【正文】 he programs of the washing machine are under the control of the CPU so that washing, rinsing and dehydration functions don’t need to be operated by manual. The hardware design of the system includes power module, water monitoring module, LED display and output controller, the software part is posed of the main procedure, timing services application and external services.Keywords: Washing Machine。 LED display WORD格式整理 目 錄1 緒論 1 課題提出的目的及意義 1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 1 發(fā)展趨勢 2 系統(tǒng)的工作流程 3 主要研究內(nèi)容 32 系統(tǒng)的整體方案設計 4 系統(tǒng)的整體構(gòu)架 4 系統(tǒng)技術(shù)方案 6 系統(tǒng)功能方案 63 系統(tǒng)的硬件設計 7 主控電路的設計 7 關于AT89C51芯片 7 AT89C51圖的引腳圖及總線結(jié)構(gòu)圖 8 AT89C51外圍輔助電路的設計 10 各部分電路設計 10 洗衣機控制器控制面板的設計 10 12 晶閘管驅(qū)動控制電路設計 12 水位監(jiān)測電路設計 14 16 鍵盤輸入及顯示電路設計 17 21 本章小結(jié) 224 系統(tǒng)的軟件設計 22 主程序 22 鍵盤中斷子程序設計 24 內(nèi)部定時中斷程序設計 25 外部中斷設計 26 本章小結(jié) 275 總結(jié) 28參考文獻 29謝 辭 30附錄Ⅰ自動洗衣機控制系統(tǒng)總程序 31附錄Ⅱ自動洗衣機控制系統(tǒng)總硬件連接圖.........................................................38 范文范例參考1 緒論 課題提出的目的及意義隨著數(shù)字技術(shù)的快速發(fā)展，數(shù)字技術(shù)被廣泛應用于智能控制的領域中。洗衣機是現(xiàn)代人必備的日常生活家電，它的發(fā)明和應用使人們的洗衣工作變得省時又省力，很好地緩解了人們在家務勞動方面的壓力。目前中國洗衣機市場正進入更新?lián)Q代期，市場潛力巨大，人們對于洗衣機的要求也越來越高，目前的洗衣機主要有強弱洗滌功能、進排水系統(tǒng)故障自動診斷功能、暫停等幾大功能，在許多方面還不能達到人們的需求。目前的洗衣機都沒有實現(xiàn)全方面的兼容，大多數(shù)洗衣機的廠家都只注重各自品牌的特長，突出一兩個與別的洗衣機不同的個性化的功能?；趩纹瑱C的自動洗衣機控制系統(tǒng)具有精度高、功能強、經(jīng)濟性好的特點。對基于單片機的全自動洗衣機控制系統(tǒng)設計進行深入研究，可使我們掌握全自動洗衣機這種重要家電的工作原理和控制系統(tǒng)，進一步了解單片機在不同領域的應用方法，學會維修全自動洗衣機的基本技術(shù)，同時也為將來從事電子信息行業(yè)打下一定基礎，所以本課題具有重大的意義。1910年世界上第一臺電動洗衣機問世，標志著人類家務勞動自動化的開始。1937年世界上第一臺全自動滾筒式洗衣機投放市場。從此，確立了攪拌式、滾筒式和波輪式三種工作方式的洗衣機三足鼎立天下的局面。70年代，日本生產(chǎn)出波輪式套桶全自動洗衣機。80年代后，“模糊控制”開始應用于洗衣機，生產(chǎn)出了智能型模糊控制洗衣機，使洗衣機的功能更加完善，其洗衣程序更隨人意，其使用操作更簡單化。20世紀末到21世紀初，變頻洗衣機問世，使洗衣機的功能更具人性化，實現(xiàn)真正意義上的智能化控制成為目前人們研究的主要方向。所以現(xiàn)在內(nèi)資品牌正立足技術(shù)升級，也開始重視高端產(chǎn)品研發(fā)，洗衣機的技術(shù)革命正在國內(nèi)愈演愈烈。而技術(shù)制高點則是未來的競爭焦點。針對市場需求的變化，一些生產(chǎn)廠家如小天鵝、小鴨、海爾等，先后向市場推出了一批節(jié)水型全自動洗衣機，受到消費者的青睞，成為洗衣機中的購買熱點。有的節(jié)水型全自動洗衣機最低水位在12升至20升之間，使得用水量大大減少。但是由于普通洗衣機采用按鍵和機械定時器進行控制，導致出現(xiàn)觸點易磨損，故障率高，并在使用過程中不能給用戶準確的定時和醒目的顯示，而采用單片機實現(xiàn)洗衣機的智能控制可以有效地克服這些缺點，并能靈活的實現(xiàn)多功能技術(shù)兼容，所以采用單片機來控制全自動洗衣機的系統(tǒng)會應用的越來越廣泛。上述工作程序中，包含三個過程，洗滌過程、漂洗過程、脫水過程。洗滌電動機接通電源，帶動波輪旋轉(zhuǎn)，攪動衣物進行洗滌。2．漂洗過程：與洗滌過程動作完全一樣。 本論文的主要內(nèi)容1．設計主控板模塊硬件電路—芯片選型，確定選用的芯片—了解芯片的外圍電路，分析芯片間的接線方式，設計硬件原理圖—繪制protel電路圖—元器件的選型等2．設計外圍電路及附加設備—蜂鳴電路的選型與設計—液晶顯示電路的選型與設計—上面兩個電路的protel電路圖的繪制3．該系統(tǒng)的軟件的設計—編制主控板讀寫程序—編制蜂鳴器及液晶顯示相關程序 本論文主要解決的問題1．洗衣機主控模板軟硬件設計2．水位監(jiān)測設計3．液晶顯示軟硬件設計4．系統(tǒng)電源設計 2 系統(tǒng)的整體方案設計 系統(tǒng)的整體構(gòu)架主控制系統(tǒng)運用的是AT89C51單片機，其控制的對象包括：進水閥、排水閥、電機。發(fā)光二極管用來指示洗衣機的運行狀態(tài)；按鍵用來控制程序的運行和設置洗滌模式；蜂鳴器用來進行程序運行提示及故障報警。如果單片機自身出故障，或控制電路傳送給單片機的信息不正確，洗衣機就不能正常工作。3．復位電路：此電路的作用是復位。洗衣機控制器系統(tǒng)整體構(gòu)架如圖1所示：變壓器整流濾波穩(wěn)壓時基時鐘雙向可控硅蜂鳴驅(qū)動電路按鍵輸入LED顯示AT89C51825574LS240進水閥排水閥電機正轉(zhuǎn)電機反轉(zhuǎn)38譯碼器洗衣機狀態(tài)顯示指示燈D0~D6復位電路水位選擇圖1 硬件結(jié)構(gòu)框圖4．時鐘電路：由晶振元件與單片機內(nèi)部電路組成，產(chǎn)生的振蕩頻率為單片機提供時鐘信號，供單片機信號定時和計時。6．顯示電路74LS138譯碼器為38譯碼器，選用它可以解決I/O口線數(shù)量不足的問題。74LS138譯碼器的輸入端C、B、輸出端分別與7個發(fā)光二極管D0~D6的陰極相連，發(fā)光二極管陽極接電源，輸出端Y0控制D0“電源”指示燈；Y1控制D1“標準”指示燈，Y2控制D2“輕柔”指示燈；Y3控制D3“快速”指示燈；Y4控制D4“洗滌”指示燈，Y5控制D5“漂洗”指示燈；Y6控制D6“脫水”指示燈。雙向可控硅作為無觸點開關控制電機等負載的通斷及運行。8．報警電路 此電路在洗衣機中起提示和報警的作用。9．水位開關和安全開關電路 水位選擇開關，用戶根據(jù)需要選擇水位，在進水期間，系統(tǒng)不斷檢測，當?shù)竭_設定水位時就停止進水。 系統(tǒng)技術(shù)方案目前國內(nèi)市場上有很多種類的洗衣機，采用的控制系統(tǒng)也各不相同，基于學習與實際的情況，本設計我選用AT89C51單片機來實現(xiàn)洗衣機控制器的各控制要求。當有故障時，在排除了機械系統(tǒng)和程控器外接部件后，一般來說，先檢測判定單片機外圍的控制電路，正常后，再判斷單片機的故障。程序控制系統(tǒng)的這些功能是由它的各種控制電路相互配合工作來實現(xiàn)的。用戶可以根據(jù)需要來選擇相應的洗滌模式。輕柔：洗滌3分鐘；漂洗3分鐘，二次；脫水2分鐘。洗滌、漂洗22秒正轉(zhuǎn)，停8秒，反轉(zhuǎn)22秒，停8秒。3．有水位控制，能自動斷水。在眾多的51單片機系列中，AT89系列單片機在我國也得到極其廣泛的應用，越來越受到人們的矚目。AT89C51是一種4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器(FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory)的低電壓，高性能CMOS8位微處理器，俗稱單片機。AT89 系列單片機以8031為內(nèi)核，是與8051系列單片機兼容的系列，Atmel89系列單片機有許多型號，可分為標準型號、低檔型號和高檔型號3類。標準型89系列單片機是與MCS51系列單片機兼容的。全靜態(tài)工作為0~33MHz，有3級程序存儲器加密鎖定，內(nèi)部含有128~256字節(jié)的RAM、32條可編程的I/O端口、2個16位定時器/計數(shù)器、6~8 級中斷，此外有通用串行接口、低電壓空閑模式及掉電模式。AT89LV51是AT89C51低電壓型號，~6V的電壓范圍內(nèi)工作，其他功能和89C51相同。(2) VCC(40腳)：正常操作及對EPROM編程和驗證時接+5V電源。(2) XTAL2(18腳)：接外部晶體的另一端。3．控制或與其他電源復用引腳RESET、ALE、(1) RESET(9腳)：復位輸入腳。但是，~10K的電阻接地，以縮短開機復位的時間。(2) ALE(30腳)：地址鎖存器輸出端。ALE是以晶振1/6的固定頻率輸出的正脈沖，因此可以作為外部時鐘或外部定時脈沖用。當CPU想讀取外部ROM的內(nèi)容時，此腳會自動產(chǎn)生負脈沖。當引腳接地時，內(nèi)部程序數(shù)據(jù)失效，CPU被迫只讀取外部的程序存儲器。4．輸入/輸出引腳P0口、P1口、P2口和P3口(1) P0口(～，即39~32腳)：雙向8位I/O口。在訪問外部存儲器時，可分時用做低8位地址線和8位數(shù)據(jù)線。若某引腳想做輸入腳用，則必須先將1寫入該引腳。具有內(nèi)部上拉電阻器，可驅(qū)動4個LSTTL負載。(3) P2口(~，即21~28腳)：雙向8位I/O口。在訪問外部存儲器時，它送出高8位地址。具有內(nèi)部上拉電阻器，可驅(qū)動4個LSTTL負載。P3口引腳具有特殊功能。任何單片機工作之前都要有個復位的過程，復位對于單片機來說，程序還沒有開始執(zhí)行，是在做準備工作，一般的復位只需要5ms的時間。上電復位是外部的復位電路在系統(tǒng)通上電源后直接使單片機工作，單片機的起停通過電源控制。一般都用上電復位電路。 2．振蕩電路振蕩電路對于單片機來說是非常重要的，沒有晶振就沒有時鐘周期，沒有時鐘周期，就無法執(zhí)行程序代碼，單片機就無法工作。單片機內(nèi)部有一個用于構(gòu)成片內(nèi)振蕩器的高增益反相放大器，引腳XTAL1和XTAL2分別是該放大器的輸入端和輸出端。電容的大小沒有嚴格的要求，但也會影響振蕩器頻率的高低、振蕩器的穩(wěn)定性、起振的快速性和穩(wěn)定性。10pF，外接陶瓷諧振器時，和一般取40pF177。本系統(tǒng)采用12MHz的晶振，電容取30pF。洗衣機的進水和水位判斷，是由水位開關和進水閥的開合來進行控制的，當桶內(nèi)沒有水或水量達不到設定水位時，單片機程序?qū)⒖刂七M水閥打開，開始注水，當桶內(nèi)的水位達到設定水位時，水位開關受壓閉合，程序就可進入下一步處理。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。3．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”。4．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。脫水結(jié)束后，發(fā)出報警，并自動關閉排水閥。進行脫水不平衡修正，洗衣機將停止脫水，并自動插入“進水洗滌1分鐘排水”動作。在同一脫水過程中，如果連續(xù)修正3次仍達不到脫水平衡，則進行報警，等用戶打開洗衣機將衣物放置均勻再蓋上桶蓋，方可繼續(xù)進行脫水。(1) 按鍵K1，作為工作過程中的啟動/停止鍵；(2) 暫停鍵K2，用外部中斷1實現(xiàn)工作過程的暫停，根據(jù)用戶的需要可以進行手工洗滌；(3) 標準鍵K3，作為標準洗滌選擇鍵；(4) 輕柔鍵K4，作為輕柔