課程設(shè)計(jì)格式樣本

1、 單片機(jī)系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)單片機(jī)系統(tǒng)課 程 設(shè) 計(jì)成績(jī)?cè)u(píng)定表設(shè)計(jì)課題 ：基于89C51的全自動(dòng)洗衣機(jī)控制器設(shè)計(jì)學(xué)院名稱 ： 電氣工程學(xué)院 專業(yè)班級(jí) ： 自動(dòng)F1104 學(xué)生姓名 ： 張笑 學(xué) 號(hào) ： 201123910610 指導(dǎo)教師 ： 臧海河 設(shè)計(jì)地點(diǎn) ： 31-504 設(shè)計(jì)時(shí)間 ： 2015-12-212016-01-03 指導(dǎo)教師意見：成績(jī): 簽名： 年 月 日 單片機(jī)系統(tǒng)課 程 設(shè) 計(jì) 課程設(shè)計(jì)名稱： 基于89C51的全自動(dòng)洗衣機(jī)控制器設(shè)計(jì) 專 業(yè) 班 級(jí) ： 自動(dòng)F1104 學(xué) 生 姓 名 ： 張笑 學(xué) 號(hào) ： 201123910610 指 導(dǎo) 教 師 ： 臧海河 課程設(shè)計(jì)地點(diǎn)： 31-

2、630 課程設(shè)計(jì)時(shí)間： 2015-12-212016-01-03 單片機(jī)系統(tǒng) 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書學(xué)生姓名張笑專業(yè)班級(jí)自動(dòng)F1104學(xué)號(hào)201123910610題 目基于89C51的全自動(dòng)洗衣機(jī)控制器設(shè)計(jì)課題性質(zhì)工程設(shè)計(jì)課題來源自擬指導(dǎo)教師臧海河主要內(nèi)容（參數(shù)）利用89C51設(shè)計(jì)全自動(dòng)洗衣機(jī)控制器，實(shí)現(xiàn)以下功能：1能夠全程自動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)衣服的清洗；2能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)定時(shí)進(jìn)水、漂洗、排水功能；3能夠?qū)崟r(shí)顯示洗衣機(jī)的工作狀態(tài)；4能夠?qū)崟r(shí)顯示該工作狀態(tài)持續(xù)的時(shí)間；任務(wù)要求（進(jìn)度）第1-2天：熟悉課程設(shè)計(jì)任務(wù)及要求，查閱技術(shù)資料，確定設(shè)計(jì)方案。第3-4天：按照確定的方案設(shè)計(jì)單元電路。要求畫出單元電路圖，元件及元件參

3、數(shù)選擇要有依據(jù)，各單元電路的設(shè)計(jì)要有詳細(xì)論述。第5-6天：軟件設(shè)計(jì)，編寫程序。第7-8天：實(shí)驗(yàn)室調(diào)試。第9-10天：撰寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告。要求內(nèi)容完整、圖表清晰、文理流暢、格式規(guī)范、方案合理、設(shè)計(jì)正確，篇幅合理。主要參考資料1張迎新，等. 單片微型計(jì)算機(jī)原理、應(yīng)用及接口技術(shù)（第2版）M北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2004.2陳杰，黃鴻. 傳感器與檢測(cè)技術(shù)（第二版）M. 高等教育出版社2002.2夏路易，石宗義. 電路原理圖與電路板設(shè)計(jì)教程Protel99SEM. 北京希望電子出版社.4閻石. 數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)（第五版）M. 高等教育出版社.5康華光. 電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬部分（第五版）M. 高等教育出版社.

4、審查意見系（教研室）主任簽字： 年 月 日 目錄1 概述 . . 41.1 研究背景. 41.2 對(duì)全自動(dòng)洗衣機(jī)的說明 . 51.3 基本功能概述 . 62 總體方案設(shè)計(jì) . . 62.1 方案選取 . . 72.2 系統(tǒng)框圖 . . 92.3 總體方案設(shè)計(jì) . . 103 硬件電路設(shè)計(jì) . .11 3.1 電源電路設(shè)計(jì) . . 113.2 單片機(jī)及其外圍電路設(shè)計(jì) . . 123.3 顯示電路. .133.4 執(zhí)行電路 . .144 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì). .144.1 主程序設(shè)計(jì) . .154.2 中斷服務(wù)程序設(shè)計(jì) . .164.3 子程序設(shè)計(jì) . .185 系統(tǒng)調(diào)試與總結(jié) . .215.1 系統(tǒng)功

5、能測(cè)試 . .215.2 技術(shù)指標(biāo)測(cè)試 . .215.3 總結(jié) . .22參考文獻(xiàn). .22附錄A 系統(tǒng)原理圖 .23附錄B 部分源程序 .241 概述1.1 研究背景1858年，一個(gè)叫漢密爾頓·史密斯的美國(guó)人在匹茨堡制成了世界上第一臺(tái)洗衣機(jī)到70年代后期，以微處理器控制的全自動(dòng)洗衣機(jī)在日本問世，開創(chuàng)了洗衣機(jī)發(fā)展史的新階段。洗衣機(jī)的出現(xiàn)讓人從辛苦的洗衣過程中解脫出來，提高了人們的生活效率，改善了人們的生活方式。特別是近幾十年，隨著微型機(jī)的出現(xiàn)并應(yīng)用于家電中，智能化的家電極大的方便了人們的生活。在智能化家電中，應(yīng)用較多的就是單片微型計(jì)算機(jī)，單片機(jī)具有體積小、質(zhì)量輕、耗電省、可靠性高、價(jià)

6、格低等優(yōu)點(diǎn)。此外還應(yīng)用于廣泛應(yīng)用于儀器儀表、醫(yī)療設(shè)備、航天航空領(lǐng)域、工業(yè)專用設(shè)備的管理及過程控制等領(lǐng)域，在很多的大中型的電氣設(shè)備以及小型的電子產(chǎn)品中也用到了單片機(jī)進(jìn)行控制。隨著人們生活水平的提高，人們希望能騰出更多的時(shí)間去學(xué)習(xí)、工作。全自動(dòng)洗衣機(jī)能夠自動(dòng)完成預(yù)洗、洗滌、漂洗、脫水甚至烘干，洗衣全部過程不用人工參與。許多家庭都選擇了全自動(dòng)洗衣機(jī)。因此學(xué)習(xí)了解全自動(dòng)洗衣機(jī)的工作原理就顯得極為重要。1.2 對(duì)全自動(dòng)洗衣機(jī)的說明1.2.1 全自動(dòng)洗衣機(jī)的洗衣原理全自動(dòng)洗衣機(jī)可以完成洗滌、漂洗及脫水過程的自動(dòng)轉(zhuǎn)換，通常采用套桶方式，即將離心桶（內(nèi)桶）和盛水桶（外桶）同軸地套在一起，故又稱為套桶式洗衣機(jī)。

7、全自動(dòng)洗衣機(jī)在程控器的控制下自動(dòng)完成洗衣的全過程。洗滌時(shí)，程控器將進(jìn)水閥打開至水位達(dá)到設(shè)定值，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)波輪旋轉(zhuǎn)，使水及衣物完成洗滌或漂洗過程；排水時(shí)，程控器打開排水閥，將洗滌液或水排出；脫水時(shí)，程控器仍將排水閥打開，并使離合器動(dòng)作，完成機(jī)械轉(zhuǎn)換，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)離心桶高速旋轉(zhuǎn)，完成脫水過程。1.2.2 進(jìn)水電磁閥的工作原理進(jìn)水電磁閥的作用主要為控制自來水進(jìn)水，為洗衣機(jī)提供適量的洗滌、漂洗用水。進(jìn)水電磁閥結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。進(jìn)水電磁閥的開關(guān)主要由閥內(nèi)的線圈控制動(dòng)鐵芯來完成。如果線圈不通電，這時(shí)打開自來水龍頭，水不會(huì)流入洗衣機(jī)；當(dāng)線圈通電后，閥被打開，自來水通暢地流入洗衣機(jī)。進(jìn)水電磁閥基本結(jié)構(gòu)主要由一個(gè)

8、螺管電磁鐵和橡膠閥構(gòu)成。其工作原理是，電磁鐵線圈通電后，形成磁場(chǎng)，吸引鐵質(zhì)閥芯上移，離開膜片，水流導(dǎo)通。電磁鐵線圈失電后，在復(fù)位彈簧及重力作用下，閥芯下沉壓緊膜片堵住水道，停止向洗衣機(jī)內(nèi)注水。進(jìn)水電磁閥的進(jìn)水口一般有一個(gè)過濾網(wǎng)，以防污垢堵塞進(jìn)水電磁閥橡膠閥。圖1.2進(jìn)水電磁閥結(jié)構(gòu)圖1.2.3 水位開關(guān)控制原理水位開關(guān)又叫做水位壓力開關(guān)、水位傳感器、水位控制器，它是利用洗衣桶內(nèi)水位高低潮產(chǎn)生的壓力來控制觸點(diǎn)開關(guān)的通斷。水位開關(guān)用塑料軟管與盛水桶下側(cè)的儲(chǔ)氣室口相連接。當(dāng)向盛水桶內(nèi)注水時(shí)，隨著水位的升高，儲(chǔ)氣室的空氣被壓縮，并由塑料軟管將壓力傳至水位開關(guān)。隨著氣壓逐漸升高，水位壓力開關(guān)內(nèi)的膜片變形并

9、推動(dòng)動(dòng)觸點(diǎn)與常閉觸點(diǎn)分離，常閉觸點(diǎn)與公共觸點(diǎn)迅速斷開，常開觸點(diǎn)與公共觸點(diǎn)閉合，從而將水位已達(dá)到設(shè)定值的信號(hào)送至程控器或?qū)⑦B接進(jìn)水閥電磁線圈的電路斷開，停止進(jìn)水。當(dāng)洗衣機(jī)排水時(shí)，隨著盛水桶水位的下降，儲(chǔ)氣室及塑料軟管內(nèi)的壓力逐漸減小，當(dāng)氣體壓力小于彈簧的彈性恢復(fù)力時(shí)，常開觸點(diǎn)與公共觸點(diǎn)迅速斷開，常閉觸點(diǎn)與公共觸點(diǎn)閉合，恢復(fù)到待檢測(cè)狀態(tài)。旋轉(zhuǎn)水位開關(guān)的旋鈕選擇水位，就是旋轉(zhuǎn)凸輪，通過改變壓力開關(guān)凸輪的位置可改變恢復(fù)彈簧的彈性力，進(jìn)而改變橡膠膜片變形所需氣體的壓力，改變水位的設(shè)定值。1.2.4離合器的工作原理離合器是波輪式全自動(dòng)洗衣機(jī)的關(guān)鍵部件，它主要的作用是在電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，通過三角皮帶傳動(dòng)作用，將

10、電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力傳遞到離合器上，離合器就可實(shí)現(xiàn)洗滌和漂洗時(shí)的低速旋轉(zhuǎn)和脫水時(shí)的高速旋轉(zhuǎn)，并執(zhí)行脫水結(jié)束時(shí)的剎車制動(dòng)的動(dòng)作。減速離合器的動(dòng)作受排水電磁鐵的控制，有洗滌和脫水兩種狀態(tài)。洗滌時(shí)，電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，通過減速離合器，降低轉(zhuǎn)速帶動(dòng)波輪間歇正反轉(zhuǎn)，進(jìn)行洗滌，此時(shí)洗滌脫水桶不轉(zhuǎn)動(dòng)；脫水時(shí)，電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，通過離合器，高速帶動(dòng)洗滌脫水桶順時(shí)針方向運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)行脫水，此時(shí)波輪也隨著洗滌脫水桶一起運(yùn)轉(zhuǎn)。目前波輪全自動(dòng)洗衣機(jī)通常使用減速離合器。1.3 基本功能概述全自動(dòng)洗衣機(jī)包括啟動(dòng)按鈕、進(jìn)水口、控制器、洗滌桶、波盤、排水口、洗滌電機(jī)等組成。當(dāng)洗滌衣服時(shí)，按下啟動(dòng)按鈕，由單片機(jī)控制進(jìn)水泵從進(jìn)水口進(jìn)水，進(jìn)水五分鐘后，由單

11、片機(jī)控制進(jìn)水泵停止工作；然后由單片機(jī)控制洗滌電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行洗滌，洗滌過程包括漂洗，洗滌二十分鐘后，單片機(jī)控制洗滌電機(jī)停止工作；接著，單片機(jī)控制排水泵開始工作，使洗滌衣物后的污水從排水口排出，排水五分鐘后關(guān)閉排水泵，洗滌結(jié)束。全自動(dòng)洗衣機(jī)控制要求是能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)進(jìn)水、洗滌、排水和實(shí)時(shí)顯示洗衣機(jī)的工作狀態(tài)及其該狀態(tài)的工作時(shí)間的控制要求。按下啟動(dòng)按扭，開始進(jìn)水，進(jìn)水泵工作五分鐘后自動(dòng)停止工作，開始洗滌。洗滌時(shí)，洗滌電機(jī)開始工作，帶動(dòng)波盤旋轉(zhuǎn)進(jìn)行洗滌。如此洗滌電機(jī)工作二十分鐘后，停止工作，開始排水。排水時(shí)，啟動(dòng)排水泵，排水五分鐘后關(guān)閉排水泵，洗滌結(jié)束。另外，洗衣機(jī)工作時(shí)，有五位LED實(shí)時(shí)顯示洗衣機(jī)的工作狀態(tài)

12、及其該狀態(tài)的工作時(shí)間。2 總體方案設(shè)計(jì)2.1 方案選取2.1.1 對(duì)全自動(dòng)洗衣機(jī)控制器的說明全自動(dòng)洗衣機(jī)依據(jù)程控器的種類可分為微計(jì)算機(jī)式程控器全自動(dòng)洗衣機(jī)和機(jī)電式程控器全自動(dòng)洗衣機(jī)兩種。微計(jì)算機(jī)式程控器全自動(dòng)洗衣機(jī)是由CPU芯片發(fā)出各種指令，利用電磁鐵或晶閘管控制電器執(zhí)行部件運(yùn)行的。機(jī)電式程控器全自動(dòng)洗衣機(jī)是通過程控器內(nèi)的各個(gè)觸點(diǎn)分別接通和斷開，來接通和斷開線路控制電氣部件運(yùn)行的。無論哪一類型的電氣控制系統(tǒng)，它們控制的對(duì)象都是一樣的，即進(jìn)水電磁閥、排水電磁閥和電動(dòng)機(jī)；它們的檢測(cè)機(jī)構(gòu)也是一樣的，即蓋（安全）開關(guān)和水位（壓力）開關(guān)。全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)方框圖如圖2.1.1所示，電路簡(jiǎn)圖如圖2.1.

13、2所示。圖2.1.1 全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)方框圖圖2.1.2 全自動(dòng)洗衣機(jī)電路簡(jiǎn)圖C4的作用，利用電容器對(duì)交流電流的移相作用，與電動(dòng)機(jī)副繞組配合，產(chǎn)生與主繞組相位差90°的交流電。使電動(dòng)機(jī)內(nèi)形成旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。安全開關(guān)的作用，當(dāng)脫水時(shí)打開洗衣機(jī)蓋時(shí)或脫水內(nèi)桶擺動(dòng)幅度過大時(shí)切斷電動(dòng)機(jī)的供電電源，迫使脫水電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)入保護(hù)狀態(tài)。2.1.2 CPU選型控制器的選擇是確定整個(gè)系統(tǒng)硬件方案的關(guān)鍵，它關(guān)系到洗衣機(jī)性能成本等因素，對(duì)于全自動(dòng)洗衣機(jī)，控制器的可選方案有以下三種：PIC系列：PIC系列單片機(jī)采用Harvard雙總線結(jié)構(gòu)，運(yùn)行速度快，它能使程序存儲(chǔ)器的訪問和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的訪問并行處理。此外，

14、它還具有低工作電壓、低功耗、驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)等特點(diǎn)。該系列單片機(jī)的專用寄存器并不像51系列那樣都集中在一個(gè)固定的地址區(qū)間內(nèi)(80FFH)，而是分散在四個(gè)地址區(qū)間內(nèi)。只有5個(gè)專用寄存器，得反復(fù)地選擇對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)器，這多少給編程帶來了一些麻煩。AVR系列：AVR單片機(jī)是Atmel公司推出的較為新穎的單片機(jī)，其顯著的特點(diǎn)為高性能、高速度、低功耗。它取消機(jī)器周期，以時(shí)鐘周期為指令周期，實(shí)行流水作業(yè)。AVR系列沒有類似累加器A的結(jié)構(gòu)，它主要是通過R16R31寄存器來實(shí)現(xiàn)A的功能。在AVR中，沒有像51系列的數(shù)據(jù)指針DPTR，而是由X（由R26、R27組成）、Y（由R28、R29組成）、Z（由R30、R31組成）

15、三個(gè)16位的寄存器來完成數(shù)據(jù)指針的功能(相當(dāng)于有三組DPTR)，而且還能作后增量或先減量等的運(yùn)行。通用寄存器一共32個(gè)（R0R31），前16個(gè)寄存器（R0R15）都不能直接與立即數(shù)打交道，因而通用性有所下降。51系列：51系列優(yōu)點(diǎn)之一是它從內(nèi)部的硬件到軟件有一套完整的按位操作系統(tǒng)，稱作位處理器，或布爾處理器。它的處理對(duì)象不是字或字節(jié)而是位。它不僅能對(duì)片內(nèi)某些特殊功能寄存器的某位進(jìn)行處理，如傳送、置位、清零、測(cè)試等，還能進(jìn)行位的邏輯運(yùn)算，其功能十分完備，使用起來得心應(yīng)手。51系列在片內(nèi)RAM區(qū)間還特別開辟了一個(gè)雙重功能的地址區(qū)間，十六個(gè)字節(jié)，單元地址20H2FH，它既可作字節(jié)處理，也可作位處理（

16、作位處理時(shí)，合128個(gè)位，相應(yīng)位地址為00H7FH），使用極為靈活。51系列的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是乘法和除法指令，這給編程也帶來了便利。51系列的I/O腳的設(shè)置和使用非常簡(jiǎn)單，當(dāng)該腳作輸入腳使用時(shí)，只須將該腳設(shè)置為高電平（復(fù)位時(shí)，各I/O口均置高電平）。當(dāng)該腳作輸出腳使用時(shí)，則為高電平或低電平均可。低電平時(shí)，吸入電流可達(dá)20mA，具有一定的驅(qū)動(dòng)能力；而為高電平時(shí)，輸出電流僅數(shù)十A甚至更?。娏鲗?shí)際上是由腳的上拉電流形成的），基本上沒有驅(qū)動(dòng)能力。其原因是高電平時(shí)該腳也同時(shí)作輸入腳使用，而輸入腳必須具有高的輸入阻抗，因而上拉的電流必須很小才行。作輸出腳使用，欲進(jìn)行高電平驅(qū)動(dòng)時(shí)，得利用外電路來實(shí)現(xiàn)，I/O腳

17、不通，電流經(jīng)R驅(qū)動(dòng)LED發(fā)光；低電平時(shí)，I/O腳導(dǎo)通，電流由該腳入地，LED滅（I/O腳導(dǎo)通時(shí)對(duì)地的電壓降小于1V，LED的域值1.51.8V）。綜上所述，我們本次設(shè)計(jì)采用51系列，而51系列的典型產(chǎn)品是89C51。89C51是一種40引腳雙列直播式芯片。它含有4KB可反復(fù)燒錄及擦除內(nèi)存和128字節(jié)的RAM，有32條可編程控制的I/O線，5個(gè)中斷發(fā)源，指令與MCS-51系列完全兼容。選用它作為核心控制新片，可使電路極大地簡(jiǎn)化，而且程序的編寫及固化也相當(dāng)方便、靈活。選用它設(shè)計(jì)制作全自動(dòng)洗衣機(jī)控制電路，該電路的組成相對(duì)簡(jiǎn)單，工作原理清晰，易于理解。2.1.3 電機(jī)選型說明洗衣機(jī)電機(jī)是指驅(qū)動(dòng)洗衣機(jī)旋

18、轉(zhuǎn)工作設(shè)備。目前，洗衣機(jī)選用的電機(jī)基本有以下幾種:單相交流異步電機(jī)、單相串勵(lì)電機(jī)、永磁式無刷直流電機(jī)和開關(guān)磁阻電機(jī)。這是按電機(jī)的自身結(jié)構(gòu)與工作方式分的；如果按電機(jī)與負(fù)載的連接方式分，則可分為間接驅(qū)動(dòng)和直接驅(qū)動(dòng)。單相交流異步電機(jī)，是目前洗衣機(jī)普遍采用的電機(jī)，原因很筒單，因?yàn)樗脑怼?gòu)造大家已經(jīng)非常了解，制作工藝已很成熟，而且，應(yīng)用在洗衣機(jī)上已有幾十年歷史了。但由于這種電機(jī)是恒速運(yùn)轉(zhuǎn)，工作時(shí)通過皮帶傳動(dòng)及減速離合器完成速度、力矩的轉(zhuǎn)換，再分別完成洗衣機(jī)的洗滌、脫水動(dòng)作。2.2 系統(tǒng)框圖圖2.2總體方案框圖圖2.2中，啟動(dòng)按鈕發(fā)出啟動(dòng)信號(hào)，使單片機(jī)發(fā)出信號(hào)給繼電器控制電路，啟動(dòng)進(jìn)水泵開始工作，當(dāng)進(jìn)

19、水泵工作一段時(shí)間之后，單片機(jī)發(fā)出另一控制信號(hào)使進(jìn)水泵停止工作，按照同樣方法依次啟動(dòng)洗滌電機(jī)、排水泵，工作一段時(shí)間后，再停止工作。在這一過程中LED顯示器始終在工作中，實(shí)時(shí)顯示全自動(dòng)洗衣機(jī)的工作狀態(tài)以及該工作狀態(tài)的工作時(shí)間。2.3 總體方案設(shè)計(jì) 全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)是基于滿足設(shè)計(jì)要求的前提并且根據(jù)理論上的可實(shí)現(xiàn)性和硬件上的經(jīng)濟(jì)實(shí)用性，而進(jìn)行設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)。本章從人們對(duì)系統(tǒng)功能需求出發(fā)，在綜合考慮各種因素的情況下，設(shè)計(jì)出自動(dòng)控制系統(tǒng)的總體構(gòu)架，并且在基本功能需求的基礎(chǔ)上盡可能考慮系統(tǒng)的可擴(kuò)展性。按照全自動(dòng)洗衣機(jī)對(duì)控制系統(tǒng)的技術(shù)要求，控制系統(tǒng)的硬件應(yīng)包括以下幾部分：?jiǎn)纹瑱C(jī)。作為控制系統(tǒng)的

20、核心，在洗滌衣物時(shí)，由啟動(dòng)按鈕給單片機(jī)一相應(yīng)脈沖使單片機(jī)按照設(shè)定好的程序控制進(jìn)水泵、洗滌電機(jī)、排水泵的啟停，依次完成進(jìn)水、洗滌、排水和實(shí)時(shí)顯示的功能。啟動(dòng)按鈕。給單片機(jī)一相應(yīng)脈沖，使全自動(dòng)洗衣機(jī)開始工作。進(jìn)水泵。控制器輸出的控制信號(hào)啟動(dòng)進(jìn)水泵，向洗衣機(jī)中進(jìn)水。洗滌電機(jī)。控制器輸出的控制信號(hào)啟動(dòng)洗滌電機(jī)，從而帶動(dòng)波盤旋轉(zhuǎn)，進(jìn)行洗滌。排水泵。控制器輸出的控制信號(hào)啟動(dòng)排水泵，排除洗衣機(jī)中的水。顯示器。從單片機(jī)中輸出相應(yīng)的數(shù)據(jù)傳輸?shù)斤@示單元，從而顯示出當(dāng)前的工作狀態(tài)及其工作時(shí)間?？紤]價(jià)格及系統(tǒng)構(gòu)成等因素，顯示器采用LED數(shù)碼顯示器。全自動(dòng)洗衣機(jī)的工作過程 第一步：打開洗衣機(jī)桶蓋，放入衣物，用專用軟管連

21、接水龍頭和進(jìn)水閥，打開水龍頭。因桶蓋打開，桶蓋安全保護(hù)開關(guān)處于斷開狀態(tài)，同時(shí)因?yàn)榘磩?dòng)ON/OFF電源開關(guān)，洗衣程序沒有啟動(dòng)，即使通電整機(jī)也無法工作。第二步：插上電源，按動(dòng)ON/OFF電源開關(guān)，選擇洗衣方式及水位位置選擇開關(guān)，并按動(dòng)啟動(dòng)/暫停開關(guān)，合上桶蓋。插上電源后，CPU開始工作，按動(dòng)ON/OFF開關(guān)后，面板上的相應(yīng)指示燈點(diǎn)亮，按動(dòng)面板上的開關(guān)選擇合適的洗衣程序，并選擇合適的水位，按動(dòng)啟動(dòng)/暫停開關(guān)后，CPU內(nèi)置的程序啟動(dòng)，進(jìn)水電磁閥線圈得電，開始進(jìn)水。第三步：進(jìn)水電磁閥工作，開始進(jìn)水。此時(shí)CPU相應(yīng)的引腳輸出控制電壓，觸發(fā)晶閘管V1，進(jìn)水閥HV線圈得電，電磁閥打開。第四步：進(jìn)水水位達(dá)到預(yù)定

22、水位，停止進(jìn)水，開始洗滌衣物。水位到達(dá)預(yù)定水位高度，水位開關(guān)斷開，CPU進(jìn)水閥控制腳停止輸出控制電壓，晶閘管V1截止，進(jìn)水閥線圈斷電，電磁閥關(guān)斷，停止進(jìn)水。同時(shí)相應(yīng)電動(dòng)機(jī)控制引腳輸出控制電壓，使晶閘管V3導(dǎo)通，V3、V4均截止，V4導(dǎo)通，V3、V4均截止，從而洗滌電動(dòng)機(jī)M1反復(fù)正轉(zhuǎn)，停止，反轉(zhuǎn)。同時(shí)時(shí)間顯示屏上的時(shí)間開始倒計(jì)時(shí)。第五步：洗滌時(shí)間到，開始排水。預(yù)定洗滌時(shí)間到，CPU電動(dòng)機(jī)控制引腳停止輸出控制電壓，晶閘管V3、V4截止，電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。同時(shí)CPU排水控制引腳輸出排水指令，晶閘管V2的柵極得電，V2導(dǎo)通，牽引器電動(dòng)機(jī)得電旋轉(zhuǎn)，拉動(dòng)排水閥，開始排水。第六步：排水結(jié)束，開始脫水。當(dāng)水桶內(nèi)

23、的水排完后，水位開關(guān)閉合，CPU的電動(dòng)機(jī)控制引腳輸出持續(xù)信號(hào)，晶閘管V3持續(xù)導(dǎo)通，洗滌電動(dòng)機(jī)M1開始正向持續(xù)旋轉(zhuǎn)，通過離合器的作用，脫水內(nèi)桶高速旋轉(zhuǎn)開始脫水，同時(shí)牽引器M2繼續(xù)通電，排水閥持續(xù)排水。3 硬件電路設(shè)計(jì)3.1 電源電路設(shè)計(jì)單片機(jī)正常工作電壓為5V，因此設(shè)計(jì)的電源電路主要是提供單片機(jī)工作電壓。圖3.1是為單片機(jī)提供電壓的電源電路。在這個(gè)電路中采用了三端集成穩(wěn)壓器LM7805，可以輸出5V的直流電壓以供給單片機(jī)。 圖3.1 單片機(jī)電源電路圖3.2 單片機(jī)及其外圍電路微控制器采用AT89C51。AT89C51是美國(guó)ATMEL公司生產(chǎn)的與MCS-51系列單片機(jī)完全兼容的高性能CMOS 8位

24、單片機(jī)，MCS-51系列單片機(jī)以其推出時(shí)間早、配套資源豐富、開發(fā)手段完善、性價(jià)比高等特點(diǎn)而得到了廣泛的應(yīng)用，是單片機(jī)的主流品種。AT89C51的內(nèi)部資源主要包括：·高性能8位CPU；·4K字節(jié)可重復(fù)編程的Flash存儲(chǔ)器；·128字節(jié)的SRAM；·4個(gè)8位的并行口，共32條I/O口線；·2個(gè)16位的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器；·5個(gè)中斷源，2個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)的中斷系統(tǒng)；·一個(gè)全雙工的串行口；·內(nèi)部振蕩器。·· 圖3.2 89C51外形圖AT89C51的外圍電路主要包括控制電路、顯示驅(qū)動(dòng)電路、執(zhí)行電路等。整個(gè)電路

25、只有一個(gè)啟動(dòng)鍵，當(dāng)按下啟動(dòng)鍵即啟動(dòng)P1.0口程序自動(dòng)執(zhí)行進(jìn)水洗滌排水的三個(gè)過程（即全自動(dòng)過程）。3.3 顯示電路執(zhí)行時(shí)間顯示電路為了更加人性化的設(shè)計(jì)全自動(dòng)洗衣機(jī), 在本次設(shè)計(jì)中,加入了洗衣時(shí)間的顯示,本設(shè)計(jì)模塊是用單片機(jī)來控制數(shù)碼管顯示時(shí)間的,在洗衣機(jī)開始工作起,單片機(jī)就開始通電,數(shù)碼管開始顯示數(shù)字,并正序計(jì)時(shí)，時(shí)間是通過匯編程序語(yǔ)言程序來控制的。每一個(gè)階段顯示的時(shí)間都是該階段進(jìn)行了多長(zhǎng)時(shí)間。顯示電路圖如圖3.3。顯示電路是有芯片74ls373驅(qū)動(dòng)，數(shù)碼管顯示時(shí)間分與秒。74ls373是一個(gè)8D鎖存器，它的輸出端Q0Q7 可直接與總線相連。當(dāng)三態(tài)允許控制端為低電平時(shí)，Q0Q7 為正常邏輯狀態(tài)，

26、可用來驅(qū)動(dòng)負(fù)載或總線。當(dāng)為高電平時(shí)，Q0Q7 呈高阻態(tài)，即不驅(qū)動(dòng)總線，也不為總線的負(fù)載，但鎖存器內(nèi)部的邏輯操作不受影響。當(dāng)鎖存允許端 LE 為高電平時(shí),Q隨數(shù)據(jù)D 而變。當(dāng)LE 為低電平時(shí)，Q被鎖存在已建立的數(shù)據(jù)電平。當(dāng) LE 端施密特觸發(fā)器的輸入滯后作用，使交流和直流噪聲抗擾度被改善400mV。引出端符號(hào)：D0D7 數(shù)據(jù)輸入端 三態(tài)允許控制端（低電平有效） LE 鎖存允許端 Q0Q7 輸出端真值表如表3.1所示，表3.1 74LS373的真值表 圖3.3 數(shù)碼管顯示電路顯示電路模塊共使用兩塊74ls373芯片，一片驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管段碼，另一片作為片選芯片使用同時(shí)與74ls245反相驅(qū)動(dòng)器相連。執(zhí)行

27、步驟顯示電路執(zhí)行不知顯示電路是顯示洗衣機(jī)在執(zhí)行那一過程，此步驟人性化設(shè)計(jì)，讓用戶能夠明白洗衣機(jī)的工作到那一階段，同時(shí)間顯示一樣此行是電路也有74ls374芯片驅(qū)動(dòng)動(dòng)態(tài)顯示3.4 執(zhí)行電路執(zhí)行電路是有P1.1、P1.2與P1.3三個(gè)輸出口執(zhí)行，執(zhí)行器件為三個(gè)繼電器分別控制著進(jìn)水泵、電動(dòng)機(jī)、出水泵等三個(gè)環(huán)節(jié)。程序開始時(shí)CPU會(huì)給一信號(hào)，使繼電器1啟動(dòng)，開始進(jìn)水；進(jìn)水5分鐘后，進(jìn)水停止，同時(shí)繼電器2開始工作，電動(dòng)機(jī)開始旋轉(zhuǎn)，衣服洗滌開始；洗滌進(jìn)行20分鐘后，CPU會(huì)停止電動(dòng)機(jī)工作同時(shí)輸出一信號(hào)給P1.3口，使繼電器3開始工作排水開始。電路圖如圖3.3。圖3.4 執(zhí)行電路4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)系統(tǒng)軟件分為主

28、程序、中斷服務(wù)程序和子程序三部分。4.1 主程序設(shè)計(jì)主程序是系統(tǒng)上電后首先要執(zhí)行的程序，主程序主要完成系統(tǒng)的初始化、掃描顯示、掃描按鍵等工作。 圖4.1 主程序流程圖按照上述分析，主程序流程圖如圖4.1所示。系統(tǒng)上電后，首先設(shè)置堆棧，然后設(shè)置T0位定時(shí)方式，工作于方式1，設(shè)置允許定時(shí)器T0中斷，設(shè)置T0定時(shí)100ms的初始值。判斷啟動(dòng)鍵有沒有按下，如果沒有按下，等待啟動(dòng)鍵按下；如果按下，啟動(dòng)進(jìn)水泵，啟動(dòng)定時(shí)器T0。判斷洗衣機(jī)工作是否完成，如果沒有完成，掃描顯示，循環(huán)判斷洗衣機(jī)是否完成工作；如果完成工作，關(guān)閉定時(shí)器，跳轉(zhuǎn)到判斷啟動(dòng)鍵是否按下那一步。4.2 中斷服務(wù)程序設(shè)計(jì)從主程序的設(shè)計(jì)可以知道：

29、定時(shí)器T0定義為方式1定時(shí)方式，用于100ms時(shí)間定時(shí)。CPU只允許定時(shí)器T0溢出中斷。當(dāng)定時(shí)器T0定時(shí)100ms時(shí)，定時(shí)T0溢出中斷，執(zhí)行中斷服務(wù)程序。顯示緩沖區(qū)中所存內(nèi)容的含義，如表4.2所示。 表4.2 顯示緩沖區(qū)中所存內(nèi)容的含義顯示緩沖區(qū)54H53H52H51H50H所存內(nèi)容的含義工作狀態(tài)分鐘的十位分鐘的個(gè)位秒的十位秒的個(gè)位如圖4.2所示，執(zhí)行中斷服務(wù)程序是，首先要保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)，之后重置定時(shí)100ms的初始常數(shù)。判斷進(jìn)水泵是否工作了五分鐘，如果沒有，恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)，中斷返回；如果已經(jīng)工作了五分鐘，則關(guān)閉進(jìn)水泵，同時(shí)啟動(dòng)洗滌電機(jī)。之后判讀洗滌電機(jī)是否工作二十分鐘，如果沒工作了二十分鐘，恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)，中

30、斷返回；如果工作了二十分鐘，則關(guān)閉洗滌電機(jī)，同時(shí)啟動(dòng)排水泵。再次判斷排水泵的工作時(shí)間，如果沒有工作五分鐘，恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)，中斷返回；如果工作了五分鐘，則關(guān)閉排水泵，恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)，中斷返回。圖4.2 中斷服務(wù)程序流程圖4.3 子程序的設(shè)計(jì)系統(tǒng)主要子程序包括顯示子程序、鍵掃描子程序。顯示子程序的設(shè)計(jì)圖4.3顯示子程序流程圖圖3.2中，顯示器共有5個(gè)LED數(shù)碼管，從左到右分別編號(hào)位LED1、LED2、LED3、LED4、LED5。其段選口的地址是0BFFFH，位選口的地址是7FFFH。分配AT89C51內(nèi)部RAM 50H54H共5個(gè)單元作顯示緩沖區(qū)，顯示緩沖區(qū)與LED的對(duì)應(yīng)關(guān)系列于表4.1。表4.1 顯示緩沖

31、區(qū)與LED的對(duì)應(yīng)關(guān)系數(shù)碼管LED1LED2LED3LED4LED5顯示緩沖區(qū)54H53H52H51H50H系統(tǒng)采用共陰極LED，利用程序譯碼。顯示子程序流程圖如圖4.3所示。圖4.3中，R1用于LED顯示緩沖區(qū)的指針，初始化為指向第1組LED顯示緩沖區(qū)的首地址50H。R2用于存放位選碼，設(shè)計(jì)為從最低位開始掃描，因此R2賦初值0FEH。R5用于掃描位數(shù)計(jì)數(shù)單元，因每組LED有5個(gè)，故初始化為05H。在循環(huán)體內(nèi)，首先將將存于R2中的位選碼從位選輸出口（口地址為7FFFH）輸出。之后顯示緩沖區(qū)指針R1指向單元的待顯示內(nèi)容的代碼讀出，通過查表方式將代碼譯碼為顯示段碼，從與第LED段選端相連接的輸出口（

32、口地址為0BFFFH）輸出。然后修改指針指向下一位LED對(duì)應(yīng)顯示緩沖區(qū)單元，修改位選碼以便選通下一位LED。5位顯示全部掃描完成后返回。延時(shí)1ms是為了適應(yīng)視覺暫留效應(yīng)，既保證動(dòng)態(tài)掃描顯示在視覺上不閃爍，又可以提高顯示的亮度。鍵盤掃描程序： 啟動(dòng)按鍵一端與P1.0相連，另一端接地。如果P1.0位高電平，循環(huán)等待；當(dāng)P1.0位跳變位低電平時(shí)，延時(shí)20ms去除抖動(dòng)。再次判斷P1.0是否位低電平，如果不是低電平返回到鍵盤掃描程序的開始位置，如果是低電平，子程序返回。圖4.4按鍵掃描子程序5 系統(tǒng)調(diào)試與總結(jié)該系以及控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成后，在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了系統(tǒng)功能測(cè)試和技術(shù)指標(biāo)測(cè)試。5.1 系統(tǒng)功能測(cè)試系統(tǒng)上

33、電后，顯示正常，進(jìn)行了以下測(cè)試。啟動(dòng)鍵功能測(cè)試。進(jìn)水階段測(cè)試。洗滌階段測(cè)試。排水階段測(cè)試。動(dòng)態(tài)顯示功能測(cè)試。復(fù)位鍵功能測(cè)試。上述測(cè)試結(jié)果與預(yù)期相符。5.2 技術(shù)指標(biāo)測(cè)試硬件電路測(cè)試硬件電路采用WAVE單片機(jī)實(shí)驗(yàn)箱上實(shí)驗(yàn)電路模塊，使用的模塊有單片機(jī)模塊、單脈沖低電平觸發(fā)模塊、繼電器、數(shù)碼管顯示模塊。需要連接的線路就是繼電器（有LED燈代替）的控制與單脈沖啟動(dòng)電路。硬件接好后，在電腦上輸入程序，下載到實(shí)驗(yàn)?zāi)K的單片機(jī)里面，點(diǎn)擊全速運(yùn)行后，在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)LED亮燈，說明運(yùn)行正常。5.3 總結(jié)經(jīng)過兩周的努力，課程設(shè)計(jì)也接近了尾聲。在沒有做課程設(shè)計(jì)以前覺得課程設(shè)計(jì)只是對(duì)這幾年來所學(xué)知識(shí)的單純總結(jié)，但是通

34、過這次做課程設(shè)計(jì)發(fā)現(xiàn)自己的看法有點(diǎn)太片面。課程設(shè)計(jì)不僅是對(duì)前面所學(xué)知識(shí)的一種檢驗(yàn)，而且也是對(duì)自己能力的一種提高。通過這次課程設(shè)計(jì)使我明白了自己原來知識(shí)還比較欠缺。自己要學(xué)習(xí)的東西還太多，以前老是覺得自己什么東西都會(huì)，什么東西都懂，有點(diǎn)眼高手低。通過這次課程設(shè)計(jì)，我才明白學(xué)習(xí)是一個(gè)長(zhǎng)期積累的過程，在以后的工作、生活中都應(yīng)該不斷的學(xué)習(xí)，努力提高自己知識(shí)和綜合素質(zhì)。參考文獻(xiàn)1 張迎新,等. 單片微型計(jì)算機(jī)原理、應(yīng)用及接口技術(shù)（第2版）M國(guó)防工業(yè)出版社.2 夏路易,石宗義. 電路原理圖與電路板設(shè)計(jì)教程Protel99SEM北京希望電子出版社.3 邱關(guān)源. 電路（第五版）M高等教育出版社.4 閻石. 數(shù)

35、字電子技術(shù)基礎(chǔ)（第五版）M高等教育出版社.5 康華光. 電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬部分（第五版）M高等教育出版社.附錄A 系統(tǒng)原理圖附錄B 部分源程序ORG 0000H AJMP MAIN ORG 000BH AJMP SUBT0 ORG 0030H MAIN:MOV SP,#5FH ;設(shè)置堆棧 MOV TMOD,#01H ;設(shè)置定時(shí)器T0工作方式 MOV IE,#82H ;允許定時(shí)器發(fā)生中斷 MOV 50H,#0 ;顯示緩沖區(qū)清零 MOV 51H,#0 MOV 52H,#0 MOV 53H,#0 MOV 54H,#0 MOV TL0,#0B0H ;設(shè)置初始常數(shù) MOV TH0,#3CH MOV R5,#10 MOV R0,#54H CLR P1.1 CLR P1.2 CLR P1.3 NEXT:ACALL KEY ;調(diào)用鍵盤掃描子程序 MOV R4,#1 SETB P1.1 INC R0 ;洗衣機(jī)工作在第一道工序，即進(jìn)水泵開始工作 SETB TR0 ;啟動(dòng)定時(shí)器T0 TT:CJNE R4,#4,TT4 CLR TR0 AJMP NEXT TT4:LCALL DISPLAY AJMP TT SUBT0:PUSH PSW ;保護(hù)現(xiàn)場(chǎng) PUSH ACC MOV TL0,#0B0H ;重置初始常數(shù) MOV TH0,#3CH DJNZ R5,TT0 ;判斷定時(shí)1秒是否到 M