基于單片機(jī)的洗衣機(jī)課程設(shè)計(jì)

1、基于單片機(jī)的洗衣機(jī)設(shè)計(jì)基于單片機(jī)的洗衣機(jī)設(shè)計(jì) 摘要摘要 洗衣機(jī)是人們?nèi)粘Ｉ钪谐Ｒ?jiàn)的一種家電，已經(jīng)成為人們生活中不可缺少 的家用電器。在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用也十分廣泛。但是傳統(tǒng)的基于繼電器的控制， 已經(jīng)不能滿足人們對(duì)洗衣機(jī)的自動(dòng)化程度的要求了。隨著單片機(jī)技術(shù)的發(fā)展， 用單片機(jī)來(lái)作為控制器，能更好的控制洗衣機(jī)，并且控制方式靈活多樣，控制 模式可以根據(jù)不同場(chǎng)合的應(yīng)用而有所不同。單片機(jī)以微小的體積和編程的靈活 性而產(chǎn)生多種控制功能，完全可以滿足設(shè)計(jì)的需求。本系統(tǒng)采用 at89c51 單片 機(jī)作為控制系統(tǒng)，設(shè)計(jì)目的主要是為了熟悉單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本方法并實(shí)現(xiàn) 基本的洗衣機(jī)功能。系統(tǒng)的控制面板主要由按鍵開(kāi)關(guān)組

2、成，按鍵選擇洗衣機(jī)工 作模式，并且可以根據(jù)需要調(diào)整洗滌時(shí)間長(zhǎng)短。led 液晶顯示器則顯示洗衣機(jī) 的工作模式和洗滌時(shí)間。洗衣機(jī)的整體電路模塊包括按鍵矩陣、液晶顯示、電 機(jī)及驅(qū)動(dòng)電路?？刂瞥绦蛟O(shè)計(jì)包括定時(shí)中斷服務(wù)程序、時(shí)間設(shè)定程序、外中斷 服務(wù)程序及主程序。整體來(lái)說(shuō)系統(tǒng)設(shè)計(jì)基本達(dá)到設(shè)計(jì)目標(biāo)。 關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī) 控制控制 洗衣機(jī)洗衣機(jī) 液晶屏液晶屏 電機(jī)電機(jī) abstractabstract washing machine is the peoples daily life common kind of home appliance, life has become a indispen

3、sable household electrical appliances. in the industrial production is also widely used. but the traditional relay- based control, cannot have satisfied people to the requirements of the automation degree of the washing machine. along with the development of the single chip microcomputer by using si

4、ngle chip processor to as a controller, and can better control washing machines, and to control the way agile diversity, control mode according to different situation the application can be different. with a small volume and microcontroller programming flexibility and produce duozhong control functi

5、on, and can meet the design requirements. the system uses at89c51 single chip microcomputer as control system, the design purpose mainly to familiar with single-chip microcomputer system the basic method to design and realize the basic function of the washing machine. the system control panel compos

6、ed mainly by button switches, key choice washing machine work mode, and may, according to needs to adjust the washing time length. led lcd display of the washing machine is working mode and washing time. the washing machine of the whole circuit module includes key matrix, liquid crystal display, mot

7、or and power circuit. control program design including timing interrupt service procedure, time setting process, and outside the interrupt service routine and main program. overall system design to meet the design basic goals. keywords: single-chip microcomputer control washing machine lcd screen mo

8、tor 目錄目錄 摘摘 要要 11 abstract1abstract1 目目 錄錄 33 第一章第一章 緒言緒言 44 1.1 背景材料4 1.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)任務(wù)和要求8 1.2.1 設(shè)計(jì)任務(wù). . .8 1.2.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)要 求.10 1.3 系統(tǒng)解決的問(wèn)題和擬采用的研究手段10 第二章第二章 硬件設(shè)計(jì)硬件設(shè)計(jì)1111 2.1 方案的選擇與比 較.11 2.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)總體框 圖.12 2.3 電路模塊設(shè) 計(jì).12 2.3.1 控制電 路.12 2.3.2 驅(qū)動(dòng)電 路.13 2.3.3 顯示電 路.13 第三章第三章 軟件設(shè)軟件設(shè) 計(jì)計(jì).1414 3.1 控制程序設(shè)計(jì)14 3.1.1 程序

9、設(shè)計(jì)流程 圖.14 3.1.2 程序代 碼.14 3.2 模擬軟件調(diào)試21 3.2.1 系統(tǒng)仿真 圖21 3.2.2 pcb 圖21 第四章第四章 系統(tǒng)測(cè)試系統(tǒng)測(cè)試2222 3.1 儀器設(shè)備22 3.2 數(shù)據(jù)測(cè)試22 第五章第五章 總結(jié)總結(jié)2323 致致 謝謝2424 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn). . .25.25 第第 1 1 章章 緒論緒論 1.11.1 背景材料背景材料 一百年的風(fēng)風(fēng)雨雨走過(guò)來(lái)，洗衣機(jī)也經(jīng)過(guò)了無(wú)數(shù)次的創(chuàng)新、改進(jìn)，今天我 們看到一個(gè)個(gè)外形精美的或滾筒或波輪洗衣機(jī)，可曾想到，它們可也是在歷史 長(zhǎng)河 慢慢“進(jìn)化”而來(lái)的。洗衣機(jī)被譽(yù)為歷史上 100 個(gè)最偉大的發(fā)明之一， 洗衣機(jī)的發(fā)明的確是

10、一件偉大的事情，這使千千萬(wàn)萬(wàn)的婦女從繁重的家務(wù)勞動(dòng) 中解脫出來(lái)，光是這一點(diǎn)，就足夠給這個(gè)發(fā)明記上一大功了。 首臺(tái)電動(dòng)洗衣機(jī)的發(fā)明首臺(tái)電動(dòng)洗衣機(jī)的發(fā)明 首先還是說(shuō)一下洗衣機(jī)的誕生。任何事務(wù)的產(chǎn)生都有其特殊的時(shí)代背景， 洗衣機(jī)當(dāng)然也不例外，電動(dòng)洗衣機(jī)的發(fā)明自然是要托福電力基礎(chǔ)設(shè)備的進(jìn)步， 比如維爾納馮西門子發(fā)明了電機(jī)原理，才讓電器的發(fā)明和使用能為可能。 現(xiàn)在人們公認(rèn)的一個(gè)說(shuō)法是，1911 年誕生了世界上第一臺(tái)電動(dòng)洗衣機(jī)，是 由美國(guó)人阿爾幾費(fèi)希爾于芝加哥制成。它由一種小型發(fā)電機(jī)供電，利用一個(gè) 轉(zhuǎn)動(dòng)的大桶，把衣服和肥皂放在里面。在攪拌器葉片的作用下，衣物在肥皂水 中劇烈地前后翻滾。 也是在這一年，羅尤

11、浦頓（upton）機(jī)器公司在美國(guó)密西根州的圣約瑟夫 成立，生產(chǎn)、銷售電動(dòng)洗衣機(jī)，并與西施公司（sears）開(kāi)展了第一筆洗衣機(jī)的 銷售業(yè)務(wù)，但這種機(jī)器并沒(méi)有得到廣泛的推廣。這個(gè)公司，就是現(xiàn)在鼎鼎大名 的惠而浦。 洗衣機(jī)的廣泛推廣時(shí)代洗衣機(jī)的廣泛推廣時(shí)代 洗衣機(jī)的誕生到被人們普遍接受經(jīng)過(guò)了大約十多年的時(shí)間，這期間主要是 受到電力不足的約束。到了 20 世紀(jì) 20 年代，在西方國(guó)家，電力被普遍廣泛應(yīng) 用，在 1922 年，美國(guó)的霍華德斯奈德對(duì)洗衣機(jī)的洗滌結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改革。把拖 動(dòng)式改為攪拌式，讓水流和衣物強(qiáng)烈碰撞、摩擦，從而達(dá)到洗凈衣服的目的， 這就是著名的攪動(dòng)式洗衣機(jī)。這種洗衣機(jī)在依阿華州被批量生產(chǎn)

12、并風(fēng)靡市場(chǎng)。 這時(shí)，基本是洗衣機(jī)在普通家庭的一個(gè)廣泛普及的過(guò)程。 與此同時(shí)，在歐洲大陸，同樣發(fā)生了一個(gè)劃時(shí)代的事件，1928 年，第一款 性能穩(wěn)定、耗電量小、洗凈度高的洗衣機(jī)由德國(guó)西門子推出，這就是滾筒式洗 衣機(jī)，這種洗滌結(jié)構(gòu)奠定了以后洗衣機(jī)發(fā)展的基礎(chǔ)，甚至現(xiàn)在仍在普遍使用。 全自動(dòng)時(shí)代的來(lái)臨全自動(dòng)時(shí)代的來(lái)臨 到 20 世紀(jì) 50 年代，人們慢慢開(kāi)始厭煩了煩瑣的洗衣過(guò)程，這時(shí)候隨著技 術(shù)的進(jìn)步，洗衣機(jī)的全自動(dòng)化時(shí)代也全面來(lái)臨。1947 年，尤浦頓機(jī)器公司發(fā)明 了全世界第一臺(tái)全自動(dòng)洗衣機(jī)。1948 年，正式開(kāi)始使用“惠而浦”（英文 whi rlpool，即有旋渦的水池之意）作為產(chǎn)品商標(biāo)，并通過(guò)西

13、施公司于對(duì)外銷售第 一臺(tái)全自動(dòng)洗衣機(jī)。這是一種“前置”式自動(dòng)洗衣機(jī)。靠一根水平的軸帶動(dòng)的 缸可容納 4000 克衣服。衣服在注滿水的缸內(nèi)不停地上下翻滾，使之去污除垢。 到了后來(lái)，更出現(xiàn)了現(xiàn)代的“上置”式自動(dòng)洗衣機(jī)。 第一章 洗衣機(jī)的功能及設(shè)計(jì) 1.1 洗衣機(jī)功能要求 洗衣機(jī)的主要工作程序是：洗滌脫水漂洗脫水漂洗脫水。上述 工作程序中，包含三個(gè)過(guò)程，洗滌過(guò)程、漂洗過(guò)程、脫水過(guò)程。 (1)洗滌過(guò)程：放好待洗物，啟動(dòng)開(kāi)關(guān)，進(jìn)水閥通電，向洗衣機(jī)供水，當(dāng)供水達(dá)到預(yù) 定水位時(shí)，水位開(kāi)關(guān)接通，進(jìn)水閥斷電關(guān)閉，停止供水。洗滌電動(dòng)機(jī)接通電源，帶動(dòng)波輪 (或桶)旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生各種形式的水流攪動(dòng)衣物進(jìn)行洗滌。通過(guò)電動(dòng)不

14、停的正轉(zhuǎn)、停、反轉(zhuǎn)、 反復(fù)循環(huán)，形成洗滌水對(duì)洗滌物產(chǎn)生強(qiáng)烈的翻滾作用。同時(shí)，衣物之間、衣物與四周桶壁 之間產(chǎn)生互相摩擦和撞擊力，以次達(dá)到洗滌衣物的目的。 (2)漂洗過(guò)程：漂洗的目的在于清除衣物上的洗滌液，因此，漂洗過(guò)程與洗滌過(guò)程的電 器動(dòng)作是完全相同的。 (3)脫水過(guò)程：洗滌或漂洗后，需要對(duì)衣物進(jìn)行脫水以便晾干，節(jié)省水資源， 所以脫水是洗衣過(guò)程中必不可少的環(huán)節(jié)。洗滌或漂洗過(guò)程結(jié)束后，電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，排水 閥通電，打開(kāi)排水閥門排水。當(dāng)水位低到一定程度時(shí)，滿足安全條件，脫水電動(dòng)機(jī)接通， 電機(jī)帶動(dòng)脫水桶高速旋轉(zhuǎn)，利用離心力把衣服上的水從桶壁的小眼里甩出。全部洗衣工作 完成后，由蜂鳴器發(fā)出音響，表示衣

15、物已洗干凈。 1.2 洗衣機(jī)硬件電路設(shè)計(jì) 1.2.1 洗衣機(jī)總體設(shè)計(jì)框圖 橢圓型表示指示燈：從上到下依次為強(qiáng)洗、弱洗、洗滌次數(shù)、洗衣定時(shí)、脫水定時(shí)、洗 衣剩余時(shí)間、脫水剩余時(shí)間。 電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)為強(qiáng)洗，正反交替轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)定為弱洗，初始設(shè)定的狀態(tài)為強(qiáng)洗，若要選擇弱 洗模式需按下增加按鍵，再次按下選擇按鍵，則表示洗滌次數(shù)的指示燈被點(diǎn)亮，選擇增加 或減少按鍵對(duì)時(shí)間進(jìn)行加減。然后對(duì)脫水時(shí)間設(shè)定，最后按下啟動(dòng)鍵，洗衣機(jī)開(kāi)始工作。 1.2.2 元器件介紹 stc89c51 系列單片機(jī)是宏晶科技推出的新一代超強(qiáng)抗干擾/高速/低功耗的單片機(jī)，是 mcs-51 系列單片機(jī)的派生產(chǎn)品；它們?cè)谥噶钕到y(tǒng)中、硬件系統(tǒng)和片內(nèi)資源

16、與標(biāo)準(zhǔn)的 8052 單片機(jī)完全兼容，dip-40 封裝系列與 8051 為 pin-to-pin 兼容，指令代碼是與 8051 完全 兼容的單片機(jī)。stc89c51 單片機(jī)具有增強(qiáng)型 12 時(shí)鐘/機(jī)器周期、6 時(shí)鐘機(jī)器/周期任意選擇 ，工作電壓為 5.5v-3.4v（5v 單片機(jī)）/3.8v-2.0v（5v 單片機(jī)） ；工作頻率范圍：0-40mhz ，相當(dāng)于普通 8051 的 0-80mhz。實(shí)際頻率可達(dá) 48mhz。用戶應(yīng)用程序空間為 4k/8k/13k/16 k/20k/32k/64k 字節(jié) ；片上集成 1280 字節(jié)/512 字節(jié) ram；有 32/36 個(gè)通用 i/o 口，p1/p2

17、/p3/p4 是準(zhǔn)雙向口；集成 isp（在系統(tǒng)可編程）/ipa（在應(yīng)用可編程） ，無(wú)需專用的編程器 /仿真器，可通過(guò)串行口（p3.0/p3.1）直接下載用戶程序，8k 程序 3 秒就可以完成一片， 具備 eeprom 功能，工作溫度范圍在 0-750，共有 3 個(gè) 16 位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，其中定時(shí)器 t0 還可以當(dāng)成 2 個(gè) 8 位定時(shí)器使用；封裝形式有 dip-40，plcc-44，pqfp-44 等。本文選取的 是 dip-40 引腳的 在 1951 年的歐洲，同樣是如今的白色家電巨頭伊萊克斯推出了第一款 家用洗衣機(jī)“飄翼”、“雙翼”系列 w20 洗衣機(jī)，由哥德堡工廠生產(chǎn)。這種一 種通過(guò)分

18、離作用進(jìn)行洗滌的機(jī)器。隨著該產(chǎn)品的推出，伊萊克斯進(jìn)入了新型家 用洗衣機(jī)市場(chǎng)，并迅速取得了不錯(cuò)的銷售業(yè)績(jī)，從而奠定了自己在將來(lái)白電市 場(chǎng)上的地位。 60 年代的日本出現(xiàn)了帶干桶的雙桶洗衣機(jī)，人們稱之為“半自動(dòng)型洗衣機(jī)” 。 70 年代，生產(chǎn)出波輪式套桶全自動(dòng)洗衣機(jī)。 70 年代后期，以電腦（實(shí)際上微處理器）控制的全自動(dòng)洗衣機(jī)在日本問(wèn)世， 開(kāi)創(chuàng)了洗衣機(jī)發(fā)展史的新階段。 80 年代，“模糊控制”的應(yīng)用使得洗衣機(jī)操作更簡(jiǎn)便，功能更完備，洗衣 程序更隨人意，外觀造型更為時(shí)尚 90 年代，由于電機(jī)調(diào)速技術(shù)的提高，洗衣機(jī)實(shí)現(xiàn)了寬范圍的轉(zhuǎn)速變換與調(diào) 節(jié)，誕生了許多新水流洗衣機(jī)。此后，隨著電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)的發(fā)展與提

19、高，日本 生產(chǎn)出了電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)式洗衣機(jī)，省去了齒輪傳動(dòng)和變速機(jī)構(gòu)，引發(fā)了洗衣機(jī) 驅(qū)動(dòng)方式的巨大革命。 之后，隨著科技的進(jìn)一步發(fā)展，滾筒洗衣機(jī)已經(jīng)成了大 家耳濡目染的產(chǎn)品。伴隨著科技的進(jìn)一步發(fā)展，相信新型更適合人們使用的洗 衣機(jī)會(huì)給我們的生活帶來(lái)新的方式。 1.21.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)任務(wù)和要求系統(tǒng)設(shè)計(jì)任務(wù)和要求 單片機(jī)又稱微控制器，或稱嵌入式控制器。而現(xiàn)在的智能家電無(wú)一例外是 采用微控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)的，所以家用電器是單片機(jī)應(yīng)用最多的領(lǐng)域之一。它是家 用電器實(shí)現(xiàn)智能化的心臟和大腦。 由于家用電器體積小，故要求其控制器體積更小以便能嵌入其結(jié)構(gòu)之中。 而家用電器品種多，功能差異也大，所以又要求其控制器有靈活的

20、控制功能。 單片機(jī)以微小的體積和編程的靈活性而產(chǎn)生多種控制功能，完全可以滿足家用 電器的需求。 單片機(jī)主要用于計(jì)算機(jī)外設(shè)、實(shí)時(shí)控制、儀器儀表、通信和家用電器等各 個(gè)領(lǐng)域，是計(jì)算機(jī)技術(shù)和電子技術(shù)的綜合性應(yīng)用，在不同應(yīng)用場(chǎng)合其技術(shù)要求 各不相同，因此設(shè)計(jì)方法和研制的步驟不完全一樣。 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)由硬件和軟件組成。硬件是指 mcu、存儲(chǔ)器、i/o 接口和外 設(shè)等物理器件的有機(jī)組合。軟件是指系統(tǒng)監(jiān)控程序的總稱。在開(kāi)發(fā)的過(guò)程中， 它們的設(shè)計(jì)不能完全分開(kāi)，二者需要互相配合、不斷調(diào)整才能組成高性能的應(yīng) 用系統(tǒng)。單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)包括系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)、硬件設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)、系 統(tǒng)調(diào)試等幾個(gè)階段，它們有時(shí)交叉進(jìn)行

21、。 1.2.11.2.1 設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)任務(wù) （1）系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)任務(wù) 在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)之前，首先應(yīng)根據(jù)對(duì)系統(tǒng)的功能要求及其應(yīng)用環(huán)境等確定 合理的、具體的功能和技術(shù)指標(biāo)，對(duì)應(yīng)用系統(tǒng)的可靠性、通用性、先進(jìn)性、可 維護(hù)性、以及成本等進(jìn)行綜合考慮，以盡量合理并符合相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。然后根據(jù) 市場(chǎng)上各種單片機(jī)的貨源情況和單片機(jī)的性能及開(kāi)發(fā)工具等因素選擇合適的機(jī) 型。接下來(lái)要根據(jù)系統(tǒng)中可能遇到的傳感器、模擬電路、i/o 接口、存儲(chǔ)器和 顯示器等器件和設(shè)備進(jìn)行器件選擇，使之符合系統(tǒng)在精度、速度和可靠性等方 面的要求。最后確定硬件和軟件的功能劃分。由于在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中某些功能用硬 件和軟件都能實(shí)現(xiàn)，在設(shè)計(jì)中應(yīng)綜合考慮研制周

22、期和成本等因素具體劃分軟硬 件功能。 （2）系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)任務(wù) 硬件設(shè)計(jì)的任務(wù)是根據(jù)總體要求，在所選的 mcu 和各個(gè)元器件型號(hào)的基礎(chǔ) 上設(shè)計(jì)出系統(tǒng)的電路原理圖，做一些必要的不見(jiàn)實(shí)驗(yàn)，以及工藝結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)加 工，印刷電路板的設(shè)計(jì)制作和樣機(jī)的組裝等。在硬件設(shè)計(jì)中，需要考慮系統(tǒng)總 線的負(fù)載能力、系統(tǒng)擴(kuò)展時(shí)的片選方式、模擬電路的速度和精度等，如需擴(kuò)展 存儲(chǔ)器則盡量用一片完成，這樣既降低了成本，又減小了線路板的面積，同時(shí) 提高了系統(tǒng)的可靠性。 （3）系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)任務(wù) 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)是系統(tǒng)設(shè)計(jì)中最基本而且工作量較大的任務(wù)。 與系統(tǒng)機(jī)上操作系統(tǒng)支持下的純軟件不同，單片機(jī)的軟件設(shè)計(jì)是在裸機(jī)的條件 下進(jìn)

23、行的，而且隨應(yīng)用系統(tǒng)的不同而不同。在軟件中一般需考慮以下幾個(gè)方面： 根據(jù)要求確定軟件的具體任務(wù)細(xì)節(jié)，然后確定合理的軟件結(jié)構(gòu)。一般系統(tǒng) 軟件的主程序和若干個(gè)子程序及中斷服務(wù)程序組成，詳細(xì)劃分主程序、子 程序和中斷服務(wù)程序的具體任務(wù)，確定各個(gè)中斷的優(yōu)先級(jí)。主程序是一個(gè) 順序執(zhí)行的無(wú)限循環(huán)的程序，不停地順序查詢各種軟件標(biāo)志，以完成對(duì)事 務(wù)的處理。在子程序和中斷服務(wù)程序中，要考慮現(xiàn)場(chǎng)的保護(hù)和恢復(fù)，以及 它們和主程序之間的信息交換方法。 程序的結(jié)構(gòu)用模塊化結(jié)構(gòu)，即把監(jiān)控程序分解為若干個(gè)功能相對(duì)獨(dú)立的較 小的程序模塊分別設(shè)計(jì)，以便于調(diào)試。具體設(shè)計(jì)時(shí)可采用自底向上或自頂 向下的方法。 在進(jìn)行程序設(shè)計(jì)時(shí)，先根

24、據(jù)問(wèn)題的定義描述出各個(gè)輸入變量和輸出變量之 間的數(shù)學(xué)關(guān)系，即建立數(shù)學(xué)模型，然后繪制流程圖，再根據(jù)流程圖用匯編 語(yǔ)言進(jìn)行具體程序的編寫。 在程序設(shè)計(jì)完成后，利用相應(yīng)的開(kāi)發(fā)工具和軟件進(jìn)行程序的匯編，生成程 序的機(jī)器碼。 （4）系統(tǒng)的調(diào)試任務(wù) 在系統(tǒng)樣機(jī)的組裝和軟件設(shè)計(jì)完成以后，就進(jìn)入系統(tǒng)的調(diào)試階段。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)。調(diào)試的過(guò)程就是軟硬件的查錯(cuò)過(guò)程，分為硬件調(diào)試和 軟件調(diào)試。 1.2.21.2.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求 at89c51 單片機(jī)是 atmel 公司 32 位單片機(jī)系列產(chǎn)品之一，是一種 40 引腳 雙列

25、直插式芯片。它內(nèi)含 8kb 可反復(fù)燒錄的 flash 存儲(chǔ)器，ram 字節(jié)也有 128 個(gè)，32 個(gè) i/o 口，5 個(gè)中斷，2 個(gè)定時(shí)，已經(jīng)可以滿足程序的需要，指令也和 51 系列兼容，基于上述特點(diǎn)，選擇它來(lái)設(shè)計(jì)一臺(tái)智能洗衣機(jī)，完全可以達(dá)到以 下的功能： 1、弱強(qiáng)洗滌功能。通過(guò)控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速來(lái)控制強(qiáng)洗弱洗。 2、洗滌時(shí)間設(shè)定功能?？梢愿鶕?jù)需要設(shè)定洗滌時(shí)間的長(zhǎng)短。 3、液晶顯示功能。洗衣機(jī)各種工作模式的選擇和工作時(shí)間均可在液晶屏上顯示。 4、制動(dòng)功能 。不管洗衣機(jī)工作在什么狀態(tài)，當(dāng)按下制動(dòng)鍵時(shí)，洗衣機(jī)立即停止工作。 1.31.3 系統(tǒng)解決的問(wèn)題和擬采用的研究手段系統(tǒng)解決的問(wèn)題和擬采用的研究手段

26、 本課題主要是研究基于單片機(jī)的簡(jiǎn)易洗衣機(jī)控制系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)。首先要 熟悉設(shè)計(jì)內(nèi)容，學(xué)習(xí)掌握單片機(jī)的使用方法；精確分析并設(shè)計(jì)出該控制系統(tǒng)的 全部工作流程圖，確定輸入、輸出的名稱功能；設(shè)計(jì)系統(tǒng)軟件并在 pc 機(jī)上仿真 模擬調(diào)試；設(shè)計(jì)并制作硬件模擬電路盤，接電模擬調(diào)試；軟硬件聯(lián)合調(diào)試，實(shí) 現(xiàn)全部功能，完成設(shè)計(jì)并撰設(shè)計(jì)論文。 針對(duì)課題采取以下研究方法及步驟： 1、各種元器件以及芯片的選擇 2、硬件電路的設(shè)計(jì) 3、用 c 語(yǔ)言完成軟件方面的設(shè)計(jì) 4、結(jié)合電路對(duì)程序進(jìn)行調(diào)試 5、找出程序中的錯(cuò)誤，改正這些錯(cuò)誤 第二章第二章 硬件設(shè)計(jì)硬件設(shè)計(jì) 2.12.1 方案的選擇與比較方案的選擇與比較 方案一：用方案一

27、：用 fpga/cpldfpga/cpld 做控制器設(shè)計(jì)做控制器設(shè)計(jì) 采用 fpga 或 cpld 做為控制器，也可以實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的要求，實(shí)現(xiàn)洗衣機(jī)系統(tǒng) 設(shè)計(jì)基本功能，但是使用 fpga 缺點(diǎn)是設(shè)計(jì)比較復(fù)雜，引腳的鎖定設(shè)定比較繁瑣 ，周期比較長(zhǎng)，運(yùn)行的速度也不是很快，并且價(jià)格比較昂貴。 方案方案二：使用嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)：使用嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì) 用嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)更容易實(shí)現(xiàn)洗衣機(jī)的智能化，使洗衣機(jī)系統(tǒng)的功能更加 強(qiáng)大，但設(shè)計(jì)過(guò)程比較復(fù)雜，對(duì)匯編語(yǔ)言、c 語(yǔ)言及 c 語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言的混合 編程等計(jì)算機(jī)語(yǔ)言的要求比較高，不適合初級(jí)設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)使用。 方案三：用單片機(jī)做控制器方案三：用單片機(jī)做控制器 用單片機(jī)設(shè)計(jì)

28、洗衣機(jī)，控制簡(jiǎn)單靈活，功能的控制和修改更加容易實(shí)現(xiàn)， 單片機(jī)體積較小，制作出的系統(tǒng)也更小巧實(shí)用，并且單片機(jī)價(jià)格比較低，這樣 系統(tǒng)的總體性價(jià)比比較高，這種方案的使用比較普遍。因此，采用此方案來(lái)設(shè) 計(jì)本系統(tǒng)。 2.22.2 系統(tǒng)總體框圖系統(tǒng)總體框圖 經(jīng)設(shè)計(jì)構(gòu)思，系統(tǒng)總體框圖如下： 89c52 時(shí)鐘電路 鍵盤控制 控制端口 unl 2003 nnn 步 進(jìn) 電 機(jī) 時(shí)鐘電路 顯示端口 液 晶 顯 示 屏 基于單片機(jī) 89c52 的洗衣機(jī)系統(tǒng)原理框圖 2.32.3 電路模塊設(shè)計(jì)電路模塊設(shè)計(jì) 2.2.12.2.1 控制電路控制電路 2.2.22.2.2 驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)電路 2.2.32.2.3 顯示電路顯

29、示電路 第三章第三章 軟件設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì) 3.13.1 控制程序設(shè)計(jì)控制程序設(shè)計(jì) 3.1.13.1.1 程序設(shè)計(jì)流程圖程序設(shè)計(jì)流程圖 3.1.23.1.2 程序代碼程序代碼 開(kāi)始 設(shè)定初始值 讀取鍵盤 開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn) 是否緊急制動(dòng)? 按制動(dòng)鍵停止時(shí)間結(jié)束停止 是否 #include reg52.h #include /包含 sprintf(),實(shí)數(shù)-字符串 void delay(unsigned int t); #define uchar unsigned char #define uint unsigned int void time(void); /motor sbit f1 = p10; sbi

30、t f2 = p11; sbit f3 = p12; sbit f4 = p13; sbit k1 = p30;/慢速 sbit k2 = p31;/中速 sbit k3 = p37;/快速 sbit k4 = p33;/確定 sbit k5 = p34;/增加 sbit k6 = p35;/ 減少 sbit k7 = p36;/ 調(diào)節(jié)時(shí)間 sbit k8 = p32;/緊急制動(dòng) sbit lcdrs=p15; sbit lcdrw=p16; sbit lcden=p17; unsigned char code ffw8=0 xfe,0 xfc,0 xfd,0 xf9,0 xfb,0 xf3,

31、0 xf7,0 xf6; /反轉(zhuǎn) unsigned char code ffz8=0 xf6,0 xf7,0 xf3,0 xfb,0 xf9,0 xfd,0 xfc,0 xfe; /正轉(zhuǎn) unsigned int key,k,rate;/rate 調(diào)解速度 unsigned int rest,lednumval=1;/緊急關(guān)閉 /* * * * * 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng) * * * * */ void motor_ffw() unsigned char i; unsigned int j; for (j=0; j12; j+) /轉(zhuǎn) 1*n 圈 for (i=0; i0;x-) for(y=100;y

32、0;y-); /* * * *讀取鍵盤 */ void getkey() key=1; rest=0; do p3 = 0 xff; if(k1|k2|k3|k4)!=0) delay(2); if(k1|k2|k3|k4)!=0) if(k1=0) key=1; if(k2=0) key=2; if(k3=0) key=3; if(k4=0) rest=rest%2+1; ; ; while(rest=0); /* 讀取時(shí)間設(shè)置 */ void shijian() unsigned int j=0; do p3=0xff; if(k5 if(k5 if(k6=0) lednumval-; i

33、f(k7=0) j=1; delay(150); ; ; if(lednumval=6) lednumval=6; if(lednumval=0) lednumval+; time(); while(j=0); /*寫命令*/ void write_com(uchar com) lcdrs=0; lcdrw=0; lcden=0; p2=com; delay(5); lcden=1; delay(5); lcden=0; /*寫數(shù)據(jù)*/ void write_date(uchar dat) lcdrs=1; lcdrw=0; lcden=0; p2=dat; delay(5); lcden=1

34、; delay(5); lcden=0; /*寫字符串*/ void write_str(uchar *str) uchar idata i; for(i=0;stri!=0;i+) write_date(stri); /*液晶初始化*/ void init(void ) delay(75); write_com(0 x38); /模式：8 位數(shù)據(jù)，兩行，5*7 字 體 delay(25); write_com(0 x38); delay(25); write_com(0 x38); write_com(0 x38); write_com(0 x08); write_com(0 x01); w

35、rite_com(0 x06); write_com(0 x0c); void time() unsigned int i,time; unsigned char num3; time=lednumval*10; sprintf(num,%3d,time); write_com(0 x80+0 x40); for(i=0;i3;i+) write_date(numi); write_str(min); /* * * *中斷系統(tǒng) */ void int0()interrupt 0 lednumval=0; time(); /* * * 主函數(shù) */ main() unsigned int t;

36、unsigned int n ; /變量定義 init(); ea=1; ex0=1; it0=0;/開(kāi)外部中斷3.2 while(1) write_com(0 x80); write_str(enter key:); time(); getkey(); if(key=1) rate=20; write_com(0 x80); write_str(deng ji : 1);/慢 4 if(key=2) rate=15;write_com(0 x80); write_str(deng ji : 2);/中 3 if(key=3) rate=10; write_com(0 x80); write_

37、str(deng ji : 3);/快 2 shijian(); time(); t=rate/5; /求其速度與時(shí)間的比值 時(shí)間比值為 4 3 2 n=0; do k=1; motor_ffw(); k=2; motor_ffw();/時(shí)間比值為 8 6 4 公倍數(shù)為 24周期比為 8 6 4 n+;/比值為 3 4 6 if(t=4)time(); if(t=3)time(); if(t=2)time(); while(lednumval!=0); time(); 3.23.2 模擬軟件調(diào)試模擬軟件調(diào)試 3.2.13.2.1 系統(tǒng)仿真圖系統(tǒng)仿真圖 3.2.23.2.2 pcbpcb 圖圖

38、第四章第四章 系統(tǒng)測(cè)試系統(tǒng)測(cè)試 3.13.1 儀器設(shè)備儀器設(shè)備 本系統(tǒng)設(shè)計(jì)和測(cè)試過(guò)程中所用到的儀器設(shè)備如下： 電烙鐵、轉(zhuǎn)印機(jī)、eda 試驗(yàn)箱、單片機(jī)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)板、數(shù)字電壓表等。 3.23.2 測(cè)試數(shù)據(jù)測(cè)試數(shù)據(jù) 系統(tǒng)正常工作時(shí)，單片機(jī)各引腳工作電壓如下表所示： 引腳電壓引腳電壓 p0.04.7vp2.00.3v p0.14.7vp2.14.7v p0.24.7vp2.24.7v p0.34.7vp2.34.7v p0.44.7vp2.40.3v p0.54.7vp2.54.7v p0.60.3vp2.64.7v p0.70.3vp2.70.3v ea4.7v p3.04.7v p3.14.7v p3.24.7v p3.34.7v p3.44.7v p3.54.7v p3.64.7v p3.74.7v 第五章第五章 總結(jié)總結(jié) 計(jì)算機(jī)時(shí)代的已經(jīng)到來(lái)，給人類帶來(lái)的沖擊是前所未有的，同時(shí)它也為人 們的生活提供了實(shí)現(xiàn)飛躍的機(jī)遇。我們的家用電器要面向現(xiàn)代化、面向世界、 面向未來(lái)。我的這個(gè)系統(tǒng)就本著這種方向去實(shí)現(xiàn)。 這個(gè)設(shè)計(jì)洗衣機(jī)要完成洗衣工作，除了對(duì)一般洗衣過(guò)程的人工工作及效能 進(jìn)行模擬之外，還要根據(jù)洗衣機(jī)的機(jī)械電子性質(zhì)進(jìn)行有關(guān)控制和檢測(cè)。對(duì)于一 臺(tái)全自動(dòng)洗衣機(jī)而言，首先要求能完成洗衣功能；同時(shí)還要根據(jù)用戶的不同要 求設(shè)置幾種不同的洗衣程序；還要考慮水流的情況決定洗滌的弱強(qiáng)情況；