【正文】 Q3 的基極 為 低電平 時 ，閥門打開，開始排水；當(dāng)排水閥的控制端 ，即三極管 Q2 的基極 為 高電平 時 ，閥門關(guān)閉 ，排水完成 。 當(dāng) 進水閥 的控制端 ，即三極管 Q2 的基極 為 高電平 時， 閥門 打開 ，開始進水； 當(dāng) 進水閥 的控制端 ，即三極管 Q2 的基極 為 低電平 時， 閥門 關(guān)閉 ，進水完成 。它們一般都在直流低壓下工作，是電子程控器的兩個輸入端，只有判定它們處于正確的閉合狀態(tài)，程序才可以正常地向下運行，完成正常的操作。 數(shù)碼管顯示電路 圖如圖 310 所示。 單片機的 P39~P33 口 分別接數(shù)碼管的 A~G 口 .~ 口 分別接數(shù)碼管的 2 口，分別控制第一片和第二片的暗亮。但為了減少硬件開銷，提高系統(tǒng)可靠性并降低成本，單片機控制系統(tǒng)通常采用動態(tài)掃描顯示。選亮數(shù)碼管采用動態(tài)掃描顯示。缺點是硬件電路比較復(fù)雜，成本較高。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。 19 表 31 LED數(shù)碼管真值表 0x3f 0x06 0x5b 0x4f 0x66 0 1 2 3 4 0x6d 0x7d 0x07 0x7f 0x6f 5 6 7 8 9 LED 顯示器工作方式有兩種：靜態(tài)顯示方式和動態(tài)顯示方式。因此為 LED 顯示器提供的編碼 正好是一個字節(jié)。 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，必須對數(shù)字或字符進行編碼。 而 LED 的電流通常較小，一般均需在回路中接上 拉 電阻。 將多只 LED 的陰極連在一起即為共陰式，而將多只 LED 的陽極連在一起即為共陽式。由于有這些特點，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)備中用作信號顯示器。常用的是發(fā)紅光、綠光或黃光的二 極管。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。發(fā)光二極管與普通二極管一樣是由一個 PN 結(jié)組成，也具有單向?qū)щ娦?。狀態(tài)顯示電路 如圖 38 所示。 分別指示 “ 洗衣模式 ” 、 “洗滌方式”和“工作狀態(tài)”。當(dāng) LED 的 A 極通過限流電阻連接到 8051 單片機的 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 LED，只需要把 I/O 口置成高電平即可，所以最終我們對 LED 的控制變成了對一個 I/O 口的控制， 比如要點亮標(biāo)號為“ D10”的 LED，就是把 RC0 口設(shè)置成高電平而已，這就是實現(xiàn)方法。 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 弱 選 擇K 4暫 停 /運 行 17 圖 37鍵盤輸入電路 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。延時后再判斷是否有低電平，如果此時讀入列線數(shù)據(jù)還 是有低電平，則說明確實有鍵按下，最后一步確認鍵值。 矩陣鍵盤布局圖如圖 36 所示。矩陣鍵盤又叫行列鍵盤，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，在行線和列線的 每個交叉點上設(shè)制一個按鍵，這樣按鍵的個數(shù)就為 2*2 個，這種行列式結(jié)構(gòu)的鍵盤能有效的提高單片機系統(tǒng)中的 I/O口的利用率 [10]。 因此我們使用外部振蕩脈沖信號，由 XTALl 和 XTAL2 端引腳輸入 [9]，其電路圖如圖 35 所示。 他們有一個很重要的特點，其振蕩頻率與他們的形狀，材料，切割方向等密切相關(guān)。晶振一般叫做晶體諧振器，是一種機電器件，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。同理取 4C =C1=3300（ ? F） 標(biāo)準(zhǔn)時鐘電路 該電路由時鐘 8051 內(nèi)部計時器 和晶振組成。 （ 1）平均電流： DI =12 max0I = （ 2）耐壓（單只）： RMV = 2 V2= 故二極管選取條件為 RMV ＝ 25V， DI =1A。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 15 圖 34中已知 V1=220V， 0f =50HZ， 0V =5V， max0I =1A。輸入 220V交流電。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，補償和實現(xiàn)架構(gòu)易于實現(xiàn)比較容易理解， 并且成本比較低，精度比較高，耗能低，沒有系統(tǒng)抖動，只需很少的額外供電 [7]。由于微機電路是時序數(shù)字電路，它需要穩(wěn)定 的時鐘信號，因此在電源上電時，只有當(dāng) VCC 超過 低于 ，復(fù)位信號才被撤除，微機電路開始正常工作。一般微機電路正常工作需要供電電源為 5V177。如果系統(tǒng)在上電時得不到有效的復(fù)位，則程序計數(shù)器 PC 將得不到一個合適的初值，因此， CPU可能會從一個未被定義的位置開始執(zhí)行程序。 但是，由于內(nèi)部電路的限 制作用，這個負電壓將不會對器件產(chǎn)生損害。當(dāng)使用芯片內(nèi)部時鐘時，此二引腳用于外接石英晶體和微調(diào)電容；當(dāng)使用外部時鐘時，用于接外部時鐘脈沖信號 [5]。 RST 復(fù)位信號：當(dāng)輸入的信號連續(xù) 2 個機器周期以上高電平時即為有效，用以完成單片機的復(fù)位初始化操作，當(dāng)復(fù)位后程序計數(shù)器 PC=0000H，即復(fù)位后將從程序存儲器的 0000H 單元讀取第一條指令碼。 接低電平時： CPU讀取外部程序存儲器（ ROM）。 (1)內(nèi)部 ROM 讀取時， PSEN 不動作； (2)外部 ROM 讀取時，在每個機器周期會動作兩次； (3)外部 RAM 讀取時，兩個 PSEN 脈沖被跳過不會輸出； (4)外接 ROM 時，與 ROM 的 OE 腳相接。 PORG 為編程脈沖的輸入端：在第五課 單片機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其組成中，我們已知道，在 8051 單片機內(nèi)部有一個 4KB 或 8KB 的程序存儲器（ ROM）， ROM的作用就是用來存放用戶需要執(zhí)行的程序的，那么我們是怎樣把編寫好的程序存入進這個 ROM 中的呢？實際上是通過編程脈沖輸入才能寫進去的，這個脈沖的輸入端口就是 PROG。 在沒有訪問外部存儲器期間， ALE 以 1/6 振蕩周期頻率輸出（即 6 分頻），當(dāng)訪問外部存儲器以 1/12 振蕩周 期輸出（ 12 分頻）。 ALE 有可能是高電平也有可能是低電平，當(dāng) ALE 是高電平時，允許地址鎖存信號，當(dāng)訪問外部存儲器時， ALE 信號負跳變（即由正變負）將 P0 口上低 8 位地址信號 13 送入鎖存器。 四個 I/O 口時的“上拉電阻”，當(dāng)作為輸入時，上拉電阻將其電位拉高，若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，處在高阻抗?fàn)顟B(tài)，只有外接一個上拉電阻才能有效。 P2 口有兩個功能： 擴展外部存儲器時，當(dāng)作地址總線使用 做一般 I/O 口使用，其內(nèi)部有上拉電阻； P3 口有兩個功能： 除了作為 I/O 使用外（其內(nèi)部有上拉電阻），還有一些特殊功能，由特殊寄存 器來設(shè)置，具體功能請參考我們后面的引腳說明。 四個 I/O 接口： P0 口有三 個功能： 外部擴展存儲器時，當(dāng)做數(shù)據(jù)總線（如圖 32 中的 D0~D7 為數(shù)據(jù)總線接口） 外部擴展存儲器時，當(dāng)作地址總線（如圖 32 中的 A0~A7 為地址總線接口） 不擴展時，可做一般的 I/O 使用，但內(nèi)部無上拉電阻，作為輸入或輸出時應(yīng)在外部接上拉電阻。 P2： ~ 口 8 位雙向口線（在引腳的 21~28 號端子）。 P0： ~ 口 8 位雙向口線（在引腳的 39~32 號端子）。 管腳說明 圖 32 8051管腳圖 VCC（ 40） ：供電電壓 +5V。單片機的可擦除只讀存儲器可以反復(fù)擦除 1000 次?；谏鲜鎏攸c，在需要 I/O 線不多的控制場合，選用它作為核心控制芯片，可使電路極大簡化，而且程序的編寫及固化也相當(dāng)方便、靈活。 8051 單片機是 Intel 公司 8 位單片機系列產(chǎn)品之一， 它 一種 40 引腳雙列直插式芯片。脫水結(jié)束后，發(fā)出警報，并自動關(guān)閉排水閥。 ⑷ 脫水動作：排水結(jié)束后進入 脫水動作，脫水是通過電機的正反轉(zhuǎn)來實現(xiàn)的，同時要求排水閥一直打開，也正是由于排水閥的打開，才使得脫水時的電機正轉(zhuǎn)速度不同于洗滌時的電機正轉(zhuǎn)速度。 ⑶排水動作：進入脫水動作前應(yīng)先排水。 ⑵ 洗滌動作：洗滌動作指的是電機周期性的“正轉(zhuǎn) 停止 反轉(zhuǎn) 停止”。洗衣機的進水和水位判斷，是由水位開關(guān)和進水閥的開合來進行控制的 。 ⑻ 報警 電路：在洗衣機工作結(jié)束時，發(fā)出蜂鳴聲提示用戶洗衣完成。 ⑺ 水位控制電路：在進水期間，系統(tǒng)不斷檢測，當(dāng)?shù)竭_預(yù)定水位時就停止進水。 ⑸ 按鍵輸入電路：①按鍵 K1，接 RST 口 ， 作為 “復(fù)位”按鍵； ② 按鍵 K2，接 ， 作為 “程序選擇”按鍵 ； ③ 按鍵 K3，接 ， 作為“強弱洗選擇”按鍵 ； ④ 按鍵 K4，接 ， 作為“運行 /暫停”按鍵 。 10 ⑶ 復(fù)位電路：在單片機接上電源以后，若電源出現(xiàn)過低電壓時，將單片機存儲器復(fù)位，使其各項參數(shù)處于初始位置。 圖 31控制系統(tǒng)整體框圖 ⑴ 單片機電路：單片機電路是控制的中心，它把計算機的各種功能電路都集成在一塊芯片上，主要包括中央處理器 CPU、程序存儲器 ROM、數(shù)據(jù)存儲器RAM、輸入 /輸出接口電路及計時等電路， ROM 內(nèi)已經(jīng)固化了洗衣機操作程序，單片機根據(jù)輸入指令和檢測信號，調(diào)出內(nèi)部相應(yīng)的操作程序，通過電路處理后輸出各種電路控制信號，使洗衣機自動完成程序操作過程。蜂鳴器用來進行程序結(jié)束提示。這些被控制對象需要根據(jù)不同的洗衣程序來設(shè)定它們的工作狀態(tài)和時間，進水閥和排水閥的控制還需要檢測水位，同時需要數(shù)碼管顯示不同的工作狀態(tài)及運行剩余時間?？刂葡到y(tǒng)主要由電源電路、數(shù)字控制電路和機械控制電路三大模塊組成，電源電路為數(shù)字控制電路提供穩(wěn)定的5V直流電壓；數(shù)字控制電路負責(zé)控制洗衣機的工作過程，主要由 8051 單 片機、按鍵、蜂鳴器、 LED 指示燈組成；機械控制電路實現(xiàn)水位檢測、電機驅(qū)動、進水、排水等功能，主要由水位開關(guān)、電動機、進水排水電磁閥組成。本系統(tǒng)實現(xiàn)了對洗衣機整個洗衣過程的控制。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， 洗衣機須停止工作，待啟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。本系統(tǒng)要求驅(qū)動 5 秒，間歇 2 秒，間歇期間靠慣性力使脫水桶保持高速旋轉(zhuǎn)。 。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。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。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。標(biāo)準(zhǔn)程序是進水→洗滌→漂洗→排水→脫水，如此循環(huán)三次，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 分鐘，具體是：第一循環(huán)為洗滌，時間為 6 分鐘，第二、第三次循環(huán)為漂洗，時間 分別為 4 分和 2 分。 強洗時正、反轉(zhuǎn)驅(qū)動時間各為 4 秒，間歇時間為 1 秒；弱洗時正、反轉(zhuǎn)驅(qū)動時間各為 3 秒，間歇時間為 2 秒。 基于以上原因，加上實 際情況，所以選擇了自動化程度較高的第二種方案 8 來實現(xiàn)本 設(shè)計 。 有的全自動洗衣機 還 采用 LED 數(shù)碼管作洗滌程序進行中的時間顯示。常用的顯示器件是發(fā)光二極管。 方案比較 對比以上兩種方案，第一種方案雖然電路要比第二種方案簡單，但從抗干擾、造價等其他方面都不能與第二種方案相比。操作者通過功能選擇鍵選定某種洗衣程序后 ,電腦根據(jù)輸入的這一操作命令 ,從存儲器中取出對應(yīng)的程序 ,依次在它的各個輸出端上輸出有效電平。 單片控制式全自動洗衣機電路的基本原理框圖機 如圖 22 所示 。 圖 21 控制電路基本原理圖 方案二 :電腦程序控制器式洗衣機 單片機控制的全自動洗衣機 ,就是指它的程序控制器采用微電腦。程序控制器中的電觸點都能夠直接控制電動機、進水電磁閥、排水電磁閥等。 ⑹脫水完成后，蜂鳴器蜂鳴，通知用戶洗滌完成。 ⑷本設(shè)計包含硬件和軟件設(shè)計。 ⑶聲光顯示功能。 ⑵暫停功能。 全自動洗衣機總體外觀設(shè)計發(fā)展趨勢為： ①洗衣機