【正文】 8位數(shù)據(jù)線來保持顯示的字形碼。 LED 數(shù)碼管真值表如下表 31所示。七段數(shù)碼管 加上一個小數(shù)點，共計 8 段。共陰極 LED數(shù)碼管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理圖 39所示。以共陰式為例，如把陰極接地，在相應(yīng)段的陽極接上正電源，該段即會發(fā)光。 LED數(shù)碼管根據(jù) LED的接法不同分為共陰和共陽兩類，不同類型的數(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。 與小白熾燈泡和氖燈相比，發(fā)光二極管的特點是：工作電壓很低（有的僅一點幾伏）；工作電流很?。ㄓ械膬H零點幾毫安即可發(fā)光）；抗沖擊和抗震性能好，可靠性高，壽命長；通過調(diào)制通過的電流強弱可以方便地調(diào)制發(fā)光的強弱。當(dāng)電子和空穴復(fù)合時釋放出的能量多少不同，釋放出的能量越多 ，則發(fā)出的光的波長越短。當(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。 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 準 經(jīng) 濟 單 獨 排 水D 6L E D R E DD 7L E D R E DR 61 0 0R 71 0 0+ 5 V強 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 P 9P 3 0P 3 1IN T 0P 3 6S W 1S W S P S TK 1K 2K 3K 4程 序 選 擇 鍵強 弱 選 擇 鍵運 行 / 暫 停水 位 / 蓋 開 關(guān)強 制 復(fù) 位 鍵 16 數(shù)碼管顯示電路 發(fā)光二極管簡稱為 LED，可以把電能轉(zhuǎn)化成光能。 D2 為 “標準模式”指示燈， D3 為“經(jīng)濟模式”指示燈， D4 為“單獨洗滌模式”指示燈， D5為“排水模式”指示燈； D6 為“強洗模式”指示燈， D7 為 “弱洗模式”指示燈； D D D10 分別指示當(dāng)前工作狀態(tài)，分別指示“洗滌”、“漂洗 ”、“脫水”。本設(shè)計中 8051單片機的 P1 口和 分別與 9 個發(fā)光二極管的陰極相連，發(fā)光二極管的陽極接電源。 本設(shè)計用七只發(fā)光二極管作為洗衣機的指示燈， 它是半導(dǎo)體二極管的一種 。鍵盤輸入電路圖如圖 37 示。根據(jù)鍵盤掃描方法，一開始單片機將行線全部置低電平，此時讀入列線數(shù)據(jù)，若列線全為高電平，則沒有鍵按下，當(dāng)列線有出現(xiàn)低電平時調(diào)用延時程序以此來去除按鍵 抖動。 圖 36 矩陣鍵盤布局圖 本設(shè)計的按鍵輸入是由 4 只按鍵分別用于洗衣機的工作方式 “強制復(fù)位”、“程序選擇”、“強弱洗選擇”，和“運行 /暫?！钡倪x擇。 圖 35 標準時鐘電路 鍵盤輸入及顯示電路 洗衣機的控制電路中的輸入模塊選用獨立按鍵，獨立按鍵具有編程簡單但占用 I/O 口資源的特點，適用于按鍵不多的場合，為節(jié)約 I/O 口資源，本設(shè)計選用矩陣鍵盤。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1C11C C tIdtiC1VΔ 11 ?? ? C 14 可以做到很精密，因此，其諧振頻率也很準確。這種晶體有一個很重要的特性，如果給它通電，它就會產(chǎn)生機械振蕩，反之，如果給它機械力，它又會產(chǎn)生電，這種特性叫機電效應(yīng) [8]。 晶振全稱為晶體振蕩器，其作用在于產(chǎn)生原始的時鐘頻率，這個頻率經(jīng)過頻率發(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。 C1的確定： （ 31） t=T2 =20ms/2=，P19P18X112MHzC53pFC63pF VC1=ΔP19P18X112MHzC53pFC63pF 由穩(wěn)壓系數(shù)可知： P19P18X12MHzC53pFC63pF P19P18X112MHzC533pFC633pF （ 32） P19P18X112MHzC53pFC63pF=（ ～ ） V2=，查手冊得 P19P18X112MHzC53pFC63pF=3P19P18X112MHzC53pFC63pF 由（ 32）得： △ Vc 1=ΔP19P18X112MHzC53pFC63pF=P19P18X112MHzC533pFC633pF （ 33） 一般P19P18X112MHzC533pFC633pF=5mv，所以 △ VC1=，由（ 31）得：取 Ic1=P19P18X112MHzC533pFC633pF C1=P19P18X112MHzC533pFC633pFt/P19P18X112MHzC533pFC633pF=3125（P19P18X112MHzC53pFC63pFF） 查標稱值取 C1=3300（P19P18X112MHzC53pFC63pFF）。 由 V2=（ ～ 2） 0V =8V。經(jīng)過電橋整流，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。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。 P9C722uFR131k+5V 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，電源是整個系統(tǒng)的動力，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。 5%，即 ～。 復(fù)位電路是為確保微機系統(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，單片機的復(fù)位引腳分別與一個復(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]。另外，在復(fù)位期間，端口引腳處于隨機狀態(tài)，復(fù)位后，系統(tǒng)將端口置為 12 全 “l(fā)”態(tài)。 單片機最小系統(tǒng)復(fù)位電路 在圖 313 的復(fù)位電路中，當(dāng) Vcc 掉電時，必然會使 RST 端電壓迅速下降到 0V 以下 。XTAL1和 XTAL2 外接晶振引腳。 8051燒寫內(nèi)部 EPROM時，利用此腳輸入 21V的燒寫電壓。 EA/VPP 訪問和序存儲器控制信號 接高電平時： CPU讀取內(nèi)部程序存儲器（ ROM）擴展外部 ROM。 PSEN 外部程序存儲器讀選通信號：在讀外部 ROM時 PSEN低電平有效，以實現(xiàn)外部 ROM單元的讀操作。從這里我們可以看到，當(dāng)系統(tǒng)沒有進行擴展時 ALE會以 1/6振蕩周期的固定頻率輸出，因此可以做為外部時鐘，或者外部定時脈沖使用。當(dāng) ALE是低電平時， P0 口上的內(nèi)容和鎖存器輸出一致。 ALE/PROG 地址鎖存控制信號：在系統(tǒng)擴展時， ALE 用于控制把 P0口的輸出低 8 位地址送鎖存器鎖存起來，以實現(xiàn)低位地址和數(shù)據(jù)的隔離。 有內(nèi)部 EPROM 的單片機芯片（例如 8751），為寫入程序需提供專門的編程脈沖和編程電源，這些信號也是由信號引腳的形式提供的， 即：編程脈沖： 30腳（ ALE/PROG） 編程電壓（ 25V）： 31腳（ EA/Vpp） 當(dāng)外接電源下降到下限值時，備用電源就會經(jīng)第二功能的方式由第 9腳（即 RST/VPD）引入，以保護內(nèi)部 RAM中的信息不會丟失。 P1口只做 I/O口使用：其內(nèi)部有上拉電阻。 P3： ~ 8位雙向口線（在引腳的 10~17號端子）。 P1： ~ 8位雙向口線（在引腳的 1~8號端子）。 GND（ 20）：公共接地端。該器件采用 ATMEL 高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標準的 MCS51 指令集和 輸出管腳相兼容 ， 將多功能 8 位 CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中 。 8051 是一種帶 2K 字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器的單片機。 它內(nèi)含 2KB 可反復(fù)燒錄的 FLASH 存儲器， RAM 字節(jié)也有128 個， 有 15 條可編程控制的 I/O 線 [4]， 5 個中斷 觸發(fā)源 ， 2 個定時器 /計數(shù)器，已經(jīng)可以滿足程序的需要，指令和 MCS51 系列 完全 兼容 。 8051 單片機 微控制電路我們采用 8051 單片機，其價格便宜、功能齊全、可靠性高、使用普遍。進行脫水是若遇到洗衣機蓋打開，則暫停脫水，并發(fā)出報警，直至用戶合上桶蓋后，才繼續(xù)進行脫水。為了避免空排水造成時間浪費以及排水不完而帶水脫水造成對電機的損害，洗 衣機適當(dāng)延長排水時間。不同的洗衣過程，控制電機執(zhí)行“正轉(zhuǎn) 停止 反轉(zhuǎn) 停止”的時間是不同的。當(dāng)桶內(nèi)沒有水或水量達不到設(shè)定水位時，單片機程序?qū)⒖刂七M水閥打開，開始注水，當(dāng)桶內(nèi)的水位達到設(shè)定水位時，水位開關(guān)受壓閉合，程序就可進入下一步處理。 完成一次洗衣過程所需的動作有 ： ⑴進水動作：進行洗滌時，盛水桶內(nèi)的水量必須達到設(shè)定要求。水位控制電路由傳感器監(jiān)測，其通斷狀態(tài)由電路傳給單片機，由單片機進行指令控制。 ⑹顯示電路：采用 LED燈及一片 7segmpx2cc共陰數(shù)碼管，用以顯示洗衣機的各種工作方式、狀態(tài)及剩余時間。 ⑷時鐘電路：由晶振單元與單片機內(nèi)部電路組成，產(chǎn)生的振蕩頻率為單片機提供時鐘信號，供單片機定時和計時。 ⑵直流電源電路：這是為單片機及其外圍控制電路提供直流電源的電路，它將輸入的 220V交流電經(jīng)過變壓、整流、濾波和穩(wěn)壓后，變?yōu)榉€(wěn)定的低壓直流電，送給單片機、顯示電路等。洗衣機控制系統(tǒng)整體框圖如圖 31所示。按鍵用來控制程序的運行 和設(shè)置洗滌模式。 第 3 章 硬件電路的設(shè)計 系統(tǒng)的整體框圖 主控系統(tǒng)是運用 8051單片機，其控制的對象包括：進水閥、排水閥、驅(qū)動電機、按鍵和 LED顯示器件。包括進水、洗滌、漂洗、排水和脫水五個階段。 實現(xiàn)方法 基于上述要實現(xiàn)軟硬件結(jié)合，考慮到 8051 的特點，以其作為核心器件，設(shè)計了全自動洗衣機控制系統(tǒng)。 8 。 停功能。脫水期間采取間歇驅(qū)動方式，以便節(jié)能。待機蓋關(guān)閉后恢復(fù)工作。 。單獨程序是進水→洗滌（ 6 分鐘）→結(jié)束（留水不排不脫）。排水時間采用動態(tài)時間法確定，脫水時間為 2 分鐘。 ，即標準程序、經(jīng)濟程序、單獨程序和排水程序。 控制功能要求 本系統(tǒng)控制的對象為套桶式單缸低波輪全自動洗衣機，其功能要求如下： 、弱洗滌功能。增加了這些顯示器件后 ,除進一步完善了洗衣機的功能外，還能美化洗衣機的外觀造 型，為使用者的操作提供方便。電腦輸出的功能顯示信號，由三極管電流放大后驅(qū)動發(fā)光二極管發(fā)光。 由于單片機控制的全自動洗衣機除了功能齊全外，還有一個重要的特點 ,就是各種功能及程序進行過程中的各種狀態(tài)都由顯示器件顯示出來。經(jīng)外部電路放大后 ,控制電動機、進水電磁閥、排水電磁閥等產(chǎn)生相應(yīng)的動作 ,從而實 現(xiàn)整個洗衣過程的自動化操作。 圖 22 單片控制式全自動洗衣機電路的基本原理框圖機 生產(chǎn)廠已在單片機中存入各種程序。這種微電腦程序控制器的核心是單片機 ,外加穩(wěn)壓電源 ,時鐘電路 ,功能選擇鍵輸入電路 ,放大驅(qū)動電路 ,顯示電路等 ,它們組成了一個完整的全自動洗衣機的指揮中心?？刂齐娐坊驹韴D如圖 21 所示。 設(shè)計方案與比較 方案設(shè)計 方案一 :電動程序控制器式洗衣機 一般來說 , 電動程序控制器式洗衣機電路雖然比普通型雙桶洗衣機復(fù)雜 ,但比電腦程序控制器式電路要簡單。 ⑸因為是全自動洗衣機，程序?qū)⑼瓿上礈?、脫水的全過程。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。不管洗衣機工作在什么狀態(tài)，當(dāng)按下暫停鍵時，洗衣機必須暫停工作，待驅(qū)動鍵按下后洗衣機又能按原來所選擇的工作方式繼續(xù)工作。 第 2 章 方案的論證與選擇 設(shè)計要求 ⑴洗衣機可選擇多種洗滌狀態(tài)，用戶只需要按下一鍵，洗衣機即可根據(jù)不同的衣物質(zhì)地和重量自動選擇洗滌程序，完成洗滌。 （ 5）洗衣機外觀設(shè)計更加美觀、實用。 5 （ 4）向機電一體化方向發(fā)展； 將洗衣機產(chǎn)品與