【文章內(nèi)容簡介】 程定時計數(shù)器,兩個全雙向串行通信口，一個模擬比較放大器。同時AT89C2051的時鐘頻率可以為零，即具備可用軟件設(shè)置的睡眠省電功能，系統(tǒng)的喚醒方式有RAM、定時/計數(shù)器、串行口和外中斷口，系統(tǒng)喚醒后即進入繼續(xù)工作狀態(tài)。省電模式中，片內(nèi)RAM將被凍結(jié)，時鐘停止振蕩，所有功能停止工作，直至系統(tǒng)被硬件復(fù)位方可繼續(xù)運行。89系列單片機是ATMEL公司的8位單片機系列產(chǎn)品，其最大特點是片內(nèi)含有Flash存儲器（取代MCS－51中的ROM），并且和MCS－51兼容（AT89的片內(nèi)含有51系列的8031）。89系列單片機共有7種型號，而AT89C2051是其中的低檔型、低電壓產(chǎn)品AT89C2051的產(chǎn)品.　　 單片機系統(tǒng)，應(yīng)包括相應(yīng)的硬件和軟件。軟件是指編程用的指令系統(tǒng)；硬件即芯片提供的硬件資源和與外部結(jié)構(gòu)配置的器件，兩者缺一不可?！　? ①信號引腳功能　 　　 AT89C2051是一種20引腳的雙列直插式IC芯片，引腳是單片機的硬件外特性，用戶通過引腳連接外部器件就能組建單片機系統(tǒng)。 （1）P1口：它是8位雙向口線，～。（{12}腳）（{13}腳）用于外部接口工作時，要求配置外部的上拉電阻；～，用于外部接口工作時，由外部負載工作方式?jīng)Q定是否配置上拉電阻。P1口帶有輸出緩沖器，可吸收20mA的電流并能直接驅(qū)動LED顯示。P1口的功能之一是在閃速編程和程序校驗期間接收代碼數(shù)據(jù)（即編程的數(shù)據(jù)輸入口）。 （2）P3口：它是帶有內(nèi)部上拉電阻的7位雙向口線，～。，它雖是通用的I/O口引腳但不可訪問。P3口的其它特性與P1口相同，此外P3口還具有第二功能。 　　 （3）復(fù)位端RST（1腳）：當(dāng)1腳加“H”高電平時芯片內(nèi)部的功能電路復(fù)位，此時I/O口線引腳復(fù)位到“1”電平。 　　 （4）XTAL1（5腳）：振蕩器外接晶振，內(nèi)部時鐘發(fā)生器輸入。 　　 （5）XTAL2（4腳）：振蕩器外接晶振、反相放大器輸出。 　　 （6）電源端{20}腳（＋～6V）和10腳（地端）。 ②引腳的復(fù)用功能 　　 由上述對AT89C2051引腳介紹可見： 　　 P1和P3口共占用15個引腳，外加復(fù)位、振蕩（時鐘）和電源端等已把芯片的引腳全部占完。然而單片機在執(zhí)行各種功能時還需要更多的引腳才能受控或與外界交換的信息，為解決這種矛盾，生產(chǎn)廠家給芯片的某些引腳設(shè)置了第二功能，通過它可完成單片機的多種控制功能。例如要給AT89C2051編程，、P34；AT89C2051要完成串行的輸入、輸出，外中斷功能和外部輸入定時，～（功能表從略）。、。 AT89C2051引腳的復(fù)用功能 兼容MCS51指令系統(tǒng) 2k可反復(fù)擦寫(1000次）Flash ROM 15個雙向I/O口 6個中斷源 兩個16位可編程定時/計數(shù)器 時鐘頻率024MHz 128x8bit內(nèi)部RAM 兩個外部中斷源 兩個串行中斷 可直接驅(qū)動LED 兩級加密位 低功耗睡眠功能 內(nèi)置一個模擬比較放大器 可編程UARL通道 軟件設(shè)置睡眠和喚醒功能 CW7805 CW7805外型圖CW7805為三端固定正輸出電壓集成線性穩(wěn)壓器,它是7800系列的一種，7805代表正5V輸出，其中第一腳為輸入，第二腳輸出，第三腳為地。,輸出功率不大于15W。 CW7805集成穩(wěn)壓器的主要參數(shù)（TA=25 C）參數(shù)名稱輸入電壓V1輸出電壓V0電壓調(diào)整率Sv（ΔV0）電流調(diào)整率S1（ΔV0）偏置電流 Ia最小輸入電壓Vmin溫度變化率S（ΔV0）單位VVmVmAmAVmV/C測試條件Io=VtΔVoIo≥10mA≤Io=0Io=Vo=50mACW780510818V72587 74LS139 74LS139為雙D譯碼器（2/4）。它是74LS 系列的一種，目前主要有下列一些型號：M74LS13HD74LS13DM74LS13SN74LS139。在本書中所選擇的是SN74139。 74LS139外型圖 74LS139引腳圖 74LS139真值表 其中：H—高電平、L—低電平、X—狀態(tài)不定5. 4 洗衣機功能分析由于AT89C2051的引腳少，內(nèi)存容量不大，所以所控制的洗衣機的功能有一定的限制，但是由于洗衣機的基本功能是實現(xiàn)對衣物的洗滌，所以，關(guān)鍵在于洗衣程序的控制。從這一角度出發(fā)，對洗衣機的功能進行分析，確定其最優(yōu)化的功能.（1）、洗衣機的狀態(tài)功能：強、弱洗滌。在衣服多而臟的時候，可以選擇強洗滌功能，此時洗衣機的洗衣強度增加，水流的速度增大，促進污漬的清除，但在洗滌羊毛類的衣物不宜選擇此功能。當(dāng)衣物少而較干凈或是絲織品時，可以選擇此功能，可以保護衣物。（2）、洗衣程序功能：含有4種程序功能，即標(biāo)準(zhǔn)洗衣程序、經(jīng)濟洗衣程序、單次洗衣程序、排水程序。各程序的時間分配表如下： 單位：分鐘過程選擇程序選擇洗滌漂洗脫水標(biāo)準(zhǔn)程序約15約3約2經(jīng)濟程序約10約2約2單次程序約15無無排水程序約5約5無（3）、特殊功能：故障診斷、安全保護、防振、暫停、間歇工作功能，聲光顯示功能。5. 5 全自動洗衣機的控制功能洗衣機要完成洗衣機工作，除了一般洗衣過程的人工工作及效能進行模擬之外，還要根據(jù)洗衣機的機械電子性質(zhì)進行有關(guān)控制和檢測。對于一臺套桶式單缸波輪全自動洗衣機而言，首先要求能完成洗衣功能；同時還要根據(jù)用戶的不同要求設(shè)置幾種不同的洗衣程序，還要考慮水流的情況決定洗滌的弱強情況；另外，還要對洗衣過程出現(xiàn)的故障進行診斷；保證高速運轉(zhuǎn)時脫水的安全性等。所以，對全自動洗衣機，一般要求具有如下基本功能。（1）、強、弱洗滌功能。要求強洗時正、反轉(zhuǎn)驅(qū)動時間各為4 s，間歇時間為1 s；弱洗時正、反轉(zhuǎn)驅(qū)動時間各為3 s，間歇時間為2 s。（2）、4種洗衣工作程序，即標(biāo)準(zhǔn)程序、經(jīng)濟程序、單獨程序和排水程序。標(biāo)準(zhǔn)程序是進水→洗滌→漂洗→排水→脫水，如此循環(huán)3次，每循環(huán)一次洗滌或漂洗環(huán)節(jié)時間比上一循環(huán)同一環(huán)節(jié)時間減少2 min，具體是：第一循環(huán)為洗滌，時間為6 min，第二、第三次循環(huán)為漂洗，時間分別為4 min和2 min。排水時間采用動態(tài)時間法確定，脫水時間為2 min。經(jīng)濟程序與標(biāo)準(zhǔn)程序一樣，只是循環(huán)次數(shù)為二次。單獨程序是進水→洗滌（6 min）→結(jié)束（留水不排不脫）。排水程序是排水→脫水→結(jié)束，時間確定與上述程序相應(yīng)環(huán)節(jié)相同。（3）、進、排水系統(tǒng)故障自動診斷功能。洗衣機在進水或排水過程中，若在一定的時間范圍內(nèi)進水或排水未能達到預(yù)定的水位，就說明進、排水系統(tǒng)有故障，此故障由控制系統(tǒng)測知并通過警告程序發(fā)出警告信號，提醒操作者進行人工排除。（4）、脫水期間安全保護和防振動功能。洗衣機脫水期間，若打開機蓋時，洗衣機就會自動停止脫水操作。脫水期間，如果出現(xiàn)衣物纏繞引起脫水桶重心偏移而不平衡，洗衣機也會自動停止脫水，以免振動過大，待人工處理后恢復(fù)工作。（5）、間歇驅(qū)動方式。脫水期間采取間歇驅(qū)動方式，以便節(jié)能。本系統(tǒng)要求驅(qū)動5 s，間歇2 s，間歇期間靠慣性力使脫水桶保持高速旋轉(zhuǎn)。（6）、暫停功能。不管洗衣機工作在什么狀態(tài)，當(dāng)按下暫停鍵時，洗衣機需停止工作，待啟動鍵按下后洗衣機有能按原來所選擇的工作方式繼續(xù)工作。（7）、聲光顯示功能。洗衣機各種工作方式的選擇和各種工作狀態(tài)均有聲、光提示或顯示。洗衣機的洗滌過程主要是在機械產(chǎn)生的排滲、沖刷等機械作用和洗滌劑的潤濕、分散作用下，將污垢拉入水中來實現(xiàn)洗凈的目的。首先充滿于波輪葉片間的洗滌液，在離心力的作用下被高速甩向桶壁，并沿桶壁上升。在波輪中心處，因甩出液體而形成低壓區(qū)，又使得洗滌液流回波輪附近。這樣，在波輪附近形成了以波輪軸線為中心的渦流。衣物在渦流的作用下，作螺旋式回轉(zhuǎn)，吸入中心后又被甩向桶壁，與桶壁發(fā)生摩擦。又由于波輪中心是低壓區(qū)，衣物易被吸在波輪附近，不斷地與波輪發(fā)生摩擦，如同人工揉搓衣物，污垢被迫脫離衣物。其次，當(dāng)衣物被放進洗滌液之后，由于慣性作用運動緩慢，在水流與衣物之間存在著速度差，使得兩者發(fā)生相對運動，水流與衣物便發(fā)生相對摩擦，這種水流沖刷力同樣有助于污垢離開衣物。再次由于洗衣涌形狀的不規(guī)則，當(dāng)旋轉(zhuǎn)著的水流碰到桶壁后，其速度和方向都發(fā)生了改變，形成湍流。在湍流的作用下，衣物做無規(guī)則地運動并翻滾，其纖維不斷被彎曲、絞紐扣拉長，衣物相互相摩擦，增大了洗滌的有效面積，提高衣物的洗凈的均勻性。全自動洗衣機是通過水位開關(guān)與電磁進水閥配合來控制進水、排水以及電機的通斷：從而實現(xiàn)自動控制的。電磁進水閥起著通、斷水源的作用。，當(dāng)電磁線圈1斷電時，移動鐵芯2在重力和彈簧力的作用下，緊緊頂在橡膠膜片3上，并將膜片的中心小孔4堵塞，這樣閥門關(guān)閉，水流不通。當(dāng)電磁線圈通電后，移動鐵芯在磁力作用下上移，離開膜片，并使膜片的中心小孔打開，于是膜片上方的水通過中心小孔流入洗衣桶內(nèi)。由于中心小孔的流通能力大于膜片兩側(cè)小孔5的流通能力，膜片上方壓強迅速減小，膜片將在壓力差的作用下上移，閉門開啟，水流導(dǎo)通。水位開關(guān)實際上是一個壓力開關(guān)。，氣室1的入口與洗衣桶中的貯氣室相聯(lián)接。當(dāng)水注入洗衣桶后，貯氣室口很快被封閉，隨水位上升，貯氣室的水位也上升，被封閉的空氣壓強亦增大，水位開關(guān)中的波紋膜片2受壓而脹起，推動頂桿3運動而使觸點4改變，從而實現(xiàn)自動通斷。智能型模糊控制的全自動洗衣機還可以自動判斷水溫、水位、衣質(zhì)衣量、衣物的臟污情況，決定投放適量的洗滌劑和最佳的洗滌程序。當(dāng)洗衣桶內(nèi)衣物的多少和質(zhì)地不同，而注入水使其達到相同的水位時，其總重量是不同的。利用這一點，通過對洗衣電動機低速轉(zhuǎn)動后的慣性測量，可以判斷衣質(zhì)和衣量。方法是：在洗衣桶內(nèi)注入一定量水后使電機低速運轉(zhuǎn)，平穩(wěn)后快速斷電，洗衣桶在慣性作用下帶動電機繼續(xù)轉(zhuǎn)動。此時，電機繞組產(chǎn)生反電動勢，對其半波整流并放大整形后獲得一矩形脈沖系列。通過分析脈沖個數(shù)和脈沖寬度。就能得到衣質(zhì)衣量情況。衣物的臟污程度是通過水的透明度來判斷的。在洗衣桶的排水口處加一紅外光電傳感器，使紅外光通過水而進入另一側(cè)的接收管。若水的透明度低，接收管獲得的光能小，說明衣物較臟。脫水時采用壓電傳感器。當(dāng)脫水桶高度旋轉(zhuǎn)時，從脫水桶噴射出來的水作用于壓電傳感器上，根據(jù)這個壓力變化，自動停止脫水運轉(zhuǎn)。5. 6 電路圖中各部件的分析（1）、全自動洗衣機的工作部件全自動洗衣機的工作部件有3個，就是電機、進水閥和排水閥。 ①、電機電機是洗衣機的動力源，它的轉(zhuǎn)動帶動洗衣桶和波輪的轉(zhuǎn)動。電機的狀態(tài)有3種，即正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和停止?fàn)顟B(tài)。他是由AT89C2051的14腳和15腳控制的，AT89C2051的15腳是控制它的正轉(zhuǎn)，14腳控制它的反轉(zhuǎn)，當(dāng)AT89C2051的14和15腳呈高電平時，電機進入停止?fàn)顟B(tài)。電機一般工作在這3種狀態(tài)的不斷轉(zhuǎn)換之中，從而實現(xiàn)洗滌，但在脫水時，只工作在高速正轉(zhuǎn)狀態(tài)。 ②、進水閥進水閥是用來控制洗衣機的進水量的，他只有開關(guān)兩種狀態(tài)。進水閥是有AT89C2051的12腳控制的，當(dāng)AT89C2051的12腳輸出低電平時，洗衣機進水，當(dāng)水位達到一定高度時，則給AT89C2051的12腳一個高電平使進水結(jié)束。 ③、排水閥它是用來控制排水的，他只有開關(guān)兩種狀態(tài)。他是由AT89C2051的13腳控制的，當(dāng)AT89C2051的13腳輸出低電平時，洗衣機進入排水狀態(tài)，當(dāng)洗衣機內(nèi)的水位到達一定程度時，它給AT89C2051的13腳一個高電平，使洗衣機停止排水。（2）、SP1110它是一種交流固態(tài)繼電器，內(nèi)有發(fā)光二極管及雙向可控硅，10～50mA輸入電流即可使雙向可控硅完全導(dǎo)通，輸出端通態(tài)電流為3A（平均值），浪涌電流為15A。全自動洗衣機之所以選用這個器件，是因為它一方面可使電路進一步簡化，另一方面還可使強弱兩類電完全隔離，保證主板的安全。（3）、74S05 它是六反相器，他在全自動洗衣機中作為中間緩沖器，其中的四個反相器可分別驅(qū)動四個SP1110繼電器，剩余兩反相器用于驅(qū)動兩個發(fā)光二極管。它是一個雙24線譯碼器，用它可解決CPU I/O線數(shù)量不足。從控制要求可知，洗衣機有四種洗衣工作程序，因此必須有四種不同的顯示來加以區(qū)別。74LS139雙24線譯碼器占用CPU的2腳和3腳即可提供四種不同顯示的驅(qū)動，其邏輯關(guān)系是2腳和3腳為“11”時就指示標(biāo)準(zhǔn)程序；為“10時”指示經(jīng)濟程序為；為“01”時指示單獨程序；為“00”時指示排水程序。（5）、AT89C2051它是全自動洗衣機實現(xiàn)智能化的心臟和大腦，選用它設(shè)計制作洗衣機控制電路，電路的組成相對簡單，工作原理清晰。5. 7全自動洗衣機的部分電路分析全知道洗衣機的控制邏輯電路如附錄所示。它有單片機AT89C2051為核心加上有關(guān)集成電路及元器件組成。由附錄可知：（1）、洗滌和脫水電路，電路主要由兩個SP1110和一個電機組成，通過使用