微機(jī)原理課程設(shè)計(jì)-全自動(dòng)洗衣機(jī)

微機(jī)原理課程設(shè)計(jì)目錄第一章設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求 21.1設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求 21.2課程設(shè)計(jì)的要求 3第二章系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案 32.18086對(duì)全自動(dòng)洗衣機(jī)進(jìn)行控制的主要分析 32.2設(shè)計(jì)思想 3第三章硬件設(shè)計(jì) 43.1硬件設(shè)計(jì)概要 43.2所用到的芯片及其個(gè)自功能介紹 43.3硬件電路設(shè)計(jì)系統(tǒng)原理圖及其說(shuō)明 103.4系統(tǒng)的電路圖 11第四章軟件設(shè)計(jì) 124.1程序流程 124.2源程序及其說(shuō)明 14第五章系統(tǒng)調(diào)試與使用 25第六章 收獲體會(huì) 26設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求選用8086和適當(dāng)?shù)拇尜A器及接口芯片完成1、六擋水位顯示〔50、45、40、35、30、25 升〕；五檔洗衣時(shí)間〔18、15、12、9、6分鐘〕；三檔清洗〔3、2、1分鐘〕、五檔脫水〔6、5、3、2、1分鐘〕；兩位數(shù)碼管顯示總時(shí)間；有上電、啟動(dòng)和暫停按鈕。2、工作順序：插上電源各檔均在最大值，選擇各檔的按鈕可以依次向下調(diào)節(jié)檔位，然后按下啟動(dòng)按鈕洗衣機(jī)按設(shè)定的程序進(jìn)行工作。3、開始數(shù)碼管顯示為總的洗衣所用時(shí)間，在洗衣機(jī)工作時(shí)，數(shù)碼管顯示的時(shí)間為洗衣所剩時(shí)間。4、為了平安起見，當(dāng)洗衣機(jī)蓋翻開時(shí)，洗衣機(jī)停止工作，在洗衣機(jī)蓋關(guān)閉后，在繼續(xù)進(jìn)行工作。5、洗衣機(jī)可根據(jù)水位和工作要求自動(dòng)進(jìn)行開啟和關(guān)閉水閥。1.2課程設(shè)計(jì)的要求設(shè)計(jì)出電路原理圖，說(shuō)明工作原理，編寫程序及程序流程圖。系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案2.18086對(duì)全自動(dòng)洗衣機(jī)進(jìn)行控制的主要分析圖1全自動(dòng)洗衣機(jī)示意圖輸入設(shè)備主要有電源按鈕、啟動(dòng)按鈕、水位選擇、水位開關(guān)、排水按鈕、及脫水按鈕。輸出設(shè)備主要有電源指示燈、水位選擇按鈕信號(hào)燈、進(jìn)水電磁閥、洗滌電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)接觸器、排水電磁閥、脫水離合器及蜂鳴器等。2.2設(shè)計(jì)思想首先構(gòu)思系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)，根據(jù)設(shè)計(jì)要求確定好系統(tǒng)大致的硬件組成及其結(jié)構(gòu)，其次根據(jù)系統(tǒng)的各個(gè)功能把軟件分成幾個(gè)不同的模塊，依次實(shí)現(xiàn)各個(gè)模塊的功能，最后把各個(gè)模塊組合起來(lái)完成整個(gè)系統(tǒng)的功能。第三章硬件設(shè)計(jì)3.1硬件設(shè)計(jì)概要用Intel的8086作為控制芯片，配合其他接口電路以及配套的芯片組成洗衣機(jī)的控制電路。主要用到8255串行通信芯片，74LS1373—8譯碼器發(fā)出片選信號(hào)，AD0809以及DA0832進(jìn)行模數(shù)、數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片。用一個(gè)電位計(jì)和AD0809模擬水量信號(hào)，DA0832和LM324運(yùn)放來(lái)控制直流電機(jī)的正反轉(zhuǎn)和停止。此外還用到了4*4掃描鍵盤作為輸入設(shè)備，兩個(gè)共陰數(shù)碼管作為顯示設(shè)備。詳情見各個(gè)芯片的介紹。3.2所用到的芯片及其個(gè)自功能介紹芯片列表8086，8284，74LS138，8255，AD0809,DAC0832,74LS02,LM3248086的功能簡(jiǎn)介8086是Intel系列的16位微處理器，采用HMOS工藝，內(nèi)部包含29000個(gè)晶體管。內(nèi)部總線16位，外部總線8位。主要用于兼容當(dāng)時(shí)的外圍接口芯片。8086CPU有兩局部組成，指令執(zhí)行部件EU和總線接口部件BIU。8086的根本性能指標(biāo)如下所示：1.16位微處理器；2.采用高速運(yùn)算性能的HMOS工藝制造，芯片上集成了2.9萬(wàn)只晶體管；3.使用單一的+5V電源，40條引腳雙列直插式封裝(DIP)；4.時(shí)鐘頻率為5MHz~10MHz，根本指令執(zhí)行時(shí)間為0.3ms~0.6ms5.16根數(shù)據(jù)線和20根地址線，可尋址的地址空間達(dá)1MB6.8086可以和浮點(diǎn)運(yùn)算器、輸入/輸出處理器或其他處理器組成多處理器系統(tǒng)，從而極大地提高了系統(tǒng)的數(shù)據(jù)吞吐能力和數(shù)據(jù)處理能力。AHAHALBHBLCHCLDHDLSPBPDISI通用寄存器AXBXCXDXALU數(shù)據(jù)總線〔16位〕運(yùn)算存放器ALU標(biāo)志存放器EU控制系統(tǒng)∑CSDSSSESIP內(nèi)部暫存器123456數(shù)據(jù)總線8088:8位8086:16位總線控制邏輯地址總線20位指令隊(duì)列80888086Q總線〔8位〕指令指針段存放器執(zhí)行單元EU總線接口單元BIU圖28086CPU內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖在這個(gè)系統(tǒng)中8086作為整個(gè)系統(tǒng)的主控芯片，用來(lái)控制協(xié)調(diào)整個(gè)系統(tǒng)的工作。8284的功能介紹為8086CPU提供外部的基準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)，并把時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行功率放大。74LS138的功能介紹74LS138為3線—8線譯碼器，共有54/74S138和54/74LS138兩種線路結(jié)構(gòu)形式。其功能表如下圖，引腳分配如圖所示：表一74LS138的功能表圖374LS138的引腳分配圖8255的功能簡(jiǎn)介8255的功能介紹如下：Intel8255A是一個(gè)通用的可編程的并行接口芯片，內(nèi)部有2個(gè)8位I/O口〔A、B〕，兩個(gè)4位I/O口〔PC7～4、PC3～0〕.通過(guò)編程可設(shè)置3種工作方式，可適用于CPU與I/O設(shè)備之間的多種數(shù)據(jù)傳送方式的要求。C口可作為數(shù)據(jù)口，可作為信號(hào)線〔CPU與I/O設(shè)備之間的應(yīng)答信號(hào)〕，可作為狀態(tài)口，可按位置位/復(fù)位。價(jià)格低廉，使用方便，可以直接與Intel系列的芯片連接使用，在中小系統(tǒng)中有著廣泛的應(yīng)用。8255的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖：圖48255的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖8255的引腳分配引腳〔40DIP〕〔1〕D0～D7：8位，雙向，三態(tài)數(shù)據(jù)線，用來(lái)與系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線相連；〔2〕端口A、B、C：PA0~PA7〔A組數(shù)據(jù)信號(hào)，用來(lái)連接外設(shè)〕；PB0~PB7〔B組數(shù)據(jù)信號(hào)，用來(lái)連接外設(shè)〕；PC0~PC7〔C組數(shù)據(jù)信號(hào)，用來(lái)連接外設(shè)或者作為控制信號(hào)〕?！?〕CS、RESET、WR、RD、A1、A0〔內(nèi)部4個(gè)端口〕?！?〕VCC、GND。8255A的工作方式：8255A有三種工作方式，用戶可以通過(guò)編程來(lái)設(shè)置。方式0――簡(jiǎn)單輸入/輸出――查詢方式；A，B，C三個(gè)端口均可。方式1――選通輸入/輸出――中斷方式；A，B，兩個(gè)端口均可。方式2――雙向輸入/輸出――中斷方式。只有A端口才有。工作方式的選擇可通過(guò)向控制端口寫入控制字來(lái)實(shí)現(xiàn)。3.2.51.ADC0809是8位逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器，它由一個(gè)八路模擬開關(guān)，一個(gè)地址譯碼器，一個(gè)A/D轉(zhuǎn)換器和一個(gè)三態(tài)輸出所存器組成，多路開關(guān)可選通8個(gè)模擬通道，允許8路模擬量分時(shí)輸入，共用A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換，三態(tài)輸出用于鎖存A/D轉(zhuǎn)換完的數(shù)據(jù)，當(dāng)OE端為高電平時(shí)，才可以從三態(tài)輸出鎖存器取走轉(zhuǎn)換完成的數(shù)據(jù)。2.AD0809的工作原理IN0-IN7：8條模擬量輸入通道ADC0809對(duì)輸入模擬量要求：信號(hào)單極性，電壓范圍是0-5V，假設(shè)信號(hào)太小，必須進(jìn)行放大；輸入的模擬量在轉(zhuǎn)換過(guò)程中應(yīng)該保持不變，如假設(shè)模擬量變化太快，那么需在輸入端前加采樣保持電路。地址輸入和控制線：4條ALE為地址鎖存允許輸入線，高電平有效，當(dāng)ALE線為高電平時(shí)，地址鎖存與譯碼器將A,B,C三條地址線的地址信號(hào)進(jìn)行鎖存，經(jīng)譯碼后被選中的通道模擬量通過(guò)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。A,B和C為地址輸入線，用于選通IN0-IN7上的一路模擬量輸入。通道選擇表如下表所示。CBA選擇的通道000IN0001IN1010IN2011IN3100IN4101IN5110IN6111IN7數(shù)字量輸出及控制線：11條ST為轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)。當(dāng)ST上跳沿時(shí)，所有內(nèi)部存放器清零；下跳沿時(shí)，開始進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換；在跳轉(zhuǎn)期間，ST應(yīng)保持低電平，EOC為轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)，當(dāng)EOC為高電平時(shí)，說(shuō)明轉(zhuǎn)換結(jié)束；否那么說(shuō)明正在進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，OE為輸出允許信號(hào)，用于控制三條輸出鎖存器想單片機(jī)輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)，OE=1，輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)‘OE=0輸出數(shù)據(jù)線呈高阻狀態(tài)。D7-D0為數(shù)字量輸出線CLK為時(shí)鐘輸入信號(hào)線，因ADC0809的內(nèi)部沒有時(shí)鐘電路，所需時(shí)鐘信號(hào)必須由外界提供，通常頻率為500KHZ。VREF(+),VREF(-)為參考電壓輸入。DAC0832芯片的功能簡(jiǎn)介DAC0832是采樣頻率為八位的D/A轉(zhuǎn)換芯片，集成電路內(nèi)有兩級(jí)輸入存放器，使DAC0832芯片具備雙緩沖、單緩沖和直通三種輸入方式，以便適于各種電路的需要(如要求多路D/A異步輸入、同步轉(zhuǎn)換等)。所以這個(gè)芯片的應(yīng)用很廣泛,DAC0832

D/A轉(zhuǎn)換結(jié)果采用電流形式輸出。假設(shè)需要相應(yīng)的模擬電壓信號(hào)，可通過(guò)一個(gè)高輸入阻抗的線性運(yùn)算放大器實(shí)現(xiàn)。運(yùn)放的反應(yīng)電阻可通過(guò)RFB端引用片內(nèi)固有電阻，也可外接。DAC0832邏輯輸入滿足TTL電平，可直接與TTL電路或微機(jī)電路連接。DAC0832的引腳如圖圖5DAC0832的引腳圖74LS02芯片簡(jiǎn)介四2輸入或非門〔OC〕其引腳如圖所示，功能表如圖所示圖674LS02的引腳圖圖774LS02的功能表LM324芯片功能簡(jiǎn)介L(zhǎng)M324系列器件為價(jià)格廉價(jià)的帶有真差動(dòng)輸入的四運(yùn)算放大器。與單電源應(yīng)用場(chǎng)合的標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)算放大器相比，它們有一些顯著優(yōu)點(diǎn)。該四放大器可以工作在低到3.0伏或者高到32伏的電源下，靜態(tài)電流為MC1741的靜態(tài)電流的五分之一。共模輸入范圍包括負(fù)電源，因而消除了在許多應(yīng)用場(chǎng)合中采用外部偏置元件的必要性。它有5個(gè)引出腳，其中“+〞、“-〞為兩個(gè)信號(hào)輸入端，“V+〞、“V-〞為正、負(fù)電源端，“Vo〞為輸出端。兩個(gè)信號(hào)輸入端中，Vi-〔-〕為反相輸入端，表示運(yùn)放輸出端Vo的信號(hào)與該輸入端的位相反；Vi+〔+〕為同相輸入端，表示運(yùn)放輸出端Vo的信號(hào)與該輸入端的相位相同。LM324的引腳排列見圖。圖8LM324引腳圖3.3硬件電路設(shè)計(jì)系統(tǒng)原理圖及其說(shuō)明圖9系統(tǒng)總體框架在具體實(shí)踐中，因硬件資源的限制有所調(diào)整，比方有些電路采用其他電路來(lái)模擬，進(jìn)水局部有電位器來(lái)模擬，電機(jī)驅(qū)動(dòng)用直流系統(tǒng)來(lái)模擬。3.4系統(tǒng)的電路圖圖10系統(tǒng)電路圖第四章軟件設(shè)計(jì)4.1程序流程軟件可分為10個(gè)模塊：主程序、鍵盤掃描子程序、參數(shù)設(shè)置子程序、延時(shí)子程序、顯示子程序、進(jìn)水子程序、排水子程序、甩干子程序、停止子程序、開機(jī)延時(shí)保護(hù)子程序。其中進(jìn)水、洗衣、排水為一次洗衣的三個(gè)不同狀態(tài)、由相應(yīng)的子程序來(lái)控制電機(jī)的運(yùn)動(dòng)和進(jìn)水排水，流程圖如圖11所示。4.2源程序及其說(shuō)明CODESEGMENTASSUMECS:CODEWASHTIMEDW20HWASHTYPEDW08HONTIMEDW00HTIMEDW0ADPORTEQU0010HORG1000HIOCONPTEQU0FF2BHIOAPTEQU0FF28HIOBPTEQU0FF29HIOCPTEQU0FF2AHORG10A0HMAINPROCMOV AL,01HCALLCONVERSCALLDISPCALLKEYMOVDL,10MULDLMOVWASHTIME,AXCALLKEYCBWADDWASHTIME,AXK1:MOVAL,02CALLCONVERSCALLDISPCMPAL,2JAK1CMPAL,1JB K1CMPAL,1JERUOX1CMPAL,2JEQIANGXIRUOX:MOV WASHTYPE,08HJMPNEXTQIANGXI:MOVWASHTYPE,0FHNEXT:MOV AL,03CALLCONVERSCALLDISPCALLKEYMOVDL,10MULDLMOVONTIME,AXCALLKEYCBWADDONTIME,AXMOVCX,ONTIMELOOPK2K2:CALLDELAYADDAX,WASHTIMEADDAX,WASHTIMEADDAX,WASHTIMEMOVTIME,AXCALLSTEP1;洗衣MOVCX,WASHTIMELOOPWASHCALLSTEP3CALLSHUAIGANCALLSTEP1;漂洗MOVCX,WASHTIMELOOPWASHCALLSETP3CALLSHUAIGANCALLSTEP1;漂洗MOVCX,WASHTIMELOOPWAHSCALLSTEP3CALLSHUANGANCALLSTOPJMPMAINMAINENDP;////////////////////////////////////////////WASHPROCPUSHAXPUSHBXPUSHCXPUSHDXMOVDX,DAPORTDACON1:MOVAL,0FFHOUTDX,ALMOVCX,WASHTYPELOOPW1W1:CALLDELAYDACON2:MOVAL,80HOUTDX,ALMOVCX,8HLOOPW2W2:CALLDELAYDACON23:MOVAL,00HOUTDX,ALMOVCX,WASHTYPELOOPW3W3:CALLDELAYMOVAL,80HOUTDXMOVCX,8HLOOPW4W4:CALLDELAYDECTIMEMOVAX,TIMECALLCONVERSCALLDISPPOPDXPOPCXPOPBXPOPAXRETWASHENDP;//////////////////////////////////////SETP1PROCPUSHAXPUSHBXPUSHCXPUSHDXADCONTROL:CALLFORMATADCON:MOVAX,00MOVDX,ADPORTMOVDX,ADPORTINAL,DXPUSHAXCALLCONVERSCALLDISPPOPAXCMPAL,0EEHJAELACALLJINSHUILA:MOVDX,IOCONPT;水滿，關(guān)水MOVAL,89HOUTDXMOVDX,IOCPTINAL,DXANDAL,0FEHPUSHAXMOVDX,ICONPTMOVAL,80HOUTDXMOVDX,IOCPTPOPAXOUTDXPOPDXPOPCXPOPBXPOPAXRETSTEP1ENDP;//////////////////////////////////////JINSHUIPROCPUSHAXPUSHBXPUSHCXPUSHDXMOVDX,IOCONPTMOVAL,89HOUTDXMOVDX,IOCPTINAL,DXORAL,01HPUSHAXMOVDXIOCPTMOVAL,80HOUTDXMOVDX,IOCPTPOPAXOUTDXPOPDXPOPCXPOPBXPOPAXJMPADCONJINSHUIENDP;//////////////////////////////////////CONVERS:PUSHAXPUSHBXPUSHCXPUSHDXMOVAH,ALANDAL,0FHMOVBX,077AHMOVDS:[BX],ALPOPDXPOPCXPOPBXPOPAXRETDISP:PUSHAXPUSHBXPUSHCXPUSHDXMOVDX,077FHMOVAH,20HDISP0:MOVCX,00FFHMOVBX,DXMOVBL,DS:[BX]MOVBH,0HPUSHDXMOVDX,0FF22HMOVAL,CS:[BX+1060H]OUTDXMOVDX,0FF21HMOVAL,AHOUTDXDISP1:LOOPDISP1POPDXDECDXSHRAH,01HJNZDISP0MOVDX,0FF22HMOVAL,OFFHOUTDXPOPDXPOPCXPOPBXPOPAXRETDATA1:DB0C0H,0F9H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H,90H,88H,83H,0C6H,0AHDB86H,0FFH,0CH,89H,0DEH,0C7H,8CH,0F3H,0BFHFORMAT:PUSHAXPUSHBXPUSHCXPUSHDXMOVBX,0MOVWORDPTRDS:[BX+077AH],0000HADDBX,2MOVWORDPTRDS:[BX+077AH],0009HADDBX,2MOVWORDPTRDS:[BX+077AH],0008HPOPDXPOPCXPOPBXPOPAXRET;///////////////////////////////////////////////STEP3PROCPUSHAXPUSHBXPUSHCXPUSHDXADCON1TORL:CALLFORMATADCON1:MOVAX,00MOVDX,ADPORTOUTDXMOVCX,0500HDELAYSS:LOOPDELAYSSMOVDX,ADPORTINAL,DXPUSHAXCALLCONVERSCALLDISPPOPAXCMPAL,08HJBELAACALLPAISHUILAA:MOVDX,IOCONPT;停止排水MOVAL,89HOUTDX,IOCPTINAL,DXANDAL,0FDHPUSHAXMOVDX,IOCONPTMOVAX,80HOUTDXMOVDX,IOPTPOPAXOUTDXPOPDXPOPCXPOPBXPOPAXSETP3ENDP;////////////////////////////////PAISHUIPROCPUSHAXPUSHBXPUSHCXPUSHDXMOVDX,IOCONPTMOVAL,89HOUTDXMOVDX,IOCPTINAL,DXORAL,02HPUSHAXMOVDX,IOCONPTMOVAL,80HOUTDXMOVDX,IOCPTPOPAXOUTDXPOPDXPOPCXPOPBXPOPAXJMPADCON1PAISHUIENDP;//////////////////////////SHUAIGANPROCPUSHAXPUSHBXPUSHCXPUSHDXMOVDX,DAPORTMOVAL,0FFHOUTDXMOVCX,08HLOOPSHUAISHUAI:CALLDELAYMOVDX,ALPOPDXPOPCXPOPBXPOPAXRETSHUAIGANENDP;///////////////////DELAY:POPDXPOPCXPOPBXPOPAXMOVCX,0FFFFFHDELAY1:LOOPDELAY1PUSHAXPUSHBXPUSHCXPUSHDXRET;//////////////////////////////////STOPPROCPUSHAXPUSHBXPUSHCXPUSHDXMOVCX,0FFFFFHLOOPDEDE:CALLDELAYPOPDXPOPCXPOPBXPOPAXRETSTOPENDP;////////////////////////////////KEY:PUSHAXPUSHBXPUSHCXPUSHDXMOVAL,0FFHMOVDX,0FF22HOUTDXMOVBL,00HMOVAH,0FEHMOVCX,08HKEY1:MOVAL,AHMOVDX,0FF21HOUTDXSHLAL,01HMOVAH,ALNOPNOPNOPNOPNOPMOVDX,0FF23HINAL,DXNOTALNOPNOPNOPANDAL,0FHJNZKEY2INCBLLOOPKEY1JMPKEYKEY2:TESTAL,01HJEKEY3MOVAL,00HJMPKEY6KEY3:TESTAL,02HJEKEY4MOVAL,08HJMPKEY6KEY4:KEY2:TESTAL,04HJEKEY5MOVAL,10HJMPKEY6KEY5:TESTAL,08HJEKEYMOVAL,18HKEY6:ADDAL,BLCMPAL,10HJNCFKEYMOVBL,ALMOVBH,0HMOVAL,NYTEPTRDS:[BX+DATA2]POPDXPOPCXPOPBXPOPAXFKEY：RETDATA2:DB07H,04H,08H,05H,09H,06H,0AH,0BHDB