【正文】 計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)報(bào)告 洗衣機(jī)功能設(shè)計(jì) 指導(dǎo)教師： 硬件課程設(shè)計(jì) 組老師 學(xué) 生： 黃韜 張騰飛 魏兵 楊承煒 廖貴川 學(xué) 號(hào)： 20204954 20205059 20204903 20204965 20204984 專 業(yè)： 自 動(dòng) 化 班 級(jí)： 2020 級(jí) 4 班 設(shè)計(jì)日期： — 重慶大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院 2020 年 9 月 目錄 一、總體方案設(shè)計(jì) .................................................................. 1 引言： ......................................................................... 1 硬件設(shè)計(jì)： .................................................................. 2 所用硬件結(jié)構(gòu)及原理 .................................................. 3 （ 1）步進(jìn)電機(jī) ............................................................ 3 （ 2） 8254 定時(shí) /計(jì)數(shù)器 .............................................. 4 （ 3）、鍵盤 ................................................................ 4 主流圖設(shè)計(jì) .................................................................. 6 初始化及流程圖 .......................................................... 7 按鍵部分與狀態(tài)顯示 .................................................. 7 聲音提示 ................................................................... 10 洗衣（洗滌、漂洗、甩干） ..................................... 11 步進(jìn)電機(jī)模擬 ............................................................ 13 運(yùn)行結(jié)束 .................................................................. 14 二、操作說明 ....................................................................... 14 三、源程序 ........................................................................... 15 五、小組 分工及設(shè)計(jì)心得 .................................................... 35 分工 ........................................................................... 35 心得體會(huì) ................................................................... 35 附錄 :計(jì)實(shí)物圖 ...................................................................... 40 洗衣機(jī)功能設(shè)計(jì) 第 1 頁 1 一、總體方案設(shè)計(jì) 引言： 洗衣機(jī)廣泛運(yùn)用于家庭生活中，本實(shí)驗(yàn)研究洗衣機(jī)的基本原理，對(duì)洗衣機(jī)的大致過程用步進(jìn)電機(jī)， LED 小燈， LED 數(shù)碼管進(jìn)行了基本功能模擬，本實(shí)驗(yàn)采用模塊化的程序設(shè)計(jì)思想，模塊化的設(shè)計(jì)具有許多優(yōu)點(diǎn)：其一便于分塊細(xì)化設(shè)計(jì) ,其二讓整個(gè)主程序思路清晰 ,結(jié)構(gòu)明了 。其三各個(gè)模塊獨(dú)立進(jìn)行調(diào)試，當(dāng)程序出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)，以便于糾錯(cuò)。本方案大致共分為六個(gè)部分：初始化，按鍵，聲音提示，狀態(tài)顯示，洗衣（洗滌、漂洗、甩干），步進(jìn)電機(jī)模擬，結(jié)束。本實(shí)驗(yàn)報(bào)告將對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行具體分析。 關(guān)鍵詞 ：匯編語言，模塊 ，水位檔次，正反轉(zhuǎn)，清潔模式，聲音提示，數(shù)碼管顯示，指示燈，步進(jìn)電機(jī)模擬。 洗衣機(jī)功能設(shè)計(jì) 第 2 頁 2 硬件設(shè)計(jì)： 8254 接線部分： GATE0PA7 GATE1+5V OUT0PC4 CLK0OUT1 CLK147KHZ CSCS1 8255 接線部分： 第五片 8255 的 CSCS2 82558254 小燈 ： PA0D1 PA1D2 PA5D6 PA6D7 PA6D8 8255步進(jìn)電機(jī) ： PB0~PB3HA~HD 8255鍵盤 ： PC0~PC3P0~P3 鍵盤： Q0GND 蜂鳴器： PB4 洗衣機(jī)功能設(shè)計(jì) 第 3 頁 3 所用硬件結(jié)構(gòu)及原理 （ 1）步進(jìn)電機(jī) 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)是通過對(duì)每相線圈中的電流的順序使點(diǎn)擊步進(jìn)式旋轉(zhuǎn)，所以調(diào)節(jié)脈沖信號(hào)的頻率就可以改變步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，改變相脈沖的先后順序，可以改變電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向。步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速應(yīng)由慢到快逐步加速 ，剛啟動(dòng)時(shí)就應(yīng)該避免就加太快的速度。 洗衣機(jī)功能設(shè)計(jì) 第 4 頁 4 （ 2） 8254 定時(shí) /計(jì)數(shù)器 Intel8254 是可編程定時(shí) /計(jì)數(shù)器。每個(gè) 8254 芯片有 3 個(gè)獨(dú)立的 16 位計(jì)數(shù)器通道，每個(gè)計(jì)數(shù)器有 6 中工作方式，都可以按二進(jìn)制貨十進(jìn)制（ BCD 碼）計(jì)數(shù)。 （ 3）、鍵盤 在擴(kuò)展的實(shí)驗(yàn)板上有 4 行 4 列非編碼鍵盤，按鍵的行、列信號(hào) 通過插孔引出，航信號(hào)通過插孔 P0~P3 引出，列信號(hào)通過插孔 Q0~Q3 引出， 4*4 非編碼鍵盤電路圖如下圖所示。 洗衣機(jī)功能設(shè)計(jì) 第 5 頁 5 鍵盤少藐視需要出列少苗，判斷該行是否有鍵按下?，F(xiàn)將對(duì)應(yīng)列信號(hào)設(shè)置為0，然后 讀入航信號(hào)，如果有鍵按下，則該行讀入 0，否則為 1。 洗衣機(jī)功能設(shè)計(jì) 第 6 頁 6 主流圖設(shè)計(jì) 圖 1 主程序流程圖 判斷啟停鍵 是否按下 開始 調(diào)用狀態(tài)初始程序 8255， 8254 初始化 判斷是否有 開關(guān)鍵按下 調(diào)用狀態(tài)初 始化程序 滅小燈， 滅數(shù)碼管 否 開 LED 是 點(diǎn)亮開光標(biāo)志燈 調(diào)用查詢子程序 調(diào)用按鍵處理子程序 開始調(diào)用狀態(tài)初始程序， 初始化判斷是否有開關(guān)鍵按下調(diào)用狀態(tài)初始化程序滅小燈，滅數(shù)碼管否開是點(diǎn)亮開光標(biāo)志燈調(diào)用查詢子程序調(diào)用按鍵處理子程序否 點(diǎn)亮起停標(biāo)志燈 根據(jù)設(shè)置選擇 洗滌類型 調(diào)用相應(yīng) 洗滌程序 蜂鳴器報(bào)警 是否有啟停鍵按下 否 是 停止蜂鳴器報(bào)警 洗衣機(jī)功能設(shè)計(jì) 第 7 頁 7 初始化及流程圖 本程序的初始化較為復(fù)雜，初始變量較多，在程序開始進(jìn)行了備注，初始部分主要有三個(gè)部分組成， 8254 初始化， 8255 初始化和初始數(shù)據(jù)給定。 圖 2 給出了 8255 初始化的設(shè)計(jì)流程圖 : 圖 2 8255 初始化流程圖 按鍵部分與狀態(tài)顯示 按鍵硬件部分：設(shè)計(jì)中按鍵部分主要對(duì)來自按鍵的設(shè)置信號(hào)進(jìn)行輸入，控制顯示的狀態(tài)，按鍵第一列為本實(shí)驗(yàn)所用的四個(gè)按鍵，第一個(gè)為電源鍵，在電源關(guān)閉8255 初 始 化 8255 四個(gè)控制口分別送入89808080H 從第一片 8255A口開始依次顯示030 從第一片 8255B口開始依次顯示000 實(shí)際顯示初始值003000，最后一個(gè)數(shù)碼管關(guān)閉 結(jié)束 洗衣機(jī)功能設(shè)計(jì) 第 8 頁 8 的情況下按下該鍵，電源開，第一個(gè)小燈亮，再按一次小燈滅；第二個(gè)為啟停鍵，負(fù)責(zé)電機(jī)的啟停，啟停鍵每按下依次狀態(tài)切換一次，第二個(gè)小燈的亮滅也跟著相應(yīng)的切換；第三個(gè)為水位設(shè)置鍵，負(fù)責(zé)設(shè)置水位的低中高三個(gè)狀態(tài)，水位鍵每按下一次，狀態(tài)依次改變，三色數(shù)碼管中的第三塊 LED 數(shù)碼管也相應(yīng)顯示 01(低水位 ),02（中水位） ,03（高水位）；第四個(gè)為洗滌方式鍵，按下可切換方式，分為標(biāo)準(zhǔn)洗滌、 快速洗滌和甩干，按鍵按下后進(jìn)行選擇，小燈 D D D8 進(jìn)行相應(yīng)顯示。按鍵軟件部分：按鍵軟件主要有三部分組成，按鍵查詢，按鍵處理，狀態(tài)設(shè)置。按鍵查詢子程序通過查詢按鍵按下狀態(tài)對(duì)按鍵狀態(tài)值 K 進(jìn)行賦值 按鍵查詢子程序 有無鍵 按下 電源鍵是否按下 否 啟停鍵是否按下 否 水位鍵是否按下 否 洗滌鍵是否按下 否 否 否 按鍵狀態(tài) KEY=9 KEY=0 是 KEY=1 是 KEY=2 是 KEY=3 是 調(diào)用延時(shí) 按鍵是否彈起 否 是 調(diào)用延時(shí) 結(jié) 束 洗衣機(jī)功能設(shè)計(jì) 第 9 頁 9 圖 3 按鍵查詢子程序?qū)崿F(xiàn)流程圖 按鍵處理子程序通過 KEY 值對(duì)各個(gè)按鍵的次數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，程序?qū)崿F(xiàn)流程圖如圖 4： 按下啟停鍵次數(shù) K1+1 否 按鍵處理子程 序 按鍵狀態(tài) KEY=9? 按鍵狀態(tài) KEY=0? 否 按鍵狀態(tài) KEY=1？ 否 按鍵狀態(tài) KEY=2？ 否 按鍵狀態(tài) KEY=3? 否 結(jié)束 是 按下電源鍵次數(shù) K0+1 是 是 按下水位鍵次數(shù) K2+1 是 按下洗滌鍵的次數(shù) K3+1 是 洗衣機(jī)功能設(shè)計(jì) 第 10 頁 10 圖 4 按鍵處理子程序 按鍵狀態(tài)子程序通過對(duì)按鍵次數(shù)進(jìn)行除法 處理，讓它變成實(shí)際的按鍵狀態(tài)。比如初始電源按鍵次數(shù) K0=0，后來電源按鍵按了 8 次變成了 8，這是我們給一個(gè)電源鍵狀態(tài)值 NUM0=2（兩種狀態(tài)，開關(guān)）用 8/2，取余數(shù)為 0，證明電源鍵等同于關(guān)著的，以此類推我們?cè)O(shè)計(jì)了這種處理程序。圖 5 按鍵狀態(tài)設(shè)置實(shí)現(xiàn)的流程圖： 圖 5 狀態(tài)設(shè)置子程序 聲音提示 8255 PB4 接蜂鳴器，洗滌完成后送入低電平，蜂鳴器響。 狀態(tài)設(shè)置子程序 電源按鍵次數(shù) K0/電源鍵狀態(tài) 2 啟停鍵次數(shù) K1 除以啟停鍵狀態(tài)數(shù) 2 水位設(shè)置鍵次數(shù) K2除以水位狀態(tài)數(shù) 3 洗滌鍵次數(shù) K3 除以洗滌狀態(tài)數(shù) 3 得到按鍵 實(shí)際狀態(tài) 結(jié)束 洗衣機(jī)功能設(shè)計(jì) 第 11 頁 11 洗衣（洗滌、漂洗、甩干） 設(shè)計(jì)中給了兩種洗衣方式，一種為標(biāo)準(zhǔn)洗衣，另一種為快速洗衣，標(biāo)準(zhǔn)洗