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軟(ruan)件開源，航芯方案分享 | 全自動(dong)咖啡機設(she)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。
本文(wen)將介紹基于上(shang)海航芯(xin)ACM32F070的(de)咖啡(fei)機設計方案。
咖啡機概述
現(xian)在(zai)市面上的(de)咖啡機有很多，按照操作(zuo)方(fang)式(shi)可以將其分(fen)為(wei)兩大類(lei)型：半自動和全自動。
圖1. 咖啡機分類圖
半自動咖啡機主要特點：由人工(gong)操(cao)作磨(mo)粉、壓粉、裝粉、沖泡、清除殘渣等(deng)，機器結(jie)構簡(jian)單、容易維(wei)護、使用方便。其(qi)缺點是：對操(cao)作者要(yao)(yao)求高(gao)，操(cao)作者要(yao)(yao)經過(guo)嚴格的培(pei)訓(xun)才能使用這種機器制作出高(gao)品質的咖啡，且工(gong)作效率較低(di)。
全自動咖啡機主要(yao)特(te)點(dian)：實現了(le)磨粉、壓(ya)粉、裝(zhuang)粉、沖泡、清(qing)除殘渣(zha)等(deng)釀制咖(ka)啡全過(guo)程(cheng)的(de)自動(dong)控制，使用更加方便、快捷、品(pin)質一致、高效率(lv)，對操作者要求不高，無需培訓。其缺點為：結構(gou)比較(jiao)復雜，需要良(liang)好保(bao)養(yang)，維護(hu)費(fei)用較(jiao)高。但由于其優點突出(chu)，使得它越來越被眾多客(ke)戶所喜愛。
本次介紹的(de)(de)咖(ka)(ka)啡(fei)機設(she)計方案是一個全自動咖(ka)(ka)啡(fei)機，可(ke)(ke)以(yi)按照(zhao)最科學的(de)(de)數(shu)據和(he)程(cheng)序來釀制(zhi)咖(ka)(ka)啡(fei)，而且設(she)有完(wan)善的(de)(de)保護系(xi)統(tong)，使用(yong)起來簡單(dan)方便，只需輕(qing)輕(qing)一按就可(ke)(ke)以(yi)得到(dao)咖(ka)(ka)啡(fei)。用(yong)戶可(ke)(ke)以(yi)設(she)置水溫、咖(ka)(ka)啡(fei)碾(nian)磨(mo)粗細度(du)，能夠自動碾(nian)磨(mo)咖(ka)(ka)啡(fei)豆；用(yong)戶還(huan)(huan)可(ke)(ke)以(yi)根據需要選(xuan)擇(ze)制(zhi)作(zuo)(zuo)(zuo)單(dan)杯(bei)或(huo)者同(tong)時制(zhi)作(zuo)(zuo)(zuo)雙(shuang)杯(bei)咖(ka)(ka)啡(fei)，同(tong)時還(huan)(huan)提(ti)供大(da)杯(bei)、中杯(bei)、小杯(bei)三種(zhong)選(xuan)擇(ze)。除了(le)制(zhi)作(zuo)(zuo)(zuo)咖(ka)(ka)啡(fei)以(yi)外，本咖(ka)(ka)啡(fei)機還(huan)(huan)能制(zhi)作(zuo)(zuo)(zuo)熱水和(he)蒸汽(qi)(qi)。其中熱水可(ke)(ke)以(yi)用(yong)來泡茶(cha)或(huo)其它飲品等；蒸汽(qi)(qi)則可(ke)(ke)用(yong)來加熱牛(niu)(niu)奶或(huo)其他飲品，高壓蒸汽(qi)(qi)還(huan)(huan)可(ke)(ke)以(yi)把牛(niu)(niu)奶乳(ru)化(hua)，制(zhi)造出芳香的(de)(de)奶沫。可(ke)(ke)以(yi)為用(yong)戶提(ti)供多樣(yang)化(hua)的(de)(de)、輕(qing)松(song)快(kuai)捷的(de)(de)服務。
芯片(pian)特(te)性
ACM32F0X0 系(xi)列(lie)是一款支(zhi)持多(duo)種(zhong)低(di)功(gong)耗(hao)模(mo)(mo)式(shi)的(de)通用(yong)MCU。集成16路Touch觸摸按鍵、12位1.6 Msps高精度ADC以(yi)及模(mo)(mo)擬比較器(qi)(qi)(qi)COMP、運算放大器(qi)(qi)(qi)OPAMP、段式(shi)LCD控制(zhi)器(qi)(qi)(qi)，內(nei)(nei)置高性(xing)(xing)能定(ding)時器(qi)(qi)(qi)TIMER、多(duo)路UART、LPUART、SPI、I2C等豐富的(de)通訊外設，內(nei)(nei)建AES、TRNG、CRC32等信息安全(quan)模(mo)(mo)塊，支(zhi)持多(duo)種(zhong)低(di)功(gong)耗(hao)模(mo)(mo)式(shi)，具有(you)高整合度、高抗(kang)干擾、高可靠性(xing)(xing)等特(te)點(dian)。本產品(pin)采用(yong)高性(xing)(xing)能內(nei)(nei)核(he)，最(zui)高工(gong)作頻率64MHz。
圖(tu)2. ACM32F0X0資(zi)源圖(tu)
觸摸按鍵TKEY
ACM32F0X0芯片內部集(ji)成自電(dian)容(rong)(rong)式觸(chu)(chu)摸(mo)控制傳感器(qi)。自電(dian)容(rong)(rong)式觸(chu)(chu)摸(mo)控制傳感器(qi)通過(guo)檢測電(dian)容(rong)(rong)的變化(hua)來檢測手指是(shi)否觸(chu)(chu)及(ji)觸(chu)(chu)摸(mo)表面。通過(guo)調(diao)整檢測到(dao)的電(dian)容(rong)(rong)變化(hua)量來調(diao)整觸(chu)(chu)摸(mo)的靈敏度。
? 高度集(ji)成(cheng)，最大支持16路觸(chu)摸按鍵TKEY；
? 自電(dian)容檢測范圍5~50pf，靈敏(min)度0.1pf；
? 支持通道(dao)補償；
? 最大支持10mm的(de)觸摸(mo)面(mian)板厚度(du)；
? 支持低(di)功耗睡眠模式，Stop模式下最低(di)功耗17uA；
? 支持(chi)分別設置(zhi)工作模(mo)式和睡眠模(mo)式靈敏度、掃描(miao)速度；
? 支持(chi)主動屏蔽(bi)Cshield通道，用(yong)于防(fang)水(shui)控制和增(zeng)加(jia)檢測靈敏度；能(neng)起到(dao)降低(di)寄(ji)生電(dian)(dian)容(rong)(rong)的作用(yong)，也可(ke)以(yi)降低(di)寄(ji)生電(dian)(dian)容(rong)(rong)的降低(di)噪(zao)聲源干(gan)擾，在(zai)其它(ta)導體接近觸(chu)摸電(dian)(dian)極(ji)時，增(zeng)加(jia)TKEY穩(wen)定(ding)性；
? 支(zhi)持濾波防抖機制(zhi)，可以(yi)減少誤觸，以(yi)及避免一(yi)些靜(jing)電帶來的干(gan)擾；
? 支持(chi)自適(shi)應和自校準(zhun)機(ji)制(zhi)，降低(di)環境變量的干擾；
? 模擬顧客使用環(huan)境，進行了長時間反(fan)復測試來確保產(chan)品的(de)可靠(kao)性(xing)，測試方(fang)法如(ru)下：
① 潮濕環境測(ce)試：用水(shui)蒸氣(qi)噴到觸摸面(mian)板上，使面(mian)板結滿露水(shui)，這時無(wu)誤觸和反應遲(chi)鈍的(de)現象；
② 濺水(shui)和水(shui)淹試驗：對(dui)觸(chu)摸面(mian)板快速噴水(shui)，直到面(mian)板上形(xing)成水(shui)洼(wa)，并且(qie)將幾(ji)個不同的觸(chu)摸感應電極淹到一(yi)(yi)個水(shui)洼(wa)里(li)，這時無誤觸(chu)、反(fan)應遲鈍和按(an)A鍵(jian)時同一(yi)(yi)個水(shui)洼(wa)里(li)的B鍵(jian)觸(chu)發(fa)，即(ji)按(an)鍵(jian)指(zhi)東打西(xi)現象；
③ 高低(di)(di)溫(wen)測(ce)試：-40℃~85℃高低(di)(di)溫(wen)測(ce)試，這時無誤觸、反(fan)應遲(chi)鈍(dun)、死機(ji)的現(xian)象(xiang)；
④ 電磁干擾測試：使用無(wu)線(xian)對講機(ji)作(zuo)為(wei)射頻(pin)干擾源(yuan)，在觸(chu)摸面板20cm左右進行呼叫和對講，無(wu)誤觸(chu)、反應(ying)遲鈍、死機(ji)現(xian)象；
⑤ 電源干(gan)擾測(ce)試：在電網上形成強烈的600~800V的高壓脈沖群，這時(shi)沒有誤觸現象；
⑥ 長時間(jian)連續(xu)工作測試：樣機(ji)(ji)經過6個月不斷電長時間(jian)工作測試，按(an)鍵工作正常，無(wu)反應(ying)遲鈍(dun)、死機(ji)(ji)等現象。
液晶控制器LCD
ACM32F0X0芯片內部(bu)集(ji)成一款適用于單色無源液晶顯示(shi)器(qi)(qi)（LCD）的數字控制器(qi)(qi)/驅動器(qi)(qi)，最多具有8個公用端(duan)子(zi)（COM）和40個區段端(duan)子(zi)（SEG），用以驅動160（4*40）或288（3*36）個LCD元素。
? 高度靈活的幀速(su)率控制；
? 支持(chi)靜(jing)態、1/2、1/3、1/4、1/6和1/8占空(kong)比(bi)，支持(chi)1/2、1/3、1/4偏(pian)置(zhi)；
? 多達16個寄(ji)存器的(de)LCD數(shu)據RAM；
? 可通過軟件配置LCD的(de)對(dui)比度，支持LCD閃(shan)爍(shuo)(shuo)功能，且可配置多種閃(shan)爍(shuo)(shuo)頻率(lv)；
? 支持A類、B類波形(xing)，2種驅動(dong)波形(xing)生成方(fang)式：
① 內部電阻分壓、外部電阻分壓；
② 可選的濾波(bo)電(dian)容(rong)；
③ 可通(tong)過軟件配置內部電(dian)(dian)阻(zu)分(fen)壓方式的功耗(hao)，從而匹配LCD面板所需(xu)的電(dian)(dian)容電(dian)(dian)荷(he)；
? 支持低功耗模式(shi)：LCD控制(zhi)器(qi)可在Active、Sleep、Stop模式(shi)下進行(xing)顯示。
運算(suan)放大器OPAMP
ACM32F0X0包含三(san)個(ge)(ge)獨立配置的運(yun)(yun)算放(fang)大(da)(da)器(qi)，每個(ge)(ge)運(yun)(yun)算放(fang)大(da)(da)器(qi)有兩個(ge)(ge)輸入和(he)一(yi)個(ge)(ge)輸出，三(san)個(ge)(ge)I/O可以(yi)連接到外部(bu)(bu)引(yin)腳。運(yun)(yun)算放(fang)大(da)(da)器(qi)可以(yi)在內(nei)部(bu)(bu)配置位一(yi)個(ge)(ge)跟(gen)隨器(qi)，或者是一(yi)個(ge)(ge)可編(bian)程(cheng)增益的放(fang)大(da)(da)器(qi)。
? 低(di)工(gong)(gong)作電壓，典(dian)型(xing)工(gong)(gong)作電壓3.3V；低(di)消耗電流，典(dian)型(xing)值115uA；
? 失(shi)調(diao)電(dian)壓可修調(diao)。
模(mo)擬比較器COMP
用(yong)于比(bi)較兩(liang)個輸(shu)入(ru)模擬(ni)電壓(ya)的大小，并(bing)根據(ju)比(bi)較結果(guo)輸(shu)出高低電平。
? 比(bi)較(jiao)器(qi)輸出可作為定時器(qi)的剎車輸入或捕獲輸入；
? 提供軟(ruan)件可(ke)配置的(de)濾波時間以(yi)增(zeng)強芯(xin)片的(de)抗干擾能力；
? 比較器(qi)輸(shu)出可通過定時(shi)器(qi)切斷。
12位1.6Msps高精度(du)ADC
支持單端信(xin)號(hao)(hao)轉換(huan)和差分(fen)信(xin)號(hao)(hao)轉換(huan)，多達21個通道，支持最大16次(ci)(ci)可(ke)設(she)通道的規則轉換(huan)，以及1次(ci)(ci)通道可(ke)設(she)的注入轉換(huan)。每次(ci)(ci)A/D轉換(huan)可(ke)以按(an)照(zhao)單次(ci)(ci)、連續或間斷模式執行。
高(gao)性能定時器TIMER
ACM32F0X0芯(xin)片內置高級定(ding)時(shi)器(qi)(qi)，由一個(ge)16位自動裝載計數器(qi)(qi)組成(cheng)，由一個(ge)16位可(ke)編程(cheng)（可(ke)以(yi)實時(shi)修(xiu)改）的(de)預分頻器(qi)(qi)驅動。高級定(ding)時(shi)器(qi)(qi)和通用定(ding)時(shi)器(qi)(qi)是完(wan)全獨立的(de)，它(ta)們(men)不共享任(ren)何資源，但它(ta)們(men)可(ke)以(yi)同步操作。
? 多達(da)4個獨立通道（輸入捕獲、輸出比(bi)較(jiao)、PWM生(sheng)成、單脈(mo)沖模式輸出）；可測量輸入信號的脈(mo)沖寬度（輸入捕獲），可產(chan)生(sheng)輸出波形(xing)（輸出比(bi)較(jiao)、PWM、嵌入式死區時間互補PWM等）
? 支持針對定位的增(zeng)量(liang)（正交）編(bian)碼器和(he)霍爾傳(chuan)感(gan)器電路；
? 支持三相PWM、死(si)區保(bao)護、剎車控制；
? 支持有感、無感、FOC控制算法；
設計方案
本(ben)文描述(shu)的咖(ka)啡(fei)機方(fang)案，基于上海航芯ACM32F070系列(lie)的MCU進行(xing)設計，整體的方(fang)案框圖如下所示(shi)：
圖(tu)3. 基于ACM32F070咖啡機設計方案框圖(tu)
軟(ruan)件資源（觸摸(mo)按鍵部分）下載鏈接如下：
//gitee.com/acm32-mcu/ACM32F0X0-Coffee-TKey-Demo
//github.com/ACM32-MCU/ACM32F0X0-Coffee-TKey-Demo
數碼智(zhi)能控制
本文論(lun)述的(de)(de)設(she)計(ji)方案(an)中(zhong)的(de)(de)人機交(jiao)互功(gong)能是(shi)采用(yong)LCD、LED、觸摸按(an)(an)鍵的(de)(de)方式(shi)進行(xing)實(shi)現。共有1個(ge)段碼(ma)LCD屏、9個(ge)按(an)(an)鍵和10個(ge)LED。按(an)(an)鍵需實(shi)現設(she)備的(de)(de)開關機、模(mo)式(shi)選擇(ze)（蒸氣模(mo)式(shi)/咖啡(fei)(fei)模(mo)式(shi)）、大中(zhong)小(xiao)杯(bei)選擇(ze)、一杯(bei)兩(liang)杯(bei)選擇(ze)、咖啡(fei)(fei)豆研磨粗細(xi)度(du)設(she)置(zhi)、咖啡(fei)(fei)濃淡口味設(she)置(zhi)、溫(wen)度(du)設(she)置(zhi)、童鎖功(gong)能。設(she)備會根據按(an)(an)鍵指(zhi)示(shi)判定當前(qian)(qian)所需要(yao)執(zhi)行(xing)的(de)(de)操作(zuo)。10個(ge)LED中(zhong)有9個(ge)用(yong)于(yu)(yu)按(an)(an)鍵指(zhi)示(shi)，表示(shi)當前(qian)(qian)正在執(zhi)行(xing)的(de)(de)操作(zuo)動作(zuo)；另外1個(ge)LED用(yong)于(yu)(yu)報警指(zhi)示(shi)，主(zhu)要(yao)是(shi)設(she)備自檢時，如果殘渣(zha)盒(he)、殘水槽、電機、核(he)心(xin)部件等未復(fu)位則該指(zhi)示(shi)燈閃。LCD屏用(yong)于(yu)(yu)顯示(shi)咖啡(fei)(fei)豆研磨粗細(xi)度(du)、咖啡(fei)(fei)濃淡口味、溫(wen)度(du)、大中(zhong)小(xiao)杯(bei)指(zhi)示(shi)、一杯(bei)兩(liang)杯(bei)指(zhi)示(shi)。
1）待(dai)機(ji)(ji)(ji)：默認待(dai)機(ji)(ji)(ji)模(mo)式(shi)，點擊按鍵開機(ji)(ji)(ji)，指(zhi)示燈亮(liang)，LCD屏顯示；開機(ji)(ji)(ji)狀態下(xia)長(chang)按該鍵5S可以進入藍(lan)牙配對模(mo)式(shi)。待(dai)機(ji)(ji)(ji)時(shi)，指(zhi)示燈滅(mie)，LCD滅(mie)。
2）童(tong)(tong)鎖(suo)功能：默(mo)認啟用童(tong)(tong)鎖(suo)功能，當童(tong)(tong)鎖(suo)功能啟用時(shi)(shi)，其他(ta)任何操作按鍵都會暫時(shi)(shi)失去其控制功能，避免了(le)兒童(tong)(tong)因好奇誤操作而導致發生危(wei)險。童(tong)(tong)鎖(suo)功能開啟時(shi)(shi)，該按鍵指示(shi)燈亮(liang)紅色(se)；關閉時(shi)(shi)，指示(shi)燈不亮(liang)。
3）大中(zhong)小杯(bei)選擇(ze)：咖啡量(liang)選擇(ze)包括大、中(zhong)、小杯(bei)。第一(yi)次點(dian)擊顯示(shi)當前選擇(ze)，此時該(gai)按鍵指(zhi)示(shi)燈亮，再次點(dian)擊可以切換選擇(ze)，每點(dian)擊一(yi)下，指(zhi)示(shi)燈會閃(shan)爍一(yi)下，同時LCD會全程顯示(shi)當前選擇(ze)項。帶(dai)記憶(yi)功(gong)能，只需設(she)置一(yi)次。
4）杯(bei)(bei)量控制：可選(xuan)擇(ze)制作一杯(bei)(bei)咖(ka)(ka)啡(fei)，還是(shi)同(tong)時制作兩杯(bei)(bei)咖(ka)(ka)啡(fei)。第一次(ci)點(dian)(dian)擊(ji)顯示(shi)當前(qian)(qian)選(xuan)擇(ze)，此時該按(an)鍵指示(shi)燈(deng)亮，再次(ci)點(dian)(dian)擊(ji)可以切換(huan)選(xuan)擇(ze)，每點(dian)(dian)擊(ji)一下(xia)，指示(shi)燈(deng)會(hui)閃爍一下(xia)，同(tong)時LCD會(hui)全(quan)程顯示(shi)當前(qian)(qian)選(xuan)擇(ze)項。帶記憶功(gong)能，只需設置一次(ci)。
5）咖(ka)啡(fei)豆研磨粗細度設(she)置(zhi)：13檔咖(ka)啡(fei)豆研磨程度，配合(he)咖(ka)啡(fei)豆和(he)口味，調節咖(ka)啡(fei)油脂的豐富程度。第一(yi)次(ci)點(dian)擊顯示當(dang)前(qian)(qian)選(xuan)擇，此時(shi)該按(an)鍵指示燈亮，再次(ci)點(dian)擊可以切換選(xuan)擇，每點(dian)擊一(yi)下，指示燈會(hui)閃爍(shuo)一(yi)下，同時(shi)LCD會(hui)全程顯示當(dang)前(qian)(qian)選(xuan)擇項。帶(dai)記憶功能，只需設(she)置(zhi)一(yi)次(ci)。
6）咖(ka)(ka)啡(fei)(fei)濃淡(dan)口味(wei)設置：咖(ka)(ka)啡(fei)(fei)豆用(yong)量調節，咖(ka)(ka)啡(fei)(fei)豆使(shi)用(yong)越多(duo)，咖(ka)(ka)啡(fei)(fei)越濃。第一(yi)次(ci)(ci)點(dian)擊(ji)顯示當前選(xuan)擇(ze)(ze)(ze)，此(ci)時該(gai)按鍵指示燈(deng)亮(liang)，再次(ci)(ci)點(dian)擊(ji)可以切換(huan)選(xuan)擇(ze)(ze)(ze)，每點(dian)擊(ji)一(yi)下(xia)，指示燈(deng)會(hui)閃爍一(yi)下(xia)，同時LCD會(hui)全程(cheng)顯示當前選(xuan)擇(ze)(ze)(ze)項。帶記(ji)憶功(gong)能，只需設置一(yi)次(ci)(ci)。
7）溫度設(she)置：4檔(dang)可(ke)調(diao)節咖(ka)啡溫度。第一(yi)次點擊(ji)顯(xian)示(shi)當前選(xuan)擇，此時該(gai)按鍵指(zhi)示(shi)燈亮(liang)，再次點擊(ji)可(ke)以切(qie)換選(xuan)擇，每點擊(ji)一(yi)下，指(zhi)示(shi)燈會閃爍一(yi)下，同時LCD會全程顯(xian)示(shi)當前選(xuan)擇項。帶記憶功能(neng)，只需設(she)置一(yi)次。
8）蒸氣(qi)(qi)模式選擇：當選擇蒸氣(qi)(qi)模式時，會開始加熱直至(zhi)達到設(she)定(ding)值(zhi)，在此(ci)過程中該按鍵(jian)指示燈(deng)閃(shan)爍，達到設(she)定(ding)值(zhi)時指示燈(deng)常亮。
9）咖(ka)啡(fei)模(mo)(mo)式選擇：程序(xu)默認為(wei)咖(ka)啡(fei)模(mo)(mo)式，點(dian)擊(ji)開始制作咖(ka)啡(fei)，在(zai)出咖(ka)啡(fei)時(shi)，用戶可以通過點(dian)擊(ji)該按(an)鍵在(zai)任意時(shi)刻(ke)停止咖(ka)啡(fei)流(liu)出。
手機智能控制
可通過(guo)BLE藍(lan)牙連接(jie)手(shou)機(ji)，支持手(shou)機(ji)一鍵啟動；可通過(guo)手(shou)機(ji)設(she)置大(da)中(zhong)小杯、咖啡豆研磨(mo)程(cheng)度(du)、口(kou)味、溫(wen)度(du)等參(can)數(shu)；還(huan)支持一鍵預約，咖啡機(ji)會根(gen)據設(she)置，制作(zuo)咖啡，制作(zuo)好后，咖啡機(ji)進入(ru)等待出(chu)咖啡狀態，并通知(zhi)手(shou)機(ji)。
咖啡(fei)機控制器（MCU）的功能
1）實現(xian)咖啡機初始化
咖(ka)(ka)啡(fei)(fei)(fei)機連接電(dian)源上(shang)電(dian)，點擊待機鍵開機，MCU會控(kong)制整個咖(ka)(ka)啡(fei)(fei)(fei)機系統(tong)進行系統(tong)安(an)全檢測(ce)、多位行程(cheng)開關常態檢測(ce)、水(shui)箱水(shui)量、咖(ka)(ka)啡(fei)(fei)(fei)豆量檢測(ce)、排空殘(can)渣(zha)等一(yi)系列初始化(hua)，為(wei)制作咖(ka)(ka)啡(fei)(fei)(fei)或蒸汽做好(hao)必要的(de)準備。初始化(hua)過程(cheng)中，如果上(shang)述任何一(yi)項出現問(wen)題，MCU立馬發出報(bao)(bao)警信(xin)號，使(shi)報(bao)(bao)警指示燈閃爍，蜂鳴器鳴叫，只(zhi)有在排除(chu)報(bao)(bao)警后，方可進行其他(ta)操作。
2）制作咖啡
在咖(ka)(ka)(ka)啡(fei)(fei)(fei)機完(wan)成初始化后，系統(tong)默認進入咖(ka)(ka)(ka)啡(fei)(fei)(fei)模式(shi)，MCU控制加(jia)熱器工(gong)作，水溫(wen)(wen)上升，此時咖(ka)(ka)(ka)啡(fei)(fei)(fei)指(zhi)(zhi)示燈(deng)閃爍，在加(jia)熱過程(cheng)中，可以(yi)點擊(ji)溫(wen)(wen)度(du)設置(zhi)按鍵，調節溫(wen)(wen)度(du)，溫(wen)(wen)度(du)傳感器實時檢測水溫(wen)(wen)，達到設定值時，咖(ka)(ka)(ka)啡(fei)(fei)(fei)機轉入保溫(wen)(wen)狀態，咖(ka)(ka)(ka)啡(fei)(fei)(fei)指(zhi)(zhi)示燈(deng)轉為常亮狀態，泡咖(ka)(ka)(ka)啡(fei)(fei)(fei)準備就緒。
MCU可(ke)以控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)制(zhi)(zhi)(zhi)作咖(ka)啡(fei)單(dan)(dan)、雙(shuang)杯(bei)且容量可(ke)調，第(di)一次點擊一杯(bei)兩杯(bei)按鍵，顯示當前選擇(ze)，再次點擊可(ke)以切換(huan)選擇(ze)，如果當前是單(dan)(dan)杯(bei)，就切換(huan)成雙(shuang)杯(bei)；如果當前是雙(shuang)杯(bei)，就切換(huan)成單(dan)(dan)杯(bei)，在(zai)制(zhi)(zhi)(zhi)作兩杯(bei)咖(ka)啡(fei)過程中，無法切換(huan)成單(dan)(dan)杯(bei)。通(tong)過大中小選擇(ze)鍵可(ke)以選擇(ze)咖(ka)啡(fei)的(de)制(zhi)(zhi)(zhi)作量，一般(ban)為大、中、小杯(bei)。MCU通(tong)過控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)水(shui)(shui)泵的(de)運作，達到(dao)對水(shui)(shui)量的(de)控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)。
研(yan)磨咖(ka)啡(fei)粉(fen)電機的(de)(de)控制(zhi)(zhi)，保(bao)證(zheng)咖(ka)啡(fei)粉(fen)制(zhi)(zhi)作量的(de)(de)調(diao)節和粗(cu)細度，從而控制(zhi)(zhi)咖(ka)啡(fei)口味(wei)和口感。此外當檢測到有硬物(wu)卡(ka)在(zai)(zai)磨中時，最遲(chi)在(zai)(zai)2秒后，MCU控制(zhi)(zhi)電機停止運(yun)轉。
在(zai)咖啡(fei)制作時(shi)，MCU通過控制電機移動核心部件(jian)，將裝有(you)咖啡(fei)粉不好對齊出水口；在(zai)泡完咖啡(fei)后再(zai)復(fu)位，同時(shi)將咖啡(fei)豆(dou)殘渣倒入(ru)殘渣盒。
在出(chu)(chu)咖啡(fei)時，用戶可通(tong)過按(an)咖啡(fei)模(mo)式(shi)鍵(jian)在任意時刻停止(zhi)咖啡(fei)流出(chu)(chu)。
3）制作蒸氣
在(zai)默認咖啡模式下，按(an)下蒸氣(qi)模式鍵，MCU會(hui)控(kong)制加(jia)熱器(qi)加(jia)熱，水溫繼續(xu)升高至(zhi)產(chan)生蒸氣(qi)為止，后續(xu)會(hui)保(bao)(bao)持該溫度。期間蒸氣(qi)指示(shi)燈由閃爍轉(zhuan)為常亮狀態。同(tong)時MCU還(huan)要(yao)控(kong)制對蒸氣(qi)氣(qi)壓的檢測，必須保(bao)(bao)證氣(qi)壓在(zai)規(gui)定范(fan)圍內，保(bao)(bao)證安全。
在蒸(zheng)氣(qi)模(mo)式(shi)下，按下咖(ka)啡(fei)(fei)模(mo)式(shi)鍵，系統會切換成(cheng)咖(ka)啡(fei)(fei)模(mo)式(shi)。此(ci)時(shi)會產生報警，蜂鳴器(qi)鳴叫三聲，蒸(zheng)氣(qi)指(zhi)(zhi)示燈(deng)、咖(ka)啡(fei)(fei)指(zhi)(zhi)示燈(deng)、報警指(zhi)(zhi)示燈(deng)同時(shi)閃(shan)爍(shuo)。因(yin)為制作(zuo)蒸(zheng)氣(qi)的(de)溫度高于制作(zuo)咖(ka)啡(fei)(fei)的(de)溫度，所以需要降(jiang)(jiang)溫。降(jiang)(jiang)溫過程中，MCU會通過溫度傳(chuan)感器(qi)實時(shi)檢測(ce)水溫，當達到制作(zuo)咖(ka)啡(fei)(fei)要求時(shi)。蒸(zheng)氣(qi)指(zhi)(zhi)示燈(deng)、報警指(zhi)(zhi)示燈(deng)由閃(shan)爍(shuo)變暗，而咖(ka)啡(fei)(fei)指(zhi)(zhi)示燈(deng)由閃(shan)爍(shuo)變常亮，此(ci)時(shi)表明(ming)咖(ka)啡(fei)(fei)制作(zuo)準備就緒。
結語
本文提(ti)出的設計方(fang)案主(zhu)旨是將咖啡機智能化、平民化、提(ti)高工作效率、節約時(shi)間、解放雙手。在提(ti)高人(ren)(ren)們(men)生(sheng)活(huo)的舒適度(du)、便利度(du)的同(tong)時(shi)，也能達到進一步保(bao)證人(ren)(ren)們(men)生(sheng)活(huo)品質的目的。
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