【文章內(nèi)容簡介】 （ 32 根） AT89C52 單片機(jī)有 4 組 8 位的可編程 I/O 口，分別位 P0、 P P P3 口，每個(gè)口有 8 位（ 8 根引腳），共 32 根。 P0 口（ ～ ）： 8 位雙向 I/O 口線。 P0 口是一個(gè)漏極開路的 I/O 口。作為輸出口，每一位均可以驅(qū)動(dòng) 8 個(gè) TTL 負(fù)載。當(dāng)對(duì) 某個(gè) P0 端口寫入 “ 1” 時(shí) ，該引腳可以用作高阻抗輸入。當(dāng)訪問外部程序存儲(chǔ)器或者數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， P0 口也被作為地址總線（低 8 位）和數(shù)據(jù)分時(shí)復(fù)用。在這種模式下， P0 不需要外加上拉電阻。 P0 口也可以作為 I/O 口使用，也可以用來接收指令字節(jié)；在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)，此時(shí)需要加 的外部上拉電阻。 P1 口（ ～ ）： 8 位準(zhǔn)雙向 I/O 口線。 P1 口內(nèi)部具有上拉電阻， P1 口輸出緩沖器能夠驅(qū) 動(dòng) 4 個(gè) TTL 負(fù)載 。若對(duì) P1 口寫入 “ 1” 的時(shí)候，內(nèi)部上拉電阻就會(huì)把端口拉高，此時(shí)可以用作輸入口。當(dāng)作為輸入口使用時(shí)，被外部拉低的引腳因?yàn)槠鋬?nèi)部電阻，將輸出電流。此外， 和 分別可以作定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 2 的外部計(jì)數(shù)輸入和定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 2 的觸發(fā)輸入。 P2 口（ ～ ）： 8 位準(zhǔn)雙向 I/O 口線。 P2 輸出緩沖器能夠驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) TTL 負(fù)載 。當(dāng)對(duì) P2 端口寫入 “ 1” 的時(shí)候，內(nèi)部上拉電阻就會(huì)把端口拉高，此時(shí)就可以作為輸入口使用。當(dāng)作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳因?yàn)槠鋬?nèi)部電阻，將會(huì)輸出電流。在訪問其外部 ROM 或用 16 位地址讀取外部 RAM 時(shí)， P2 口就會(huì)送出高八位地址。此時(shí)， P2 口利用內(nèi)部上拉發(fā)送 “ 1” 。當(dāng)使用 8 位地址，訪問其外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（ RAM）時(shí)， P2 口將會(huì)輸出 P2 鎖存器的內(nèi)容。在 Flash 編程或者校驗(yàn)時(shí)， P2 口也用于接收高 8 位地址和某些控制信號(hào)。 P3 口（ ～ ）： 8 位準(zhǔn)雙向 I/O 口線。 P3 口其內(nèi)部具有上拉電阻， P2 口輸出緩沖器能夠驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) TTL 負(fù)載 。當(dāng)對(duì) P3 口寫入 “ 1” 的時(shí)候，內(nèi)部上拉電阻就會(huì)把端口拉高，此時(shí)就可以作為輸入口使用。當(dāng)作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳因?yàn)槠鋬?nèi)部 電阻，將會(huì)輸出電流。 P3 口也作為 STC8C52 具有第二功能的引腳使用，如表 1 所示。 智能洗衣機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 9 表 1 P3 口第二功能引腳圖 引腳 第二功能 說明 RXD 串行輸入口 TXD 串行輸出口 INT0 外中斷 0 INT1 外中斷 1 T0 定時(shí) /計(jì)數(shù)器 0 T1 定時(shí) /計(jì)數(shù)器 1 WR 外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通 RD 外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通 2． 點(diǎn)陣型 LCD2864 簡介 12864 是一種圖形點(diǎn)陣液晶顯示器 ， 它主要由行驅(qū)動(dòng)器 /列驅(qū)動(dòng)器及 12864 全點(diǎn)陣液晶顯示器組成?？赏瓿蓤D形顯示，也可以顯示 84 個(gè) (1616 點(diǎn)陣 )漢字。 表 2 為 12864 的引腳功能表。 表 2 12864 引腳功能表 引腳號(hào) 引腳名稱 LEVER 管腳功能 1 VSS 0 電源地 2 VDD + 電源電壓 3 V0 —— 液晶顯示器驅(qū)動(dòng)電壓 4 D/I(RS) H/L D/I=“H”，表示 DB7~DB0 為顯示數(shù)據(jù) D/I=“L”，表示 DB7~DB0 為顯示指令數(shù)據(jù) 5 R/W H/L R/W=“H”， E=“H”數(shù)據(jù)被讀到 DB7~DB0 R/W=“L”， E=“H→L” 數(shù)據(jù)被寫到 IR 或 DR 6 E H/L R/W=“L”， E 信號(hào)下降沿鎖存 DB7~DB0 R/W=“H”， E=“H”DDRAM數(shù)據(jù)讀到 DB7~DB0 7 DB0 H/L 數(shù)據(jù)線 8 DB1 H/L 數(shù)據(jù)線 9 DB2 H/L 數(shù)據(jù)線 10 DB3 H/L 數(shù)據(jù)線 11 DB4 H/L 數(shù)據(jù)線 12 DB5 H/L 數(shù)據(jù)線 13 DB6 H/L 數(shù)據(jù)線 14 DB7 H/L 數(shù)據(jù)線 15 CS1 H/L CS1＝ H，選擇芯片右半屏信號(hào) 16 CS2 H/L CS2＝ H，選擇 芯片左半屏信號(hào) 17 RET H/L 復(fù)位信號(hào)， RET＝ L 復(fù)位 18 VOUT 10V LCD 驅(qū)動(dòng)負(fù)電壓 19 LED+ —— LED 背光板電源 20 LED —— LED 背光板電源 12864LCD 的指令系統(tǒng)及時(shí)序。 12864 液晶顯示模塊（即 KS0108B 及其兼容控制驅(qū)動(dòng)器）的指令系統(tǒng)比較簡單，總共只有七種。其指令表如表 3 所示： 智能洗衣機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 10 表 3 12864 指令表 指令名稱 控制信號(hào) 控制代碼 R/W RS DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 顯示開關(guān) 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1/0 顯示起始行設(shè)置 0 0 1 1 X X X X X X 頁設(shè)置 0 0 1 0 1 1 1 X X X 列地址設(shè)置 0 0 0 1 X X X X X X 讀狀態(tài) 1 0 BUSY 0 ON/OFF RST 0 0 0 0 寫數(shù)據(jù) 1 1 寫數(shù)據(jù) 讀數(shù)據(jù) 1 1 讀數(shù)據(jù) 3． 負(fù)載傳感器 負(fù)載傳感器由電動(dòng)機(jī)的反電動(dòng)勢檢測電路 ， 光耦合器和濾波電路組成?？梢詼y得電動(dòng)機(jī)在不同階段的反電動(dòng)勢 .應(yīng)用于洗衣機(jī)中可以通過模糊推論得出布量和布質(zhì)的信息 .其電路 示意 圖如圖 3 所示： 圖 3 負(fù)載傳感器電路 示意 圖 起動(dòng)主電機(jī)旋轉(zhuǎn)，等電機(jī)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定后切斷電源，主電機(jī)由于 慣性繼續(xù) 轉(zhuǎn) 動(dòng) 直到停止 .在主電機(jī)斷電慣性旋轉(zhuǎn)時(shí) ， 主電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài) ， 會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢輸出 .如果負(fù)載較大主電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)的時(shí)間就長，如果負(fù)載較小則主電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)的時(shí)間就相對(duì)較短。如圖 4 所示： 智能洗衣機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 11 圖 4(a) 負(fù)載小 圖 4(b) 負(fù)載大 圖 4 電機(jī)斷電后負(fù)載與整形脈沖的關(guān)系 圖 將負(fù)載傳感器應(yīng)用于洗衣機(jī) 中就可以以通過多次測量負(fù)載的方式來判斷衣物的布質(zhì)和布量。 4． 溫度傳感器 DS18B20 溫度傳感器是美國 DALLAS 公司生產(chǎn)的一款超小體積，超低硬件開銷的溫度傳感器。 DS18B20 采用先進(jìn)的單總路線數(shù)據(jù)通信，能夠進(jìn)行全數(shù)字的溫度轉(zhuǎn)換及輸出，其分辨率最小的公作周期為 750 毫秒，可檢測溫度范圍為 55 ℃ ～ +125 ℃ 。它可以提供 9 位 (二進(jìn)制 )溫度讀數(shù)，指示器件的溫度信息經(jīng)過單線接口送入 DSl8B20或從 DSl8B20 送出，因此從主機(jī) CPU 到 DSl8B20 僅需一條線 (和地線 )，不需要用戶自行去進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換。圖 5 為溫度傳感器 DS18B20。 整形脈沖 時(shí)間 斷電后 電機(jī)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定 整形脈沖 時(shí)間 斷電后 電機(jī)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定 智能洗衣機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 12 圖 5 DS18B20 DS18B20 共三個(gè)引腳，引腳 1 接電壓地，引腳 2 接單數(shù)據(jù)總線，引腳 3 接高電平電源。 5． 諧振式水位傳感器 諧振式水位傳感器，采用了新型的傳感原理，把水位的高低轉(zhuǎn)化成水位與頻率的對(duì)應(yīng)關(guān)系，主要用于在洗衣機(jī)中作為洗衣機(jī)特定的水位傳感器使用。如圖 6 所示是諧振式水位傳感器的結(jié)構(gòu)圖。 洗衣機(jī)的水位 H 轉(zhuǎn)換成導(dǎo)管口中的氣壓，導(dǎo)管中的水通過通過入嘴進(jìn)入氣室。由于氣室上面是封閉的，與水位 H 成正比的氣壓被傳到隔膜上。隔膜上嵌裝有導(dǎo)板，當(dāng)水位 H 上升時(shí)，氣壓增大，導(dǎo)板向上移動(dòng)，當(dāng)水位下降時(shí)，氣壓降低，在彈簧的作用下，導(dǎo)板向下移動(dòng)。導(dǎo)板中心有導(dǎo)向軸，受外殼的支撐點(diǎn)限位，使導(dǎo)板上下平行移動(dòng)，不致偏移。導(dǎo)板上有固定支架，裝有磁性元件，在導(dǎo)管內(nèi)氣壓作用下導(dǎo)板上下平行移動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)磁性元件使其與線圈之間的相對(duì)位置發(fā)生變化，因此線圈的電感量發(fā)生變化。該電感與電容組成三點(diǎn)式振蕩電路，振蕩的固有頻率隨水位的變化而變化，因此我們只要測得振蕩頻率就可以測知水位。 智能洗衣機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 13 圖 6 諧振式水位傳感器的結(jié)構(gòu)圖 圖 7 為水位與振蕩頻率的對(duì)應(yīng)關(guān)系圖。由圖可以看出諧振式水們傳感器 的輸出特性曲線基本上呈線性變化。在洗衣機(jī) 進(jìn)水和排水 過程中，水位從 50～ 450mm 任意一頻率的誤差可忽略不計(jì)。調(diào)試后的水位傳感器的測量氣壓的范圍為 0～ ， 電感的變化范圍為 ～ 。 當(dāng)水位（ 0～ 450mm）高度一定時(shí)，與其對(duì)應(yīng)的傳感器輸出頻率在（ ～ kHz）范圍內(nèi)可以任意設(shè)定。 圖 7 水位與振蕩頻率的對(duì)應(yīng)關(guān)系圖 6． 濁度傳感器 TS 濁度傳感器是 GE 公司專門為了用于家電產(chǎn)品中的檢測水濁度的低成本傳感智能洗衣機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 14 器，主要用于洗衣機(jī)、洗碗機(jī)等產(chǎn)品的水污濁程度的測量。通過測量水的污濁程 度來判斷所洗物品潔凈程度 ， 從而確定最佳的洗滌時(shí)間。 TS 濁度傳感器采用一定的紅外發(fā)光二極管作為檢測光源，穿透洗滌劑，檢測其透光強(qiáng)度。當(dāng)光線穿過一定量的水時(shí) ， 光線的透過量取決于該水的污濁程度 ， 水越污濁 ， 透過的光就越少。光接收端把透過的光強(qiáng)度轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的電流大小 ， 透過的光多 ， 電流大 ， 反之透過的光少 ， 電流小。通過測量接收端電流的大小 ， 就可以計(jì)算出水的污濁程度。其原理圖如圖 8 所示： 濁度電流信號(hào)經(jīng)過電阻 R1 轉(zhuǎn)換為 0 V～ 5 V 電壓信號(hào) ， 利用 A/D 轉(zhuǎn)換器進(jìn)行采樣處理 ， 單片機(jī)就可以獲知當(dāng)前水的 污濁度。 圖 8 濁度傳感器電路圖 智能洗衣機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 15 3 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì) 系統(tǒng)電源電路 如圖 9所示，電源電路由變壓器，橋式整流電路，電容，集成穩(wěn)壓器 7815和集成穩(wěn)壓器 7805組成。從集成穩(wěn)壓器 7815輸出端輸出的 15V電壓直接用于給 V/F轉(zhuǎn)換器供電，從集成穩(wěn)壓器 7805輸出端輸出的 5V電壓用于給其他直流低壓部分提供電源。 P34007X4VinVoutGNDLM78154700uFC141000uFC13D3電源指示燈VinVoutGNDLM7805104C10104C12470uFC11103C9VCC~24V~220VR14470VS 圖 9 電源電路 溫度檢測電路 如圖 10所示，溫度檢測電路主要由溫度傳感器 DS18B20來實(shí)現(xiàn)，輸出端 DQ與單片機(jī) ，將由 DS18B20檢測到的溫度信號(hào)由 。 圖 10 溫度檢測電路 水位檢測電路 如圖 11所示為水位檢測電路。為了使計(jì)算機(jī)直接讀數(shù)，傳感器采用敏感元件， L為傳感器內(nèi)部線圈，匝數(shù)為 480匝，電感量在 (～ )，初始電感量為 。電容 C C3選用 。 R5為 1k， R8為 。 L、 C C3組成的諧振電路與數(shù)字反向器 7404連接輸出標(biāo)準(zhǔn)方波，隨著水位的變化，諧振頻率作相應(yīng)的 改變。 智能洗衣機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 16 L1C1C3R8R51KVCCGND水位1A11Y22A32Y43A53Y6GND74Y84A95Y105A116Y126A13Vcc14U27404GND 圖 11 水位檢測電路 濁度檢測電路 如圖 12所示，濁度檢測電路由濁度傳感器和壓頻轉(zhuǎn)換電路組成。濁度傳感器輸出端 Q的電壓信號(hào)送到壓頻轉(zhuǎn)換 LMX31的 7號(hào)引腳， LMX31將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成頻率信號(hào)經(jīng) 3號(hào)引腳送入到單片機(jī)中進(jìn)行運(yùn)算，從而判斷出洗滌劑的濁度及其變化率。 VCCGNDVCC23415678LMX31U1R4R3 12KR7100KR2 47R9C4104C5103濁度5KR1GND100KR10 Vcc1Q2GND3P1濁度傳感器VSC21uF 圖 12 濁度檢測電路 液晶顯示電路 LCD12864是一種常用的液晶顯示器，內(nèi)含有國標(biāo)一級(jí)、二級(jí)簡體中文字庫。通過使用 LCD12864可以實(shí)現(xiàn)本設(shè)計(jì)所需要的顯示效果。如圖 13所示， 12864的數(shù)據(jù)口與單片機(jī)的 P0口相連，通過控制 P0口的輸出即可調(diào)整液晶顯示的字符。 RS、 RW、 EN為智能洗衣機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 17 LCD與單片機(jī)之間的讀寫控制信號(hào)，通過對(duì)其控制可以實(shí)現(xiàn)對(duì) LCD的讀寫控制。 圖 13 液晶顯示電路 迅響電路 如圖 14所示， AT89C52的 9012的基極相連。當(dāng) ， 9012截止，蜂鳴器不發(fā)生；當(dāng) ， 9012導(dǎo)通，蜂鳴器發(fā)出蜂鳴聲。 SP1有源蜂鳴器Q29012GNDVCC訊響電路 圖 14 訊響電路 鍵盤輸入電路