選擇(ze)(ze)包括大、中(zhong)、小杯。第一次點擊顯(xian)示當前選擇(ze)(ze)，此時(shi)該按鍵指(zhi)示燈亮，再次點擊可以切換選擇(ze)(ze)，每點擊一下，指(zhi)示燈會閃爍一下，同時(shi)LCD會全程顯(xian)示當前選擇(ze)(ze)項。帶記憶功(gong)能(neng)，只需設置一次。
4）杯(bei)量控制：可(ke)選(xuan)擇制作一(yi)杯(bei)咖啡(fei)，還(huan)是同時制作兩杯(bei)咖啡(fei)。第一(yi)次點擊(ji)(ji)顯(xian)示(shi)(shi)當前(qian)選(xuan)擇，此時該按鍵指(zhi)示(shi)(shi)燈亮，再次點擊(ji)(ji)可(ke)以切換選(xuan)擇，每點擊(ji)(ji)一(yi)下(xia)，指(zhi)示(shi)(shi)燈會閃爍一(yi)下(xia)，同時LCD會全程顯(xian)示(shi)(shi)當前(qian)選(xuan)擇項。帶記(ji)憶(yi)功能(neng)，只需(xu)設置一(yi)次。
5）咖(ka)啡(fei)(fei)豆研磨粗細(xi)度設置(zhi)：13檔咖(ka)啡(fei)(fei)豆研磨程(cheng)度，配(pei)合咖(ka)啡(fei)(fei)豆和口(kou)味，調節咖(ka)啡(fei)(fei)油脂的豐富程(cheng)度。第一次點擊(ji)顯(xian)示(shi)當(dang)前選(xuan)(xuan)擇(ze)(ze)，此(ci)時(shi)該按(an)鍵指示(shi)燈亮，再次點擊(ji)可以切換(huan)選(xuan)(xuan)擇(ze)(ze)，每點擊(ji)一下(xia)(xia)，指示(shi)燈會閃爍一下(xia)(xia)，同時(shi)LCD會全程(cheng)顯(xian)示(shi)當(dang)前選(xuan)(xuan)擇(ze)(ze)項。帶記憶功能，只需設置(zhi)一次。
6）咖(ka)(ka)啡(fei)濃(nong)淡口味(wei)設(she)置(zhi)：咖(ka)(ka)啡(fei)豆用量調節，咖(ka)(ka)啡(fei)豆使用越(yue)多，咖(ka)(ka)啡(fei)越(yue)濃(nong)。第一(yi)次(ci)點(dian)擊顯示當前選擇(ze)(ze)，此時(shi)(shi)該按鍵(jian)指示燈亮，再(zai)次(ci)點(dian)擊可以切換(huan)選擇(ze)(ze)，每點(dian)擊一(yi)下(xia)，指示燈會閃爍一(yi)下(xia)，同時(shi)(shi)LCD會全程顯示當前選擇(ze)(ze)項。帶記憶功能，只需設(she)置(zhi)一(yi)次(ci)。
7）溫度(du)設置：4檔(dang)可(ke)調(diao)節咖啡(fei)溫度(du)。第一次點擊顯示當前選擇，此時該(gai)按鍵指(zhi)示燈亮，再次點擊可(ke)以切換(huan)選擇，每(mei)點擊一下(xia)(xia)，指(zhi)示燈會(hui)閃爍(shuo)一下(xia)(xia)，同時LCD會(hui)全程(cheng)顯示當前選擇項。帶記憶功能，只需設置一次。
8）蒸氣模(mo)式選擇：當(dang)選擇蒸氣模(mo)式時(shi)，會(hui)開始加熱直至達到設定值，在此過程中該按鍵指(zhi)示燈閃爍，達到設定值時(shi)指(zhi)示燈常(chang)亮(liang)。
9）咖啡(fei)(fei)模式選擇(ze)：程序默(mo)認為咖啡(fei)(fei)模式，點擊開始(shi)制(zhi)作咖啡(fei)(fei)，在出咖啡(fei)(fei)時，用戶可以通過點擊該按鍵在任意時刻停止咖啡(fei)(fei)流出。
手機智能控制
可(ke)通過BLE藍(lan)牙連接手(shou)機，支持(chi)手(shou)機一(yi)(yi)鍵啟(qi)動；可(ke)通過手(shou)機設置大中小杯、咖(ka)啡(fei)豆研磨程度、口味(wei)、溫度等(deng)參數；還支持(chi)一(yi)(yi)鍵預(yu)約，咖(ka)啡(fei)機會根(gen)據設置，制作(zuo)咖(ka)啡(fei)，制作(zuo)好后，咖(ka)啡(fei)機進入等(deng)待出咖(ka)啡(fei)狀態，并通知手(shou)機。
咖啡機(ji)控制器（MCU）的(de)功能
1）實現咖(ka)啡機初始(shi)化
咖(ka)啡(fei)機連接電(dian)(dian)源上電(dian)(dian)，點擊待機鍵開(kai)機，MCU會控制整個(ge)咖(ka)啡(fei)機系(xi)(xi)統(tong)進(jin)行(xing)系(xi)(xi)統(tong)安全檢測(ce)、多位行(xing)程(cheng)開(kai)關(guan)常態檢測(ce)、水(shui)箱水(shui)量(liang)、咖(ka)啡(fei)豆量(liang)檢測(ce)、排空殘渣等一系(xi)(xi)列初始化，為制作咖(ka)啡(fei)或(huo)蒸汽做好必要的準備。初始化過程(cheng)中，如果上述任何一項出現問題，MCU立馬發(fa)出報警(jing)(jing)信(xin)號，使報警(jing)(jing)指示燈閃爍，蜂鳴器鳴叫，只(zhi)有在(zai)排除報警(jing)(jing)后，方可進(jin)行(xing)其他操(cao)作。
2）制作咖啡
在咖(ka)(ka)啡(fei)機完成初始化(hua)后，系統默認進入咖(ka)(ka)啡(fei)模式，MCU控制加(jia)熱(re)器工作，水溫(wen)上升，此(ci)時(shi)咖(ka)(ka)啡(fei)指示燈閃爍(shuo)，在加(jia)熱(re)過程中(zhong)，可以點擊溫(wen)度(du)設(she)置按鍵，調節溫(wen)度(du)，溫(wen)度(du)傳感器實時(shi)檢測(ce)水溫(wen)，達到設(she)定值時(shi)，咖(ka)(ka)啡(fei)機轉入保溫(wen)狀態，咖(ka)(ka)啡(fei)指示燈轉為(wei)常亮狀態，泡咖(ka)(ka)啡(fei)準(zhun)備(bei)就緒。
MCU可以控(kong)制(zhi)(zhi)制(zhi)(zhi)作咖(ka)啡(fei)單、雙杯(bei)(bei)(bei)且容量可調(diao)，第一(yi)次(ci)點(dian)擊(ji)一(yi)杯(bei)(bei)(bei)兩杯(bei)(bei)(bei)按鍵，顯示當(dang)前(qian)選(xuan)擇(ze)(ze)，再次(ci)點(dian)擊(ji)可以切(qie)換(huan)(huan)選(xuan)擇(ze)(ze)，如果當(dang)前(qian)是單杯(bei)(bei)(bei)，就(jiu)切(qie)換(huan)(huan)成(cheng)雙杯(bei)(bei)(bei)；如果當(dang)前(qian)是雙杯(bei)(bei)(bei)，就(jiu)切(qie)換(huan)(huan)成(cheng)單杯(bei)(bei)(bei)，在(zai)制(zhi)(zhi)作兩杯(bei)(bei)(bei)咖(ka)啡(fei)過程中，無(wu)法切(qie)換(huan)(huan)成(cheng)單杯(bei)(bei)(bei)。通過大中小選(xuan)擇(ze)(ze)鍵可以選(xuan)擇(ze)(ze)咖(ka)啡(fei)的(de)制(zhi)(zhi)作量，一(yi)般為(wei)大、中、小杯(bei)(bei)(bei)。MCU通過控(kong)制(zhi)(zhi)水泵的(de)運作，達到(dao)對水量的(de)控(kong)制(zhi)(zhi)。
研磨咖啡(fei)(fei)粉(fen)電(dian)機(ji)的控(kong)制(zhi)，保(bao)證咖啡(fei)(fei)粉(fen)制(zhi)作量(liang)的調節和(he)(he)粗細度(du)，從(cong)而控(kong)制(zhi)咖啡(fei)(fei)口味和(he)(he)口感。此(ci)外當檢測(ce)到(dao)有硬物卡(ka)在磨中時，最遲在2秒后，MCU控(kong)制(zhi)電(dian)機(ji)停止運轉。
在(zai)咖(ka)(ka)啡制(zhi)作時(shi)，MCU通過控制(zhi)電機移動核心部(bu)件，將裝有咖(ka)(ka)啡粉不好對(dui)齊出水口；在(zai)泡完咖(ka)(ka)啡后再復(fu)位(wei)，同時(shi)將咖(ka)(ka)啡豆殘(can)渣(zha)倒(dao)入(ru)殘(can)渣(zha)盒。
在出咖啡時，用戶可通過按咖啡模式(shi)鍵在任(ren)意時刻停止咖啡流出。
3）制作(zuo)蒸氣(qi)
在(zai)默認咖啡模式(shi)下，按下蒸氣(qi)模式(shi)鍵，MCU會(hui)控(kong)制加熱(re)器加熱(re)，水溫繼續(xu)升高至產生蒸氣(qi)為止(zhi)，后(hou)續(xu)會(hui)保(bao)持該溫度(du)。期間蒸氣(qi)指示燈(deng)由(you)閃爍轉為常亮狀態(tai)。同時MCU還要控(kong)制對蒸氣(qi)氣(qi)壓(ya)的檢測，必須保(bao)證氣(qi)壓(ya)在(zai)規(gui)定范圍內(nei)，保(bao)證安(an)全。
在蒸氣(qi)模(mo)式下，按下咖(ka)(ka)(ka)啡(fei)(fei)模(mo)式鍵，系統會(hui)(hui)切換成咖(ka)(ka)(ka)啡(fei)(fei)模(mo)式。此時會(hui)(hui)產生報警，蜂(feng)鳴器鳴叫三(san)聲，蒸氣(qi)指(zhi)示(shi)(shi)燈(deng)、咖(ka)(ka)(ka)啡(fei)(fei)指(zhi)示(shi)(shi)燈(deng)、報警指(zhi)示(shi)(shi)燈(deng)同時閃(shan)爍(shuo)。因為制作(zuo)(zuo)蒸氣(qi)的溫(wen)度高(gao)于制作(zuo)(zuo)咖(ka)(ka)(ka)啡(fei)(fei)的溫(wen)度，所(suo)以需(xu)要降溫(wen)。降溫(wen)過程中，MCU會(hui)(hui)通過溫(wen)度傳(chuan)感器實時檢測水溫(wen)，當達到制作(zuo)(zuo)咖(ka)(ka)(ka)啡(fei)(fei)要求時。蒸氣(qi)指(zhi)示(shi)(shi)燈(deng)、報警指(zhi)示(shi)(shi)燈(deng)由閃(shan)爍(shuo)變暗，而咖(ka)(ka)(ka)啡(fei)(fei)指(zhi)示(shi)(shi)燈(deng)由閃(shan)爍(shuo)變常(chang)亮，此時表明咖(ka)(ka)(ka)啡(fei)(fei)制作(zuo)(zuo)準備就緒(xu)。
結語(yu)
本文提(ti)出(chu)的(de)(de)(de)設計(ji)方案主旨是將咖啡機智(zhi)能化、平(ping)民化、提(ti)高(gao)工作效(xiao)率(lv)、節約時(shi)間、解放雙手。在提(ti)高(gao)人們生(sheng)活的(de)(de)(de)舒適度(du)、便利度(du)的(de)(de)(de)同時(shi)，也能達到進一步保證(zheng)人們生(sheng)活品質的(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)。
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