【正文】 用 ， 社會(huì)對(duì)單片機(jī)越來(lái)越重視高校也紛紛開(kāi)設(shè)單片機(jī)課程。但學(xué)習(xí)單片機(jī)有一定的挑戰(zhàn)性因?yàn)橐獙W(xué)好單片機(jī)必須掌握單片機(jī)的軟硬件。它集 Flash 程序存儲(chǔ)器既可在線編程（ ISP）也可用傳統(tǒng)方法進(jìn)行編程及通用 8 位微處理器于 芯片中 ， ATMEL 公司的功能強(qiáng)大底價(jià)位 AT89S51 單片機(jī)可為您提供許多高性價(jià)比的應(yīng)用場(chǎng)合 ， 可靈活應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域 主要性能參數(shù)： 與 MCS51 產(chǎn)品指令系統(tǒng)完全兼容 4K 字節(jié)在系統(tǒng)編程（ ISP） Flash 閃速存儲(chǔ)器 1000 次檫寫(xiě)周期 全靜態(tài)工作模式： 0Hz33M Hz 三級(jí)程序加密鎖 128*8 字節(jié)內(nèi)部 RAM 32 個(gè)可編程 I/O 線 2 個(gè) 16 位定時(shí) /計(jì)數(shù)器 6 個(gè)中斷源 全雙工串行 UART 通道 低功耗空閑和掉電模式 中斷可從空閑模喚醒系統(tǒng) 看門(mén)狗（ WDT）及雙數(shù)據(jù)指針 掉電標(biāo)識(shí)和快速編程特性 靈活的在 線 系統(tǒng)編程（ ISP 字節(jié)或頁(yè)寫(xiě)模式） ， 此外 AT89S51 設(shè)計(jì)和配置了振蕩頻率可為 并可通過(guò)軟件設(shè)置省電模式。同時(shí)該芯片還具有 PDIP、 TQFP 和 PLCC三種封裝形式以適應(yīng)不同產(chǎn)品的需要 [4]。 AT89S51 單片機(jī)作為控制部件 . 該型號(hào)單片機(jī)一共有 40 個(gè)引腳有雙腳直插式和方形封裝方式可用于不同的場(chǎng)合。 1） I/O 口線 P0 口 ——8 位、漏極開(kāi)路的雙向 I/O 口。 P2 口 ——8 位、準(zhǔn)雙向 I/O 口具有內(nèi)部上拉電阻。 P3 口還具有第二功能第二功能見(jiàn)XX 大學(xué) 畢業(yè)論文 11 表 31。 EA/Vpp——外部程序存儲(chǔ)器訪問(wèn)允許信號(hào) /編程電壓輸入端。 ALE/PROG——低字節(jié)地址鎖存信號(hào) /編程脈沖輸入端。 GND——電源地。 以上就是關(guān)于本設(shè)計(jì)中用的單片機(jī) AT89S51 的特性、引腳功能的簡(jiǎn)單介紹。 其中內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的分配情況如圖 32 基于 MCS51 單片機(jī)的洗衣機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 12 圖 32 內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 單片機(jī)的時(shí)鐘電路 時(shí)鐘電路 [6]用于產(chǎn)生單片機(jī)工作所需的時(shí)鐘信號(hào) ， 單片機(jī)本身就如同一個(gè)復(fù)雜的同步時(shí)序電路 ， 為了保證同步工作電路應(yīng)在唯一的時(shí)鐘信號(hào)控制下嚴(yán)格的按規(guī)定時(shí)序工作。 XTAL1 為振蕩器反相放大器和時(shí)鐘發(fā)生電路的輸入 ， XTAL2 為反相放大器的輸出。當(dāng)使用晶體諧振器時(shí) C C2=（ 30? 10） pF， 當(dāng)使用陶瓷諧振器時(shí) C C2=（ 40? 10）pF。在設(shè)計(jì)電路板時(shí)晶振和電容等應(yīng)盡可能的靠近芯片以減小分布電容 ，保證振蕩器振蕩的穩(wěn)定性。對(duì)外部時(shí)鐘信號(hào)的占空比沒(méi)有要求但高低電平持續(xù)時(shí)間應(yīng)不短于 20ms。 特殊功能 寄存器 數(shù)據(jù) 緩沖區(qū) 位尋址區(qū) 128 位 工作寄存器區(qū) 4 組 R0R7 FFH 80H 7FH 30H 2FH 20H 1FH 10H XX 大學(xué) 畢業(yè)論文 13 a) b） 圖 33 時(shí)鐘電路 單片機(jī)的復(fù)位電路 復(fù)位是單片機(jī)的初始化操作 ， 其主要功能是把 PC初始化為 0000H使單片機(jī)從 0000H單元開(kāi)始執(zhí)行程序。 在振蕩器工作時(shí)將 RST 腳保持至少兩個(gè)機(jī)器周期高電平 ， 12 時(shí)鐘 模式為 24 個(gè)振蕩器周期 ， 6 時(shí)鐘模式為 12 振蕩器周期可實(shí)現(xiàn)復(fù)位 ， 為了保證上電復(fù)位的可靠 RST 保持高電平的時(shí)間至少為振蕩器啟動(dòng)時(shí)間 ， 通常為幾個(gè)毫秒再加上兩個(gè)機(jī)器周期 ， 復(fù)位后振蕩器以 12 時(shí)鐘模式運(yùn)行 ， 當(dāng)已通過(guò)并行編程器設(shè)置為 6 時(shí)鐘模式時(shí)除外。單片機(jī)的復(fù)位并不影響芯片內(nèi)部 RAM 狀態(tài)只要 RESET 引腳保持高電平單片機(jī)將循環(huán)復(fù)位。 表 32 復(fù)位后寄存器狀態(tài) [7] 寄存器 復(fù)位狀態(tài) 寄 存器 復(fù)位狀態(tài) PC 0000H TMOD 00H ACC 00H TCON 00H B 00H TL0 00H PSW 00H TH0 00H SP 07H TL1 00H DPTR 0000H TH1 00H P0—P3 0FFH SCON 00H IP 000000B SBUF 不定 IE 0000000 PCON 00000 單片機(jī)的復(fù)位電路有上電復(fù)位和手動(dòng)按鈕復(fù)位兩種形式 ， RST/VPD 端的高電平直接由上電瞬間產(chǎn)生高電平則為上電復(fù)位；若通過(guò)按鈕產(chǎn)生高電平復(fù)位信號(hào)稱為 手動(dòng)按鈕復(fù)位。圖中上電瞬間 RST 端的電位與 VccXTAL2 XTAL1 GND XTAL2 XTAL1 GND NC 外部震蕩信號(hào) 基于 MCS51 單片機(jī)的洗衣機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 14 相同隨著電容充電電流的減小 ， +5V 立即加到了 RST/VPD 端該高電平使 8051 復(fù)位。按下按鈕則直接把 +5V 加到了 RST/VPD 端從而復(fù)位這稱為手動(dòng)復(fù)位。 單片機(jī)復(fù)位后 P0—P3 四個(gè)并行接口全為高電平其它寄存器全部清零只有 SBUF 寄存器狀態(tài)不確定。當(dāng) RST 由高變低后復(fù)位結(jié)束 ， CPU 從初始狀態(tài)開(kāi)始工作。 在本次設(shè)計(jì)中采用手動(dòng)復(fù)位。在設(shè)計(jì)中選用動(dòng)態(tài)顯示。動(dòng)態(tài)顯示需要較大的驅(qū)動(dòng)電流故在輸出口之后尚需加接驅(qū)動(dòng)器。調(diào)整電流和時(shí)間參數(shù)可實(shí)現(xiàn)亮度較高且較穩(wěn)定的顯示。用硬件譯碼電路實(shí)時(shí)性雖好但電路復(fù)雜成本較高。設(shè)計(jì)中就采用這種軟件譯碼法以減小本次設(shè)計(jì)的成本。 LED 顯示器在單片機(jī)技術(shù)中的使用非常普遍。此外顯示器中還有一個(gè)圓點(diǎn)型發(fā)光二極管（在圖中以 dp 表示）用以表示小數(shù)點(diǎn)。 （ 2） LED 顯示器結(jié)構(gòu) LED 顯示器的結(jié)構(gòu)及其段名如圖 35[9]所示。點(diǎn)亮適當(dāng)?shù)淖侄文茱@示 0～ 9 的數(shù)字和某些字符和符號(hào)。七段顯示器的字符形狀有些失真能顯示的字符數(shù)量較少但控制簡(jiǎn)單使用方便故在數(shù)字顯示和控制儀器中得到了廣泛應(yīng)用。 74138 的輸出端 Y0 控制 “洗衣剩余時(shí)間 ”指示燈 ， Y1 控制 “脫水剩余時(shí)間 ”指示燈 ，Y2 控制 “強(qiáng)洗 ”指示燈 ， Y3 控制 “弱洗 ”指示燈 ， Y4 控制 “洗滌次數(shù) ”指示燈 ， Y5 控制 “洗衣時(shí)間 ”指示燈 ， Y6 控制 “脫水時(shí)間 ”指示燈。 LED9 用來(lái)顯示電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)。該鍵盤(pán)使用引腳 INT0 向 CPU 申請(qǐng)中斷 ， 和 為該鍵盤(pán)的行輸出 ， 和 為該鍵盤(pán)的列輸入 ， 電氣原理圖如總圖所示。電路圖 如 總 圖所示。電動(dòng)機(jī)有兩個(gè)控制端 ， 一端控制正向運(yùn)基于 MCS51 單片機(jī)的洗衣機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 16 轉(zhuǎn)該端與 相連 ， 另 一端控制反向運(yùn)轉(zhuǎn)該端與 相連。 當(dāng)洗衣機(jī)接到 “弱洗 ”指令時(shí) 輸出 高電平經(jīng)過(guò) 雙向可控硅使雙向可控硅 TR2 導(dǎo)通電機(jī)反向旋轉(zhuǎn)。 水位控制電路 如 總 圖所示水位檢測(cè)機(jī)構(gòu)由玻璃管 [13]、浮子、金屬滑桿等組成。 進(jìn)水 /排水電磁閥 如 總圖所示 ， 排水進(jìn)水閥即電控水龍頭共兩只 ， 一只為進(jìn)水龍頭受 控制 ， 另一只為出水龍頭受 控制 ， 當(dāng)電控水龍頭的控制端為 “1”時(shí)水龍頭打開(kāi) ， 當(dāng)電控水龍頭的控制端為 “0”時(shí)水龍頭關(guān)閉。洗衣機(jī)通電之后單片機(jī)上電首先進(jìn)行程序的初始化包括定時(shí)器 0、外部中斷 0、外部中斷 1 的初始化以及各參數(shù)初值的設(shè)定。然后掃描按鍵的狀態(tài)確定洗衣強(qiáng)度R洗衣時(shí)間 R3 和漂洗次數(shù) R4。當(dāng)發(fā)現(xiàn)啟動(dòng)鍵按下洗衣機(jī)從待命狀態(tài)進(jìn)入工作狀態(tài)。當(dāng)洗衣結(jié)束時(shí)控制蜂鳴器發(fā) 聲。當(dāng)水位到達(dá)要求時(shí)關(guān)閉進(jìn)水電磁閥 =0 進(jìn)水結(jié)束； 洗滌過(guò)程程序設(shè)計(jì) 電機(jī)正反轉(zhuǎn)均為 10S 根據(jù) R2 的值確定 洗衣強(qiáng)度、洗衣時(shí)間 R3 以及電動(dòng)機(jī)的間歇時(shí)間。然后啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)脫水 1min 并保持排水閥開(kāi)啟 ， 然后停止脫水。程序流程圖如圖 43 所示。單片機(jī)晶振頻率12MHz 定時(shí)器 0 選擇工作方式 1 設(shè)置時(shí)間常數(shù)每 中 斷一次。 N 圖 44 內(nèi)部中斷程序流程圖 外部中斷設(shè)計(jì) 為了防止外部電壓過(guò) 高或過(guò)低對(duì)洗衣機(jī)的電器及控制硬件產(chǎn)生破壞用外部中斷 0進(jìn)行保護(hù)如圖 45 所示。 用外部中斷 1 來(lái)實(shí)現(xiàn)洗衣過(guò)程停止工作。中斷 1 處理程序?qū)⑹瓜匆聶C(jī)停止工作并將停止前的狀態(tài)存儲(chǔ)起來(lái)。程序設(shè)計(jì)流程圖如圖 46 所示。應(yīng)用系統(tǒng)的調(diào)試步驟和方法是相同的但具體細(xì)節(jié)與采用的開(kāi)發(fā)系統(tǒng)（即仿真器）及選用的單片機(jī)型號(hào)有關(guān)。 硬件調(diào)試 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的軟硬件調(diào)試是分不開(kāi)的通常是先排除明顯的硬件故障后再和軟件結(jié)合起來(lái)進(jìn)行調(diào)試。在進(jìn)行硬件調(diào)試時(shí)先進(jìn)行靜態(tài)調(diào)試用萬(wàn)用表等工具在樣機(jī)加電前根據(jù)原理圖和裝配圖仔細(xì)檢查線路核對(duì)元器件的型號(hào)、規(guī)格和安裝是否正確。接下來(lái)再借助仿真器進(jìn)行聯(lián)機(jī)調(diào)試分別測(cè)試擴(kuò)展的 RAM、 I/O 口、 I/O 設(shè)備、程序存儲(chǔ)器以及晶振和復(fù)位電路改正其中的錯(cuò)誤。特別注意電源的正負(fù)極以及電源之間是否有短路并重點(diǎn)檢查地址總線、數(shù)據(jù)總線、控制總線是否存在相互間的短路或其他信號(hào)線的短路。在本系統(tǒng)中我們都進(jìn)行了仔細(xì)的檢查 ， 所以此步驟不會(huì)發(fā)生故障 ， 這一步如果檢查不 仔 細(xì)通電后可能會(huì)造成不可想象的后果 ， 所以這一步也至關(guān)重要。同樣如果電壓過(guò)低就沒(méi)有能力驅(qū)動(dòng)其負(fù)載。 軟件調(diào)試 軟件調(diào)試就是檢查 系統(tǒng)軟件中的錯(cuò)誤。要把各個(gè)程序模塊分別進(jìn)行調(diào)試 ， 調(diào)試通過(guò)后再組合到一起進(jìn)行綜合調(diào)試達(dá)到預(yù)定的功能技術(shù)指標(biāo)后即可將軟件固化。 該系統(tǒng)的軟件調(diào)試是把程序輸入單片機(jī) ， 然后連接單片機(jī)仿真器進(jìn)行模擬調(diào)試 ， 在調(diào)試時(shí)程序應(yīng)該以模塊的形式進(jìn)行調(diào)試 ， 這樣可以方便解決軟件的問(wèn)題 ， 進(jìn)行及時(shí)修改最后再將調(diào)試好的小段程序連接在一起進(jìn)行整體調(diào)試 ， 當(dāng)整個(gè)程序都沒(méi)錯(cuò)誤時(shí)軟件調(diào)試已經(jīng)成功。 2．程序中的跳轉(zhuǎn)指令的運(yùn)用很重要 ， 為保險(xiǎn)起見(jiàn)都用 LJMP， 我們就遇到過(guò)跳轉(zhuǎn)指令用錯(cuò) ， 程序無(wú)法正常運(yùn)行的現(xiàn)象。 XX 大學(xué) 畢業(yè)論文 23 結(jié)論與展望 經(jīng)過(guò)一個(gè)學(xué)期的時(shí)間完成了基于單片機(jī)的洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ， 本系統(tǒng)是基于單片機(jī)及其接口技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)綜合應(yīng)用的設(shè)計(jì)。控制系統(tǒng)主要由電源電路、數(shù)字控制電路和機(jī)械控制電路三大模塊構(gòu)成。 在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中查閱了大量相關(guān)的中文和外文資料以及各芯片的廠家技術(shù)資料手冊(cè)借鑒了很多前人成熟的經(jīng)驗(yàn)。通過(guò)對(duì)單片機(jī)的重新編程可以很方便改變洗衣機(jī)的功能。同時(shí)在本設(shè)計(jì)中應(yīng)用的元器件都是集成的特別是單片機(jī)的應(yīng)用使該設(shè)計(jì)只要稍加修改就可以很方便的開(kāi)發(fā)出其它基于單片機(jī)的洗衣機(jī)控制系統(tǒng)。 其次隨著顯示器件如液晶顯示器件性能的拓寬傳統(tǒng)的洗衣機(jī)形式也將演變成更人性化的方式。使用單片機(jī)以軟件方式驅(qū)動(dòng)芯片不但可以通過(guò)改變編程方法實(shí)現(xiàn)不同的功能而且還可以方便靈活地控制時(shí)間的運(yùn)行狀態(tài)以滿足不同用戶的要求。 總結(jié)幾個(gè)月來(lái)的設(shè)計(jì)體會(huì)如下： 首先任何工作都 是 與人打交道 ， 畢業(yè)設(shè)計(jì)也不例外這 就需要我們充分的利用好彼此的力量充分的協(xié)作針對(duì)設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的問(wèn)題站在不同的角度分析問(wèn)題匯結(jié)大家的意見(jiàn)最終達(dá)成一致發(fā)揮了團(tuán)隊(duì)精神。然更重要的是在責(zé)任心的驅(qū)使下又該采用何種方法完成 ， 采用何種方法更省時(shí)省力解決問(wèn)題的方案 。何時(shí)何地查找相關(guān)資料等等尋找突破口充分的解決好問(wèn)題。 對(duì)于以上之粗淺體會(huì)進(jìn)一步的總結(jié)和提高需要有更多的社會(huì)實(shí)踐來(lái)提供 ， 我也相信基于 MCS51 單片機(jī)的洗衣機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 24 在不久的將 來(lái) 踏入社會(huì)之際 ， 類(lèi)似這樣的畢業(yè)設(shè)計(jì)絕不在少數(shù) ， 只要我們努力學(xué)習(xí) 、 勇于實(shí)踐 、 勤學(xué)好問(wèn)我 們 就會(huì)懂得以前不明白或不十分明白的道理 ， 就會(huì)很快地成長(zhǎng)和成熟起來(lái) 。緊張的是不知道畢業(yè)答辯會(huì)是什么樣子到目前為止我依舊沒(méi)有太多的把握只能全力以赴；對(duì)答辯充滿好奇的同時(shí)我又有那么一點(diǎn)點(diǎn)的興奮又有那么點(diǎn)退縮；回想幾個(gè)月的設(shè)計(jì)過(guò)程還真懷念啊！雖說(shuō)是苦了一點(diǎn)但苦中有甜啊其中查閱了大量的資料充實(shí)了自己的知識(shí)彌補(bǔ)了自己不足。 在幾個(gè)月的設(shè)計(jì)過(guò)程中學(xué)到了許多東西不僅僅是畢業(yè)設(shè)計(jì)中的。 設(shè)計(jì)中我們遇到不懂或不明白的地方?；蛟S開(kāi)始的時(shí)候還有一些膽怯但當(dāng)一切將要結(jié)束時(shí)又有一絲懷念。 “朋友 ”我對(duì)自己說(shuō) “加油??！黑暗將被黎明所沖破。 ”加油加油再加油！為了我們這四年的成果為了我們這 幾 個(gè)月來(lái)的設(shè)計(jì)再加一把勁將勝利的果實(shí)盡最大可能全部收獲。通過(guò)這大學(xué)四年中不算太長(zhǎng)時(shí)間的畢業(yè)設(shè)計(jì)我深深的明白了這樣一個(gè)道理：沒(méi)有我們不懂的東西只是我們尚未