基于_MCS-51單片機的洗衣機課程設(shè)計

1、課程設(shè)計引言從古到今，洗衣服都是一項難于逃避的家務(wù)勞動，而在洗衣機出現(xiàn)以前，對于許多人而言，它并不像田園詩描繪的那樣充滿樂趣，手搓、棒擊、沖刷、甩打這些不斷重復(fù)的簡單的體力勞動，留給人的感受常常是：辛苦勞累。1858年，漢密爾頓·史密斯制成了世界上第一臺洗衣機。1874年,“手洗時代”受到了前所未有的挑戰(zhàn)，美國人比爾·布萊克斯發(fā)明了世界上第一臺人工攪動洗衣機。1911年美國人又研制了世界上第一臺電動洗衣機。1920年美國的瑪依塔格公司又把洗衣機的木制桶改為鋁制桶體，第二年又把鋁制桶體改為外層鑄鋁、內(nèi)層為銅板的雙層結(jié)構(gòu)。1936年，他們又將搪瓷用于洗衣機桶體。與此同時，世界各

2、地也相繼出現(xiàn)了洗衣機。歐洲國家研究成功了噴流式洗衣機和滾筒式洗衣機。1932年后，美國一家公司研制成功了第一臺前裝式滾筒全自動洗衣機，洗滌、漂洗和脫水都在同一個滾筒內(nèi)自動完成，使洗衣機的發(fā)展躍上了一個新臺階。這種滾筒洗衣機，目前在歐洲、美洲等地得到了廣泛的應(yīng)用。第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束后，洗衣機得到了迅速的發(fā)展，研制出具有獨特風格的波輪式洗衣機。這種洗衣機由于其波輪安裝在洗衣桶底，又稱渦卷式洗衣機。近幾十年，在工業(yè)發(fā)達國家，全自動洗衣機制造技術(shù)又得到迅速發(fā)展，其年總產(chǎn)量及社會普及率均以達到相當高得水平。1節(jié)洗衣機控制器的概述1.1課題開發(fā)背景隨著人民生活水平的提高，越來越多的人需要用洗衣機。現(xiàn)在洗衣

3、機越來越高度自動化，只要衣服放入洗衣機，簡單的按兩個鍵，就會自動注水，一些先進的電腦控制洗衣機，還能自動的感覺衣物的重量，自動的添加適合的水量和洗滌劑，自動的設(shè)置洗滌的時間和洗滌的力度，洗滌完以后自動的漂洗甩干，更有些滾筒洗衣機還會將衣物烘干，整個洗衣的過程完成以后還會用動聽的音樂聲提醒用戶，用戶可以在洗衣的過程做其它的事，節(jié)省了不少的時間?？傊恳豁椉夹g(shù)的進步極大地推動了洗衣過程自動化程度的提高。1.2目的意義 本次設(shè)計的洗衣機摔制器是為了滿足不同用戶的不同需求。同時也將計算機摔制技術(shù)用到了實際生活中，最重要的是將所學的東西運用化。1.3國內(nèi)外現(xiàn)狀及水平全自動洗衣機根據(jù)結(jié)構(gòu)不同可分為波輪式

4、全自動洗衣機(也叫套桶式全自動洗衣機)、滾筒式全自動洗衣機和攪拌式全自動洗衣機三大類。波輪式、滾筒式、攪拌式全自動洗衣機分別占全球洗衣機市場份額的33、52和15。攪拌式洗衣機目前還沒有進入我國市場，以下儀對波輪式和滾筒式兩種洗衣機進行討論。(1)滾筒式洗衣機更好地軟化衣物纖維，減小洗滌過程中衣物的損傷和變形，并且還可以使洗后的衣物柔軟而蓬忪：提高溫度來洗滌可充分溶解洗衣粉，加快洗衣粉中弱酸性物質(zhì)與污物化學反應(yīng)速度，提高沈衣粉中酶的活性，同時有利于溶解汗?jié)n、血漬、降低灰塵、油污的粘附作用，從而可在同樣的沈凈比下(注：沈凈比是國家對沈衣機的質(zhì)量考核標準中的一個基本指標)，可大幅度降低洗滌過程對機

5、械外力的需求： (2)高溫能有效地殺死些細菌。 加溫沈滌的波輪式沈衣機無論怎樣的水流，要達到一定的沈凈比，就必須有足夠的機械力，而機械力對衣物是有損傷的，這就注定了波輪式沈衣機的磨損率人人高于滾筒式洗衣機。 各種新水流基本原理是一樣的，就是盡量以紊亂的水流減少衣物的纏繞，增大水流的沖刷力用于洗滌，與以前依靠衣物與桶壁和衣物相互之問的摩擦方式相比，水流沖刷對衣物的損傷較小。 (3)波輪式沈衣機因為滾筒式機的價格人人高十波輪式機，所以波輪式機仍受到普遍歡迎。 關(guān)于水流：現(xiàn)存波輪式全自動洗衣機的宣傳重點放存新水流上，如LG的拳擊棒、松下的雙瀑布、榮事達的網(wǎng)絡(luò)水流等，但正如上面說到過的，各個廠家是用小

6、同的方法實現(xiàn)同一個目標，實際效果也差小多，所以小必太在意。關(guān)于程序控制器：新推山的波輪式仝自動沈衣機均采用甲片機程序控制器，原來的機械式程序控制器基本上已被淘汰。各廠家生產(chǎn)的各種型弓的波輪式全自動洗衣機的控制程序有所不同，最少的也有好兒個控制項，每一項又有幾種不同的洗滌程序可供選擇，足以滿足不同的洗滌要求，所以沒有必要考慮這個問題。存模糊控制的洗衣機中，單片機通過采集水位傳感器、布量傳感器、光傳感器的信號以及電動機的轉(zhuǎn)速，判斷出衣物的質(zhì)地、多少、骯臟程度，從而自動調(diào)整對衣物進行合理的沈滌，缺點是價格太貴。關(guān)丁不銹鋼內(nèi)桶：采用不銹鋼內(nèi)桶的目的是為了減小衣物和內(nèi)桶壁的摩擦力，從而減輕衣物的磨損，選

7、購時應(yīng)予以考慮。關(guān)于同心洗：同心洗是直接把電動機軸與洗衣桶主軸同心安裝，直接驅(qū)動。這樣在沈滌，特別是脫水的時候沈衣桶震動減小，使噪聲得以降低。但要I說這樣會延長沈衣機的壽命是不正確的。 至丁變頻洗衣機，其一是可以對不同質(zhì)地的衣物自動選用不同的電動機轉(zhuǎn)速，從而給不同質(zhì)地的衣物以恰當?shù)南礈鞆姸?，在保證洗得干凈的同時，最大限度地降低衣物的磨損。其二是可以存脫水甩干時，由慢到快地啟動，使衣物在桶內(nèi)分布均勻，脫水效果好，同時由于衣物均勻地分布存洗衣桶的四周，洗衣桶的重心落在軸心上，可以減小震動，降低噪聲，這當然是有好處的。缺點也是價格太貴。 現(xiàn)在已經(jīng)有廠家開發(fā)出了不需要使用洗滌劑的洗衣機，還有的廠家開發(fā)

8、出了更迷你的旅行洗衣機，小到可以在出外旅行的時候隨身攜帶，為了更方便的操作有的廠家還開發(fā)出了可以遠程控制的洗衣機，這么樣?是不是看的眼花繚亂，將來的洗衣機會朝著使用更方便、更加節(jié)能、更加個性化的方向發(fā)展。1.4 設(shè)計任務(wù) (1)主要內(nèi)容：設(shè)計一個用單片機控制的洗衣機控制器.以單片機為主控制器，擴展必要的外部電路，沒計制作一個洗衣機控制器。 洗滌按鈕標準：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。 洗滌時洗滌指示燈閃爍；漂洗時漂洗指示燈閃爍；脫水時脫水指示燈閃爍。 有啟動暫停按鈕控制：第一次啟動，標準

9、洗滌；工作時按此按鈕暫停，再按則恢復(fù)工作；有電源開關(guān)。洗滌、漂洗22秒正轉(zhuǎn)，停8秒，反轉(zhuǎn)22秒，停8秒。2 硬件設(shè)計21洗衣機控制器的外部設(shè)計21.l洗衣機控制器控制面板的設(shè)計洗衣機控制面板豐要包括：啟動停止、電源、標準、輕柔、快速、水位選扦按鈕。完成次洗農(nóng)過程所需的動作有；(1)進水動作進行洗滌時，盛水桶內(nèi)的水量必須達到水位設(shè)定要求。洗衣機的進水和水位判斷，是由水位開關(guān)和 進 水閥的開合來進行控制的，當桶內(nèi)沒有水或水量達小到設(shè)定水位時，單片機程序?qū)⒖刂七M水閥閉合，開始注水，當桶內(nèi)的水位達到設(shè)定水位時，水位開關(guān)受壓閉合，程序就可 進入下步處王甲。(2)排水動作進入脫水動作前應(yīng)先排水。為了避免空

10、排水造成時間浪費以及排水不完而帶水脫水造成對電機的損害。洗農(nóng)機能夠根據(jù)實際水量對排水時間進動態(tài)控制。(3)洗滌動作洗滌動作指的是電機周期性的“正轉(zhuǎn)一停止一反轉(zhuǎn)一停止”。不同的洗衣過程，控制電機執(zhí)行“ 正轉(zhuǎn)一停止一反轉(zhuǎn)一停止”的時間是小同的(4)其它動作洗農(nóng)機控制器在此控制面板上還配有啟動停止電源、標準、輕柔、快速、水位選擇按鈕。212硬件設(shè)計框圖 洗衣機控制系統(tǒng)運片的是AT89c51單片機，其?？刂频膶ο蟀ǎ哼M水閥、排水閥、電機。這些被控劉象是需要根據(jù)不同的沈衣程序來設(shè)定它們的不同工作狀況和工作時問的，進水閥和排水閥的控制還需要水位檢測，同時需要數(shù)碼管顯示不同的工作狀態(tài)及運行剩余時間。發(fā)光二

11、極管用來指示洗滌速度和脫水速度；按鍵用來控制程序的運行和設(shè)置洗滌速度和脫水速度。 下面是洗農(nóng)機控制器系統(tǒng)框圖： 圖2.1.2洗農(nóng)機控制器系統(tǒng)框圖相應(yīng)的操作程序，通過電路處理后，輸出各種電路控制信號，使洗衣機自動完成程序操作過程。如果單片機自身出故障、或控制電路傳送給單片機的信息不正確，沈衣機就不能正常工作。（1）直流電源電路這是為單片機及其外控制電路提供曉以電壓 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、可控硅觸發(fā)電路、顯示電路等。（2）復(fù)位電路此電路的作用是復(fù)位。在單片機接上電源以后，或電源出現(xiàn)過低電壓時，將單片機存儲器復(fù)位，使其

12、各項參數(shù)處于初始位置，即處于開機時的標準程序狀態(tài)，以消除由于某種原因的程序紊亂。（3）時鐘 電路由晶振元件與單片機內(nèi)部電路組成，產(chǎn)牛的振蕩頻率為單片機提供時鐘信 號，供單片機信號定時和訓時。（4）按鍵輸入電路按鍵開關(guān)按定的矩陣排列，當按鍵被按動時，其接通的信號將輸送到單片機。單片機對應(yīng)地調(diào)出內(nèi)部軟件進行工作，使洗衣機進入相應(yīng)的洗滌程序。（5）顯示電路顯示電路由發(fā)光一極管按一定的矩陣排列而成，它是程序控制系統(tǒng)向用戶直接觀察到沈衣機的工作狀態(tài)的窗口。預(yù)設(shè)工作程序時，可根據(jù)指示燈的閃亮來判斷洗衣機是否接受了指令；還可以通過批示燈的顯示來判斷洗衣機工作是甭正常。（6）負載驅(qū)動電路該電路多由雙向可控硅及

13、觸發(fā)電路組成。雙各可控硅作為無觸點開關(guān)控制電機等負載的通斷及運行。單片機根據(jù)按鍵輸入指令或接收到的檢測信號，輸出相應(yīng)的控制信號，控制可控硅觸發(fā)電路的導通，使電機等負載得電運轉(zhuǎn)。電機控制軟件流程圖圖2.1.2電機控制軟件流程圖22系統(tǒng)硬件221強中弱三檔開關(guān)通過強中弱三檔開關(guān)電路來實現(xiàn)對不同量衣物的洗滌控制，合理利用電能，符合現(xiàn)代化節(jié)能標準。圖2.2.1強中弱三檔開關(guān)電路222水位檢測電路水位檢測模塊通過水位傳感器實現(xiàn)對桶內(nèi)水位的檢測。水位傳感器內(nèi)部存在LC振蕩電路，當水壓改變后電容值也會隨之改變，從而影響水位傳感器的輸出頻率，不同的水位對應(yīng)一個吲定的頻率值。本課題采用sw 1 型水位傳感器，在

14、零水位時輸出頻率為268kHz，隨著水位的升高水位傳感器輸出的頻率會之減小，當達到本課題設(shè)計的最高水位390mm時輸出頻率為22 57kHz。將水位傳感器的輸出連接到水位檢測電路如圖2.2.2所示：圖2.2.2水位檢測電路223電機正反轉(zhuǎn)電路控制洗滌過程，洗滌動作洗滌動作指的是電機周期性的“正轉(zhuǎn)一停止一反轉(zhuǎn)一停止”。不同的洗衣過程，控制電機執(zhí)行“ 正轉(zhuǎn)一停止一反轉(zhuǎn)一停止”的時間是小同的圖2.2.3電機正反轉(zhuǎn)電路23各芯片介紹2.3.1 MCS-51單片機介紹各類單片的指令系統(tǒng)各不相同，功能各有所長，而市場占有率最高的是Mcs51系列，并且還在不斷推出功能更強的新產(chǎn)品，因此基于學習與實際設(shè)計的需

15、要本次設(shè)計我選用Mcs51系列單片機作為洗衣機控制器的主控芯片。 如今的市場上為我們提供了豐富多彩的單片機產(chǎn)品。從宏觀上講，有RISC和CISC兩大類型；從微觀上說，有Intel、Motorola、Philips、Microchip、EMC、NEC等公司的相關(guān)產(chǎn)品。盡管常說，單片機是將中央處理器CPU、存儲器和I/O接口電路等主要功能部件集成在一塊集成電路芯片上的微型計算機，但由于工藝和其它方面的原因，很多功能部件并未集成在單片機芯片內(nèi)部。于是，用戶通常的做法是根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計的需要在外圍擴展功能芯片。隨著集成電路技術(shù)的快速發(fā)展和“以人為本”思想在單片機設(shè)計上的體現(xiàn)，很多單片機生產(chǎn)廠家充分考慮到用

16、戶的需求，將一些常用的功能部件，如A/D(模/數(shù)轉(zhuǎn)換器)、D/A(數(shù)/模轉(zhuǎn)換器)、PWM(脈沖產(chǎn)生器)以及LCD(液晶)驅(qū)動器等集成到芯片內(nèi)部，盡量做到單片化；同時，用戶還可以提出要求，由廠家量身定作(SOC設(shè)計)或自行設(shè)計。8051單片機: 8051單片機最早由Intel公司推出,其后,多家公司購買了8051的內(nèi)核,使得以8051為內(nèi)核的MCU系列單片機在世界上產(chǎn)量最大,應(yīng)用也最廣泛,有人推測8051可能最終形成事實上的標準MCU芯片4.單片機的主要特點是：單片機內(nèi)集成存儲區(qū)有存儲器，由于受到體積的限制，容量不大，但是可以根據(jù)需要進行擴展；單片機內(nèi)的程序存儲器ROM和數(shù)據(jù)存儲器在空

17、間上分開，采用不同的尋址方式，使用兩個不同的地址指針PC及DPTR。另外，用戶根據(jù)需要可以擴展程序存儲器及數(shù)據(jù)存儲器，這時CPU可以進行操作的存儲器就分成四個區(qū)域：內(nèi)部程序存儲器、外部程序存儲器、內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器和外部數(shù)據(jù)存儲器；單片機的輸入和輸出接口在程序的控制下都可有第二功能；單片機的內(nèi)部有一個是全雙工的串行接口，可同時發(fā)送和接收，有兩個物理上獨立的接收、發(fā)送緩沖器SBUF,有四種工作方式；單片機內(nèi)部有專門的位處理機（布爾處理機），具有較強的位處理功能4。IO 口的數(shù)量和功能是選用單片機時首先要考慮的問題之一，根據(jù)實際需要確定數(shù)量，IO多余不僅芯片的體積增大，也增加了成本。對于驅(qū)動能力來說，

18、驅(qū)動電流大的單片機可以簡化外圍電路。多數(shù)單片機提供23個定時計數(shù)器，有些定時計數(shù)器還具有輸入捕獲、輸出比較和PWM(脈沖寬度調(diào)制)功能，利用這些模塊不僅可以簡化軟件設(shè)計，而且能少占用 CPU 的資源?，F(xiàn)在還有不少單片機提供了看門狗定時器 (WDT) ，當單片機“死機”后可以自動復(fù)位。選用時可根據(jù)自己的需要和編程要求進行選擇，不要片面追求功能多，用不上的功能就等于金錢的浪費。單片機常見的串行接口有：標準UART接口、增強型UART接口、I2C總線接口、CAN總線接口、SPI接口、USB接口等。大部分單片機都提供了UART接口，也有部分單片機沒有串行接口5?，F(xiàn)在不少單片機內(nèi)部提供了AD轉(zhuǎn)換器、PW

19、M輸出和電壓比較器，也有少量的單片機提到了DA轉(zhuǎn)換器。單片機集成片內(nèi)AD轉(zhuǎn)換器的同時，還集成了采樣保持電路，使用戶容易建立精密的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。PWM模塊可用來產(chǎn)生不同頻率和占空比的脈沖信號?？煞奖銓崿F(xiàn)DA輸出功能。PWM輸出模塊也可以用來實現(xiàn)直流電機的調(diào)速等功能。單片機內(nèi)部集成的電壓比較器可以實現(xiàn)多種功能，例如作閾值檢測，實現(xiàn)低成本的AD轉(zhuǎn)換器等5。這也是一個很實際的問題，如果有兩種單片機都能解決問題，當然選一種你熟悉的品種。在大多數(shù)情況下大家往往優(yōu)先考慮選擇 51 系列的單片機。在未來相當長的時間內(nèi)，都將維持這種群雄并起、共性與個性共存的局面。究其原因，主要有以下兩點。首先，以80C51為代

20、表的單片機的基礎(chǔ)地位不會動搖。這是因為80C51的架構(gòu)和指令系統(tǒng)為后來的單片機提供了參考基準和強大支持，它們由于先天的優(yōu)勢，在80C51的基礎(chǔ)上揚長避短，以用戶需要為根本，在市場上受到歡迎。總之，80C51作為共性的代表會與個性化的產(chǎn)品相互依存，共同發(fā)展，將會給用戶帶來更大的實惠與方便6。單片機常見的封裝形式有： DIP( 雙列直插式封裝 ) 、 PLCC(PLCC 要對應(yīng)插座 ) 、 QFP(四側(cè)引腳扁平封裝 ) 、 SOP( 雙列小外形貼片封裝 ) 等。綜合上述，選擇51系列就是很好的，我們學過而且是現(xiàn)在最常用的單片機，當然若是單片機上帶有PWM功能會將硬件簡化不少，但是這樣軟件上就要很復(fù)

21、雜。80C51是在MCS-51系列8051的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，因此兼容、改進和增強是我們對8051和80C51進行比較的主要內(nèi)容。首先，與8051兼容是對80C51最基本的要求，以確保8位單片機MCS-51系列的繼續(xù)發(fā)展。兼容應(yīng)該包括指令、引腳信號和封裝以及總線的兼容則確保兩者在系統(tǒng)擴展和接口方面的一致性，有利于系統(tǒng)的開發(fā)和應(yīng)用。其次，80C51的最大的改進是在芯片的半導體工藝上。早期的MCS-51系列芯片采用HMOS工藝，即高密度短溝道MOS工藝，而80C51芯片則采用CHMOS工藝，即互補金屬氧化物的HMOS工藝。CHMOS是CMOS和HMOS的結(jié)合，除保持HMOS的高速度和高密度之外，還

22、具有CMOS低功耗的特點。例如8051的功耗為630mW，而80C51的功耗只有120mW，這樣的低功耗，用一粒紐扣電池就可以工作。低功耗對單片機芯片在便攜式、手提式或者野外作業(yè)的儀器儀表設(shè)備上使用十分有利。第三，80C51在功能增強方面也很突出。80C51芯片增加了待機和掉電保護兩種工作方式，以保證單片機在掉電的情況下，能以最低的能耗電流維持。最后，在80C51系列芯片中，內(nèi)部程序存儲器除了ROM和EPROM型之外，還有E²PROM型，例如89C51中就有4KB的E²PROM。并且隨著集成技術(shù)的提高，80C51系列芯片片內(nèi)程序存儲器的容量也越來越大，64KB的芯片已經(jīng)廣泛

23、的應(yīng)用了。許多的80C51芯片的存儲器還具有程序存儲器保密機制，以防止應(yīng)用程序的泄密或者被復(fù)制6。2.4 MCS-51單片機的管腳圖和各個管腳的作用 圖2.4 80C51的管腳圖80C51是典型的40管腳雙列直插式集成電路芯片，其中各個引腳的功能如下所示：(1) 信號引腳的功能介紹 輸入/輸出口線P0.0P0.7 P0口的8位雙向口線；P1.0P1.7 P1口的8位雙向口線；P2.0P2.7 P2口的8位雙向口線；P3.0P3.7 P3口的8位雙向口線。 ALE 地址鎖存控制信號在系統(tǒng)擴展時，ALE用于控制把P0口輸出的低8位地址送入鎖存器鎖存起來，以實現(xiàn)低位地址和數(shù)據(jù)的分時傳送，此外由于AL

24、E是以六分之一的晶振頻率的固定頻率輸出正脈沖，因此可作為外部時鐘或外部定時脈沖使用。 外部程序存儲器選通信號在讀外部的ROM時有效（低電平），以實現(xiàn)外部ROM單元的讀操作。 訪問程序存儲器控制信號當信號為低電平時，對ROM的讀操作限定在外部程序存儲器；而當信號為高電平的時候，則對于ROM的讀操作是從內(nèi)部程序存儲器開始，并可以延續(xù)至外部程序存儲器。 RST 復(fù)位信號當輸入的復(fù)位信號延續(xù)2個機器周期以上高電平時即為有效，用以完成單片機的復(fù)位操作。 XYAL1和XTAL2 外接晶體引線端當使用芯片內(nèi)部時鐘時，此二引線端用于外接石英晶體和微調(diào)電容；但是當使用外部時鐘脈沖信號。 VSS 地線 VCC +

25、5V電源以上就是80C51單片機芯片的40條引腳的定義及簡單說明。(2) 信號引腳的第二功能由于工藝及標準化等原因，芯片的引腳數(shù)目是有限的，例如MCS-51系列芯片引腳數(shù)目40條，但單片機為實現(xiàn)其功能所需要的信號數(shù)目卻遠遠超過此數(shù)，因此就出現(xiàn)了供需矛盾。 EPROM存儲器程序固化所需要的信號有內(nèi)部EPROM的單片機芯片，如87C51，為寫入程序需提供專門的編程脈沖和編程電源，它們是由信號引腳的第二功能的形式提供的，即：編程脈沖： 30腳（ALE/PROG）編程電源：（25V）31腳（/VPP） 備用電源的引入MCS-51單片機的備用電源也是以信號引腳的第二功能方式由9腳（RST/VPD）引入的

26、。當電源發(fā)生故障的時候，電源下降到下限值時，備用電源經(jīng)此端向內(nèi)部的RAM提供電壓，以保護內(nèi)部RAM信息不會丟失。表2.4 P3口線的第二功能口線 第二功能 信號名稱 P3.0RXD串行數(shù)據(jù)接收 P3.1 TXD串行數(shù)據(jù)發(fā)送 P3.2 外部中斷0的申請 P3.3 外部中斷1的申請 P3.4 T0定時器/計數(shù)器0計數(shù)輸入 P3.5 T1定時器/計數(shù)器1計數(shù)輸入 P3.6 外部RAM的寫通道 P3.7 外部RAM的讀通道(3) 最后，引腳的第一、第二功能是不會在用的時候混淆的，因為： 對于各種型號的芯片，所有管腳的第一功能信號是相同的，所不同的是引腳的第二功能信號上。 對于9、30和31各個引腳，由

27、于第一功能信號與第二功能信號是單片機在不同的工作方式下的信號，因此不會發(fā)生使用上的矛盾。 P3口線的情況卻有所不同，它的第二功能信號都是單片機上的重要控制信號，因此，在實際使用的時候，總是先按照需要優(yōu)先選用它的第二功能，剩下不用的再考慮作為口線使用。2.5 單片機的復(fù)位與震蕩電路根據(jù)應(yīng)用的要求，用到單片機，為了可靠的復(fù)位要外加一個復(fù)位電路。復(fù)位操作通常有：上電復(fù)位和上電或開關(guān)復(fù)位。工作原理是通電時，電容兩端相當于是短路，于是RST引腳上為高電平，然后電源通過電阻對電容充電，RST端電壓慢慢下降，降到一定程度，即為低電平，單片機開始正常工作。上電復(fù)位的時間常數(shù)要在10ms以上，才能保證上電，一般

28、可以取電容的大小為10F，電阻為8.8K。圖2.5 80C51 的復(fù)位與震蕩電路Imel8279芯片是種通用可編程的鍵盤、顯示，單個芯片就能完成鍵盤輸入和LED自動顯示控制兩種功能。內(nèi)含8個寧符的鍵盤輸入F1FO，16個寧節(jié)的顯不RAM。鍵盤部分提供的掃描方式，可以顯示_和具有 64個按鍵或傳感器的陣列。能白動清除開關(guān)抖動以及N鍵同時按下的保護。顯示部分按掃描力式ll作，可以顯示8或16位LED數(shù)碼管。(1)8279的引腳及功能8279芯片采用雙列直插式封裝，各引腳排列如圖23所示A0：地址輸入線，A0一O為數(shù)據(jù)口地址，A0一l為命令 狀態(tài)口地址。D7D0：雙向數(shù)據(jù)線，三態(tài)，用于與CPU之間的

29、命令數(shù)據(jù)傳送。CLK：時鐘輸入線，用于8279的時鐘輸入，以產(chǎn)生內(nèi)部定時的時鐘脈沖，其l作頻率為1KMz， 般由CPU的ALE信號分頻得到。CS：片選輸入線，低電半有效。RD：讀信號輸入控制線，低電平有效。WR：寫信號輸入線，低電平有效。INT：rr斷請求輸出線，高電平有效。在鍵盤_作方式卜，當FTFO傳感器RAM巾有數(shù)據(jù)時，輸出高電平，在FIFO傳感器RAM每次讀出時， 卜降為低電平工作方式，若在RAM中還有信息，則義變?yōu)楦唠娖?。在傳感器工作方式中，每當探測到傳感器信號變化時。中斷線就變?yōu)楦唠娖?。sLOsL3：掃捕輸出線，用來掃捕按鍵開關(guān)、傳感器陣列和顯示。RL0RL7：回送輸入線，按鍵或傳

30、感器掃描時，回送掃描狀態(tài)。其內(nèi)部有上拉電阻，使之保持為高電平，當有按鍵閉合時，對應(yīng)的回送輸入線變?yōu)榈碗娖健?SHIFT：換擋輸入線，高電半有效，用于鍵盤上下?lián)豕δ茉O(shè)置，在傳感器工作方式中，輸入無效。 CNTL在鍵盤工作方式時，常用來擴展開關(guān)的控制功能。 OA3OAO及OB3OBO：A組顯示輸出線和B組顯示輸出線，輸出與掃描線sL0sL3同步，可被獨立控制輸出。BD：消隱信號輸出線，低電平有效，也可看成一個8位端口控制輸出。在顯示信息切換時。不使切換信息輸出仝LED上顯不。 VCC：+5v電源輸入線。 VSS：地線輸入線。 命令及命令格式 8279有三種I作方式：鍵盤l作方式、顯示_ll作方式和

31、傳感器_ll作方式。鍵盤工作方式：雙鍵互鎖和 N鍵輪回。雙鍵互鎖是指當有兩個以卜按鍵同時按下時，只 能識別最后一個被放的按鍵，并把其鍵值送入內(nèi)部FlFO RAM中。N鍵輪回是指當有多個按鍵 同時按下時，所有按鍵的鍵值均可按掃描順序依次存入FIFORAM中。 顯示_l_作方式：是指當CPU輸入至8279內(nèi)部FIFO RAM的數(shù)據(jù)的輸出格式，有8個字符芹端入口顯示、8個字符右端入口顯示、16個字符芹端入口顯示、16個字符右端入口顯示四種方式。 傳感器工作方式：是指掃描傳感器陣列時，一旦發(fā)現(xiàn)傳感器的狀態(tài)發(fā)生變化就置位INT向CPU申請中斷。選擇不 同的工作方式均是通過CPU對8279送入命令來進行控

32、制。8279共有8種命令，命令寄存器為8位，其巾D7D5為命令特征位，D4D0為命令的控制位。CPU對8279寫入的命令數(shù)據(jù)為命令字，讀出的數(shù)據(jù)為狀態(tài)字。3 調(diào)試3.1 硬件調(diào)試單片機應(yīng)用系統(tǒng)的硬件調(diào)試和軟件調(diào)試是分不開的，許多硬件故障是存調(diào)試軟件時發(fā)現(xiàn)的，但通常是先排除系統(tǒng)中明顯的硬件故障后才和軟件結(jié)合起來調(diào)試。常見的硬件故障有：邏輯錯誤：樣機硬件的邏輯錯誤是由丁設(shè)計錯誤和加工過程中的工藝性錯誤所造成的。這類錯誤包括：錯線、開路、短路、相位等。元器件失效：元或怎能不符合要求；方向裝反、二極管極器件失效的原因包括兩個方面， 方面是器件本身已損壞另方面是組裝過程中造成元器件失效，如電解電容方面性

33、接反、集成電路或排電阻方向錯誤、三極管引腳接錯等可靠性差：引起系統(tǒng)不可靠的因素很多，如金屬化孔、接插件接觸不良會造成系統(tǒng)時好時壞，經(jīng)不起振動；內(nèi)部和外部的干擾、電源紋波系統(tǒng)過人、器件負載過大或熱穩(wěn)定性差等造成邏輯電平不穩(wěn)定；另外，走線和布局的不合理等也會引起系統(tǒng)可靠性差。電源故障：若樣機中存在電源故障，!J!IJ加電后將造成器件損壞。電源故障包括：電壓值不符合設(shè)計要求，電源引出線和插座不對應(yīng)，電源功率不足，負載能力差等。更件的調(diào)試方式有：脫機調(diào)試：脫機調(diào)試是存樣機加電之前，先用萬用表等工具，根據(jù)硬件電氣原理圖和裝配圖仔細檢查樣機的正確性，并核對元器件的型號、規(guī)格和安裝是否符合要求。就特別注意電

34、源的走線，防止 電源之間的短路和極性錯誤，并重點檢查擴展系統(tǒng)總路線是否存在相互間的短路或與其它信號線的短路。對于樣機所用電源事先必須單獨調(diào)試，調(diào)試好后，檢查其電壓值、負載能力、極性等均符合設(shè)計要求，才能加到系統(tǒng)的各個部件上。在不插芯片的情況下，加電檢查各插件上引腳的電位，仔細測量各點電位是否正常，尤其應(yīng)注意甲片機插座上的電位是否正常，若有高壓，可能損壞仿真機。聯(lián)機調(diào)試：通過脫機調(diào)試可排除一些明顯的硬件故障。有些硬件故障還是要通過聯(lián)機調(diào)試才能發(fā)現(xiàn)和排除3.2 軟件調(diào)試軟件調(diào)試與所選用的軟件結(jié)構(gòu)和程序設(shè)計技術(shù)有關(guān)。如果采用模塊化程序發(fā)計技術(shù)，則逐個模塊調(diào)好以后，再進行系統(tǒng)程序總調(diào)試。調(diào)試子程序時，

35、一定要求符合現(xiàn)場環(huán)境，即入口條件和出口狀態(tài)。調(diào)試的手段可采用單步運行方式和斷點運行方式，通過檢查用戶系統(tǒng)CPU的現(xiàn)場、RAM的內(nèi)容和IO口的狀態(tài)，檢測程序執(zhí)行結(jié)果是否符合設(shè)計要求。通過檢測，可以發(fā)現(xiàn)稃序中的死循環(huán)錯誤、機器碼錯誤及轉(zhuǎn)換地址錯誤，同時也可以發(fā)現(xiàn)用戶系統(tǒng)中的硬件故障、軟件算法及硬件設(shè)計錯誤。在調(diào)試過程中逐步調(diào)整用戶系統(tǒng)的軟件和硬件。各程序模塊調(diào)試好后，可以把相關(guān)的功能模塊聯(lián)合起來起進行整體綜合調(diào)試。存這個階段若發(fā)生錯誤，可以考慮各子程序存運行時是否存破壞現(xiàn)場，緩沖區(qū)數(shù)據(jù)是否發(fā)生變化，標志位的建立和清除是否影響其它標志位的變化，堆棧區(qū)的深度是否小夠，輸入設(shè)備的狀態(tài)是否正常等。單步和斷

36、點調(diào)試后，還應(yīng)進行連續(xù)調(diào)試，因為單片機的運行是在嚴格的時序下進行的，單步運行成功并不代表連續(xù)運行成功。待全部調(diào)試完成后，應(yīng)反復(fù)運行多次，除了觀察穩(wěn)定性之外，還要考慮仿真條件是否與實際相符，如晶振頻率是否與樣機一致，所使用CPU資源是否與實際CPU資源相符等等。如調(diào)試時采用52系統(tǒng)CPU，并且程序中使用RAM地址80HFFH，而目標程序?qū)懭?1系列就不 能正常運行程序。在全部調(diào)試和修改完成后，將目標程序用相應(yīng)設(shè)備寫入程序存儲器，插入仿真板，一般可能正常運行，至些軟硬件高度完畢。4 仿真實驗與結(jié)果分析啟動電源后，按弱洗按鍵，仿真結(jié)果如下圖4.1仿真電路仿真結(jié)果，電機正常運行，LED顯示器不亮，實驗

37、結(jié)果本應(yīng)實現(xiàn)強中弱三檔更迭洗滌和排水，但發(fā)動機通電而不運轉(zhuǎn)，顯示燈也不靈，沒有達成實驗成果，仔細檢查原理和程序，幾番修改，因?qū)W生水平有限，沒能找出問題所在。隨后依次按下強洗，漂洗，甩干后，仿真圖無變化。結(jié)束語 從12月17日到12月31日，在這為期兩個星期里，通過對課程設(shè)計論文的方案設(shè)計與提出，程序的設(shè)計與編程。使我對大學所學的知識有了一個清晰明確的總體概括，雖然最后仿真實驗未能成功，但還是讓我學到了很多，亦讓我明白還很需要學習。當然，通過本次課題設(shè)計，我了解到洗衣機控制器的主要設(shè)計思路，鞏固了自己所學電氣控制方面的大量學科知識，也加深了諸如PROTEL office辦公軟件特殊功能等。課程設(shè)

38、計論文所需要的必須輔助技能的使用熟練程度，另外還有專門值得一提的是對新生事物的熟悉和迅速掌握其特性規(guī)律、結(jié)構(gòu)原理及相關(guān)功能作用的認知能力有了大幅提高，這是關(guān)鍵的，也是我最看重的，最珍惜的。同時，也了解到洗衣機控制器系統(tǒng)具體步驟措施、這其中的要點難點、技術(shù)處理，和作為主控制器的AT89c5l單片機的工作原理以及電源電路的內(nèi)部功能結(jié)構(gòu)，完成本次設(shè)計后，使自己多年來所學的理論知識和實踐有了一次有機結(jié)合允分發(fā)揮 的絕好機會，進步深化鞏固了自己的專業(yè)知識。 !參考文獻1李勛單片機微型計算機大學讀本.M北京：北京航空航天大學出版社，20022吳金戌等8051單片機實踐與應(yīng)用,M北京：清華大學出版社，200

39、23王治剛單片機應(yīng)用技術(shù)與實訓.M北京：清華大學出版社，20044張積東等. 單片機51/98開發(fā)與應(yīng)用.M 北京：電子工業(yè)出版社，19945周航慈等. 單片機程序設(shè)計基礎(chǔ). M北京：北京航空航天大學出版社，1997謝辭在我做設(shè)計的過程中遇到了很多問題，都是蘇老師耐心的指導和講解，讓我的問題迎刃而解。在此也非常感謝蘇老師給予我的指導和幫助，同樣也佩服蘇老師的知識閱歷和嚴謹?shù)慕虒W作風，讓我在學習的過程中受益良多，也使我明白了扎實的基礎(chǔ)知識是提高和騰飛的關(guān)鍵，在日后的學習和生活中，我會更加努力學習課本內(nèi)知識和課本外知識，提高自己。附錄I 程序#include<reg51.h>int c

40、ount=1;bit flag=0;int log=0;int help=0;char code dis_710=0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90;sbit p20=P20;sbit p21=P21;sbit p33=P33;sbit p34=P34;sbit p35=P35;sbit p36=P36;sbit p37=P37;sbit p31=P31;sbit p25=P25;sbit p26=P26;sbit p27=P27;sbit p14=P14;sbit p15=P15;sbit p17=P17;sbit p10=P1

41、0;sbit p11=P11;sbit p12=P12;sbit p32=P32;sbit p24=P24;int sum=0;int count;sbit p30=P30;int amount;int time=15;int h=0;int d=0;int k=0;sbit p13=P13;void delay(void)interrupt 1 using 1TL0=0xAF;TH0=0x3C;count+;if(count=10)count=0;flag=1;void delay1ms(int t) int i,j; for(i=0;i<t;i+) for(j=0;j<100;

42、j+) ;void scan(void) 改時間EA=0;/允許中斷if(p17=0)delay1ms(10);while(p17=0);h+;ET0=0;/允許使用0號計數(shù)器if(p14=0&&h=1)delay1ms(10);while(p14=0);time=time+1;if(time>99)time=1;sum=0;if(p15=0&&h=1)delay1ms(10);while(p15=0);time=time+10;if(time>99)time=1;sum=0;if(h>1|h=0)h=0;ET0=1;EA=1;void dis

43、play(void)int i,j;i=amount/10;j=amount%10;p20=0;p21=1;P0=dis_7i;delay1ms(1);p21=1;p20=1;delay1ms(1);p20=1;p21=0;P0=dis_7j;delay1ms(1);p21=1;p20=1;delay1ms(1);void ruoxi(void)ET0=1;EA=1;TMOD=0X21;TL0=0xAF;TH0=0x3c;TF0=0; 計數(shù)器溢出標志位TR0=1; 計數(shù)器開始工作p25=0;/進水log=1; while(sum<time)scan();amount=time-sum;d

44、isplay();if(flag)sum+;flag=0;p25=1;p36=1;p37=0;p33=0;p34=1;p35=0;p27=0;/work 弱洗sum=0;time=15;time=time+15;log=2;while(sum<time-15)if(flag)sum+;flag=0;scan();amount=time-sum;display();p36=1;p37=1;p30=0;p31=1;/changetime=15;sum=0;log=3;while(sum<time)if(flag)sum+;flag=0;scan();amount=time-sum;di

45、splay();p26=0;p27=1;p30=1;p31=1;/fangshuisum=0;time=15;log=4;while(sum<=time)if(flag)sum+;flag=0;scan();amount=time-sum;display();p25=0;p26=1;p33=1;p34=1;p35=0;/piaoxilog=5;/biaozhisum=0;time=10;while(sum<time)if(flag)sum+;flag=0;scan();amount=time-sum;display();p25=1;p27=0;p36=1;p37=0;sum=0;t

46、ime=10;log=2;while(sum<time)if(flag)sum+;flag=0;scan();amount=time-sum;display();p36=1;p37=1;p27=1;p26=0;sum=0;time=10;log=7;while(sum<time)if(flag)sum+;flag=0;amount=time-sum;scan();display();p27=0;p36=1;p37=0;p33=0;p34=0;p35=1;sum=0;time=10;log=2;while(sum<time)if(flag)sum+;flag=0;scan();

47、amount=time-sum;display();p33=1;p34=1;p35=1;p27=1;p36=1;p37=1;p26=1;void qiangxi(void)ET0=1;EA=1;TMOD=0X21;TL0=0xAF;TH0=0x3c;TF0=0;TR0=1;p25=0;/進水while(sum<time)scan();amount=time-sum;display();if(flag)sum+;flag=0;p25=1;p36=1;p37=0;p33=1;p34=0;p35=0;p27=0;log=2;/worksum=0;time=15;time=time+15;whi

48、le(sum<time-15)if(flag)sum+;flag=0;scan();amount=time-sum;display();p36=1;p37=0;log=2;/nochangetime=15;sum=0;while(sum<time)if(flag)sum+;flag=0;scan();amount=time-sum;display();p26=0;p27=1;p36=1;p37=1;/fangshuisum=0;time=15;while(sum<=time)if(flag)sum+;flag=0;scan();amount=time-sum;display(

49、);p25=0;p26=1;p33=1;p34=1;p35=0;/piaoxisum=0;time=10;while(sum<time)if(flag)sum+;flag=0;scan();amount=time-sum;display();p25=1;p27=0;p36=1;p37=0;log=2;sum=0;time=10;while(sum<time)if(flag)sum+;flag=0;scan();amount=time-sum;display();p36=1;p37=1;p27=1;p26=0;sum=0;time=10;while(sum<time)if(flag)sum+;flag=0