【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 系統(tǒng)將選用的AT89C51是屬于標(biāo)準(zhǔn)型單片機(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。標(biāo)準(zhǔn)型系列在內(nèi)部含有4KB或8KB可重復(fù)編程的Flash存儲(chǔ)器，可進(jìn)行1000次擦寫操作。全靜態(tài)工作為033MHz，有3級(jí)程序存儲(chǔ)器加密鎖定，內(nèi)部含有128256字節(jié)的RAM、32條可編程的I/O端口、2個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、68級(jí)中斷，此外有通用串行接口、低電壓空閑模式及掉電模式。AT89系列標(biāo)準(zhǔn)單片機(jī)有4種型號(hào)，分別為AT89C5AT89LV5AT89C52和AT89L52，其中AT89C51和AT89C52直接與8051系列兼容，相當(dāng)于將8058052中的4KB、8KB的ROM換成相應(yīng)數(shù)量的Flash存儲(chǔ)器，其余結(jié)構(gòu)、供電電壓、引腳數(shù)量及封裝均相同，使用時(shí)可直接替換。AT89LV51是AT89C51低電壓型號(hào)，其他功能和89C51相同。 AT89C51圖的引腳及總線結(jié)構(gòu)圖 圖31引腳圖圖32總線結(jié)構(gòu)圖AT89C51的引腳功能： 1. 電源引腳VSS和VCC（1） VSS(20腳)：接地。（2） VCC(40腳)：正常操作及對(duì)EPROM編程和驗(yàn)證時(shí)接+5V電源。2. 外接晶體引腳XTAL1和XTAL2(1) XTAL1(19腳)：接外部晶體的一端。(2) XTAL2(18腳)：接外部晶體的另一端。注：，6MHz。3. 控制或與其他電源復(fù)用引腳RESET、ALE、(1) RESET(9腳)：復(fù)位輸入腳。此引腳內(nèi)部已有一個(gè)5030K的電阻器接地，所以只需接一個(gè)電容至+VCC，即可在電源ON時(shí)產(chǎn)生開機(jī)復(fù)位的功能。但是，以縮短開機(jī)復(fù)位的時(shí)間。如需要，也可在電容兩端并聯(lián)一個(gè)常開按鈕，以便按此按鈕時(shí)可強(qiáng)迫系統(tǒng)復(fù)位。(2) ALE(30腳)：地址鎖存器輸出端。在系統(tǒng)擴(kuò)展時(shí)，用于控制把P0口輸出的低8位地址送入鎖存器鎖存起來，以實(shí)現(xiàn)低位地址和數(shù)據(jù)的隔離。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(shí)鐘或外部定時(shí)脈沖用。(3) （29腳）：外部程序存儲(chǔ)器使能輸出端。當(dāng)CPU想讀取外部ROM的內(nèi)容時(shí)，此腳會(huì)自動(dòng)產(chǎn)生負(fù)脈沖。(4) （31腳）：輸入腳。當(dāng)引腳接地時(shí)，內(nèi)部程序數(shù)據(jù)失效，CPU被迫只讀取外部的程序存儲(chǔ)器。當(dāng)接VCC時(shí)，對(duì)ROM的讀操作從內(nèi)部程序存儲(chǔ)器開始，并可延續(xù)到外部ROM。4. 輸入/輸出引腳P0口、P1口、P2口和P3口（1） P0口（，即3932腳）：雙向8位I/O口。沒有內(nèi)部上拉電阻器，輸出電平時(shí)，需用戶在引腳上接上外部上拉電阻器。在訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，可分時(shí)用做低8位地址線和8位數(shù)據(jù)線。P0口做輸出口用時(shí)，每只引腳均可驅(qū)動(dòng)8個(gè)LSTTL負(fù)載。若某引腳想做輸入腳用，則須先將1寫入該引腳。（2） P1口（，即18腳）：雙向8位I/O口，具有內(nèi)部上拉電阻器，可驅(qū)動(dòng)4個(gè)LSTTL負(fù)載。若某引腳想做輸入腳用，則須先將1寫入該引腳。（3） P2口（，即2128腳）：雙向8位I/O口，具有內(nèi)部上拉電阻器，可驅(qū)動(dòng)4個(gè)LSTTL負(fù)載。在訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，它送出高8位地址。（4） P3口（，即1017腳）：雙向8位I/O口。具有內(nèi)部上拉電阻器，可驅(qū)動(dòng)4個(gè)LSTTL負(fù)載。若某引腳想做輸入腳用，則須先將1寫入該引腳。P3口引腳具有特殊功能。 AT89C51外圍輔助電路的設(shè)計(jì)1. 復(fù)位電路單片機(jī)的復(fù)位就和計(jì)算機(jī)的重啟是一樣的概念。任何單片機(jī)工作之前都要有個(gè)復(fù)位的過程，復(fù)位對(duì)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(shí)間。復(fù)位操作有上電自動(dòng)復(fù)位和按鍵手動(dòng)復(fù)位兩種方式。上電復(fù)位是外部的復(fù)位電路在系統(tǒng)通上電源后直接使單片機(jī)工作，單片機(jī)的起停通過電源控制。手動(dòng)復(fù)位是在復(fù)位電路中設(shè)計(jì)按鍵開關(guān)觸發(fā)復(fù)位電平，控制單片機(jī)復(fù)位。一般都用上電復(fù)位電路。上電自動(dòng)復(fù)位原理：通電時(shí)，電容兩端相當(dāng)于短路，于是RESET引腳上為高電平，然后電源通過電阻對(duì)電容充電，RESET端電壓慢慢下降，降到一定程度即為低電平，單片機(jī)開始正常工作，如圖33所示： 圖33 復(fù)位電路圖 2. 振蕩電路振蕩電路對(duì)于單片機(jī)來說是非常重要的，沒有晶振就沒有時(shí)鐘周期，沒有時(shí)鐘周期，就無法執(zhí)行程序代碼，單片機(jī)就無法工作。單片機(jī)工作時(shí)是一條一條地從ROM中取指令，然后一步一步地執(zhí)行。單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)用于構(gòu)成片內(nèi)振蕩器的高增益反相放大器，引腳XTAL1和XTAL2分別是該放大器的輸入端和輸出端。這個(gè)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。圖中外接石英晶體（或陶瓷振蕩器）以及電容C1或C2構(gòu)成并聯(lián)振蕩電路，接在放大器的反饋回路中。電容的大小沒有嚴(yán)格的要求，但也會(huì)影響振蕩器頻率的高低、振蕩器的穩(wěn)定性、起振的快速性和穩(wěn)定性。外接石英晶體時(shí)，C1和C2一般去30pf10pf，外接陶瓷振蕩器時(shí)，C1和C2一般取40pf10pf。本系統(tǒng)采用12MHz的晶振，電容取30pf。 圖34 振蕩電路圖3. 單片機(jī)最小系統(tǒng)圖 如圖35所示：圖35 最小系統(tǒng)圖 洗衣機(jī)控制器控制面板的設(shè)計(jì) 洗衣機(jī)控制面板主要包括：?jiǎn)?dòng)/停止、標(biāo)準(zhǔn)、輕柔、快速、水位選擇按鈕以及狀態(tài)顯示燈，如圖36所示：圖36 洗衣機(jī)面板圖完成一次洗衣過程所需的動(dòng)作有：1. 進(jìn)水動(dòng)作：進(jìn)行洗滌時(shí)，盛水桶內(nèi)的水量必須達(dá)到設(shè)定要求。洗衣機(jī)的進(jìn)水和水位判斷，是由水位開關(guān)和進(jìn)水閥的開合來進(jìn)行控制的，當(dāng)桶內(nèi)沒有水或水量達(dá)不到設(shè)定水位時(shí)，單片機(jī)程序?qū)⒖刂七M(jìn)水閥打開，開始注水，當(dāng)桶內(nèi)的水位達(dá)到設(shè)定水位時(shí)，水位開關(guān)受壓閉合，程序就可進(jìn)入下一步處理。2. 排水動(dòng)作：進(jìn)入脫水動(dòng)作前應(yīng)先排水。為了避免空排水造成時(shí)間浪費(fèi)以及排水不完而帶水脫水造成對(duì)電機(jī)的損害。洗衣機(jī)能夠根據(jù)實(shí)際水量對(duì)排水時(shí)間進(jìn)動(dòng)態(tài)控制。3. 洗滌動(dòng)作：洗滌動(dòng)作指的是電機(jī)周期性的“正轉(zhuǎn)停止反轉(zhuǎn)停止”。不同的洗衣過程，控制電機(jī)執(zhí)行“正轉(zhuǎn)停止反轉(zhuǎn)停止”的時(shí)間是不同的。4. 脫水動(dòng)作：排水結(jié)束后進(jìn)入脫水動(dòng)作，脫水是通過電機(jī)的正反轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)的，同時(shí)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(shí)的電機(jī)正轉(zhuǎn)速度不同于洗滌時(shí)的電機(jī)正轉(zhuǎn)速度。進(jìn)行脫水是若遇到洗衣機(jī)蓋打開，則暫停脫水，并發(fā)出報(bào)警，直至用戶合上桶蓋后，才繼續(xù)進(jìn)行脫水。脫水結(jié)束后，發(fā)出警報(bào)，并自動(dòng)關(guān)閉排水閥。5. 脫水不平衡修正：進(jìn)行脫水處理，電機(jī)要正轉(zhuǎn)，電機(jī)要進(jìn)行高速單向正轉(zhuǎn)，若此時(shí)衣物偏向于一邊，脫水桶會(huì)因離心的作用，在很短的時(shí)間內(nèi)碰撞安全開關(guān)裝置，使安全開關(guān)產(chǎn)生瞬時(shí)的關(guān)閉和斷開，此時(shí)要進(jìn)行脫水不平衡修正。進(jìn)行脫水不平衡修正，洗衣機(jī)將停止脫水，并自動(dòng)插入“進(jìn)水洗滌1分鐘排水”動(dòng)作。通話這一插入動(dòng)作，衣服將調(diào)整到洗衣桶中心位置。在同一脫水工程中，如果連續(xù)修正3次仍達(dá)不到脫水平衡，則進(jìn)行報(bào)警，等用戶打開洗衣機(jī)將衣物放置均勻再蓋上桶蓋，方可繼續(xù)進(jìn)行脫水。6. 其他動(dòng)作：洗衣機(jī)控制器在此控制面板上還配有啟動(dòng)/停止、標(biāo)準(zhǔn)、輕柔、快速、水位選擇按鈕。 晶閘管驅(qū)動(dòng)控制電路設(shè)計(jì)1. 驅(qū)動(dòng)芯片ULN2803ULN2803驅(qū)動(dòng)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。廣泛用于計(jì)算機(jī)，工業(yè)和消費(fèi)類產(chǎn)品中。所有器件有集電極開路輸出和用于瞬變控制的續(xù)流箝位二極管。ULN2803的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)TTL系列兼容。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)境圖37 ULN2803內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖2. 晶閘管驅(qū)動(dòng)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(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)。完成洗衣機(jī)的進(jìn)水、排水以及驅(qū)動(dòng)電機(jī)洗衣功能。單片機(jī)I/O口直接與驅(qū)動(dòng)芯片ULN2803連接，將信號(hào)放大后驅(qū)動(dòng)晶閘管的導(dǎo)通和關(guān)斷，具體電路如圖38所示：圖38 晶閘管驅(qū)動(dòng)電