【正文】 于 51單片機(jī)的洗衣機(jī)控制器設(shè)計(jì) Based on 51serial single chip puter Controller design for dishwasher machine 系 別：電子工程學(xué)院 2021 年 6 月 摘 要 洗碗機(jī)又稱洗碟機(jī)或餐具清洗機(jī)，是一種代替人工洗滌碗、碟、杯、盤和勺等餐具的家用電器。家用洗碗機(jī)在我國具有巨大的市場潛力，隨著洗碗機(jī)性能的不斷改善及消費(fèi)者認(rèn)識(shí)的不斷提高，家用洗碗機(jī)必將成為我國“ 21 世紀(jì)廚房新亮點(diǎn) 。硬件結(jié)構(gòu)框圖及軟件流程圖是該系統(tǒng)的重要組成部分 ,在整個(gè)控制過程中 ,模糊控制軟件起了決定性的作用 基于 51單片 機(jī)的洗碗控制系統(tǒng)，控制面板由按鍵、指示燈和 LCD 顯示器組成。洗碗機(jī)的整體電路模塊包括鍵盤矩陣、指示燈、電動(dòng)機(jī)控制及電源電路。 關(guān)鍵詞： 模糊控制 ； 洗衣機(jī) ； 全自動(dòng) ； 洗衣控制系統(tǒng) ； 51 單片機(jī)；控制程序 ABSTRACT Dishwasher is also known as dining utensils cleaning machine， is an artificial substitute for washing bowls， plates， cups， plates， spoons or other utensils of household appliances． With the improving of household dishwasher and the rising of consumer awareness， household dishwasher has a huge market in china， household dishwasher is boundto bee a” new hi9111ight ofthe 21st century kitchen”． Based on fuzzy control, pletely automatic washing machine control system has AT89C51single chip puter as a core, can realize intelligent control to save energy and enhance quality. The hardware diagram and software flow chart are important part of the system. The fuzzy control software play a decisive role in the whole control process. Based on 51 serial single chip puter, control system of washing machine consists of a control panel which includes the pressing keys, displaying lamps and LED device. The pressing keys select washing operation mode, the displaying lamps cooperate with the pressing keys. LED device displays time span for washing and dehydration. The circuit module includes key matrix, lamp, motor control and power supply. The software includes interruption program and main program. Key Words： Fuzzy control。 pletely automation。 51serial single chip puter。 2 設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 ...................................................................................................... 2 主要技術(shù)指標(biāo) .......................................................................................................... 2 3 方案論證 25 致謝語 26 參考文獻(xiàn) 28 附錄 2 程序 可以說微機(jī)測控技術(shù)的應(yīng)用已滲透到國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門。因此設(shè)計(jì)了基于 51單片機(jī)的洗衣機(jī)控制器。我國洗衣機(jī)于 1957 年在沈陽試制成功。 1984年，年產(chǎn)量已達(dá)到 578萬臺(tái)，躍居世界第一位。 洗衣機(jī)洗滌衣服，省時(shí)省力，給人們帶來了方便，受到廣大群眾的歡迎。 將來，人們不僅僅是要求洗衣機(jī)的全自動(dòng)化，更要求以后的洗衣機(jī)更智能、更環(huán)保、更經(jīng)濟(jì)。 本控制器的設(shè)計(jì)從功能、硬件、軟件、工作過程等方面描述一個(gè)以 AT89S52 作為控制核心的洗衣機(jī)控制系統(tǒng)。具有浸泡功能是本系統(tǒng)的一大特色。 2. 三種洗衣工作程序 標(biāo)準(zhǔn)程序、經(jīng)濟(jì)程序和單獨(dú)程序。 3. 浸泡功能 開啟浸泡功能后，在上述前三種工作程序的第一次進(jìn)水之后，會(huì)進(jìn)入浸泡環(huán)節(jié)，先洗滌 1分鐘以攪勻衣物和洗滌劑，再停機(jī)浸泡 10分鐘，然后退出浸泡環(huán)節(jié)進(jìn)入洗滌環(huán)節(jié)。 5. 聲光顯示功能 洗衣機(jī)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。 51內(nèi)核具有豐富的指令集和 32個(gè)通用工作寄存器。這種結(jié)構(gòu)大大提高了代碼效率，并且具有比普通的 CISC微控制器最高至 10倍的數(shù)據(jù)吞吐率。 工作于空閑模式時(shí) CPU停止工作，而 USART、兩線接口、 SRAM、 T/C、 SPI 端口以及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作；掉電模式時(shí)晶體振蕩器停止振蕩，所有功能 除了中斷和硬件復(fù)位之外都停止工作；在省電模式下，異步定時(shí)器繼續(xù)運(yùn)行，允許用戶保持一個(gè)時(shí)間基準(zhǔn)，而其余功能模塊處于休眠狀態(tài)； Standby模式下只有晶體或諧振振蕩器運(yùn)行，其余功能模塊處于休眠狀態(tài)，使得器件只消耗極少的電流，同時(shí)具有快速啟動(dòng)能力；擴(kuò)展 Standby模式下則允許振蕩器和異步定時(shí)器繼續(xù)工作。片內(nèi) ISP Flash允許程序存儲(chǔ)器通過 ISP串行接口，或者通用編程器進(jìn)行編程，也可以通過運(yùn)行于 AVR 內(nèi)核之中的引導(dǎo)程序進(jìn)行編程。在更新應(yīng)用 Flash存儲(chǔ)區(qū)時(shí)引導(dǎo) Flash區(qū) (Boot Flash Memory)的程序繼續(xù)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)了 RWW操作。 方案二：選用其他單片機(jī)。而且 51 單片機(jī)的價(jià)格比其他單片機(jī)便宜 。 天津工程師范學(xué)院 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 選用電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊 L298N 方案一：采用 L298N 作為直流電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器 L298N 是一款高集成度、雙橋結(jié)構(gòu)的直腳步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器。 電路簡單 、 性能穩(wěn)定 、 使用比較方便 。 方案二： 使用分立原件搭建電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路 使用分立原件搭建電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路造價(jià)低廉，在大規(guī)模生產(chǎn)中使用廣泛。因此采用 L298N 作為驅(qū)動(dòng)芯片，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。 液晶顯示屏 我選用了 OCM19264_1 是一種圖形點(diǎn)陣液晶顯示器，它主要由行驅(qū)動(dòng)器 /列驅(qū)動(dòng)器及 192 64 全點(diǎn)陣液晶顯示器組成。 主要技術(shù)參數(shù)和性能： 電源： VDD： +5V； 顯示內(nèi)容： 192（列） 64 （行）點(diǎn) 全屏幕點(diǎn)陣 七種指令 與 CPU 接口采用 8位數(shù)據(jù)總線并行輸入輸出和 8條控制線 占空比 1/64 主 控 制 器 LED顯 示 L298N驅(qū)動(dòng)電路 單片機(jī)復(fù)位 時(shí)鐘振蕩 按鍵選擇 天津工程師范學(xué)院 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 工作溫度： 20176。C ，存儲(chǔ)溫度： 30176。C 一 、主要硬件構(gòu)成說明 圖 42 主要硬件構(gòu)成 IC4 為行驅(qū)動(dòng)器。 IC1， IC2， IC3， IC4 含有以下主要功能器件。 指令寄存器（ IR） IR是用于寄存指令碼，與數(shù)據(jù)寄存器數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)。 數(shù)據(jù)寄存器（ DR） DR是用于寄存數(shù)據(jù)的，與指令寄存器指令相對(duì)應(yīng)。 DR 和 DDRAM之間的數(shù)據(jù)傳輸是模塊內(nèi)部自動(dòng)執(zhí)行的。 BF=1表示模塊在內(nèi)部操作，此時(shí)模塊不接受外部指令和數(shù)據(jù)。利用 STATUS READ指令，可以將 BF讀到 DB7總線，從檢驗(yàn)?zāi)K之工 作狀態(tài)。 DFF=1為開顯示（ DISPLAY ON），DDRAM 的內(nèi)容就顯示在屏幕上， DFF=0為關(guān)顯示（ DISPLAY OFF）。 XY地址計(jì)數(shù)器 XY地址計(jì)數(shù)器是一個(gè) 9位計(jì)數(shù)器。 X地址計(jì)數(shù) 器是沒有記數(shù)功能的，只能用指令設(shè)置。 顯示數(shù)據(jù) RAM（ DDRAM） DDRAM是存儲(chǔ)圖形顯示數(shù)據(jù)的。 DDRAM與地址和顯示位置的關(guān)系見 DDRAM地址表（見第 6 頁）。當(dāng)一行掃描完成，此地址計(jì)數(shù)器自動(dòng)加 1，指向下一行掃描數(shù)據(jù)， RST復(fù)位后 Z地址計(jì)數(shù)器為 0。因此，顯示屏幕的起始行就由此指令控制，即 DDRAAM的數(shù)據(jù)從哪一行開始顯示在屏幕的第一行。 二、引腳說明 見表 31 三、指令說明 指令表： 1. 顯示開關(guān)控制 (DISPLAY ON/OFF) 表 42 開關(guān)控制代碼表 代碼 R/W D/I DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 形式 0 0 0 0 1 1 1 1 1 D D=1:開顯示 (DISPLAY ON)意即顯示器可以進(jìn)行各種顯示操作 D=0:關(guān)顯示 (DISPLAY OFF)意即不能對(duì)顯示器可以進(jìn)行各種顯示操作 2. 設(shè)置顯示起始行 表 43 顯示起始行代碼表 代碼 R/W D/I DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 形式 0 0 1 1 A5 A4 A3 A2 A1 A0 天津工程師范學(xué)院 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 表 41 引腳說明 管腳號(hào) 管腳名稱 電平 管腳功能描述 1 VSS 0V 電源地 2 VDD +5V 電源電壓 3 VO 5V 液晶顯示器驅(qū)動(dòng)電壓 4 D/I（ RS） H/L D/I=“H”，表示 DB7∽ DB0為顯示數(shù)據(jù) D/I=“L”，表示 DB7∽DB0為顯示指令數(shù)據(jù) 5 R/W H/L R/W=“H”， E=“H”數(shù)據(jù)被讀到 DB7∽ DB0 R/W=“L”， E=“H→ L”數(shù)據(jù)被寫到 IR或 DR 6 E H/L R/W=“L”， E信號(hào)下降沿鎖存 DB7∽ DB0 R/W=“H， E=“H”DDRAM數(shù)據(jù)讀到 DB7∽ DB0 7 DB0 H/L 數(shù)據(jù)線 8 DB1 H/L 數(shù)據(jù)線 9 DB2 H/L 數(shù)據(jù)線 10 DB3 H/L 數(shù)據(jù)線 11 DB4 H/L 數(shù)據(jù)線 12 DB5 H/L 數(shù)據(jù)線 13 DB6 H/L 數(shù)據(jù)線 14 DB7 H/L 數(shù)據(jù)線 15 /CS1 L 選擇 IC1，即左 64列 16 /RST L 復(fù)位控制信號(hào)，/RST=0有效 17 /CS2 L 選擇 IC2，即中 64列 18 /CS3 L 選擇 IC3，即右 64列 19 VEE 13V LCD驅(qū)動(dòng) 負(fù)電壓 20 LED+ +5V LED背光電源正 天津工程師范學(xué)院 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 前面在 Z地址計(jì)數(shù)器一節(jié)已經(jīng)描述了顯示起始行是由 Z地址計(jì)數(shù)器控 制的。 例如： 選擇 A5∽ A0是 62，則起始行與 DDRAM行的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下： DDRAM 行： 62 63 0 1 2 3 31 32 3. 設(shè)置頁地址 表 44 頁地址代碼表 代碼 R/W D/I DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 形式 0 0 1 0 1 1 1 A2 A1 A0 所謂頁地址就是 DDRAM的行地址 ,8行為一頁 ,模塊共 64行即 8頁 , A2 ∽ A0表示 0∽ 7頁。頁地址與