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正文內(nèi)容

基于單片機(jī)的全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文(編輯修改稿)

2024-10-02 14:52 本頁(yè)面
 

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 XTAL1( 19 腳)、 XTAL2( 18腳) —— 晶體振蕩電路反相輸入端和輸出端。使用內(nèi)部振蕩電路時(shí)外接石英晶體如圖 。 圖 晶 體振蕩電路 控制信號(hào)引腳線 控制線共有 4根,其中 3 根是復(fù)用線。所謂復(fù)用線是指具有兩種功能,正常使用時(shí)是一種功能,在某種條件下是另一種功能。 ( 30 腳)地址鎖存允許 /片內(nèi) EPROM 編程脈沖。 (1)ALE 功能:用來(lái)鎖存 P0 口送出的低 8 位地址。 STC89C516RD 在并行擴(kuò)展外存儲(chǔ)器(包括并行擴(kuò)展 I/O 口)時(shí), P0口用于分時(shí)傳送低 8 位地址和數(shù)據(jù)信號(hào),且均為二進(jìn)制數(shù)。那么如何區(qū)分是低 8位地址還 是 8位數(shù)據(jù)信號(hào)呢?當(dāng) ALE 為高電平時(shí), P0 口傳送的是低 8位地址信號(hào); ALE 為低電平時(shí), P0口傳送的是 8位數(shù)據(jù)信號(hào)。在 ALE 信號(hào)的下降沿,鎖定 P0 口傳送的內(nèi)容,即低 8位地址信號(hào)。 需要指出的是,當(dāng) CPU 不執(zhí)行訪問(wèn)外 RAM 指令( MOVX)時(shí), ALE 以時(shí)鐘振蕩頻率 1 / 6 的固定頻率輸出,因此 ALE 信號(hào)也可作為外部芯片 CLK 時(shí)鐘或其他需要。但是,當(dāng)CPU 執(zhí)行 MOVX 指令時(shí), ALE 將跳過(guò)一個(gè) ALE脈沖。 ALE 端可驅(qū)動(dòng) 8個(gè) LSTTL 門電路。 (2)PROG 功能:片內(nèi)有 EPROM 的芯片,在 EPROM 編程期間,此引腳輸入 編程脈沖。 ( 29 腳) —— 外 ROM 讀選通信號(hào)。 80C51 讀外 ROM 時(shí),沒(méi)個(gè)機(jī)器周期內(nèi) PSEN 兩次有效輸出。 PSEN 可作為外 ROM 芯片輸出允許 OE 的選通信號(hào)。在讀內(nèi) ROM 或讀外 RAM 時(shí), PSEN 無(wú)效。 PSEN 可驅(qū)動(dòng) 8個(gè)LSTTL 門電路。 3. RST/Vpd( 9 腳) —— 復(fù)位 /備用電源。 (1)正常工作時(shí), RST( Reset)端為復(fù)位信號(hào)輸入端,只要在該引腳上連續(xù)保持兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平, 80C51 芯片即實(shí)現(xiàn)復(fù)位操作,復(fù)位后一切從頭開(kāi)始, CPU 從0000H 開(kāi)始執(zhí)行指令。 8051 的復(fù)位方式可以是 自動(dòng)復(fù)位,也可以是手動(dòng)復(fù)位,見(jiàn)下圖 和圖 。 圖 圖 手動(dòng)復(fù)位電路 (2)Vpd 功能:在 Vcc 掉電情況下,該引腳可接上備用電源,由 Vpd 向片內(nèi)供電,以保持片內(nèi) RAM 中的數(shù)據(jù)不丟失。 4. EA/VPP( 31 腳) —— 內(nèi)外 ROM 選擇 /片內(nèi) EPROM 編程電源。 (1)EA 功能:正常工作時(shí), EA 為內(nèi)外 ROM 選擇端。 AT89C51 單片機(jī) ROM 尋址范圍為64KB,其中 4KB 在片內(nèi), 60KB 在片外。當(dāng) EA 保持高電平時(shí),先訪問(wèn)內(nèi)部 ROM,但當(dāng) PC(程序計(jì)數(shù)器)值超過(guò) 4KB( 0FFFH)時(shí),將自動(dòng)轉(zhuǎn)向執(zhí)行外 ROM 中的程序。當(dāng) EA保持低電平時(shí),則 CPU 只訪問(wèn)外 ROM,當(dāng) EA 為高電平時(shí),則 CPU 要先對(duì)內(nèi)部 ROM 訪問(wèn) ,然后自動(dòng)延至外部超過(guò) 4KB 的 ROM。 (2)Vpp 功能:片內(nèi)有 EPROM 的芯片,在 EPROM 編程期間,此引腳用于施加編程電源 Vpp。 輸入 /輸出引腳( I/O 口線) 口( 32— 39 腳) —— 8位雙向 I/O 口。在不并行擴(kuò)展外存儲(chǔ)器 (包括并行擴(kuò)展I/O 口 )時(shí) , P0口可用作雙向 I/O 口。在并行擴(kuò)展外存儲(chǔ)器 (包括并行擴(kuò)展 I/O 口 )時(shí) , P0 口可用于分時(shí)傳送低 8 位地址 (地址總線 )和 8 位數(shù)據(jù)信號(hào) (數(shù)據(jù)總線 )。 P0口能驅(qū)動(dòng)8 個(gè) LSTTL 門。 口( 1—— 8腳) —— 8位準(zhǔn)雙向 I/O 口 (“準(zhǔn)雙向”是指該口內(nèi)部有固定的上拉電阻 )。 P1口能驅(qū)動(dòng)為 4個(gè) LSTTL 門。 浙江工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣電子工程分院畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 3. P2 口( 21—— 28 腳) —— 8位準(zhǔn)雙向 I/O 口。在不并行擴(kuò)展外存儲(chǔ)器 (包括并行擴(kuò)展 I/O 口 )時(shí) , P2 口可用作雙向 I/O 口。在并行擴(kuò)展外存儲(chǔ)器 (包括并行擴(kuò)展 I/O口 )時(shí) , P2 口可用于傳送高 8位地址 (屬 地址總線 ) 。 P2 口能驅(qū)動(dòng) 4個(gè) LSTTL 門。引腳上拉電阻同 P1口。在結(jié)構(gòu)上, P2口比 P1 口多一個(gè)輸出控制部分。 4. P3 口( 10—— 17 腳) —— 8位準(zhǔn)雙向 I/O 口。可作一般 I/O 口用 ,同時(shí) P3口每一引腳還具有第二功能 ,用于特殊信號(hào)輸入輸出和控制信號(hào) (屬控制總線 )。 P3口驅(qū)動(dòng)能力為 4 個(gè) LSTTL 門。 P3 口第二功能如下 : —— RXD:串行口輸入端 。 —— TXD:串行口輸出端 。 —— INT0:外部中斷 0 請(qǐng)求輸入端 。 —— INT1:外部中斷 1 請(qǐng)求輸入端 —— T0:定時(shí) /計(jì)數(shù)器 0外部信號(hào)輸入端 。 —— T1:定時(shí) /計(jì)數(shù)器 1外部信號(hào)輸入端 。 —— WR:外 RAM寫(xiě)選通信號(hào)輸出端 。 —— RD:外 RAM讀選通信號(hào)輸出端。 上述 4 個(gè) I/O 口 ,各有各的用途。 在不并行擴(kuò)展外存儲(chǔ)器 (包括并行擴(kuò)展 I/O 口 )時(shí) , 4 個(gè) I/O 口都可作為雙向 I/O口用。在并行擴(kuò)展外存儲(chǔ)器 (包括并行擴(kuò)展 I/O 口 )時(shí) , P0 口專用于分時(shí)傳送低 8 位地址信號(hào)和 8位數(shù)據(jù)信號(hào) ,P2 口專用于傳送高 8位地址信號(hào)。 P3 口根據(jù)需要常用于第二功能 ,真正可提供給用戶 使用的 I/O 口是 P1 口和一部分未用作第二功能的 P3 口端。 繼電器的選擇 繼電器是一種電子控制器件,它具有控制系統(tǒng)(又稱輸入回路)和被控制系統(tǒng)(又稱輸出回路),通常應(yīng)用于自動(dòng)控制電路中,用來(lái)接通和斷開(kāi)控制電器 , 它實(shí)際上是用較小的電流去控制較大電流的一種 “ 自動(dòng)開(kāi)關(guān) ” 。故在電路中起著自動(dòng)調(diào)節(jié)、安全保護(hù)、轉(zhuǎn)換電路等作用。 根據(jù)控制電路的電源電壓,能提供的最大電流,被控電路需的觸點(diǎn)形式。根據(jù)單片機(jī)的控制特點(diǎn) AT89C51單片機(jī)帶負(fù)載能力不強(qiáng),一般用三極管控制繼電器,因此本系統(tǒng)采用的是:松樂(lè) T73 SRD5VDCSLC 繼電器。 3. 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 電源電路設(shè)計(jì) 電源為單片機(jī)提供 +5V 電壓供電,原理圖如圖 ,交流 220V 電源經(jīng)變壓器降壓在經(jīng)過(guò)整流、濾波后產(chǎn)生直流電壓,輸入到集成穩(wěn)壓器 7805的輸入端, 7805輸出穩(wěn)定的 +5V 電壓為單片機(jī)供電。 圖 電源電路 進(jìn)排水電路 設(shè)計(jì) 圖 保護(hù)電路 浙江工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣電子工程分院畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 顯示電路設(shè)計(jì) 顯示部分主要是通過(guò)一個(gè)兩位數(shù)碼管顯示系統(tǒng)的工作時(shí)間信息。該數(shù)碼管共有 10個(gè)管腳,其中 A—— G 7個(gè)管腳為數(shù)碼管的段選, 1和 2為數(shù)碼管的位選, DP 為小數(shù)點(diǎn)顯示。其 中數(shù)碼管的段選與單片機(jī)的 —— ,數(shù)碼管的位選 1和 2分別與單片機(jī)的 。具體電路如圖 。 圖 顯示電路 電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì): 圖 電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì) 紅外檢測(cè)電路設(shè)計(jì) 圖 紅外檢測(cè)電路設(shè)計(jì) 報(bào)警電路設(shè)計(jì): 圖 報(bào)警電路設(shè)計(jì) 按鍵控制設(shè)計(jì) 該系統(tǒng)通過(guò)四個(gè)獨(dú)立按鍵來(lái)控制系統(tǒng)的啟動(dòng)、停止和工作狀態(tài)設(shè)置,四個(gè)鍵分別為:程序、增加、減少、啟動(dòng),其中四個(gè)鍵分別與單片機(jī)的 — :具體連接如圖 。 浙江工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣電子工程分院畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 圖 按鍵連接 狀態(tài)指示電路設(shè)計(jì) 狀態(tài)指示是通過(guò) 8個(gè) LDE顯示系統(tǒng)的工作狀態(tài), LED 與 74LS138的輸出端相連接,其中 74LS138的三個(gè)使能端分別與單片機(jī)的 — ,通過(guò)單片機(jī)輸出高低電平控制 74LS138相應(yīng)的引腳,使 LED 點(diǎn)亮,指示出工作狀態(tài)。具體連接如圖 。 圖 指示燈電路 硬件總體電路設(shè)計(jì) 通過(guò)上面的分析硬件電路(如圖 )主要有這幾部分組成: :( 1)復(fù)位電路 ( 2)時(shí)鐘電路 ( 3) AT89C51 與數(shù)碼顯示部分 4. 74LS138譯碼器 (蜂鳴器) 其中按鍵部分為四個(gè)獨(dú)立按鍵與單片機(jī)的 — ,分別是程序的增加、減少和啟動(dòng)主要用于設(shè)置洗衣機(jī)的工作狀態(tài)。 D0— D7是洗衣機(jī)的工作狀態(tài)指示燈,其中 D0— D5與 38譯碼器的 Y0— Y5相連接分別表示:進(jìn)水時(shí)間設(shè)定,脫水剩余時(shí)間,脫水定時(shí),洗衣剩余時(shí)間,洗衣定時(shí),洗滌次數(shù)。 D6與 D7分別與單片機(jī)的 :弱洗 和強(qiáng)洗。數(shù)碼管用于顯示洗衣機(jī)工作的時(shí)間,其中 P0口控制數(shù)碼管的段選, 。報(bào)警部分(蜂鳴器)用于洗衣完畢是的報(bào)警,通過(guò)三極管驅(qū)動(dòng)與單片機(jī)的 。繼電器控制部分主要用于電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制,通過(guò)三極管驅(qū)動(dòng)與單片機(jī)的 — 。單片機(jī)的 連接兩個(gè)電控水龍頭用于洗衣機(jī)的進(jìn)水和脫水。 圖 電路原理圖 浙江工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣電子工程分院畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 4. 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 軟件整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 該系統(tǒng)的主要程序圖框如圖 。系統(tǒng)程序可以分為:主程序,定時(shí)器中斷 1程序,定時(shí)器中斷 0 程序,外部中斷 0和外部中斷 1程序,延時(shí)程序,數(shù)碼管顯示程序,等幾部分組成。定時(shí)中斷 1和外部中斷 0來(lái)控制電控水龍頭進(jìn)水 ,利用定時(shí)器中斷0 記錄洗衣時(shí)間 ,通過(guò)外部中斷 1判斷水是否放完,來(lái)進(jìn)行脫水 ,定時(shí)中斷 1記錄脫水時(shí)間。下面分別以各部分的程序流程圖進(jìn)行分析程序 主程序結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析 首先,開(kāi)機(jī)可以先進(jìn)行選擇強(qiáng)洗和弱洗(弱洗是電動(dòng)機(jī)進(jìn)行正反轉(zhuǎn)每 10s 交替運(yùn)行)并且相應(yīng)指示燈亮。連續(xù)按下“程序”鍵可進(jìn)行相應(yīng)功能的選擇 ,當(dāng)進(jìn)水時(shí)間、洗衣時(shí)間、脫水時(shí)間 、洗滌次數(shù)、脫水時(shí)間以及強(qiáng)洗或弱洗設(shè)置完成后,按下“啟動(dòng)”鍵系統(tǒng)開(kāi)始工作,進(jìn)水龍頭打開(kāi),當(dāng)進(jìn)水時(shí)間到或水加滿開(kāi)始進(jìn)行洗衣,當(dāng)洗衣時(shí)間到,開(kāi)始進(jìn)行脫水。當(dāng)脫水時(shí)間到,若洗滌次數(shù)不到,繼續(xù)下一次洗滌,否則結(jié)束工作且蜂鳴器報(bào)警 5秒,工作結(jié)束。其應(yīng)用程序如下: 是 圖 主程序圖框 main() { int a。 P1=0xff。 開(kāi)始 啟動(dòng)鍵按下否 洗衣加水 洗衣參數(shù)設(shè)定狀態(tài) 加水時(shí)間到否或滿否 洗衣?tīng)顟B(tài) 啟動(dòng)鍵按下否 洗衣時(shí)間到否 脫水狀態(tài) 脫水時(shí)間到否 洗滌次數(shù)到否 結(jié)束 否 否 否 否 是 是 是 是 是 是 否 是 浙江工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣電子工程分院畢業(yè)設(shè)計(jì) 18 TMOD=0x11。//定時(shí)器 0 和定時(shí)器 1同時(shí)工作在模式 0; ET0=1。 //打開(kāi)內(nèi)部中斷 0 ET1=1。 //打開(kāi)內(nèi)部中斷 1 led7=0。 while(d) { shao_maio()。
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