【正文】 煙臺大學畢業(yè)論文（設(shè)計） 1 第一章 緒 論 洗衣機是一個 在家庭中不可缺少的家用電器，發(fā)展非常 的 快，全自動式 的 洗衣機因 為 使用方便得到 了大家的青睞，全自動就是進水、洗滌、漂洗、甩干等過程自動完成，控制器通常設(shè)幾種不同的 洗滌程序，對 于 不同的衣物可供用戶 進行 選擇。通過發(fā)展，洗衣服的性能將會不斷 提高，不斷 完善。 自動 式洗衣機由于有對衣物 磨損小、洗滌量大、節(jié)水等特點， 所以 越來越得到廣大家庭的青睞， 而且 隨著社會的 不斷 進步和生活水平的 不斷提高，人們對于 自動 式洗衣機的功能多樣化及操作簡單化和操作簡單化也提出了更高 要求。為 了適應這些 變化，全自動 式洗衣機 控制器已 由機械化和 混合式逐步過渡到 了 全電子控制。 單片機又稱微控制器，又稱嵌入式控制器。而現(xiàn)在的智能家電所有的都 是采用微控制器來實現(xiàn) 的，所以家用電器是單片機應用領(lǐng)域最多的。它是家用電器實現(xiàn)智能化的心臟以及 大腦。 由于家用電器體積 很小，因此要求 控制器 的 體積以便能 夠 嵌入 到其機構(gòu)之中。而家 用電器 的 品種過 多 ，功能差異 很大，所以還要要求其控制器有靈活的控制功能。單片機以其小的體積及編程 靈活性 從 而產(chǎn)生多種控制功能， 因此完全能夠 滿足家用電器的需求。 單片機是一種 單芯片 的形態(tài)，面向控制對象是嵌入式計算機系統(tǒng)。它 的出現(xiàn) 以 及發(fā)展使計算機 的 技術(shù)從通用型 的 數(shù)值計算領(lǐng) 域進入到了智能化控制領(lǐng)域，從這之后，計算機技術(shù)在兩個領(lǐng)域 —— 通用計算機領(lǐng)域以及嵌入式計算機領(lǐng)域得到了 重要的發(fā)展，并 且正在深深改變著我們 社會。 本設(shè)計的 目的是以單片機作為主控制器，擴展必要外部電路，并設(shè)計一個洗衣機控制電路，來實現(xiàn)對洗衣機各種功能控制，也 將單片機原理等計算機技術(shù)應用到實際生活中，最重要的是將課本上的 東西實際化。 單片機型號的選擇 單片機 的型號選擇是基于控制系統(tǒng)的功能、目標 、可靠性 、性價比、速度和精度等來決定的。根據(jù)本課題 ，單片機 的型號選擇主要從 下 面兩點考慮：不僅要有較強的抗干擾能力。而且 要有較高的性價比。 ATMEL 公司推出的 89 系列單片機中 典型產(chǎn)品AT89C51 具有較高的性價比。本課題 采用 ATMEL 公司生產(chǎn)的 AT89C51 是 系統(tǒng)的核心部件 ,AT89C5 不僅 硬件結(jié)構(gòu) 非常 簡單，而且功能強、價格低、 性價比高，符合本課題 的要求。 煙臺大學畢業(yè)論文（設(shè)計） 2 89 系列單片機簡述 89 系列單片機是以 8031 作為 核 心構(gòu)成的。因此 ，它和 8051 系列單片機是相兼容 。這個系列對于 以 8051 為基礎(chǔ)的系統(tǒng)來說，是比較容易取代和構(gòu)造的，因此 對于熟悉 8051 的人 來說，用 ATMEL 公司的 89系列單片機來 取代 以 8051 為中心的系統(tǒng)設(shè)計是比較輕松 的。 89 系列單片機 共有 7 種型號，分別是 AT89LV51， AT89C51， AT89C52， AT89C2051，AT89C1051， AT89LV52， AT89S8252。在這之中 AT89LV51 和 AT89LV52 分別為 AT89C51和 AT89C52 的低電壓 產(chǎn)品，電壓可以 低至 。而 AT89C1051 及 AT89C2051 是抵擋型的低電壓產(chǎn)品。它們只有 20 根引腳，最低電壓也是 。 AT89C51 單片機介紹 AT89C51 是一個 高性能 、低電壓 8 位單片機并含有 4K 字節(jié)的可反復擦寫的程序存儲器以及 128 字節(jié)的存取數(shù)據(jù)存儲器，這種器件 用 ATMEL 公司的不容易丟失 、 高密度存儲技術(shù) 來生產(chǎn)，而且能 與 MCS51 系列的單片機 相 兼容。片內(nèi) 不僅 含有 8 位中央處理器，而且含有閃爍存儲單元，有較強 功能的 AT89C51 單片機則 被應用到控制領(lǐng)域之 中。 功能特性 : AT89C51 會提供下面 的功能標準： 4K 字節(jié)存儲器、 128 字節(jié) 存取數(shù)據(jù)存儲器， 32個 I/O 接 口， 2 個 16 位 的 定時 /計數(shù)器， 1個 兩級中斷結(jié)構(gòu)和 1 個串行 數(shù)據(jù)通信口以及 片內(nèi)震 蕩器、 時鐘電路。 同時 ， AT89C51 還能夠 進行 0HZ 的靜態(tài)邏輯操作 功能，而且支持兩種 節(jié)電模式。閑散方式 用來 停止中央處理器的工作， 并且能夠允許 存取數(shù)據(jù)存儲器、定時 /計數(shù)器、串行 數(shù)據(jù) 通信口 以 及中斷系統(tǒng) 來繼續(xù)工作。掉電方式則保存存取數(shù)據(jù)存儲器的內(nèi)容，而 震蕩器 會 停止工作并禁止其它所有部件的工作直到下一個復位 為止 。 AT89C51 有三種封裝 方式，分別是 DIP封裝、 PLCC 封裝及 POFP/TOFP 封裝，如下圖 11 所示 煙臺大學畢業(yè)論文（設(shè)計） 3 圖 11 89C51封裝圖 各引腳說明： VCC、 GND：單片機 電源輸入引腳 VCC 為 +5V引腳 ， VSS 為接地線 引腳 P0 口： P0口 是 8 位漏極開路雙向 I/O 口，也就是 地址 /數(shù)據(jù)總線復用口。 當 作為輸出口 的 時 候，一個管腳就 能夠驅(qū)動 8個 TTL 電路。當 “ 1”被寫入 P0 口 的 時 候，每個管腳就 能夠作為高阻抗輸入端 口 。 P0 口還能在訪問數(shù)據(jù) 存儲器或程序存儲器 的 時候來轉(zhuǎn)換地址和數(shù)據(jù)總線復用，并同 時激活內(nèi)部的上拉電阻。 P0 口在閃爍編程 的 時候 ， P0 口 就會 接收指令， 而 在程序校驗時， 則會 輸出指令， 但 需要接電阻。 P1 口： P1口 是 帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 的輸出緩沖級可 同時 驅(qū)動4 個 TTL 電路。 通過 對端口寫 “ 1”， 并 通過內(nèi) 部的電阻把端口拉到高電平，此時當作輸入口。由于 內(nèi)部有電阻，某個引腳 就會被外部信號拉低并 輸出一個電流。 當 閃爍編程時和程序校驗時， P1口 就會 收 到 低 8 位地址。 P2 口： P2口是內(nèi)部含有 8 位雙向 I/O 口， P2的 緩沖級可 以 驅(qū)動 了 4個 TTL 電路。并 對端口寫 “ 1”， 并會 通過內(nèi)部的電阻把端口拉 高到高電平，此時，可用于 輸入口。因為內(nèi)部有電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流。在訪問外部 的程序存儲器以及 16 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器時， P2 口 就會 送出高 8位 的 數(shù)據(jù)地址。在訪問8 位地址的外部 的 存儲器時，在整個運行期間 P2 口線上的內(nèi)容不變。 在閃爍編程以及 校驗時， P2口 會接收高位地址以及 其它 的 控制信號。 P3 口： P3口是 內(nèi)部 含有 電阻的 8位雙向 I/O 口， 因此 P3口輸出緩沖能夠 驅(qū)動 4個 TTL 電路。 當 對 P3 口寫 入 如 “ 1”時，它們 就會 被內(nèi)部電阻拉 高到高電平并同時當煙臺大學畢業(yè)論文（設(shè)計） 4 作 輸入端 的 時 候 ， 當 P3口被外部拉低的 時候就會被 用 作 電阻輸出電流。 P3 口不僅能夠 作為一般的 I/O 口，最為重要的是它的第二功能，如 表 11 所示： 表 11 P3的第二功能 P3口引腳 第二功能 說明 P3口引腳 第二功能 說明 RXD 串行數(shù)據(jù)接收口 T0 計數(shù)器 0計數(shù)脈沖輸入 TXD 串行數(shù)據(jù)發(fā)送口 T1 計數(shù)器 1計數(shù)脈沖輸入 INTO 外部中斷 0輸入 WR 外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通信號 INT1 外部中斷 1輸入 RD 外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通信號 P3 口還能夠接收一部分用于閃爍存儲器編程以及程序校驗時的 控制信號。 RST：復位輸入引腳。當震蕩器工作 的 時 候 ， RET 引腳 就會 出現(xiàn)兩個機器周期以上的高電平 并將 使單片機復位。 ALE：當訪問外部程序存儲器以及 數(shù)據(jù)存儲器 的 時 候 ， ALE 就會 輸出脈沖 并會 用于鎖存地址的低 8位 bytes。即使 當不訪問片外 存儲器， ALE當 以時鐘震蕩頻率的 1/16輸出了固定的 脈沖信號 時，所以它可用于輸出時鐘以及定時用 。 需要我們注意是： 當訪問外部 的數(shù)據(jù)存儲器時就會 跳過一個 ALE 脈沖 的時候時以及 閃爍存儲器編程 的 時候 ， 當然 這個引腳還 還將會 用于輸入編程脈沖。如果必要，可對特殊寄存器區(qū)中的8EH 單元的 D0 位置禁止 ALE 操作。這個位置后只有一條 MOVX 和 MOVC 指令 ALE 才會被應用。此外，這個引腳會微弱拉高，單片機執(zhí)行外部程 序時，應設(shè)置 ALE 無效。 PSEN：程序儲存允許輸出是片外 存儲器的讀選通信號，當 AT89C51 由片外存儲器讀 指令 的 時 候 ，每個機器周期 就會有 兩次 PSEN 有效，也就是 輸出 了兩個脈沖。在此期間，每當訪問片外的 數(shù)據(jù)存儲器 的 時 候 ，有效的這兩次 PSEN 信號 就 不出現(xiàn)。 EA/VPP：外部訪問允許。欲使中央處理器僅 僅訪問片外的 存儲器， 而 EA 端必須要 保持 著 低電平。 最要注意的是：一旦 加密位被編程 了 ， 這時當 復位 的 時 候 內(nèi)部 就 會鎖存 EA 端 的 狀態(tài)。如 果 EA 端 成 為高電平 的時候 ， CPU 就會執(zhí)行內(nèi)部 存儲器 之 中的指令。 每當 閃爍存儲器 要 編程時，該引腳 就會 加上 一個 +12V 的允許 電壓 VPP，但 這 也必須是該元件也 使用 一個 12V 的 編程電壓 VPP。 XTAL1： 接外晶體其中 一個引腳。在單片機 的內(nèi)部，它就 是構(gòu)成片內(nèi)震蕩器 以及反相放大器的輸入端。當采用外部震蕩器 的 時 候 ，該引腳 就會 接受 來自震蕩的信號，也就是把這個信號 接到內(nèi)部 的 時鐘發(fā)生器的輸入端。 煙臺大學畢業(yè)論文（設(shè)計） 5 XTAL2：接外 部 晶體的 另外一個引腳。在單片機的內(nèi)部 ，它 就是上面 震蕩器 的反相放大器 輸出端。 每當用 外部振蕩器 的 時 候，這個 引腳 就 應 該 懸浮 并且 不連接。 時鐘震蕩器： AT89C51之中 用于構(gòu)成內(nèi)部 的震蕩器 高增益 的 反相放大器， 而 引腳XTAL1以及 XTAL2分別為該放大器的輸入端和 輸出端。這個放大器與作為反饋元件的片外石英晶體或陶瓷諧振器一起構(gòu)成自然震蕩器。 外接石英晶體及電容 C1， C2接在放大器的反饋回路中構(gòu)成并聯(lián)震蕩電路。對外接電容 C1， C2雖然沒有十分嚴格的要求，但電容容量的大小會輕微影響震蕩頻率的高低、震蕩器工作的穩(wěn)定性、起振的難易程序及溫度穩(wěn)定性。如果使用石英晶體，我們推薦電容使用 30PF177。 10PF，而如果使用陶瓷振蕩器建議選擇 40PF177。 10PF。用戶也可以采用外部時鐘。 當 采用外部 的 時鐘的電路如 下 圖 所 示。 在 這種情況下，外部 的 時鐘脈沖 應該 接到 XTAL1的 端 口上，也就是 內(nèi)部的時鐘發(fā)生器 輸入端， 而 XTAL2應該懸空。但因為 外部 的時鐘信號是用 一個 2分頻 的 觸發(fā)器后 然后 作為內(nèi)部 的時鐘信號，因此 對 于 外部 的時鐘信號所 占 的 空比 因為 沒有特殊