【正文】 采用單片機(jī)來控制全自動洗衣機(jī)的系統(tǒng)會應(yīng)用的越來越廣泛。洗滌電動機(jī)接通電源，帶動波輪旋轉(zhuǎn)，攪動衣物進(jìn)行洗滌。 本論文主要研究內(nèi)容 本論文的主要內(nèi)容 本論文的主要內(nèi)容安排如下： 1. 設(shè)計(jì)主控板模塊硬件電路 — 芯片選型，確定選用的芯片 — 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 — 用 Visio 繪制電路圖 — 元器件的選型等 2. 設(shè)計(jì)外圍電路及附加設(shè)備 — 蜂鳴電路的選型與設(shè)計(jì) — 液晶顯示電路的選型與設(shè)計(jì) — 上面兩個電路的電路圖的繪制 3. 該系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì) — 編制主控板讀寫程序 — 編制蜂鳴器及液晶顯示相關(guān)程序 4. 對軟件、硬件進(jìn)行調(diào) 試 本論文主要解決的問題 、軟件設(shè)計(jì) 、硬件設(shè)計(jì) 7 2 系統(tǒng)的整體方案設(shè)計(jì) 系統(tǒng)的整體構(gòu)架 主控制系統(tǒng)運(yùn)用的是 AT89C51 單片機(jī)，其控制的對象包括：進(jìn)水閥、排水閥、電機(jī)。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)就不能正常工作。 4. 時鐘電路：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)提供時鐘信號，供單片機(jī)信號定時和計(jì)時。 74LS138譯碼器的輸入端 C、 B、 A 分別接 、 、 ，輸出端分別與 7 個發(fā)光二極管D0D6 的陰極相連，發(fā)光二極管陽極接電源，輸出端 Y0 控制 D0“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。 此電路在洗衣機(jī)中起提示和報(bào)警的作用。 9 系統(tǒng)技術(shù)方案 目前國內(nèi)外市場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)洗衣機(jī)控制器的各控制要求。程序控制系統(tǒng)的這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。輕柔：洗滌 3分鐘；漂洗 3分鐘，二次；脫水 2 分鐘。 3. 有水位控制，能自動斷水。 AT89C51 是一種 4K 字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器（ EPROMFlash 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)。標(biāo)準(zhǔn)型 89 系列單片機(jī)是與 MCS51 系列單片機(jī)兼容的。 AT89LV51 是 AT89C51 低電壓型號，可以在 的電壓范圍內(nèi)工作，其他功能和 89C51 相同。 (2)XTAL2(18 腳 )：接外部晶體的另一端。但是，常會在 RESET引腳用一個 ，以縮短開機(jī)復(fù)位的時間。 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鐘或外部定時脈沖用。當(dāng) EA 引腳接地時，內(nèi)部程序數(shù)據(jù)失效， CPU 被迫只讀取外部的程序存儲器。在訪問外部存儲器時，可分時用做低 8位地址線和 8位數(shù)據(jù)線。若某引腳想做輸入腳用，則須先將 1 寫入該引腳。具有內(nèi)部上拉電阻器，可驅(qū)動 4個 LSTTL 負(fù)載。任何單片機(jī)工作之前都要有個復(fù)位的過程，復(fù)位對于單片機(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 的時間。一般都用上電復(fù)位電路。這個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 34 所示。本系統(tǒng)采用 12MHz 的晶振，電容取 30pf。為了避免空排水造成時間浪費(fèi)以及排水不完 而帶水脫水造成對電機(jī)的損害。 4. 脫水動作：排水結(jié)束后進(jìn)入脫水動作，脫水是通過電機(jī)的正反轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)的，同時要求排水閥一直打開，也正是由于排水閥的打開，才使得脫水時的電機(jī)正轉(zhuǎn)速度不同于洗滌時的電機(jī)正轉(zhuǎn)速度。進(jìn)行脫水不平衡修正，洗衣機(jī)將停止脫水，并自動插入“進(jìn)水 洗滌 1分鐘 排水”動作。 晶閘管驅(qū)動控制電路設(shè)計(jì) 1. 驅(qū)動芯片 ULN2803 ULN2803 驅(qū)動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)載間的理想器件。其工作參數(shù)如表 31所示，內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖 37 所示： 表 31 ULN2803工作電壓及工作環(huán)境 17 圖 37 ULN2803內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 2. 晶閘管驅(qū)動控制電路設(shè)計(jì) 控制洗衣機(jī)的進(jìn)水閥、排水閥和電動機(jī) 的正反轉(zhuǎn)。如果無故障，當(dāng)進(jìn)水滿后關(guān)閉進(jìn)水閥，啟動電機(jī)開始洗滌。 （ 1） 工作原理： 全自動洗衣機(jī)水位開關(guān)的主要作用是控制洗衣機(jī)的水位高低。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，由于彈簧力作 19 用，水位開關(guān)橡膠密封圈復(fù)原，而使兩觸點(diǎn)斷開，給微電腦一個動作信號，過一段排水時間后，微電腦就控制電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，開始脫水。 圖 311 水位監(jiān)測電路圖 開關(guān)電源電路設(shè)計(jì) 20 開關(guān)電源為單片機(jī)供電，原理圖如圖 312 所示。 1. 可編程 I/O 接口芯片 8255 （ 1） 8255 內(nèi)部結(jié)構(gòu) 21 A 組控 制數(shù) 據(jù) 總線 緩 沖器讀 寫 控制 邏 輯B 組控 制D 7 D 0W RR DA 0A 1R E S E TI / OP A 7 P A 0I / OP C 7 P C 4I / OP C 3 P C 0I / OP B 7 P B 0C S 圖 313 8255內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 由圖可知， 8255 具有 3個可編程并行 I/O 端口， A 口、 B口和 C 口。 2）控制線： RD 、 WR 、 RESET RD ：讀信號，輸入信號線，低電平有效。 RESET:復(fù)位信號，輸入信號線，高電平有效。 22 A0、 A1：這是兩條輸入信號線，通常一一對應(yīng)接到地址總線的最低兩位 A0 和 A1上。 當(dāng) G=1 時， A無論輸入為低電平還是高電平， Y 為高阻態(tài)。發(fā)光二極管的陽極 23 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 316（ b） 所示。系統(tǒng)的顯示器主要是顯示剩余時間。 24 圖 317 顯示電路圖 與單片機(jī)接口電路設(shè)計(jì) 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 送出字符信息和時鐘，送出的字符信息通過非門并進(jìn)行輸出。具體的電路連接如圖 39所示。實(shí)現(xiàn)了自動洗衣機(jī)應(yīng)具備的基本功能。當(dāng)發(fā)現(xiàn)啟動鍵 K1 按下，洗衣機(jī)從待 命狀態(tài)進(jìn)入工作狀態(tài)。 2. 洗滌過程程序設(shè)計(jì) 電機(jī)正反轉(zhuǎn)均為 22s，間歇時間均為 8s，具體見表 41. 3. 脫水、漂洗過程程序設(shè)計(jì) 脫水前先打開排水閥排水，然后啟動電動機(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)水動作，進(jìn)入下一循環(huán)。 29 中 斷 入 口是 否 到 達(dá) 1s?計(jì) 數(shù) 值 清 零秒 值 加 1是 否 到 1min?秒 值 清 零分 值 減 1顯 示 子 程 序中 斷 返 回 圖 42 內(nèi)部定時中斷流程圖 外部中斷設(shè)計(jì) 為了防止外部電壓過高或過低對洗衣機(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。中斷 1處理程序?qū)⑹瓜匆聶C(jī)停止工作，并將停止前地動作存儲起來。 31 5 結(jié)論 本畢業(yè)設(shè)計(jì)的基于單片機(jī)的全自動洗衣機(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。每個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。目前中國洗衣機(jī)市場正進(jìn)入更新?lián)Q代期，市場潛 力巨大，人們對于洗衣機(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)實(shí)，設(shè)計(jì)出更節(jié)能、功能更全面、更人性化的全自動洗衣機(jī)。漂洗時間設(shè)定 MOV 72H,3。脫水時間設(shè)定 JMP EXIT ﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍ 快速子程序 ﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍ ﹍ K2: MOV R3， 4。命令 /狀態(tài)地址 MOV A,89H MOV DPTR,0FFFFH MOV DPTR,A RET ﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍ 顯示子程序 ﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍ DISPLAY: PUSH DPL PUSH DPH PUSH ACC MOV DPTR,Z8255 MOV A,90；寫顯示命令，地址自動加 1 MOV DPTR,A；命令送入 MOV R0， 30H；顯示數(shù)據(jù)地址 MOV DPTR,D8255；數(shù)據(jù)口地址 MOV A,R0 MOVX DPTR,A；寫入顯示 RAM POP ACC POP DPH POP DPL RET 34 ﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍ 報(bào)警子程序 ﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍ ﹍ BAOJING: MOV 74H,6；報(bào)警 3分鐘設(shè)置 H0： MOV 75H,240； 分鐘時間設(shè)置 H1： MOV 76H,250； 秒時間設(shè)置 H2： CPL LCALL DELAY1；調(diào)用延時程序 DJNZ 76H,H2；判斷 秒延時時間到否？ DJNZ 75H,H1；判 斷 分鐘定時時間到否？ DJNZ 74H,H0；判斷總的報(bào)警時間到否？ RET DELAY1： MOV 77H,250 DJNZ 77H,$ RET 35 附錄 B 全自動洗衣機(jī)控制系統(tǒng)總硬件連接圖