基于51單片機(jī)的全自動(dòng)洗衣機(jī)控制器-畢業(yè)論文

1、<p><b>　　摘要</b></p><p>　　洗衣機(jī)是現(xiàn)代人必備的日常生活家電，它的發(fā)明和應(yīng)用使人們的洗衣工作變得省時(shí)省力，很好地緩解了人們?cè)诩覄?wù)勞動(dòng)方面的壓力。一般的數(shù)字邏輯電路控制的洗衣機(jī)只有兩三個(gè)程序，也有一按通的傻瓜程序。而基于單片機(jī)控制的洗衣機(jī)可以復(fù)雜程序控制，將水位段細(xì)化，漂洗功能細(xì)化，加上適用不同衣物等功能，洗滌程序大大增加。</p><p

2、>　　本設(shè)計(jì)采用AT89C51單片機(jī)作為洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的主控芯片，洗衣機(jī)的各種洗衣程序運(yùn)行都在單片機(jī)的控制下，使得洗滌、漂洗、脫水等各種功能的操作都不需手動(dòng)。系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)包括電源模塊、諧振式水位監(jiān)測(cè)模塊、洗衣機(jī)LED顯示、輸出控制電路、軟件設(shè)計(jì)包括主程序、內(nèi)部定時(shí)中斷服務(wù)程序、外部中斷服務(wù)程序。</p><p>　　關(guān)鍵詞：全自動(dòng)洗衣機(jī)；單片機(jī)；LED顯示</p><p><

3、b>　　Abstract</b></p><p>　　The washing machine is the appliance in people’s daily life,its invention to the job gets time-saving,and relieves the pressure in the domestic labour.The digital logic to

4、control circuit of the washing machine has only two or three programs,also has a fool according to the program.But the revivification of washing machine can control a large complex program,and can turn the water level an

5、d rinsing functions into tiny,because of its different functions in clothing,washing procedure increases sig</p><p>　　This design uses AT89C51 as the main control chip,all the programs of the washing machine

6、 are under the control of the CPU so that washing,rinsing and dehydration functions don’t need to be operated by manual.The hardware design of the system includes power module,water monitoring module,LED display and outp

7、ut controller,the software part is composed of the main procedure,timing services application and external services.</p><p>　　Key words:Washing Machine;Single Chip Microcomputer;LED display</p><p&

8、gt;<b>　　前言</b></p><p>　　目前中國洗衣機(jī)市場(chǎng)正進(jìn)入更新?lián)Q代期，市場(chǎng)潛力巨大，人們對(duì)于洗衣機(jī)的要求也越來越高。目前的洗衣機(jī)主要有強(qiáng)弱洗滌功能、進(jìn)排水系統(tǒng)故障自動(dòng)診斷功能、暫停等七大功能，在許多方面還不能達(dá)到人們的需求。這就要求設(shè)計(jì)者們有更高的專業(yè)和技術(shù)水平，能夠提出更多好的建議和新的課題，將人們的需要變成現(xiàn)實(shí)，設(shè)計(jì)出更節(jié)能、功能更全面、更人性化的全自動(dòng)洗衣機(jī)。目前的洗

9、衣機(jī)都沒有實(shí)現(xiàn)全方面的兼容，大多洗衣的廠家都注重各自品牌的洗衣機(jī)的特長，突出一兩個(gè)與別的洗衣機(jī)不同的個(gè)性化的功能，洗衣機(jī)的各項(xiàng)功能是由單片機(jī)控制實(shí)現(xiàn)的，單片機(jī)的體積小，控制功能靈活，因此，設(shè)計(jì)出基于單片機(jī)的全自動(dòng)洗衣機(jī)控制電路系統(tǒng)具有很強(qiáng)的實(shí)用性。 </p><p>　　基于單片機(jī)的自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)具有精度高、功能強(qiáng)、經(jīng)濟(jì)性好的特點(diǎn)。無論在提高產(chǎn)品質(zhì)量還是產(chǎn)品數(shù)量，節(jié)約能源還是改善勞動(dòng)條件等方面都顯示出無比

10、的優(yōu)越性。對(duì)基于單片機(jī)的全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行深入研究，可是我們掌握全自動(dòng)洗衣機(jī)這種重要家電的工作原理和控制系統(tǒng)，進(jìn)一步了解單片機(jī)在不同領(lǐng)域的應(yīng)用方法，學(xué)會(huì)單片機(jī)控制全自動(dòng)洗衣機(jī)的電控板設(shè)計(jì)，同時(shí)也為將來從事電子行業(yè)打下一定基礎(chǔ)，所以本次設(shè)計(jì)具有重大意義。</p><p><b>　　1 緒論</b></p><p>　　1.1 課題提出的目的及意義</p

11、><p>　　隨著數(shù)字技術(shù)的快速發(fā)展，數(shù)字技術(shù)被廣泛應(yīng)用于智能控制的領(lǐng)域中。單片機(jī)以其集成度高、運(yùn)算速度快、體積小、運(yùn)行可靠、價(jià)格低廉等特點(diǎn)，在過程控制、數(shù)據(jù)采集、機(jī)電一體化、智能化儀表、家用電器及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等方面得到了廣泛的應(yīng)用。</p><p>　　洗衣機(jī)是現(xiàn)代人必備的日常生活家電，它的發(fā)明和應(yīng)用使人們的洗衣工作變得省時(shí)又省力，很好地緩解了人們?cè)诩覄?wù)勞動(dòng)方面的壓力。而隨著人們對(duì)生活質(zhì)量的不斷

12、追求，普通的洗衣機(jī)已經(jīng)不能滿足部分人的需求，所以研究多功能的全自動(dòng)洗衣機(jī)具有重大的意義。</p><p>　　目前中國洗衣機(jī)市場(chǎng)正進(jìn)入更新?lián)Q代期，市場(chǎng)潛力巨大，人們對(duì)于洗衣機(jī)的要求也越來越高，目前的洗衣機(jī)主要有強(qiáng)弱洗滌功能、進(jìn)排水系統(tǒng)故障自動(dòng)診斷功能、暫停等幾大功能，在許多方面還不能達(dá)到人們的需求。這就要求設(shè)計(jì)者們有更高的專業(yè)和技術(shù)水平，能夠提出更多好的建議和新的課題，將人們的需求變成現(xiàn)實(shí)，設(shè)計(jì)出更節(jié)能、功能更全

13、面、更人性化的全自動(dòng)洗衣機(jī)。目前的洗衣機(jī)都沒有實(shí)現(xiàn)全方面的兼容，大多數(shù)洗衣機(jī)的廠家都只注重各自品牌的特長，突出一兩個(gè)與別的洗衣機(jī)不同的個(gè)性化的功能。因此，設(shè)計(jì)出基于單片機(jī)的全自動(dòng)洗衣機(jī)控制電路系統(tǒng)具有很強(qiáng)的實(shí)用性。</p><p>　　基于單片機(jī)的自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)具有精度高、功能強(qiáng)、經(jīng)濟(jì)性好的特點(diǎn)。無論在提高產(chǎn)品質(zhì)量還是產(chǎn)品數(shù)量，節(jié)約能源還是改善勞動(dòng)條件等方面都顯示出無比的優(yōu)越性。對(duì)基于單片機(jī)的全自動(dòng)洗衣機(jī)控制

14、系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行深入研究，可是我們掌握全自動(dòng)洗衣機(jī)這種重要家電的工作原理和控制系統(tǒng)，進(jìn)一步了解單片機(jī)在不同領(lǐng)域的應(yīng)用方法，學(xué)會(huì)單片機(jī)控制全自動(dòng)洗衣機(jī)的電控板設(shè)計(jì)，同時(shí)也為將來從事電子行業(yè)打下一定基礎(chǔ)，所以本次設(shè)計(jì)具有重大意義。</p><p>　　1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀</p><p>　　洗衣機(jī)的起源：自19世紀(jì)中期，美國人史密斯研制出世界上首臺(tái)洗衣機(jī)至今，洗衣機(jī)的發(fā)展已經(jīng)歷了一個(gè)多世紀(jì)。國

15、內(nèi)外的研究現(xiàn)狀也有所不同。1910年世界上第一臺(tái)洗衣機(jī)問世，標(biāo)志著人類家務(wù)勞動(dòng)自動(dòng)化的開始。1922年世界上第一臺(tái)攪拌式洗衣機(jī)在美國誕生。1937年世界上第一臺(tái)全自動(dòng)滾筒式洗衣機(jī)投放市場(chǎng)。1957年三洋公司推出世界上第一臺(tái)渦流式波輪洗衣機(jī)。從此，確立了攪拌式、滾筒式和波輪式三種工作方式的洗衣機(jī)三足鼎立天下的局面。</p><p>　　20世紀(jì)60年代以后，洗衣機(jī)在一些發(fā)達(dá)國家的普及率迅速上升。70年代，日本生產(chǎn)出

16、波輪式套桶全自動(dòng)洗衣機(jī)。70年代后期，日本又生產(chǎn)出微電腦控制型波輪式套桶全自動(dòng)洗衣機(jī)。80年代后，“模糊控制”開始應(yīng)用于洗衣機(jī)，生產(chǎn)出了智能型模糊控制洗衣機(jī)，使洗衣機(jī)的功能更加完善，其洗衣程序更隨人意，其使用操作更簡單化。進(jìn)入90年代，由于電機(jī)調(diào)速技術(shù)的提高，實(shí)現(xiàn)了洗衣機(jī)寬范圍、大調(diào)速比的轉(zhuǎn)速變換與調(diào)節(jié)，誕生了各種新水流洗衣機(jī)。20世紀(jì)末到21世紀(jì)初，變頻洗衣機(jī)問世，使洗衣機(jī)的功能更具人性化，實(shí)現(xiàn)真正意義上的智能化控制，成為目前人們研究

17、的主要方向。</p><p>　　由于我國洗衣機(jī)起步晚，在技術(shù)方面存在問題，不可避免的在現(xiàn)有洗衣機(jī)型中存在噪聲大，漏電和漏水等弊病，在質(zhì)量方面與國外存在一定的差距。所以現(xiàn)在內(nèi)資品牌正立足技術(shù)升級(jí)，也開始重視高端產(chǎn)品研發(fā)，洗衣機(jī)的技術(shù)革命正在國內(nèi)愈演愈烈。</p><p><b>　　1.3 發(fā)展趨勢(shì)</b></p><p>　　隨著更多國內(nèi)外強(qiáng)

18、勢(shì)品牌加入研究新的技術(shù)，開發(fā)新的產(chǎn)品，洗衣機(jī)行業(yè)將爆發(fā)新一輪以“綠色環(huán)保”、“節(jié)水節(jié)能”為主題的大戰(zhàn)。而技術(shù)制高點(diǎn)則是未來的競爭焦點(diǎn)。消費(fèi)者選擇自動(dòng)選擇進(jìn)水量和洗衣程序，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)省水、省電。在國內(nèi)從洗衣機(jī)市場(chǎng)得到的商情顯示，由于受水資源不斷減少，自來水費(fèi)有所提高等因素的影響，市場(chǎng)上那些用水量較大的洗衣機(jī)銷售受阻，而具有節(jié)水功能的洗衣機(jī)銷路不斷看好。針對(duì)市場(chǎng)需求的變化，一些生產(chǎn)廠家如小天鵝、小鴨、海爾等，先后向市場(chǎng)推出了一批節(jié)水型全自動(dòng)

19、洗衣機(jī)，受到消費(fèi)者的青睞，成為洗衣機(jī)中的購買熱點(diǎn)。節(jié)水型全自動(dòng)洗衣機(jī)的主要特點(diǎn)是可供用水水位在選擇上有6種、8種、10種等多種。有的節(jié)水型全自動(dòng)洗衣機(jī)最低水位在12升至20升之間，用水量大大減少。除此之外，由于傳統(tǒng)雙缸洗衣機(jī)用水量可以隨意選擇，因此又重新被消費(fèi)者認(rèn)可。</p><p>　　今后，洗衣機(jī)將以高可靠性，完善的功能，節(jié)水省電，降噪省時(shí)以及規(guī)格品種多樣化為發(fā)展方向。但是由于普通洗衣機(jī)采用按鍵和機(jī)械定時(shí)器進(jìn)

20、行控制，導(dǎo)致出現(xiàn)觸點(diǎn)易磨損，故障率高，并在使用過程中不能給用戶準(zhǔn)確的定時(shí)和醒目的顯示，而采用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)洗衣機(jī)的智能控制可以有效地克服這些缺點(diǎn)，并能靈活的實(shí)現(xiàn)多功能技術(shù)兼容，所以采用單片機(jī)來控制全自動(dòng)洗衣機(jī)的系統(tǒng)會(huì)應(yīng)用的越來越廣泛。</p><p>　　1.4 系統(tǒng)的工作流程</p><p>　　洗衣機(jī)的工作流程包括：洗滌→脫水→漂洗→脫水→漂洗→烘干。上述工作程序中，包括三個(gè)過程，洗滌過程

21、漂洗過程脫水過程。</p><p>　　洗滌過程：放好待洗物，啟動(dòng)開關(guān)，進(jìn)水閥通電，向洗衣機(jī)供水，當(dāng)供水達(dá)到預(yù)定水位時(shí)，水位開關(guān)接通，進(jìn)水閥斷電關(guān)閉，停止供水。洗滌電動(dòng)機(jī)接通電源，帶動(dòng)波輪旋轉(zhuǎn)，攪動(dòng)衣物進(jìn)行洗滌。通過電動(dòng)機(jī)不停地正轉(zhuǎn)，停，反轉(zhuǎn)，反復(fù)循環(huán)，形成洗滌水對(duì)衣物產(chǎn)生強(qiáng)烈的翻滾作用，同時(shí)，衣物之間，衣物與四周桶壁之間產(chǎn)生相互摩擦和撞擊力，以此達(dá)到洗滌衣物的目的。</p><p>　　

22、漂洗過程：與洗滌過程動(dòng)作完全一樣。</p><p>　　脫水過程：洗滌或漂洗過程結(jié)束后，電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，排水閥通電打開，進(jìn)行排水，當(dāng)水位低到一定程度時(shí)，滿足安全條件，脫水電動(dòng)機(jī)接通，帶動(dòng)脫水桶高速旋轉(zhuǎn)，利用離心力把衣服上的水從桶壁的小眼里甩出，全部洗衣工作完成后，由蜂鳴器發(fā)出音響，表示衣物已洗干凈。</p><p>　　1.5 本論文主要研究內(nèi)容</p><p>　

23、　1.5.1 本論文的主要內(nèi)容</p><p>　　本論文的主要內(nèi)容安排如下：</p><p>　　設(shè)計(jì)主控板模塊硬件電路</p><p>　　—芯片選型，確定選用的芯片</p><p>　　—了解芯片的外圍電路，分析芯片間的接線方式，設(shè)計(jì)硬件原理圖</p><p>　　—用Visio繪制電路圖</p>

24、<p><b>　　—元器件的選型等</b></p><p>　　設(shè)計(jì)外圍電路及附加設(shè)備</p><p>　　—蜂鳴電路的選型與設(shè)計(jì)</p><p>　　—液晶顯示電路的選型與設(shè)計(jì)</p><p>　　—上面兩個(gè)電路的電路圖的繪制</p><p><b>　　該系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)&

25、lt;/b></p><p>　　—編制主控板讀寫程序</p><p>　　—編制蜂鳴器及液晶顯示相關(guān)程序</p><p>　　對(duì)軟件、硬件進(jìn)行調(diào)試</p><p>　　1.5.2 本論文主要解決的問題</p><p>　　1.洗衣機(jī)主控模板硬件、軟件設(shè)計(jì) 2.水位監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)</p><p

26、>　　3.液晶顯示軟件、硬件設(shè)計(jì) 4.系統(tǒng)電源設(shè)計(jì)</p><p>　　2 系統(tǒng)的整體方案設(shè)計(jì)</p><p>　　2.1 系統(tǒng)的整體構(gòu)架</p><p>　　主控制系統(tǒng)運(yùn)用的是AT89C51單片機(jī)，其控制的對(duì)象包括：進(jìn)水閥、排水閥、電機(jī)。這些被控對(duì)象需要根據(jù)不同的洗衣程序來設(shè)定它們不同的工作狀態(tài)和工作時(shí)間，進(jìn)水閥和排水閥的控制還需要水位檢測(cè)

27、，同時(shí)需要數(shù)碼管顯示不同的工作狀態(tài)及運(yùn)行剩余時(shí)間。發(fā)光二極管用來指示洗衣機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)；按鍵用來控制程序的運(yùn)行和設(shè)置洗滌模式；蜂鳴器用來進(jìn)行程序運(yùn)行提示及故障報(bào)警。洗衣機(jī)控制器系統(tǒng)整體構(gòu)架如圖2-1所示：</p><p><b>　　2-1硬件結(jié)構(gòu)框圖</b></p><p><b>　　各框圖的作用：</b></p><p&g

28、t;　　單片機(jī)電路：單片機(jī)電路是程序控制的中心，它把計(jì)算機(jī)的各種功能電路都集成在一塊芯片上，主要包括中央處理器CPU、程序存儲(chǔ)器ROM、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM、輸入/輸出接口電路及計(jì)時(shí)、分頻、掃描、定時(shí)、時(shí)間設(shè)定等電路，ROM內(nèi)已固化了洗衣機(jī)操作程序，單片機(jī)根據(jù)輸入指令和檢測(cè)信號(hào)，調(diào)出內(nèi)部相應(yīng)的操作程序，通過電路處理后，輸出各種電路控制信號(hào)，使洗衣機(jī)自動(dòng)完成程序操作過程。如果單片機(jī)自身出故障，或控制電路傳送給單片機(jī)的信息不正確，洗衣機(jī)就不能正

29、常工作。</p><p>　　直流電源電路：這是為單片機(jī)及其外圍控制電路提供直流電源的電路，它將輸入的220V交流電經(jīng)過變壓、整流、濾波、穩(wěn)壓后，變?yōu)榉€(wěn)定的低壓直流電，送給單片機(jī)、可控硅觸發(fā)電路、顯示電路等。</p><p>　　復(fù)位電路：此電路的作用是復(fù)位。在單片機(jī)接上電源以后，若電源出現(xiàn)過低電壓時(shí)，將單片機(jī)存儲(chǔ)器復(fù)位，使其各項(xiàng)參數(shù)處于初始位置，即處于開機(jī)時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)程序狀態(tài)，以消除由于各種

30、原因引起的程序紊亂。</p><p>　　時(shí)鐘電路：由晶振元件與單片機(jī)內(nèi)部電路組成，產(chǎn)生的振蕩頻率為單片機(jī)提供時(shí)鐘信號(hào)，供單片機(jī)信號(hào)定時(shí)和計(jì)時(shí)。</p><p><b>　　按鍵輸入電路</b></p><p>　　按鍵K1，接P1.0，作為工作過程中的啟動(dòng)/停止鍵；</p><p>　　暫停鍵K2，接P3.3，用外部中

31、斷1實(shí)現(xiàn)工作過程的暫停，根據(jù)用戶的需要可以進(jìn)行手工洗滌；</p><p>　　標(biāo)準(zhǔn)鍵K3,接P3.4，作為標(biāo)準(zhǔn)洗滌選擇鍵；</p><p>　　輕柔鍵K4，接P3.5，作為輕柔洗滌選擇鍵；</p><p>　　快速鍵K5，接P3.6，作為快速洗滌選擇鍵；</p><p>　　壓電蜂鳴器接P1.7，作為洗衣時(shí)間到以及故障發(fā)生的報(bào)警器。</

32、p><p><b>　　顯示電路</b></p><p>　　74LS138譯碼器為3-8譯碼器，選用它可以解決I/O口線數(shù)量不足的問題。從控制要求可知，洗衣機(jī)的工作模式以及工作程序必須有7種不同的顯示加以區(qū)別。74LS138譯碼器的輸入端C、B、A分別接P1.1、P1.2、P1.3，輸出端分別與7個(gè)發(fā)光二極管D0-D6的陰極相連，發(fā)光二極管陽極接電源，輸出端Y0控制D0

33、“電源”指示燈；Y1控制D1“標(biāo)準(zhǔn)”指示燈，Y2控制D2“輕柔”指示燈；Y3控制D3“快速”指示燈；Y4控制D4“洗滌”指示燈，Y5控制D5“漂洗”指示燈；Y6控制D6“脫水”指示燈。</p><p><b>　　負(fù)載驅(qū)動(dòng)電路</b></p><p>　　該電路多由雙向可控硅及觸發(fā)器電路組成。雙向可控硅作為無觸點(diǎn)開關(guān)控制電機(jī)等負(fù)載的通斷及運(yùn)行。單片機(jī)根據(jù)按鍵輸入指令或

34、接收的檢測(cè)信號(hào)，輸出相應(yīng)的控制信號(hào)，控制可控硅觸發(fā)電路的導(dǎo)通，使電機(jī)等負(fù)載得電運(yùn)轉(zhuǎn)。</p><p><b>　　8.報(bào)警電路</b></p><p>　　此電路在洗衣機(jī)中起提示和報(bào)警的作用。根據(jù)程序安排和軟件設(shè)置，當(dāng)洗衣完成后，洗衣機(jī)將發(fā)出蜂鳴聲以提示用戶洗衣完成。</p><p>　　9.水位開關(guān)和安全開關(guān)電路</p><

35、;p>　　水位選擇開關(guān)，接P1.5，用戶根據(jù)需要選擇水位，在進(jìn)水期間，系統(tǒng)不斷檢測(cè)，當(dāng)?shù)竭_(dá)設(shè)定水位時(shí)就停止進(jìn)水。水位電路和安全開關(guān)電路由傳感器監(jiān)測(cè)，其通斷狀態(tài)由電路輸送給單片機(jī)，由單片機(jī)進(jìn)行指令控制。</p><p>　　2.2 系統(tǒng)技術(shù)方案</p><p>　　目前國內(nèi)外市場(chǎng)上有很多種類的洗衣機(jī)，采用的控制系統(tǒng)也各不相同，基于學(xué)習(xí)與實(shí)際的情況，本設(shè)計(jì)我選用AT89C51單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)

36、洗衣機(jī)控制器的各控制要求。此設(shè)計(jì)以單片機(jī)為主體，配以各種控制電路，構(gòu)成洗衣機(jī)的程序控制系統(tǒng)。當(dāng)有故障時(shí)，在排除了機(jī)械系統(tǒng)和程序控制器外接部件后，一般來說，先檢測(cè)判定單片機(jī)外圍的控制電路，正常后，再判斷單片機(jī)的故障。程序控制系統(tǒng)接受來自操作面板的動(dòng)作指令，送出相應(yīng)的執(zhí)行命令，使電動(dòng)機(jī)、進(jìn)水閥、排水閥等按程序通電運(yùn)行；同時(shí)還可以監(jiān)測(cè)和顯示洗衣機(jī)的工作狀態(tài)，并判斷工作是否正常，一旦出現(xiàn)異常，會(huì)立即送出停止命令，并發(fā)出聲音報(bào)警。程序控制系統(tǒng)的這

37、些功能是由它的各種控制電路相互配合工作來實(shí)現(xiàn)的。</p><p>　　2.3 系統(tǒng)功能方案</p><p>　　本設(shè)計(jì)的全自動(dòng)洗衣機(jī)具備以下功能：</p><p>　　洗滌模式選擇：該洗衣機(jī)有三種不同的洗滌模式，即為標(biāo)準(zhǔn)洗滌，輕柔洗滌，快速洗滌。用戶可以根據(jù)需要來選擇相應(yīng)的洗滌模式。</p><p><b>　　洗滌參數(shù)選擇：<

38、;/b></p><p><b>　　時(shí)間選擇：</b></p><p>　　標(biāo)準(zhǔn)：洗滌12分鐘；漂洗5分鐘二次；脫水3分鐘。輕柔：洗滌3分鐘；漂洗3分鐘，二次；脫水2分鐘?？焖伲合礈?分鐘；漂洗1分鐘二次；脫水2分鐘。洗滌、漂洗22秒正轉(zhuǎn)，停8秒，反轉(zhuǎn)22秒，停8秒。</p><p>　　洗滌時(shí)，洗滌指示燈亮；漂洗時(shí)，漂洗指示燈亮；脫水

39、時(shí)，脫水指示燈亮。</p><p>　　有水位控制，能自動(dòng)斷水。</p><p><b>　　3 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)</b></p><p>　　3.1主控電路的設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1.1 關(guān)于AT89C51芯片</p><p>　　本次設(shè)計(jì)，系統(tǒng)將選擇使用的單片機(jī)芯片是AT89C51。在眾

40、多的51單片機(jī)系列中，AT89系列單片機(jī)在我國也得到極其廣泛的應(yīng)用，越來越受到人們的矚目。</p><p>　　AT89系列單片機(jī)是美國Atmel公司的8位Flash單片機(jī)產(chǎn)品。AT89C51是一種4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器（EPROM-Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能CMOS8位微處理器，俗稱單片機(jī)。它的最大特點(diǎn)是在片內(nèi)含

41、有Flash存儲(chǔ)器，F(xiàn)lash存儲(chǔ)器是一種可以電擦除和電寫入的閃速存儲(chǔ)器(簡記為EEPROM),在系統(tǒng)的開發(fā)過程中可以十分容易地進(jìn)行程序的修改，使開發(fā)調(diào)試更為方便。</p><p>　　AT89系列單片機(jī)以8031為內(nèi)核，是與8051系列單片機(jī)兼容的系列，Atmel89系列單片機(jī)有許多型號(hào)，可分為標(biāo)準(zhǔn)型號(hào)、抵擋型號(hào)和高檔型號(hào)3類。系統(tǒng)將選用的AT89C51是屬于標(biāo)準(zhǔn)型單片機(jī)。標(biāo)準(zhǔn)型89系列單片機(jī)是與MCS-51系

42、列單片機(jī)兼容的。標(biāo)準(zhǔn)型系列在內(nèi)部含有4KB或8KB可重復(fù)編程的Flash存儲(chǔ)器，可進(jìn)行1000次擦寫操作。全靜態(tài)工作為0-33MHz，有3級(jí)程序存儲(chǔ)器加密鎖定，內(nèi)部含有128-256字節(jié)的RAM、32條可編程的I/O端口、2個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、6-8級(jí)中斷，此外有通用串行接口、低電壓空閑模式及掉電模式。</p><p>　　AT89系列標(biāo)準(zhǔn)單片機(jī)有4種型號(hào)，分別為AT89C51、AT89LV51、AT89C5

43、2和AT89L52，其中AT89C51和AT89C52直接與8051系列兼容，相當(dāng)于將8051、8052中的4KB、8KB的ROM換成相應(yīng)數(shù)量的Flash存儲(chǔ)器，其余結(jié)構(gòu)、供電電壓、引腳數(shù)量及封裝均相同，使用時(shí)可直接替換。AT89LV51是AT89C51低電壓型號(hào)，可以在2.7-6V的電壓范圍內(nèi)工作，其他功能和89C51相同。</p><p>　　AT89C51圖的引腳及總線結(jié)構(gòu)圖</p><

44、p><b>　　圖3-1引腳圖</b></p><p><b>　　圖3-2總線結(jié)構(gòu)圖</b></p><p>　　AT89C51的引腳功能： </p><p>　　電源引腳VSS和VCC</p><p>　　VSS(20腳)：接地。</p><p>　　VCC(40腳

45、)：正常操作及對(duì)EPROM編程和驗(yàn)證時(shí)接+5V電源。</p><p>　　外接晶體引腳XTAL1和XTAL2</p><p>　　XTAL1(19腳)：接外部晶體的一端。</p><p>　　XTAL2(18腳)：接外部晶體的另一端。</p><p>　　注：兩腳之間必須接一個(gè)3.5-12Hz的晶振，常用的晶振有3.58MHz，6MHz，11

46、.059MHz和12MHz。</p><p>　　控制或與其他電源復(fù)用引腳RESET、ALE、、</p><p>　　RESET(9腳)：復(fù)位輸入腳。此引腳內(nèi)部已有一個(gè)50-30K的電阻器接地，所以只需接一個(gè)電容至+VCC，即可在電源ON時(shí)產(chǎn)生開機(jī)復(fù)位的功能。但是，常會(huì)在RESET引腳用一個(gè)8.2-10K的電阻接地，以縮短開機(jī)復(fù)位的時(shí)間。如需要，也可在電容兩端并聯(lián)一個(gè)常開按鈕，以便按此按鈕

47、時(shí)可強(qiáng)迫系統(tǒng)復(fù)位。</p><p>　　ALE(30腳)：地址鎖存器輸出端。在系統(tǒng)擴(kuò)展時(shí)，用于控制把P0口輸出的低8位地址送入鎖存器鎖存起來，以實(shí)現(xiàn)低位地址和數(shù)據(jù)的隔離。ALE是以晶振1/6的固定頻率輸出的正脈沖，因此可以作為外部時(shí)鐘或外部定時(shí)脈沖用。</p><p>　?。?9腳）：外部程序存儲(chǔ)器使能輸出端。當(dāng)CPU想讀取外部ROM的內(nèi)容時(shí)，此腳會(huì)自動(dòng)產(chǎn)生負(fù)脈沖。</p>

48、<p>　?。?1腳）：輸入腳。當(dāng)引腳接地時(shí)，內(nèi)部程序數(shù)據(jù)失效，CPU被迫只讀取外部的程序存儲(chǔ)器。當(dāng)接VCC時(shí)，對(duì)ROM的讀操作從內(nèi)部程序存儲(chǔ)器開始，并可延續(xù)到外部ROM。</p><p>　　輸入/輸出引腳P0口、P1口、P2口和P3口</p><p>　　P0口（P0.0-P0.7共8條引腳，即39-32腳）：雙向8位I/O口。沒有內(nèi)部上拉電阻器，輸出電平時(shí)，需用戶在引腳上接

49、上外部上拉電阻器。在訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，可分時(shí)用做低8位地址線和8位數(shù)據(jù)線。P0口做輸出口用時(shí)，每只引腳均可驅(qū)動(dòng)8個(gè)LSTTL負(fù)載。若某引腳想做輸入腳用，則須先將1寫入該引腳。</p><p>　　P1口（P1.0-P1.7共8個(gè)引腳，即1-8腳）：雙向8位I/O口，具有內(nèi)部上拉電阻器，可驅(qū)動(dòng)4個(gè)LSTTL負(fù)載。若某引腳想做輸入腳用，則須先將1寫入該引腳。</p><p>　　P2口（P2.

50、0-P2.7共8個(gè)引腳，即21-28腳）：雙向8位I/O口，具有內(nèi)部上拉電阻器，可驅(qū)動(dòng)4個(gè)LSTTL負(fù)載。在訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，它送出高8位地址。</p><p>　　P3口（P3.0-P3.7共8個(gè)引腳，即10-17腳）：雙向8位I/O口。具有內(nèi)部上拉電阻器，可驅(qū)動(dòng)4個(gè)LSTTL負(fù)載。若某引腳想做輸入腳用，則須先將1寫入該引腳。P3口引腳具有特殊功能。</p><p>　　AT89C51外

51、圍輔助電路的設(shè)計(jì)</p><p><b>　　復(fù)位電路</b></p><p>　　單片機(jī)的復(fù)位就和計(jì)算機(jī)的重啟是一樣的概念。任何單片機(jī)工作之前都要有個(gè)復(fù)位的過程，復(fù)位對(duì)于單片機(jī)來說，程序還沒有開始執(zhí)行，是在做準(zhǔn)備工作，一般的復(fù)位只需要5ms的時(shí)間。</p><p>　　復(fù)位操作有上電自動(dòng)復(fù)位和按鍵手動(dòng)復(fù)位兩種方式。上電復(fù)位是外部的復(fù)位電路在系

52、統(tǒng)通上電源后直接使單片機(jī)工作，單片機(jī)的起停通過電源控制。手動(dòng)復(fù)位是在復(fù)位電路中設(shè)計(jì)按鍵開關(guān)觸發(fā)復(fù)位電平，控制單片機(jī)復(fù)位。一般都用上電復(fù)位電路。</p><p>　　上電自動(dòng)復(fù)位原理：通電時(shí)，電容兩端相當(dāng)于短路，于是RESET引腳上為高電平，然后電源通過電阻對(duì)電容充電，RESET端電壓慢慢下降，降到一定程度即為低電平，單片機(jī)開始正常工作，如圖3-3所示：</p><p>　　圖3-3 復(fù)位電

53、路圖 </p><p><b>　　振蕩電路</b></p><p>　　振蕩電路對(duì)于單片機(jī)來說是非常重要的，沒有晶振就沒有時(shí)鐘周期，沒有時(shí)鐘周期，就無法執(zhí)行程序代碼，單片機(jī)就無法工作。單片機(jī)工作時(shí)是一條一條地從ROM中取指令，然后一步一步地執(zhí)行。</p><p>　　單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)用于構(gòu)成片內(nèi)振蕩器的高增益反相放大器，引腳XTAL1和XTA

54、L2分別是該放大器的輸入端和輸出端。這個(gè)放大器與作為反饋元件的片外石英晶體（或陶瓷振蕩器）一起構(gòu)成自激振蕩器，振蕩電路圖3-4所示。圖中外接石英晶體（或陶瓷振蕩器）以及電容C1或C2構(gòu)成并聯(lián)振蕩電路，接在放大器的反饋回路中。電容的大小沒有嚴(yán)格的要求，但也會(huì)影響振蕩器頻率的高低、振蕩器的穩(wěn)定性、起振的快速性和穩(wěn)定性。外接石英晶體時(shí)，C1和C2一般去30pf10pf，外接陶瓷振蕩器時(shí)，C1和C2一般取40pf10pf。本系統(tǒng)采用12MHz的

55、晶振，電容取30pf。</p><p>　　圖3-4 振蕩電路圖</p><p>　　單片機(jī)最小系統(tǒng)圖 如圖3-5所示：</p><p>　　圖3-5 最小系統(tǒng)圖</p><p>　　3.2.1 洗衣機(jī)控制器控制面板的設(shè)計(jì)</p><p>　　洗衣機(jī)控制面板主要包括：啟動(dòng)/停止、標(biāo)準(zhǔn)、輕柔、快速、水位選擇按鈕以及狀態(tài)顯

56、示燈，如圖3-6所示：</p><p>　　圖3-6 洗衣機(jī)面板圖</p><p>　　完成一次洗衣過程所需的動(dòng)作有：</p><p>　　進(jìn)水動(dòng)作：進(jìn)行洗滌時(shí)，盛水桶內(nèi)的水量必須達(dá)到設(shè)定要求。洗衣機(jī)的進(jìn)水和水位判斷，是由水位開關(guān)和進(jìn)水閥的開合來進(jìn)行控制的，當(dāng)桶內(nèi)沒有水或水量達(dá)不到設(shè)定水位時(shí)，單片機(jī)程序?qū)⒖刂七M(jìn)水閥打開，開始注水，當(dāng)桶內(nèi)的水位達(dá)到設(shè)定水位時(shí)，水位開關(guān)

57、受壓閉合，程序就可進(jìn)入下一步處理。</p><p>　　排水動(dòng)作：進(jìn)入脫水動(dòng)作前應(yīng)先排水。為了避免空排水造成時(shí)間浪費(fèi)以及排水不完而帶水脫水造成對(duì)電機(jī)的損害。洗衣機(jī)能夠根據(jù)實(shí)際水量對(duì)排水時(shí)間進(jìn)動(dòng)態(tài)控制。</p><p>　　洗滌動(dòng)作：洗滌動(dòng)作指的是電機(jī)周期性的“正轉(zhuǎn)-停止-反轉(zhuǎn)-停止”。不同的洗衣過程，控制電機(jī)執(zhí)行“正轉(zhuǎn)-停止-反轉(zhuǎn)-停止”的時(shí)間是不同的。</p><p&

58、gt;　　脫水動(dòng)作：排水結(jié)束后進(jìn)入脫水動(dòng)作，脫水是通過電機(jī)的正反轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)的，同時(shí)要求排水閥一直打開，也正是由于排水閥的打開，才使得脫水時(shí)的電機(jī)正轉(zhuǎn)速度不同于洗滌時(shí)的電機(jī)正轉(zhuǎn)速度。進(jìn)行脫水是若遇到洗衣機(jī)蓋打開，則暫停脫水，并發(fā)出報(bào)警，直至用戶合上桶蓋后，才繼續(xù)進(jìn)行脫水。脫水結(jié)束后，發(fā)出警報(bào)，并自動(dòng)關(guān)閉排水閥。</p><p>　　脫水不平衡修正：進(jìn)行脫水處理，電機(jī)要正轉(zhuǎn)，電機(jī)要進(jìn)行高速單向正轉(zhuǎn)，若此時(shí)衣物偏向于一邊

59、，脫水桶會(huì)因離心的作用，在很短的時(shí)間內(nèi)碰撞安全開關(guān)裝置，使安全開關(guān)產(chǎn)生瞬時(shí)的關(guān)閉和斷開，此時(shí)要進(jìn)行脫水不平衡修正。進(jìn)行脫水不平衡修正，洗衣機(jī)將停止脫水，并自動(dòng)插入“進(jìn)水-洗滌1分鐘-排水”動(dòng)作。通話這一插入動(dòng)作，衣服將調(diào)整到洗衣桶中心位置。在同一脫水工程中，如果連續(xù)修正3次仍達(dá)不到脫水平衡，則進(jìn)行報(bào)警，等用戶打開洗衣機(jī)將衣物放置均勻再蓋上桶蓋，方可繼續(xù)進(jìn)行脫水。</p><p>　　其他動(dòng)作：洗衣機(jī)控制器在此控制

60、面板上還配有啟動(dòng)/停止、標(biāo)準(zhǔn)、輕柔、快速、水位選擇按鈕。</p><p>　　晶閘管驅(qū)動(dòng)控制電路設(shè)計(jì)</p><p>　　驅(qū)動(dòng)芯片ULN2803</p><p>　　ULN2803驅(qū)動(dòng)芯片為高電壓大電流八達(dá)林頓晶體管陣列，該陣列系列的八達(dá)林頓晶體管是低邏輯電平數(shù)字電路（如TTL、CMOS或PMOS/NMOS）和大電流高電壓要求的燈、繼電器、打印機(jī)和其它類似負(fù)載間的理

61、想器件。廣泛用于計(jì)算機(jī)，工業(yè)和消費(fèi)類產(chǎn)品中。所有器件有集電極開路輸出和用于瞬變控制的續(xù)流箝位二極管。ULN2803的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)TTL系列兼容。其工作參數(shù)如表3-1所示，內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖3-7所示：</p><p>　　表3-1 ULN2803工作電壓及工作環(huán)境</p><p>　　圖3-7 ULN2803內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　晶閘管驅(qū)動(dòng)控制電路設(shè)計(jì)</p

62、><p>　　控制洗衣機(jī)的進(jìn)水閥、排水閥和電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)。完成洗衣機(jī)的進(jìn)水、排水以及驅(qū)動(dòng)電機(jī)洗衣功能。單片機(jī)I/O口直接與驅(qū)動(dòng)芯片ULN2803連接，將信號(hào)放大后驅(qū)動(dòng)晶閘管的導(dǎo)通和關(guān)斷，具體電路如圖3-8所示：</p><p>　　圖3-8 晶閘管驅(qū)動(dòng)電路圖</p><p>　　洗衣機(jī)完成衣物檢測(cè)或手動(dòng)設(shè)置洗衣程序后，進(jìn)水閥打開，當(dāng)水位檢測(cè)電路檢測(cè)水位達(dá)到預(yù)定高度時(shí)，進(jìn)

63、水閥關(guān)閉停止進(jìn)水。在整個(gè)進(jìn)水過程中，若進(jìn)水閥打開時(shí)間超過15分鐘水位檢測(cè)電路仍未檢測(cè)到水位達(dá)到預(yù)定高度，洗衣機(jī)將會(huì)報(bào)警并暫停水，等待故障排除。如果無故障，當(dāng)進(jìn)水滿后關(guān)閉進(jìn)水閥，啟動(dòng)電機(jī)開始洗滌。洗滌程序結(jié)束排水閥將會(huì)打開，進(jìn)入脫水程序。</p><p>　　ULN2803與單片機(jī)接口電路</p><p>　　圖3-9 ULN2803與單片機(jī)接口圖</p><p>　

64、　3.2.3水位檢測(cè)電路設(shè)計(jì)</p><p><b>　　1.水位開關(guān)</b></p><p>　　水位開關(guān)和聯(lián)動(dòng)開關(guān)是全自動(dòng)洗衣機(jī)中比較重要而結(jié)構(gòu)又相對(duì)簡單的兩個(gè)器件。它們一般都在直流低壓下工作，是電子程控器的兩個(gè)輸入端，只有判定它們處于正確的閉合狀態(tài)，程序才可以正常地向下運(yùn)行，完成正常的操作。</p><p><b>　　工作原理

65、：</b></p><p>　　全自動(dòng)洗衣機(jī)水位開關(guān)的主要作用是控制洗衣機(jī)的水位高低。正常情況下，微電腦全自動(dòng)洗衣機(jī)的水位開關(guān)只有2個(gè)插片。在沒有受到水壓時(shí)，兩插片的觸點(diǎn)是斷開的。在選定洗滌程序、選擇水位后，洗衣機(jī)開始工作，先進(jìn)水，當(dāng)水位到一定高度后，盛水桶氣室中的氣壓到達(dá)一定值，通過導(dǎo)氣管把氣壓傳到水位開關(guān)橡膠密封圈上，克服水位開關(guān)彈簧、扭簧的力而推動(dòng)橡膠密封圈動(dòng)作，使兩插片觸點(diǎn)接通，這樣就給微電腦

66、一個(gè)信號(hào)，說明已到所選水位。同樣選定脫水程序，在洗衣機(jī)排水后，水位退到一定高度時(shí)，由于彈簧力作用，水位開關(guān)橡膠密封圈復(fù)原，而使兩觸點(diǎn)斷開，給微電腦一個(gè)動(dòng)作信號(hào)，過一段排水時(shí)間后，微電腦就控制電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，開始脫水。</p><p><b>　　雙水位開關(guān)</b></p><p>　　圖3-10 水位開關(guān)圖</p><p><b>　　2.

67、水位監(jiān)測(cè)模塊：</b></p><p>　　水位監(jiān)測(cè)的精度直接影響洗凈度，水流強(qiáng)度，洗滌時(shí)間等參數(shù)，本系統(tǒng)采用諧振式水位傳感器。諧振式水位傳感器是利用電磁諧振電路LC作為傳感器的敏感元件，將被測(cè)物體的變化轉(zhuǎn)化為LC參數(shù)的變化，最終以頻率參數(shù)輸出。其工作原理是：將水位的高低通過導(dǎo)管轉(zhuǎn)換成一個(gè)測(cè)試內(nèi)腔氣體變化的壓力，驅(qū)動(dòng)內(nèi)腔上方的一塊隔膜移動(dòng)，帶動(dòng)隔膜中心的磁芯在某線圈內(nèi)移動(dòng)，從而線圈電感發(fā)生變化，由此引

68、起諧振電路的固有頻率隨水位變化，水位測(cè)量電路如圖3-11所示，為便于與單片機(jī)接口，水位傳感器采用數(shù)字振蕩電路，電感與電容組成的三點(diǎn)式振蕩電路經(jīng)C2耦合接入數(shù)字式諧振放大器A1，隨著水位變化，諧振頻率做相應(yīng)變化，放大器在A點(diǎn)輸出，經(jīng)A2整形，由c點(diǎn)輸出，此時(shí)即可將數(shù)字量接到單片機(jī)。</p><p>　　圖3-11 水位監(jiān)測(cè)電路圖</p><p><b>　　開關(guān)電源電路設(shè)計(jì)<

69、/b></p><p>　　開關(guān)電源為單片機(jī)供電，原理圖如圖3-12所示。交流220V電源經(jīng)變壓器降壓再經(jīng)過電力二極管整流、濾波后產(chǎn)生直流電壓，輸入到集成穩(wěn)壓器7805組件的輸入端，7805輸出穩(wěn)定的+5V電壓，為單片機(jī)供電。</p><p>　　7805穩(wěn)壓器是一種三端固定正集成穩(wěn)壓器，有輸出端、輸入端和公共端三個(gè)引出端，輸入電壓為7-35V，最大的輸出電流為1.0A，內(nèi)部設(shè)置有過

70、流保護(hù)芯片過熱保護(hù)及調(diào)整管安全工作區(qū)保護(hù)電路，所以使用安全可靠。</p><p>　　圖3-12 開關(guān)電源電路圖</p><p>　　鍵盤輸入及顯示電路設(shè)計(jì)</p><p>　　顯示電路主要由2個(gè)數(shù)碼管、8緩沖數(shù)碼驅(qū)動(dòng)器74LS240以及I/O擴(kuò)展芯片8255組成。</p><p>　　可編程I/O接口芯片8255</p>&l

71、t;p>　?。?）8255內(nèi)部結(jié)構(gòu)</p><p>　　圖3-13 8255內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　由圖可知，8255具有3個(gè)可編程并行I/O端口，A口、B口和C口。這個(gè)8位I/O端口的功能完全有編程決定，但每個(gè)都有自己的特點(diǎn)。A口有三種工作方式：方式0、方式1、方式2。B口有兩種工作方式：方式0、方式1.</p><p>　　（2）8255引腳結(jié)構(gòu)及

72、功能</p><p>　　1）數(shù)據(jù)總線：D0-D7、PA0-PA7、PB0-PB7、PC0-PC7，此32條數(shù)據(jù)線均為雙向三態(tài)，其中D0-D7用于傳送CPU與8255之間的命令與數(shù)據(jù)，PA0-PA7、PB0-PB7、PC0-PC7分別與A、B、C3口對(duì)應(yīng)，用于8255與外設(shè)之間傳送數(shù)據(jù)。</p><p>　　2）控制線：、、RESET</p><p>　?。鹤x信號(hào)，

73、輸入信號(hào)線，低電平有效。當(dāng)這個(gè)引腳為低電平時(shí)，8255輸出數(shù)據(jù)或狀態(tài)信息到CPU，即CPU對(duì)8255A進(jìn)行讀操作。</p><p>　　:寫信號(hào)，輸入信號(hào)線，低電平有效。當(dāng)這個(gè)引腳為低電平時(shí)，8255接收CPU輸出的數(shù)據(jù)或命令，即CPU對(duì)8255A進(jìn)行寫操作。</p><p>　　RESET:復(fù)位信號(hào)，輸入信號(hào)線，高電平有效。此引腳為高電平時(shí)，所有8255內(nèi)部寄存器都清零，所有通道都設(shè)置為

74、輸入方式，24條I/O引腳為高阻狀態(tài)。</p><p>　　3）尋址線：、A0、A1</p><p>　　:片選信號(hào)，輸入信號(hào)線，低電平有效。當(dāng)這個(gè)引腳為低電平時(shí)，8255被CPU選中。</p><p>　　A0、A1：這是兩條輸入信號(hào)線，通常一一對(duì)應(yīng)接到地址總線的最低兩位A0和A1上。當(dāng)CS有效時(shí)，這兩位的4種組合00、01、10、11分別用來選擇A、B、C口和控

75、制寄存器，所以一片8255共有4個(gè)地址單元。</p><p><b>　　4）8255控制字</b></p><p>　　圖3-14 8255控制字框圖</p><p>　　2.數(shù)碼驅(qū)動(dòng)器74LS240</p><p>　　74LS240是原碼三態(tài)輸出的8緩沖數(shù)碼驅(qū)動(dòng)器，其管腳分布圖如圖示，G為控制端，又稱為使能端，其工

76、作原理如下：</p><p>　　當(dāng)G=0時(shí)，A輸入為低電平時(shí)，Y輸出也為低電平。</p><p>　　當(dāng)G=0時(shí)，A輸入為高電平時(shí)，Y輸出也為高電平。</p><p>　　當(dāng)G=1時(shí)，A無論輸入為低電平還是高電平，Y為高阻態(tài)。</p><p>　　圖3-15 74LS240引腳圖</p><p><b>　

77、　3.LED顯示器</b></p><p>　　由發(fā)光二極管組成的八段數(shù)碼管（LED）是單片機(jī)應(yīng)用產(chǎn)品中最常用的廉價(jià)輸出設(shè)備。它由8段發(fā)光二極管按一定的規(guī)律排列而成。當(dāng)某一發(fā)光二極管導(dǎo)通時(shí)，相應(yīng)的一個(gè)點(diǎn)或一個(gè)筆畫被點(diǎn)亮，控制不同的組合的二極管導(dǎo)通，就能顯示出各種字符。發(fā)光二極管的陽極連在一起的稱為共陽極顯示器，陰極連在一起的稱為共陰極顯示器，如圖3-16（b）所示。一位顯示器的8個(gè)發(fā)光二極管用a-g表

78、示，dp表示小數(shù)點(diǎn)的亮與暗。如圖3-17（a）所示。這種筆畫式的八段顯示器能顯示的字符較少，字符的形狀有些失真，但控制簡單，使用方便。系統(tǒng)的顯示器主要是顯示剩余時(shí)間。</p><p>　　74LS240是一個(gè)反向驅(qū)動(dòng)器，它把由8255輸出的電平信號(hào)進(jìn)行一次反向輸出低電平，這是由于顯示電路中的數(shù)碼管顯示器是共陰極所造成的。</p><p>　?。╝）外形結(jié)構(gòu)

79、（b）共陰極</p><p>　　圖3-16 八段數(shù)碼管圖</p><p><b>　　4.顯示電路設(shè)計(jì)</b></p><p>　　LED顯示器采用共陰極，由8255的PA口提供位選碼。PA口與8緩沖數(shù)碼驅(qū)動(dòng)器74LS240連接后再接入數(shù)碼管，PC口與兩個(gè)非門連接后接入數(shù)碼管，驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管顯示。</p><p>　　圖3

80、-17 顯示電路圖</p><p>　　5.8255與單片機(jī)接口電路設(shè)計(jì)</p><p>　　由單片機(jī)送出要顯示的信息到8255的PB口（PB口地端口地址是0FF7DH），通過PB0和PB1送出字符信息和時(shí)鐘，送出的字符信息通過非門并進(jìn)行輸出。其2位顯示器都收到字符信息，具體哪一位亮就取決于共極信號(hào)。這時(shí)就要由PA口（PA口地端口地址是0FF7CH）送出的共極信號(hào)來決定哪一位有效。PA口送

81、出的地址經(jīng)過74LS240反向來控制相應(yīng)的位點(diǎn)亮。具體的電路連接如圖3-9所示。</p><p>　　圖3-18 8255與單片機(jī)接口電路圖</p><p>　　3.2.6報(bào)警電路設(shè)計(jì)</p><p>　　在洗衣機(jī)運(yùn)行過程中起提示和報(bào)警的作用。根據(jù)程序安排和軟件設(shè)置，當(dāng)洗衣完成后，洗衣機(jī)將發(fā)出蜂鳴聲以提示用戶洗衣完成，具體電路如圖3-20所示。</p>

82、<p>　　圖3-19 報(bào)警電路圖</p><p><b>　　3.3本章小結(jié)</b></p><p>　　本章介紹了系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì)，由諧振式水位監(jiān)測(cè)模塊，驅(qū)動(dòng)控制模塊，LED顯示模塊，主控電路模塊，外圍設(shè)備模塊，電源模塊等部分組成，并詳細(xì)分析了各個(gè)模塊的組成及作用，介紹了所用主要芯片的特性及用法，并簡述了模塊設(shè)計(jì)時(shí)的注意事項(xiàng)。實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)洗衣機(jī)應(yīng)具備的

83、基本功能。</p><p><b>　　4 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　4.1 主程序</b></p><p>　　根據(jù)硬件設(shè)計(jì)要求，控制主程序流程圖如圖4-1示。洗衣機(jī)通電之后，單片機(jī)上電，首先進(jìn)行程序的初始化，包括定時(shí)器0、外部中斷0、外部中斷1的初始化，以及各參數(shù)初始值的設(shè)定。然后掃描K3、K

84、4、K5鍵的狀態(tài)，確定洗衣模式，洗衣機(jī)處于待命狀態(tài)，控制指示燈顯示洗衣模式，數(shù)碼管LED1和LED2顯示預(yù)設(shè)洗衣時(shí)間。當(dāng)發(fā)現(xiàn)啟動(dòng)鍵K1按下，洗衣機(jī)從待命狀態(tài)進(jìn)入工作狀態(tài)。完成進(jìn)水-洗滌-脫水-漂洗的循環(huán)過程。當(dāng)洗衣結(jié)束時(shí)，控制蜂鳴器發(fā)聲。表4-1為洗衣機(jī)系統(tǒng)控制表：</p><p>　　表4-1 洗衣機(jī)控制系統(tǒng)表</p><p>　　圖4-1 主程序流程圖</p><p

85、><b>　　進(jìn)水程序設(shè)計(jì)</b></p><p>　　當(dāng)P2.6=1時(shí)，打開進(jìn)水電磁閥開始進(jìn)水，當(dāng)水位到達(dá)要求時(shí)P1.5=0，即水位開關(guān)閉合，關(guān)閉進(jìn)水電磁閥，P2.6=0，進(jìn)水結(jié)束。</p><p>　　洗滌過程程序設(shè)計(jì) H</p><p>　　電機(jī)正反轉(zhuǎn)均為22s，間歇時(shí)間均為8s，具體見表4-1.</p><p&

86、gt;　　脫水、漂洗過程程序設(shè)計(jì)</p><p>　　脫水前先打開排水閥排水，然后啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)脫水，并保持排水閥開啟，然后停止脫水，接著根據(jù)所選擇的洗滌模式判斷漂洗次數(shù)的值，若為0則洗滌結(jié)束，開蜂鳴器報(bào)警，提醒洗滌結(jié)束；系統(tǒng)返回初始待命狀態(tài)；若不為0，則再次執(zhí)行進(jìn)水動(dòng)作，進(jìn)入下一循環(huán)。</p><p>　　4.2 鍵盤中斷子程序設(shè)計(jì)</p><p>　　圖4-1 鍵盤

87、中斷子程序流程圖及各洗衣機(jī)程序流程圖</p><p>　　4.3 內(nèi)部定時(shí)中斷程序設(shè)計(jì)</p><p>　　工作過程中所需的各種計(jì)時(shí)均具有定時(shí)器0定時(shí)中斷服務(wù)程序提供。單片機(jī)晶振頻率12MHz，定時(shí)器0選擇工作方式1，設(shè)置時(shí)間常數(shù)，每0.1s中斷一次。中斷處理程序流程圖如圖4-2所示。</p><p>　　圖4-2 內(nèi)部定時(shí)中斷流程圖</p><

88、p>　　4.4 外部中斷設(shè)計(jì)</p><p>　　為了防止外部電壓過高或過低對(duì)洗衣機(jī)的電器及控制硬件產(chǎn)生破壞，用外部中斷0進(jìn)行保護(hù)，如圖所示。當(dāng)電壓過高或過低時(shí)，引起外部中斷0，洗衣機(jī)停止一切動(dòng)作，進(jìn)入保護(hù)狀態(tài)。</p><p>　　用外部中斷1來實(shí)現(xiàn)洗衣過程停止工作。在洗衣過程中，當(dāng)暫停鍵按下時(shí)，引起外部中斷1，轉(zhuǎn)入中斷1處理程序。中斷1處理程序?qū)⑹瓜匆聶C(jī)停止工作，并將停止前地動(dòng)作

89、存儲(chǔ)起來。當(dāng)按下啟動(dòng)鍵時(shí)，洗衣機(jī)有恢復(fù)工作。程序設(shè)計(jì)流程圖如圖4-4和4-5所示：</p><p>　　圖4-3 外部中斷0程序流程圖 圖4-4 外部中斷1程序流程圖</p><p><b>　　4.5 本章小結(jié)</b></p><p>　　本章主要設(shè)計(jì)了基于AT89C51的全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的電控板設(shè)計(jì)，由主程序，鍵盤中斷

90、子程序，內(nèi)部定時(shí)中斷程序設(shè)計(jì)和外部中斷程序設(shè)計(jì)等部分組成。本人對(duì)每個(gè)部分都進(jìn)行了分析，畫出了程序流程圖，使得系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)思路清晰的呈現(xiàn)在讀者面前，簡單易懂。</p><p><b>　　5 結(jié)論</b></p><p>　　本畢業(yè)設(shè)計(jì)的基于單片機(jī)的全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)集中體現(xiàn)了電子信息技術(shù)在人們?nèi)粘Ｉ钪械膽?yīng)用。本章從硬件和軟件兩方面進(jìn)行了介紹。</p>

91、<p>　　系統(tǒng)硬件部分主要是對(duì)硬件各部分電力的設(shè)計(jì)，包括水位監(jiān)測(cè)模塊，驅(qū)動(dòng)控制模塊，LED顯示模塊，主控電力模塊，外圍設(shè)備模塊，電源模塊等部分，并詳細(xì)分析了各個(gè)模塊的組成及作用，介紹了所用主要芯片的特性及用法，簡述了模塊設(shè)計(jì)時(shí)的注意事項(xiàng)。軟件部分包括主程序，鍵盤中斷子程序，內(nèi)部定時(shí)中斷程序設(shè)計(jì)和外部中斷程序等部分。每個(gè)部分我都畫出了程序流程圖，使得系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)思路清晰地呈現(xiàn)在讀者面前，簡單易懂。但是由于個(gè)人水平能力有限

92、，論文設(shè)計(jì)上存在許多不足之處，有待于進(jìn)一步的改進(jìn)。</p><p>　　在科技高速發(fā)展的今天，基于單片機(jī)的全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)具有精度高、功能高、經(jīng)濟(jì)性好的特點(diǎn)。無論在提高產(chǎn)品質(zhì)量還是產(chǎn)品數(shù)量，節(jié)約能源還是改善勞動(dòng)條件等方面都顯示出無比的優(yōu)越性。目前中國洗衣機(jī)市場(chǎng)正進(jìn)入更新?lián)Q代期，市場(chǎng)潛力巨大，人們對(duì)于洗衣機(jī)的要求也越來越高，這就要求設(shè)計(jì)者們有更高的專業(yè)和設(shè)計(jì)水平，能夠提出更好的建議和新的課題，將人們的需要變成現(xiàn)

93、實(shí)，設(shè)計(jì)出更節(jié)能、功能更全面、更人性化的全自動(dòng)洗衣機(jī)。因此，設(shè)計(jì)出基于單片機(jī)的控制全自動(dòng)洗衣機(jī)的電控板設(shè)計(jì)具有很強(qiáng)的實(shí)用性。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 陳曉軍.基于PLC的投幣式洗衣機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì).機(jī)械制造與自動(dòng)化,2009</p><p>　　[2] 舒易茂.PLC在自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用.

94、科技信息(學(xué)術(shù)研究),2008</p><p>　　[3] 王琰.基于MCS-51單片機(jī)的洗衣機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì).自動(dòng)化與儀器儀表,2008</p><p>　　[4] 李志斌.PLC和變頻器在工業(yè)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用.電機(jī)與控制應(yīng)用,2008</p><p>　　[5] 曾璐.基于AT89C52單片機(jī)的洗衣機(jī)智能控制系統(tǒng).家電科技,2007</p>&

95、lt;p>　　[6] 曾璐.基于AT89C52單片機(jī)的洗衣機(jī)智能控制系統(tǒng).電子技術(shù),2006</p><p>　　[7] 李全利.單片機(jī)原理及應(yīng)用技術(shù).高等教育出版社,2004</p><p>　　[8] ZHANG D. Automated Biometrics-Technologies and Systems[M]. USA: KluwerAcademic Publishers,

96、2000</p><p>　　[9] 趙良炳.現(xiàn)代電力電子技術(shù)基礎(chǔ).清華人學(xué)出版社，2005</p><p>　　[10] 梅麗鳳、 王艷秋等.單片機(jī)原理及接口技術(shù).清華大學(xué)出版社，2008</p><p>　　[11] 王冠熙.全自動(dòng)洗衣機(jī)原理與維修.電子工業(yè)出版社，1998</p><p>　　附錄A 全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)程序</p

97、><p>　　﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍標(biāo)準(zhǔn)子程序﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍</p><p>　　K0： MOV R3，#12;洗衣時(shí)間設(shè)定</p><p>　　MOV 71H,#5;漂洗時(shí)間設(shè)定</p><p>　　MOV 72H,#3;脫水時(shí)間設(shè)定</p><p><b>　　JMP EXIT<

98、;/b></p><p>　　﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍輕柔子程序﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍</p><p>　　K1： MOV R3，#3;洗衣時(shí)間設(shè)定</p><p>　　MOV 71H,#3;漂洗時(shí)間設(shè)定</p><p>　　MOV 72H,#2;脫水時(shí)間設(shè)定</p><p><b>　

99、　JMP EXIT</b></p><p>　　﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍快速子程序﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍</p><p>　　K2: MOV R3，#4;洗衣時(shí)間設(shè)定</p><p>　　MOV 71H,#1;漂洗時(shí)間設(shè)定</p><p>　　MOV 72H,#2;脫水時(shí)間設(shè)定</p><p&

100、gt;<b>　　JMP EXIT</b></p><p>　　﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍8255初始化子程序﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍</p><p>　　INT18255： PUSH DPL</p><p><b>　　PUSH DPH</b></p><p><b>　　PUSH ACC&

101、lt;/b></p><p>　　MOV DPTR,#Z8255;命令/狀態(tài)地址</p><p><b>　　MOV A,89H</b></p><p>　　MOV DPTR,#0FFFFH</p><p>　　MOV @DPTR,A</p><p><b>　　RET</b

102、></p><p>　　﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍顯示子程序﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍</p><p>　　DISPLAY: PUSH DPL</p><p><b>　　PUSH DPH</b></p><p><b>　　PUSH ACC</b></p><p>　

103、　MOV DPTR,#Z8255</p><p>　　MOV A,#90；寫顯示命令，地址自動(dòng)加1</p><p>　　MOV @DPTR,A；命令送入</p><p>　　MOV R0，#30H；顯示數(shù)據(jù)地址</p><p>　　MOV DPTR,#D8255；數(shù)據(jù)口地址</p><p><b>　　MOV

104、 A,@R0</b></p><p>　　MOVX @DPTR,A；寫入顯示RAM</p><p><b>　　POP ACC</b></p><p><b>　　POP DPH</b></p><p><b>　　POP DPL</b></p>&l

105、t;p><b>　　RET </b></p><p>　　﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍報(bào)警子程序﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍</p><p>　　BAOJING: MOV 74H,#6；報(bào)警3分鐘設(shè)置</p><p>　　H0： MOV 75H,#240；0.5分鐘時(shí)間設(shè)置</p><p>　　H

106、1： MOV 76H,#250；0.125秒時(shí)間設(shè)置</p><p>　　H2： CPL P2.6</p><p>　　LCALL DELAY1；調(diào)用延時(shí)程序</p><p>　　DJNZ 76H,H2；判斷0.125秒延時(shí)時(shí)間到否？</p><p>　　DJNZ 75H,H1；判斷0.5分鐘定時(shí)時(shí)間到否？

107、</p><p>　　DJNZ 74H,H0；判斷總的報(bào)警時(shí)間到否？</p><p><b>　　RET</b></p><p>　　DELAY1： MOV 77H,#250</p><p>　　DJNZ 77H,$</p><p><b>　　RET</b>