【文章內(nèi)容簡介】 臟和大腦。 由于家用電器體積小，故要求其控制器體積更小以便能嵌入其結(jié)構(gòu)之中。而家用電器品種 多，功能差異也大，所以又要求其控制器有靈活的控制功能。單片機(jī)以微小的體積和編程的靈活性而產(chǎn)生多種控制功能，完全可以滿足家用電器的需求。 單片機(jī)主要用于計算機(jī)外設(shè)、實時控制、儀器儀表、通信和家用電器等各個領(lǐng)域，是計算機(jī)技術(shù)和電子技術(shù)的綜合性應(yīng)用，在不同應(yīng)用場合其技術(shù)要求各不相同，因此設(shè)計方法和研制的步驟不完全一樣。 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)由硬件和軟件組成。硬件是指 MCU、存儲器、 I/O 接口和外設(shè)等物理器件的有機(jī)組合。軟件是指系統(tǒng)監(jiān)控程序的總稱。在開發(fā)的過程中，它們的設(shè)計不能完全分開，二者需要互相配合、不斷調(diào)整 才能組成高性能的應(yīng)用系統(tǒng)。單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)包括系統(tǒng)總體設(shè)計、硬件設(shè)計、軟件設(shè)計、系統(tǒng)調(diào)試等幾個階段，它們有時交叉進(jìn)行。 設(shè)計任務(wù) （ 1）系統(tǒng)總體設(shè)計任務(wù) 在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計之前，首先應(yīng)根據(jù)對系統(tǒng)的功能要求及其應(yīng)用環(huán)境等確定合理的、具體的功能和技術(shù)指標(biāo)，對應(yīng)用系統(tǒng)的可靠性、通用性、先進(jìn)性、可維護(hù)前言 性、以及成本等進(jìn)行綜合考慮，以盡量合理并符合相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。然后根據(jù)市場上各種單片機(jī)的貨源情況和單片機(jī)的性能及開發(fā)工具等因素選擇合適的機(jī)型。接下來要根據(jù)系統(tǒng)中可能遇到的傳感器、模擬電路、 I/O 接口、存儲 器和顯示器等器件和設(shè)備進(jìn)行器件選擇，使之符合系統(tǒng)在精度、速度和可靠性等方面的要求。最后確定硬件和軟件的功能劃分。由于在系統(tǒng)設(shè)計中某些功能用硬件和軟件都能實現(xiàn)，在設(shè)計中應(yīng)綜合考慮研制周期和成本等因素具體劃分軟硬件功能。 （ 2）系統(tǒng)硬件設(shè)計任務(wù) 硬件設(shè)計的任務(wù)是根據(jù)總體要求，在所選的 MCU 和各個元器件型號的基礎(chǔ)上設(shè)計出系統(tǒng)的電路原理圖，做一些必要的不見實驗，以及工藝結(jié)構(gòu)的設(shè)計加工，印刷電路板的設(shè)計制作和樣機(jī)的組裝等。在硬件設(shè)計中，需要考慮系統(tǒng)總線的負(fù)載能力、系統(tǒng)擴(kuò)展時的片選方式、模擬電路的速度和精度等，如需擴(kuò)展 存儲器則盡量用一片完成，這樣既降低了成本，又減小了線路板的面積，同時提高了系統(tǒng)的可靠性。 （ 3）系統(tǒng)軟件設(shè)計任務(wù) 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的軟件設(shè)計是系統(tǒng)設(shè)計中最基本而且工作量較大的任務(wù)。與系統(tǒng)機(jī)上操作系統(tǒng)支持下的純軟件不同，單片機(jī)的軟件設(shè)計是在裸機(jī)的條件下進(jìn)行的，而且隨應(yīng)用系統(tǒng)的不同而不同。在軟件中一般需考慮以下幾個方面： 1 根據(jù)要求確定軟件的具體任務(wù)細(xì)節(jié)，然后確定合理的軟件結(jié)構(gòu)。一般系統(tǒng)軟件的主程序和若干個子程序及中斷服務(wù)程序組成，詳細(xì)劃分主程序、子程序和中斷服務(wù)程序的具體任務(wù)，確定各個中斷的優(yōu)先級。主程序 是一個順序執(zhí)行的無限循環(huán)的程序，不停地順序查詢各種軟件標(biāo)志，以完成對事務(wù)的處理。在子程序和中斷服務(wù)程序中，要考慮現(xiàn)場的保護(hù)和恢復(fù)，以及它們和主程序之間的信息交換方法。 2 程序的結(jié)構(gòu)用模塊化結(jié)構(gòu)，即把監(jiān)控程序分解為若干個功能相對獨立的較小的程序模塊分別設(shè)計，以便于調(diào)試。具體設(shè)計時可采用自底向上或自頂向下的方法。 前言 3 在進(jìn)行程序設(shè)計時，先根據(jù)問題的定義描述出各個輸入變量和輸出變量之間的數(shù)學(xué)關(guān)系，即建立數(shù)學(xué)模型，然后繪制流程圖，再根據(jù)流程圖用匯編語言進(jìn)行具體程序的編寫。 4 在程序設(shè)計完成后，利用相 應(yīng)的開發(fā)工具和軟件進(jìn)行程序的匯編，生成程序的機(jī)器碼。 （ 4）系統(tǒng)的調(diào)試任務(wù) 在系統(tǒng)樣機(jī)的組裝和軟件設(shè)計完成以后，就進(jìn)入系統(tǒng)的調(diào)試階段。應(yīng)用系統(tǒng)的調(diào)試步驟和方法是相同的，但具體細(xì)節(jié)與采用的開發(fā)系統(tǒng)（即仿真器）及選用的單片機(jī)型號 有關(guān)。調(diào)試的過程就是軟硬件的查錯過程，分為硬件調(diào)試和軟件調(diào)試。 系統(tǒng)設(shè)計要求 AT89C51 單片機(jī)是 ATMEL 公司 32 位單片機(jī)系列產(chǎn)品之一，是一種 40引腳雙列直插式芯片。它內(nèi)含 8KB可反復(fù)燒錄的 FLASH 存儲器， RAM字節(jié)也有 128 個，32個 I/O口， 5個中斷， 2個定時，已經(jīng)可 以滿足程序的需要，指令也和 51 系列兼容，基于上述特點，選擇它來設(shè)計一臺智能洗衣機(jī)，完全可以達(dá)到以下的功能： 弱強(qiáng)洗滌功能。 通過控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速來控制強(qiáng)洗弱洗。 洗滌時間設(shè)定功能?？梢愿鶕?jù)需要設(shè)定洗滌時間的長短。 液晶 顯示功能。洗衣機(jī)各種工作 模式 的選擇和工作 時間 均 可在液晶屏上顯示。 制動功能 。不管洗衣機(jī)工作在什么狀態(tài)，當(dāng)按下制動鍵時，洗衣機(jī)立即停止工作。 系統(tǒng)解決的問題和擬采用的研究手段 本課題主要是研究基于單片機(jī)的 簡易 洗衣機(jī)控制系統(tǒng)軟硬件設(shè)計。首先要熟悉設(shè)計內(nèi)容，學(xué)習(xí)掌握單 片機(jī)的使用方法；精確分析并設(shè)計出該控制系統(tǒng)的全部前言 工作流程圖，確定輸入、輸出的名稱功能；設(shè)計系統(tǒng)軟件并在 PC機(jī)上仿真模擬調(diào)試；設(shè)計并制作硬件模擬電 路盤，接電模擬調(diào)試；軟硬件聯(lián)合調(diào)試，實現(xiàn)全部功能，完成設(shè)計并撰設(shè)計 論文。 針對課題采取以下研究方法及步驟： 各種元器件以及芯片的選擇 硬件電路的設(shè)計 用 C語言完成軟件方面的設(shè)計 結(jié)合電路對程序進(jìn)行調(diào)試 找出程序中的錯誤，改正這些錯誤 第二章 硬件設(shè)計 的選擇 與比較 方案一：用 FPGA/CPLD 做控制器 設(shè)計 采用 FPGA 或 CPLD 做為控制器，也可以實現(xiàn) 設(shè)計的要求，實現(xiàn) 洗衣機(jī)系統(tǒng)設(shè)計 基本功能，但是使用 FPGA 缺點 是設(shè)計 比較復(fù)雜，引腳的鎖定設(shè)定比較繁瑣，周期比較長， 運行的速度也不是很快 ，并且價格比較昂貴。 方案 二 ：使用嵌入式系統(tǒng)設(shè)計 用嵌入式系統(tǒng)設(shè)計更容易實現(xiàn) 洗衣機(jī)的智能化，使洗衣機(jī) 系統(tǒng) 的功能更加強(qiáng)大，但設(shè)計 過程 比較復(fù)雜，對 匯編語言、 C語言及 C語言和匯編語言的混合編程等計算機(jī)語言的要求比較高， 不適合 初級設(shè)計人員 設(shè)計使用 。 方案三：用單片機(jī)做控制器 用單片機(jī)設(shè)計洗衣機(jī)，控制簡單靈活，功能的控制和 修改更加容易實現(xiàn)， 單片機(jī)體積較小，制作出的系統(tǒng)也更小巧實用， 并且單片機(jī)價格比較低，這樣系統(tǒng)的總體性價比比較高 ， 這種方案 的使用 比較普遍。 因此，采用此方案來設(shè)計本系統(tǒng)。 前言 經(jīng)設(shè)計構(gòu)思，系統(tǒng)總體框圖如下： 基于單片機(jī) 89C52 的洗衣機(jī)系統(tǒng)原理框圖 電路模塊設(shè)計 控制電路 89C52 時鐘電路 鍵盤控制 控制端口 UNL 2020NNN 步進(jìn)電機(jī) 時鐘電路 顯示端口 液晶顯示屏 前言 驅(qū)動電路 顯示電路 前言 第三章 軟件設(shè)計 控制程序 設(shè)計 程序設(shè)計流程圖 程序代碼 include include //包含 sprintf(),實數(shù) 字符串 void delay(unsigned int t)。 define uchar unsigned char define uint unsigned int void time(void)。 //Motor sbit F1 = P1^0。 sbit F2 = P1^1。 sbit F3 = P1^2。 sbit F4 = P1^3。 sbit K1 = P3^0。//慢速 sbit K2 = P3^1。//中速 sbit K