【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 能的方式由第 9 腳（即 RST/VPD）引入，以保護(hù)內(nèi)部 RAM 中的信息不會(huì)丟失。 四個(gè) I/O 口時(shí)的“上拉電阻” ，當(dāng)作為輸入時(shí)，上拉電阻將其電位拉高，若13輸入為低電平則可提供電流源；所以如果 P0 口如果作為輸入時(shí)，處在高阻抗?fàn)顟B(tài)，只有外接一個(gè)上拉電阻才能有效。 ALE/PROG 地址鎖存控制信號(hào)：在系統(tǒng)擴(kuò)展時(shí)，ALE 用于控制把 P0 口的輸出低 8 位地址送鎖存器鎖存起來(lái)，以實(shí)現(xiàn)低位地址和數(shù)據(jù)的隔離。ALE 有可能是高電平也有可能是低電平，當(dāng) ALE 是高電平時(shí)，允許地址鎖存信號(hào)，當(dāng)訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，ALE 信號(hào)負(fù)跳變（即由正變負(fù)）將 P0 口上低 8 位地址信號(hào)送入鎖存器。當(dāng) ALE 是低電平時(shí)， P0 口上的內(nèi)容和鎖存器輸出一致?！　≡跊](méi)有訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器期間，ALE 以 1/6 振蕩周期頻率輸出（即 6 分頻） ，當(dāng)訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器以 1/12 振蕩周期輸出（12 分頻） 。從這里我們可以看到，當(dāng)系統(tǒng)沒(méi)有進(jìn)行擴(kuò)展時(shí) ALE 會(huì)以 1/6 振蕩周期的固定頻率輸出，因此可以做為外部時(shí)鐘，或者外部定時(shí)脈沖使用。 　　PORG 為編程脈沖的輸入端：在第五課 單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其組成中，我們已知道，在 8051 單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè) 4KB 或 8KB 的程序存儲(chǔ)器（ROM） ，ROM 的作用就是用來(lái)存放用戶(hù)需要執(zhí)行的程序的，那么我們是怎樣把編寫(xiě)好的程序存入進(jìn)這個(gè) ROM 中的呢？實(shí)際上是通過(guò)編程脈沖輸入才能寫(xiě)進(jìn)去的，這個(gè)脈沖的輸入端口就是 PROG。 　　PSEN 外部程序存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)：在讀外部 ROM 時(shí) PSEN 低電平有效，以實(shí)現(xiàn)外部 ROM 單元的讀操作。 (1)內(nèi)部 ROM 讀取時(shí)，PSEN 不動(dòng)作； (2)外部 ROM 讀取時(shí)，在每個(gè)機(jī)器周期會(huì)動(dòng)作兩次； (3)外部 RAM 讀取時(shí)，兩個(gè) PSEN 脈沖被跳過(guò)不會(huì)輸出； (4)外接 ROM 時(shí)，與 ROM 的 OE 腳相接。 EA/VPP 訪問(wèn)和序存儲(chǔ)器控制信號(hào) 接高電平時(shí)：CPU 讀取內(nèi)部程序存儲(chǔ)器（ROM）擴(kuò)展外部 ROM。 接低電平時(shí)：CPU 讀取外部程序存儲(chǔ)器（ROM） 。 8051 燒寫(xiě)內(nèi)部 EPROM 時(shí)，利用此腳輸入 21V 的燒寫(xiě)電壓。RST 復(fù)位信號(hào)：當(dāng)輸入的信號(hào)連續(xù) 2 個(gè)機(jī)器周期以上高電平時(shí)即為有效，用以完成單片機(jī)的復(fù)位初始化操作，當(dāng)復(fù)位后程序計(jì)數(shù)器 PC=0000H，即復(fù)位后將從程序存儲(chǔ)器的 0000H 單元讀取第一條指令碼。XTAL1 和 XTAL2 外接晶振引腳。當(dāng)使14用芯片內(nèi)部時(shí)鐘時(shí)，此二引腳用于外接石英晶體和微調(diào)電容；當(dāng)使用外部時(shí)鐘時(shí)，用于接外部時(shí)鐘脈沖信號(hào) [5]。 單片機(jī)最小系統(tǒng)復(fù)位電路在圖 313 的復(fù)位電路中，當(dāng) Vcc 掉電時(shí)，必然會(huì)使 RST 端電壓迅速下降到 0V 以下。但是，由于內(nèi)部電路的限制作用，這個(gè)負(fù)電壓將不會(huì)對(duì)器件產(chǎn)生損害。另外，在復(fù)位期間，端口引腳處于隨機(jī)狀態(tài)，復(fù)位后，系統(tǒng)將端口置為全“l(fā)”態(tài)。如果系統(tǒng)在上電時(shí)得不到有效的復(fù)位，則程序計(jì)數(shù)器 PC 將得不到一個(gè)合適的初值，因此，CPU 可能會(huì)從一個(gè)未被定義的位置開(kāi)始執(zhí)行程序。復(fù)位電路是為確保微機(jī)系統(tǒng)中電路穩(wěn)定可靠工作必不可少的一部分，在復(fù)位電路中，單片機(jī)的復(fù)位引腳分別與一個(gè)復(fù)位按鍵、電阻、電容相連，復(fù)位電路的第一功能就是上電復(fù)位 [6]。一般微機(jī)電路正常工作需要供電電源為 5V177。5%，即～。由于微機(jī)電路是時(shí)序數(shù)字電路，它需要穩(wěn)定的時(shí)鐘信號(hào)，因此在電源上電時(shí)，只有當(dāng) VCC 超過(guò) 低于 以及晶體振蕩器穩(wěn)定工作時(shí)，復(fù)位信號(hào)才被撤除，微機(jī)電路開(kāi)始正常工作。P 9C 72 2 u FR 1 31 k+ 5 V圖 33 復(fù)位電路 電源電路電源是各種系統(tǒng)所必不可少的重要部分，電源是整個(gè)系統(tǒng)的動(dòng)力，其性能的好壞，直接影響系統(tǒng)的性能，線性穩(wěn)壓電源其穩(wěn)壓性能好，輸出紋波電壓小，但是其體積大笨重，致使效率低。模擬電源由基準(zhǔn)比較器、誤差放大器和閉鎖電路組成，基本電路占用很小的硅片面積，補(bǔ)償和實(shí)現(xiàn)架構(gòu)易于實(shí)現(xiàn)比較容易理解，并且成本比較低，精度比較高，耗能低，沒(méi)有系統(tǒng)抖動(dòng)，只需很少的額外供電 [7]。該電源電路是由 7805 三端穩(wěn)壓器構(gòu)成的典型穩(wěn)壓電路。輸入 220V15交流電。經(jīng)過(guò)電橋整流，再由極性電容濾波，所以最后由穩(wěn)壓器穩(wěn)壓后輸出直流 5V 電壓。電源電路如圖 34 所示:B R 1D F 0 4 MT R 1T R A N 2 P 2 SV I3V O2ADJ1U 3L M 7 8 0 5C 13 3 0 0 uC 31 0 0 u2 2 0 V 5 0 H z+ 5 VC 20 . 1 u FC 43 3 0 0 uD 1L E D R E D電 源 顯 示 燈K+ 5 v圖 34 電源電路圖 34 中已知 V1=220V， 0f=50HZ， 0V=5V， max0I=1A。由 V2=（～2） =8V。 （1）平均電流： DI= max0=12（2）耐壓（單只）： RMV= V2=故二極管選取條件為 R＝25V， DI=1A。 C1的確定： （31）t= =20ms/2=， VC1=Δ iT2由穩(wěn)壓系數(shù)可知： i0/V?? S （32） iV=（～）V 2=，查手冊(cè)得 =3 31由（32）得： △Vc 1=Δ iV= 0iS.? op （33） 一般 p0V?=5mv，所以△V C1=，由（31）得：取 Ic1= max0I C1= max0It/ 4CV?=3125（ ?F）1C1CtdiΔ 1??16查標(biāo)稱(chēng)值取 C1=3300（ ?F） 。同理取 4C=C1=3300（ ?F） 標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘電路該電路由時(shí)鐘 8051 內(nèi)部計(jì)時(shí)器和晶振組成。晶振全稱(chēng)為晶體振蕩器，其作用在于產(chǎn)生原始的時(shí)鐘頻率，這個(gè)頻率經(jīng)過(guò)頻率發(fā)生器的放大或縮小后就成了電腦中各種不同的總線頻率。晶振一般叫做晶體諧振器，是一種機(jī)電器件，是用電損耗很小的石英晶體經(jīng)精密切割磨削并鍍上電極焊上引線做成。這種晶體有一個(gè)很重要的特性，如果給它通電，它就會(huì)產(chǎn)生機(jī)械振蕩，反之，如果給它機(jī)械力，它又會(huì)產(chǎn)生電，這種特性叫機(jī)電效應(yīng) [8]。他們有一個(gè)很重要的特點(diǎn)，其振蕩頻率與他們的形狀，材料，切割方向等密切相關(guān)。由于石英晶體化學(xué)性能非常穩(wěn)定，熱膨脹系數(shù)非常小，其振蕩頻率也非常穩(wěn)定，由于控制幾何尺寸可以做到很精密，因此，其諧振頻率也很準(zhǔn)確。因此我們使用外部振蕩脈沖信號(hào)，由 XTALl 和 XTAL2 端引腳輸入 [9]，其電路圖如圖 35 所示。圖 35 標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘電路 鍵盤(pán)輸入及顯示電路洗衣機(jī)的控制電路中的輸入模塊選用獨(dú)立按鍵，獨(dú)立按鍵具有編程簡(jiǎn)單但占用 I/O 口資源的特點(diǎn)，適用于按鍵不多的場(chǎng)合，為節(jié)約 I/O 口資源，本設(shè)計(jì)選用矩陣鍵盤(pán)。矩陣鍵盤(pán)又叫行列鍵盤(pán)，它是由二條 I/O 線作為行線，二條 I/O線作為列線組成的鍵盤(pán)，在行線和列線的每個(gè)交叉點(diǎn)上設(shè)制一個(gè)按鍵，這樣按鍵的個(gè)數(shù)就為 2*2 個(gè)，這種行列式結(jié)構(gòu)的鍵盤(pán)能有效的提高單片機(jī)系統(tǒng)中的 I/O口的利用率 [10]。P 1 9P 1 8X 11 2 M H zC 53 3 p FC 63 3 p FK 1復(fù)位K 2程序選擇K 3強(qiáng)弱選擇K 4暫停 / 運(yùn)行17圖 36 矩陣鍵盤(pán)布局圖本設(shè)計(jì)的按鍵輸入是由 4 只按鍵分別用于洗衣機(jī)的工作方式 “強(qiáng)制復(fù)位” 、 “程序選擇” 、 “強(qiáng)弱洗選擇” ，和“運(yùn)行/暫停 ”的選擇。矩陣鍵盤(pán)布局圖如圖 36 所示。根據(jù)鍵盤(pán)掃描方法，一開(kāi)始單片機(jī)將行線全部置低電平，此時(shí)讀入列線數(shù)據(jù)，若列線全為高電平，則沒(méi)有鍵按下，當(dāng)列線有出現(xiàn)低電平時(shí)調(diào)用延時(shí)程序以此來(lái)去除按鍵抖動(dòng)。延時(shí)后再判斷是否有低電平，如果此時(shí)讀入列線數(shù)據(jù)還是有低電平，則說(shuō)明確實(shí)有鍵按下，最后一步確認(rèn)鍵值。鍵盤(pán)輸入電路圖如圖 37 示。圖 37 鍵盤(pán)輸入電路指示燈主要是以光亮指示的方式引起操作者注意或者指示操作者進(jìn)行某種操作，并作為某一種狀態(tài)或指令正在執(zhí)行或已被執(zhí)行的指示。本設(shè)計(jì)用七只發(fā)光二極管作為洗衣機(jī)的指示燈，它是半導(dǎo)體二極管的一種。當(dāng) LED 的 A 極通過(guò)限流電阻連接到 8051 單片機(jī)的 I/O 口，K 極連接到了 GND 地線，因此要使LED 發(fā)光，也就是使電流流過(guò) LED，只需要把 I/O 口置成高電平即可，所以最終我們對(duì) LED 的控制變成了對(duì)一個(gè) I/O 口的控制，比如要點(diǎn)亮標(biāo)號(hào)為 “D10”的 LED，就是把 RC0 口設(shè)置成高電平而已，這就是實(shí)現(xiàn)方法。本設(shè)計(jì)中 8051單片機(jī)的 P1 口和 分別與 9 個(gè)發(fā)光二極管的陰極相連，發(fā)光二極管的陽(yáng)極接電源。分別指示“洗衣模式” 、 “洗滌方式”和“工作狀態(tài)” 。D2 為 “標(biāo)準(zhǔn)模P 9P 3 0P 3 1I N T 0P 3 6S W 1S W S P S TK 1K 2K 3K 4程 序 選 擇 鍵強(qiáng) 弱 選 擇 鍵運(yùn) 行 / 暫 停水 位 / 蓋 開(kāi) 關(guān)強(qiáng) 制 復(fù) 位 鍵18式”指示燈，D3 為“經(jīng)濟(jì)模式”指示燈，D4 為“單獨(dú)洗滌模式”指示燈，D5為“排水模式”指示燈；D6 為“強(qiáng)洗模式”指示燈， D7 為 “弱洗模式”指示燈；DDD10 分別指示當(dāng)前工作狀態(tài)，分別指示“洗滌” 、 “漂洗” 、 “脫水”。狀態(tài)顯示電路如圖 38 所示。P10P11P12P13P14P15P16P17P20D 2L E D R E DD 3L E D R E DD 4L E D R E DD 5L E D R E DR 21 0 0R 31 0 0R 41 0 0R 51 0 0+ 5 V標(biāo) 準(zhǔn) 經(jīng) 濟(jì) 單 獨(dú) 排 水D 6L E D R E DD 7L E D R E DR 61 0 0R 71 0 0+ 5 V強(qiáng) 洗 弱 洗R 81 0 0R 91 0 0R 1 01 0 0+ 5 V洗 滌 漂 洗 脫 水D 8L E D R E DD 9L E D Y E L L O WD 1 0L E D G R E E N圖 38 狀態(tài)顯示電路 數(shù)碼管顯示電路發(fā)光二極管簡(jiǎn)稱(chēng)為 LED，可以把電能轉(zhuǎn)化成光能。發(fā)光二極管與普通二極管一樣是由一個(gè) PN 結(jié)組成，也具有單向?qū)щ娦?。?dāng)給發(fā)光二極管加上正向電壓后，從 P 區(qū)注入到 N 區(qū)的空穴和由 N 區(qū)注入到 P 區(qū)的電子，在 PN 結(jié)附近數(shù)微米內(nèi)分別與 N 區(qū)的電子和 P 區(qū)的空穴復(fù)合，產(chǎn)生自發(fā)輻射的熒光。不同的半導(dǎo)體材料中電子和空穴所處的能量狀態(tài)不同。當(dāng)電子和空穴復(fù)合時(shí)釋放出的能量多少不同，釋放出的能量越多，則發(fā)出的光的波長(zhǎng)越短。常用的是發(fā)紅光、綠光或黃光的二極管。　　與小白熾燈泡和氖燈相比，發(fā)光二極管的特點(diǎn)是：工作電壓很低（有的僅一點(diǎn)幾伏） ；工作電流很?。ㄓ械膬H零點(diǎn)幾毫安即可發(fā)光） ；抗沖擊和抗震性能好，可靠性高，壽命長(zhǎng)；通過(guò)調(diào)制通過(guò)的電流強(qiáng)弱可以方便地調(diào)制發(fā)光的強(qiáng)弱。由于有這些特點(diǎn)，發(fā)光二極管在一些光電控制設(shè)備中用作光源，在許多電子設(shè)備中用作信號(hào)顯示器。LED 數(shù)碼管根據(jù) LED 的接法不同分為共陰和共陽(yáng)兩類(lèi)，不同類(lèi)型的數(shù)碼管，除了它們的硬件電路有差異外，編程方法也是不同的。將多只 LED 的陰極連在一起即為共陰式，而將多只 LED 的陽(yáng)極連在一起即為共陽(yáng)式。以共陰式為例，如把陰極接地，在相應(yīng)段的陽(yáng)極接上正電源，該段即會(huì)發(fā)光。而 LED 的電19流通常較小，一般均需在回路中接上拉電阻。共陰極 LED 數(shù)碼管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理圖 39 所示。圖 39 共陰極 LED 數(shù)碼管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理圖為了使 LED 顯示器顯示數(shù)字或字符，必須對(duì)數(shù)字或字符進(jìn)行編碼。七段數(shù)碼管加上一個(gè)小數(shù)點(diǎn)，共計(jì) 8 段。因此為 LED 顯示器提供的編碼正好是一個(gè)字節(jié)。LED 數(shù)碼管真值表如下表 31 所示。表 31 LED 數(shù)碼管真值表0x3f 0x06 0x5b 0x4f 0x660 1 2 3 40x6d 0x7d 0x07 0x7f 0x6f5 6 7 8 9LED 顯示器工作方式有兩種：靜態(tài)顯示方式和動(dòng)態(tài)顯示方式。靜態(tài)顯示的特點(diǎn)是每個(gè)數(shù)碼管的段選必須接一個(gè) 8 位數(shù)據(jù)線來(lái)保持顯示的字形碼。當(dāng)送入一次字形碼后，顯示字形可一直保持，直到送入新字形碼為止。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是占用 CPU 時(shí)間少，顯示便于監(jiān)測(cè)和控制。缺點(diǎn)是硬件電路比較復(fù)雜，成本較高。動(dòng)態(tài)顯示的特點(diǎn)是將所有位數(shù)碼管的段選線并聯(lián)在一起，由位選線控制是哪一位數(shù)碼管有效。選亮數(shù)碼管采用動(dòng)態(tài)掃描顯示。動(dòng)態(tài)顯示的亮度比靜態(tài)顯示要差一些，所以在選擇限流電阻時(shí)應(yīng)略小于靜態(tài)顯示數(shù)碼管顯示模塊。但為了減少硬件開(kāi)銷(xiāo)，提高系統(tǒng)可靠性并降低成本，單片機(jī)控制系統(tǒng)