【正文】 過 ADC0809 的 0－ 4 模擬通道進(jìn)入，它們的地址為7ff8H— 7ffcH。 ALE 與 START 相連，即按打入的通道地址接通模擬量并啟動(dòng)轉(zhuǎn)換。 圖 234 電源電路 A/D 轉(zhuǎn)換 圖 235 A/D 電源電路 ADC0809 的啟動(dòng)信號(hào) START 由自選線 與寫信號(hào) WR 的“或非”產(chǎn)生。 晶 振C 1C 2X T A L 1X T A L 2反相器至 內(nèi) 部 時(shí) 鐘 電 路8 0 C 5 1 圖 232 單片機(jī)的晶振電路 X T A L 2X T A L 1V S S外 部 時(shí) 鐘懸 空8 0 C 5 1 圖 233 80C51 外部脈沖源接法 最后選擇第一種提供時(shí)鐘脈沖的方式，選擇 6MHz 的晶振，經(jīng)過十二分頻后產(chǎn)生周期信號(hào) ,也就是時(shí)鐘脈沖的周期是 2μS。且外接脈沖信號(hào)應(yīng)當(dāng)是高低電平持續(xù)時(shí)間大于 20ns 的方波，脈沖頻率應(yīng)低于 12MHz。 振蕩脈沖經(jīng)二分頻后作為系統(tǒng)的時(shí)鐘信號(hào)，在二分頻基礎(chǔ)上再三分頻產(chǎn)生ALE 信號(hào)，這就是之前說的 ALE 是以晶振六分之一的固定頻率輸出的正脈沖，在二分頻的基礎(chǔ)上再六分頻得到機(jī)器周期信號(hào)。振蕩電路產(chǎn)生的振蕩脈沖并不是直接使 用，而是經(jīng)分頻后在為系統(tǒng)所用。電路中的電容 C1 和 C2 一般 取 30pF 左右，而晶體的振蕩頻率范圍通常是～ 12MHz，晶體的振蕩頻率高，則系統(tǒng)的時(shí)鐘頻率也高，單片機(jī)運(yùn)行速 15 度也就快。而時(shí)序所研究的則是指令執(zhí)行中各信號(hào)之間的相互時(shí)間關(guān)系。 上電復(fù)位的時(shí)間常數(shù)要在 10ms以上，才能保證上電，一般可以取電容的大小為 10μ F，電阻為 Ω。復(fù)位操作通常有：上電復(fù)位和上電或開關(guān)復(fù)位。 ＡＴ 89c51 溫度傳感器 污濁度傳感器 水位傳感器 負(fù)載傳感器 A D 轉(zhuǎn) 換 電源 電機(jī)驅(qū)動(dòng) 電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng) 安全開關(guān) Ｌ Ｅ Ｄ顯示、指示，蜂鳴器，按鍵 14 硬件設(shè)計(jì) 硬件 有為單片機(jī)提供 5v 的電源的電路 、 復(fù)位電路 、 振 蕩電路，還有 A/D 轉(zhuǎn)換電路，鍵盤顯示，蜂鳴器、水閥、電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路。 13 硬件系統(tǒng) 結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì) 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 為 ADC0809 地址選擇端， P0 為數(shù)據(jù)口，轉(zhuǎn)換結(jié)通過 來查詢； 和 用于控制 電機(jī)正反轉(zhuǎn) ， 01 為正轉(zhuǎn)， 10 為反轉(zhuǎn)； 和 用于控制進(jìn)水閥和排水閥的開關(guān)； 用于控制離和器； 用于控制洗滌濟(jì)投放； 用于控制蜂鳴器； 用于檢測(cè)安全開關(guān) 、水閥狀態(tài) ； — 分別控制 啟動(dòng)、洗滌、漂洗、脫水、報(bào)警 這 5 指示燈； 為 快洗、高水位、長時(shí) 的指示； 為 輕柔洗 、低 水位、短時(shí) 的指示； — 為動(dòng)態(tài) LED 位選口， P0 口為數(shù)據(jù)口； — 用 于 K2— K5 按鍵查詢。 LED 不同位顯示的時(shí)間間隔應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況而定。如此循環(huán)下去，就可以使各位顯示出將要顯示的字符。這樣，在同一時(shí)刻， 3 位 LED 中只有選通的那位顯示字符，而其他 2 位則是熄滅的。因此，在同一時(shí)刻，如果各位位選都處于選通狀態(tài)的話， 3 位 LED 將顯示相同的字符。 圖 23 水位傳感器原理圖 顯示器 本次設(shè)計(jì)中我們采用的是 3 位共陰極數(shù)碼管，其中段碼線占用 1 個(gè) 8 位 I/O口，而位選占用 3 位 I/O 口。 12 諧振式水位傳感器 ,采用了新型的傳感原理 ,把水位的高低 ,通過水位傳感器直接變成水位與頻率的對(duì)應(yīng)關(guān)系。采用線性光電耦合器既能隔離高電壓和干擾，又能得到滿意的檢測(cè)信號(hào)。 本設(shè)計(jì)我們選用 AD590 作為溫度傳感器。 AD590 共有 I、 J、 K、 L、 M 五檔，其中 M 檔精 度最高，在 55℃～+150℃范圍內(nèi)，非線性誤差為177。 ?輸出電阻為 710MW。電源電壓可在 4V~6V 范圍變化，電流變化 1mA，相當(dāng)于溫度變化 1K。 ?AD590 的測(cè)溫范圍為 55℃～ +150℃。 AD590 是美國模擬器件公司生產(chǎn)的單片集成兩端感溫電流源。 我們常用溫度傳感器有 DS18B AD590 等，它們都是集成溫度傳感器。它們的特點(diǎn)是：低靈敏度、低穩(wěn)定性、中等精度、響應(yīng)速度慢、高溫下容易老化和有漂移，以及非線性。 熱電偶應(yīng)用很廣泛，因?yàn)樗鼈兎浅?jiān)固而且不太貴。 11 22 渾濁度傳感器的電路 ⑵溫度傳感器 溫度傳感器有四種主要類型： 熱電偶 、 熱敏電阻 、電阻溫度檢測(cè)器 (RTD)和IC 溫度傳感器下 )。原理 :利用二極管的光透過洗滌液射到光敏三極管 ,洗滌液的污濁程度影響光透度 ,洗滌液越污濁 ,光透度越小 ,而光透的大小影響光敏三極管輸出電壓 V ,一般光透度越大 ,V 的值越大。 ⑴ TS 污濁度傳感器內(nèi)部原理圖如圖 22 所示。 傳感器 本次設(shè)計(jì)中用到 4 個(gè)傳感器，分別 為： TS 污濁度傳感器、溫度傳感器、負(fù)載傳感器和水位傳感器。 轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的傳送 A/D 轉(zhuǎn)換后得到的數(shù)據(jù)應(yīng)及時(shí)傳送給單片機(jī)進(jìn)行處理。直到 A／ D 轉(zhuǎn)換完成， EOC 變?yōu)楦唠娖剑甘?A／ D 轉(zhuǎn)換結(jié)束，結(jié)果數(shù)據(jù)已存入鎖存器，這個(gè)信號(hào)可用作中斷申請(qǐng)。 START 上升沿將逐次逼近寄存器復(fù)位。 4. ADC0809 的工作過程 首先輸入 3 位地址，并使 ALE=1，將地址存入地址鎖存器中。 Vcc：電源，單一＋ 5V。要求時(shí)鐘頻率不高于 640KHZ。當(dāng) A／ D 轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)，此端輸入一個(gè)高電平，才能打開輸出三態(tài)門，輸出數(shù)字量。 EOC： A／ D 轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)，輸出，當(dāng) A／ D 轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)，此端輸出一個(gè)高電平（轉(zhuǎn)換期間一直為低電平）。 ADDA、 ADDB、 ADDC： 3 位地址輸入線，用于選通 8 路模擬輸入中的一路 10 ALE：地址鎖存允許信號(hào)，輸入，高電平有效。 IN0～ IN7： 8 路模擬量輸入端。 2．內(nèi)部結(jié)構(gòu) ADC0809 是 CMOS 單片型逐次逼近式 A／ D 轉(zhuǎn)換器，內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖13． 22 所示，它由 8 路模擬開關(guān)、 地址鎖存與譯碼器、比較器、 8 位開關(guān)樹型A/D 轉(zhuǎn)換器、逐次逼近 3．外部特性（引腳功能） ADC0809 芯片有 28 條引腳，采用雙列直插式封裝，如圖 13． 23 所示。 3）轉(zhuǎn)換時(shí)間為 100μs(時(shí)鐘為 640kHz 時(shí) )， 130μs（時(shí)鐘為 500kHz 時(shí)） 4）單個(gè)＋ 5V 電源供電 5）模擬輸入電壓范圍 0～＋ 5V，不需零點(diǎn)和滿刻度校準(zhǔn)。其內(nèi)部有一個(gè) 8 通道多路開關(guān)，它可以根據(jù)地址碼鎖存譯碼后的信號(hào)，只選通 8 路模擬輸入信號(hào)中的一個(gè)進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換 1．主要特性 1） 8 路輸入通道， 8 位 A／ D 轉(zhuǎn)換器，即分辨率為 8 位。 A/D 轉(zhuǎn)換器 A/D 轉(zhuǎn)換器種類很多， 本設(shè)計(jì)用 ADC0809。 ② 對(duì)于 30 和 31 各個(gè)引腳，由于第一功能信號(hào)與第二功能信號(hào)是單片機(jī)在不同的工作方式下的信號(hào)，因此不會(huì)發(fā)生使用上的矛盾。當(dāng)電源發(fā)生故障的時(shí)候，電源下降到下限值時(shí)，備用電源經(jīng)此端向內(nèi)部的 RAM 提供電壓，以保護(hù)內(nèi)部 RAM 信息不會(huì)丟失。 (2) 信號(hào)引腳的第二功能 由于工藝及標(biāo)準(zhǔn)化等原因，芯片的引腳數(shù)目是有限的，例如 MCS51 系列芯片引腳數(shù)目 40 條，但單片機(jī)為實(shí)現(xiàn)其功能所需要的信號(hào)數(shù)目卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過此數(shù)，因此就出現(xiàn)了供需矛盾。 ⑥ XYAL1 和 XTAL2 外接晶體引線端 當(dāng)使用芯片內(nèi)部時(shí)鐘時(shí)，此二引線端用于外接石英晶體和微調(diào)電容；但是當(dāng)使用外部時(shí)鐘脈沖信號(hào)。 ④ EA 訪問程序存儲(chǔ)器控制信號(hào) 當(dāng) EA 信號(hào)為低電平時(shí)，對(duì) ROM 的讀操作限定在外部程序存儲(chǔ)器；而當(dāng) EA信號(hào)為高電平的時(shí)候，則對(duì)于 ROM 的讀操作是從內(nèi)部程序存儲(chǔ)器開始，并可以延續(xù)至外部程序存儲(chǔ)器。 ② 、 ALE 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)的分時(shí)傳送，此外由于 ALE 是以六分之一的晶振頻率的固定頻率輸出正脈沖，因此可作為外部時(shí)鐘或外部定時(shí)脈沖使用。 89C51 引腳圖如圖 21 所示?？臻e方式停止 CPU 的工作，但允許 RAM，定時(shí)／計(jì)數(shù)器，串行通信 口及 中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。低功耗空閑和掉電模式 功能特性概述： AT89C51 提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 4k 字節(jié) Flash 閃速存儲(chǔ)器， 128 字節(jié)內(nèi)部 RAM， 7 32 個(gè) I／ O 口線，兩個(gè) 16 位定時(shí)／計(jì) 數(shù)器，一個(gè) 5 向量兩級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，一個(gè)全雙工串行通信口，片內(nèi)振蕩器及時(shí)鐘電路。 6 個(gè)中斷源 32 個(gè)可編程 I／ O 口線 三級(jí)加密程序存儲(chǔ)器 1000 次擦寫周期 與 MCS51 產(chǎn)品指令系統(tǒng)完全兼容 選用它設(shè)計(jì)制作全自動(dòng)洗衣機(jī)控制電路，該電路的組成相對(duì)簡(jiǎn)單，工作原理清晰，易于理解。它含有 4KB可反復(fù)燒錄及擦除內(nèi)存和 128 字節(jié)的 RAM，有 32 條可編程控制的 I/O 線， 5 個(gè)中斷發(fā)源，指令與 MCS51 系列完全兼容。 綜上所述，我們本次設(shè)計(jì)采用 51 系列，而 51 系列的典型產(chǎn)品是 8051。其原因是高電平時(shí)該腳也同時(shí)作輸入腳使用，而輸入腳必須具有高的輸入阻抗，因而上拉的電流必須很小才行。當(dāng)該腳作輸出腳使用時(shí)，則為高電平或低電平均可。 有的單片機(jī)并不能直接對(duì) RAM 單元中的位進(jìn)行操作，如 AVR 系列單片機(jī)中，若想對(duì) RAM 中的某位置位時(shí)，必須通過狀態(tài)寄存器 SREG 的 T 位進(jìn)行中轉(zhuǎn)。這一功能無疑給使用者提供了極大的方便，因?yàn)橐粋€(gè)較復(fù)雜的程序在運(yùn)行過程中會(huì)遇到很多分支，因而需建立很 多標(biāo)志位，在運(yùn)行過程中，需要對(duì)有關(guān)的標(biāo)志位進(jìn)行置位、清零或檢測(cè)，以確定程序的運(yùn)行方向。雖然其他種類的單片機(jī)也具有位處理功能，但能進(jìn)行位邏輯運(yùn)算的實(shí)屬少見。它的處理對(duì)象不是 字或字節(jié)而是位。在 AVR 中，沒有像 51 系列的數(shù)據(jù)指針 DPTR，而是由 X（由 R2 R27組成）、 Y（由 R2 R29 組成）、 Z（由 R R31 組成）三個(gè) 16 位的寄存器來完成數(shù)據(jù)指針的功能 (相當(dāng)于有三組 DPTR)，而且還能作后增量或先減量等的運(yùn)行。 通用寄存器一共 32 個(gè)（ R0～ R31），前 16 個(gè)寄存器（ R0～ R15）都不能直接與立即數(shù)打交道，因而通用性有所下降。通常時(shí)鐘頻率用 4～ 8MHz，故最短指令執(zhí)行時(shí)間為 250～ 125ns。 AVR單片機(jī)指令以字為單位，且大部分指令都為單周期指令。 ⑵ AVR 系列 AVR 單片機(jī)是 Atmel 公司推出的較為新穎的單片機(jī)，其顯著的特點(diǎn)為高性能、高速度、低功耗。 該系列單片機(jī)的專用寄存器（ SFR）并不像 51 系列那樣都集中在一個(gè)固定的地址區(qū)間內(nèi) (80～ FFH)，而是分散在四個(gè)地址區(qū)間內(nèi)。 PIC 系列單片機(jī)的 I/O 口是雙向的，其輸出電路為 CMOS 互補(bǔ)推挽輸出電路。此外，它還具有低工作電壓、低功耗、驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)等特點(diǎn)。 主要元器件的介紹 CPU 選型 ⑴ PIC 系列 PIC 單片機(jī)系列是美國微芯公司（ Microchip）的產(chǎn)品，它的 CPU 采用 RISC結(jié)構(gòu)，分別有 3 3 58 條指令，屬精簡(jiǎn)指令集。 5 第二章 硬件設(shè)計(jì) 針對(duì)上文的功能，硬件電路應(yīng)包括七個(gè)部分：微處理器控制電路、顯示電路、采樣電路、電機(jī)控制電路、進(jìn)水閥控制電路、排水閥控制電路和按鍵報(bào)警電路。 參 數(shù)處理 要對(duì)洗衣機(jī)進(jìn)行控制，首先要用各種傳感器不斷地檢測(cè)相關(guān)的狀