单片机课程设计-洗衣机部分功能控制设计.doc

宁波理工学院 课程设计（单片机） 题 目 洗衣机部分功能控制设计 姓 名 学 号 专业班级 10通信工程1班 指导教师 分 院 信息科学与工程学院 完成日期 2013年5月31日 目 录第1章 电路组成11.1 AT89C51芯片11.1.1 AT89C51的结构11.1.2 AT89C51的引脚功能11.2 复位电路31.3 时钟31.4 报警系统41.5 洗衣机工作模式显示41.6 按键控制模块51.7 洗衣机显示模块5第2章 软件控制62.1 主程序设计62.2 动态数码管显示控制72.3 状态选择按键的控制72.4 暂停按键的控制82.5 定时器设置82.6 蜂鸣器控制9附 录11附录一11附录二11I第1章 电路组成1.1 AT89C51芯片1.1.1 AT89C51的结构AT89C51 的封装形式是DIP40。如图1.1所示。图1.1 AT89C51的封装形式1.1.2 AT89C51的引脚功能1. Vcc：电源电压2. GND：接地3. P0口P0口是一组8位漏极开路型双向I0口，也即地址数据总线复用口。作为输出口用时，每位能吸收电流的方式驱动8个TTL逻辑门电路，对端口写“1”可作为高阻抗转入端用。4. Pl口P1是个带内部上拉电阻的8位双向IO口，P1的输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTL逻辑门电路。对端口写“1”，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口。5. P2口P2是一个带有内部上拉电阻的8位双向IO口，P2的输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTL逻辑门电路。对端口写“1”，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口，作输入口使用时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流。6. P3口可以作为输入/输出口，外接输入/输出设备；作为第二功能使用，每一位功能定义如表1.1所示。表1.1 P3口的第二功能7. RST复位输入。当振荡器工作时，RST引脚出现两个机器周期以上高电平将使单片机复位。8. ALE/PROG当访问外部程序存储器或数据存储器时，ALE（地址锁存允许）输出脉冲用于锁存地址的低8位字节。即使不访问外部存储器，ALE仍以时钟振器频率的16输出固定的正脉冲信号，因此它可对外输出时钟或用于定时目的。9. PSEN程序存储允许（PSEN）输出是外部程序存储器的读选通信号，当AT89C51由外部程序存储器取指令（或数据）时每个机器周期两次PSEN有效，即输出两个脉冲。在此期间，当访问外部数据存储器，这两次有效的PSEN信号不出现。10. EAVPPEA 0，单片机只访问外部程序存储器。EA 1，单片机访问内部程序存储器。11. XTAL1振荡器反相放大器的及内部时钟发生器的输入端。12. XTAL2振荡器反相放大器的输出端。1.2 复位电路如图1.2所示上电复位/按键式复位电路电路图。当加电时，电容C3上的电压不能突变，RST引脚为高电平，开始复位；电容C不断充电，电阻R上的压降逐渐下降，当电容C充满电后，电路相当于开路，复位结束。复位的时间与充电的时间有关，充电时间越长复位时间越长，增大电容或电阻都可以增加复位的时间。另外当按键按下时，通过两电阻分压，使RST端产生高电平。按键按下的时间决定了复位的时间。图1.2 上电复位/按键式复位电路1.3 时钟如图1.3所示是单片机时钟电路。时钟电路是由振荡器和分频器组成，振荡器产生基本的振荡信号，然后进行分频，得到相应的时钟。此次大作业我用的是内部振荡器，引脚XTAL1和XTAL2分别是此放大器的输入端和输出端。把放大器与作为反馈元器件的晶体振荡器和陶瓷电容连接，就构成了自激振荡器，其输出就是时钟脉冲。图1.3 内部振荡器电路 1.4 报警系统如图1.4所示是设计的报警系统，它的作用是当洗衣机工序全部完成时进行报警。电路主要有PNP和蜂鸣器组成。其中PNP三极管是起到放大电流的作用，使有足够的电流驱动蜂鸣器报警。另外三极管基极接在P1.5口，低电平有效，至P1.5为低电平时，蜂鸣器鸣叫。图1.4 洗衣机报警系统1.5 洗衣机工作模式显示如图1.5为设计的洗衣机工作模式显示模块，该模块由三盏LED灯和三个220欧姆的电阻组成，电阻起到限流的作用，从而保护LED灯。三盏灯分别接在P1.0，P1.1，P1.2，低电平有效，通过控制该三个位的高低电平来控制三盏灯的亮灭。图1.5 洗衣机工作模式显示模块1.6 按键控制模块如图1.6为洗衣机的按键控制模块，该模块设有三个按键，分别的作用是启动洗衣机，暂停，洗衣机工作模式选择。三个按键的控制位分别为P1.7，P3.2，P3.3，其中P3.2，P3.3为外部中断0和外部中断1。P1.7在程序中是扫描按键，通过判断P1.7位是否变为低电平来判断按键被按下。P3.2是暂停功能，它是通过取反定时器TR0来实现的。P3.3是工作模式选择，它是通过一个寄存器R3作为标志来告诉洗衣机该运行哪个状态。图1.6 洗衣机按键控制模块1.7 洗衣机显示模块图1.7是洗衣机工作计时显示模块，该模块由一个动态扫描数码管组成，其中P2口的P2.0，P2.1，P2.2，P2.3控制动态扫描数码管哪个位显示，P0口用来控制动态数码管显示的数字。该动态扫描管是共阴数码管，所以驱动数码管的亮灭是低电平有效为亮，反之为灭。另外电路中接的8个电阻是因为P0口做输出时必须接上拉电阻，否则会呈高阻态。图1.7 洗衣机显示模块第2章 软件控制2.1 主程序设计主程序由四部分组成，分别是外部中断0控制暂停，外部中断1控制状态选择，同时P1.7来控制进入主程序。进入主程序时利用寄存器R3来判断哪个LED亮，同时开启定时器以及外部中断0，另外关闭外部中断1来保护状态正常运行，防止误按状态选择按钮。当定时器50ms到时进入定时器中断，此时先利用R3判断倒计时的时间，然后进行减一运算，期间如果有外部中断0请求，则进入外部中断0程序，取反TR0来关闭或开启定时器，达到暂停的功能。当状态三运行完毕时将蜂鸣器的控制位P1.5至低电平使它鸣叫，延时1秒，将它至高电平使它停止鸣叫，同时也延时1秒，如此循环3次从而实现“嘀”“嘀”“嘀”鸣叫3下的报警功能。2.2 动态数码管显示控制用寄存器R1来给P2口，从而来控制显示的位，用寄存器R0来存放倒计时时间存放的地址，并用除法取数据的高位和地位，代码如下：XIANSHI: MOV B,#10 ;显示子程序 MOV P2,R1 MOV A,R0 DIV AB MOV DPTR,#TAB MOVC A,A+DPTR ;查段码表 MOV P0,A LCALL DELAY LCALL YIWEI MOV P2,R1 MOV A,B MOV DPTR,#TAB MOVC A,A+DPTR ;查段码表 MOV P0,A LCALL DELAY RETYIWEI: MOV A,R1 ;移位子程序 RL A MOV R1,A RET2.3 状态选择按键的控制 开启外部中断1的中断允许位EX1，设置触发方式脉冲触发，开启总中断EA，收到外部中断1请求的信号进入中断，R3状态标志位加1，然后进行判断来点亮哪种状态的LED灯，程序如下： SETB EA SETB EX1 SETB IT1ANJIAN2:JNB P3.3,ANJIAN2 ;按键松掉为1,程序顺序执行 INC R3 CJNE R3,#00,D1 SETB P1.2 CLR P1.0D1: CJNE R3,#01,D2 SETB P1.0 CLR P1.1D2: CJNE R3,#02,D3 SETB P1.1 CLR P1.2D3: CJNE R3,#03,EXIT2 SETB P1.2 MOV R3,#0FFHEXIT2:RETI2.4 暂停按键的控制暂停按键的控制只需对TR0定时器开关控制位取反就行，另外设置外部中断0中断允许控制位EX0及它的触发方式IT0为1，同时开启总中断。代码如下：SETB EASETB EX0SETB IT0ANJIAN:CPL TR0 ;暂停按键控制 RETI2.5 定时器设置通过TH0和TL0来设置定时器的时间，通过TMOD设置定时器的工作方式，设置定时器T0溢出中断允许位，开启定时器运行控制位，另外中断响应程序里利用R3寄存器标志位来判断倒计时的时间以及点亮哪盏LED灯，代码如下： SETB EAMOV TH0,#3CHMOV TL0,#0B0HMOV TMOD,#01H SETB TR0 SETB ET0T1: PUSH ACC MOV TH0,#3CH MOV TL0,#0B0H ;重置初始值 DJNZ R2,EXIT MOV R2,#20 CLR C CJNE R3,#0FFH,L0 INC R3L0: CJNE R3,#00,L1 ;洗衣机状态1倒计时 MOV A,50H SUBB A,#01H MOV 50H,A CJNE A,#0FFH,EXIT INC R0L1: CJNE R3,#01,L2 ;状态2倒计时 MOV A,51H SUBB A,#01H MOV 51H,A CJNE A,#0FFH,EXIT INC R0L2: CJNE R3,#02,L3 ;状态3倒计时 MOV A,52H SUBB A,#01H MOV 52H,A CJNE A,#0FFH,EXITL3:CJNE R3,#03,EXIT MOV R3,#0FFHEXIT: CJNE A,#0FFH,OUT INC R3OUT: POP ACC ;退出中断 RETI2.6 蜂鸣器控制蜂鸣器控制是给控制位P1.5低电平鸣叫，高电平蜂鸣器不工作。实现的代码如下： MOV R3,#00 CLR P1.5 LCALL DELAY1S SETB P1.5 LCALL DELAY1S INC R3 CJNE R3,#03,H4 SETB P1.5 SJMP $附 录附录一1. 总设计图附录二1. 实验代码ORG 0000H LJMP STARTORG 0003H;定时中断 AJMP ANJIANORG 000BH;外部中断0 AJMP T1ORG 0013H;外部中断1 AJMP ANJIAN2ORG 0030HSTART: MOV R1,#0FEH ;7SEG-MPX4-CC四个公阴二极管显示器1234是阴公共;端,至1号数码管亮 ; MOV R0,#50H ;用于控制显示哪个状态倒计时 MOV 50H,#02H;状态一计数时间 MOV 51H,#04H;状态二计数时间 MOV 52H,#05H ;状态三计数时间 MOV R2,#20 MOV R3,#0FFH ;判断洗衣机工作的状态 SETB EA;打开总中断 SETB EX1;允许外部中断1中断 SETB IT1;外部中断1下降沿有效MAIN: JB P1.7,MAIN;P1.7为1时跳转，为0时顺序执行 LCALL DELAY05 JB P1.7,MAIN CLR EX1;关闭外部中断1允许位，防止洗衣机在工作时误按该按;键而是洗衣机工作出错 CJNE R3,#0FFH,S0;判断R3是否为0FFH，是顺序执行程序 INC R3 CLR P1.0S0: CJNE R3,#00,S1 ;洗衣机1号状态 MOV R0,#50H;将50H内容给R0，从而显示一号状态的倒计时S1:CJNE R3,#01,S2 ;洗衣机2号状态 MOV R0,#51HS2:CJNE R3,#02,S3 ;洗衣机3号状态 MOV R0,#52HS3: MOV TH0,#3CH;定时器定时50ms MOV TL0,#0B0H MOV TMOD,#01H ;定时器一号模式 SETB TR0;启动定时器计数 SETB ET0;允许T0中断 SETB IT0;外部中断0下降沿触发 SETB EX0;外部中断0中断位LOP: MOV R1,#0FEH;lop为扫描程序，未有中断响应一直工作在此状态 LCALL XIANSHI CJNE R3,#00,H1;洗衣机状态1，点亮第一盏灯，同时关闭前一盏灯 SETB P1.2 CLR P1.0H1: CJNE R3,#01,H2 SETB P1.0 CLR P1.1H2: CJNE R3,#02,H3 SETB P1.1 CLR P1.2H3: CJNE R3,#03H,LOP ;判断是否已完成最后的状态，完成则进行蜂鸣器鸣 ;叫 MOV P2,#0FFH MOV R3,#00H4: CLR P1.5 LCALL DELAY1S SETB P1.5 LCALL DELAY1S INC R3 CJNE R3,#03,H4 SETB P1.5 SETB P1.2 SJMP $ ;MOV 50H,#02 ;到R1为止全为初始化 ;MOV 51H,#04 ;MOV 52H,#05 ;MOV R0,#50H ;MOV R3,#00H ;MOV R1,#0FEH ;LJMP LOPXIANSHI: MOV B,#10 ;显示子程序 MOV P2,R1 MOV A,R0 DIV AB MOV DPTR,#TAB MOVC A,A+DPTR ;查段码表 MOV P0,A LCALL DELAY LCALL YIWEI MOV P2,R1 MOV A,B MOV DPTR,#TAB MOVC A,A+DPTR ;查段码表 MOV P0,A LCALL DELAY RETYIWEI: MOV A,R1 ;移位子程序 RL A MOV R1,A RETANJIAN:CPL TR0 ;暂停按键控制 RETIANJIAN2:JNB P3.3,ANJIAN2 ;按键松掉为1,程序顺序执行 INC R3 CJNE R3,#00,D1;选择模式1，则相应的点亮第一盏小灯 SETB P1.2 CLR P1.0D1: CJNE R3,#01,D2 SETB P1.0 CLR P1.1D2: CJNE R3,#02,D3 SETB P1.1 CLR P1.2D3: CJNE R3,#03,EXIT2 SETB P1.2 MOV R3,#0FFHEXIT2:RETIT1: PUSH ACC;T1为定时器中断响应程序 MOV TH0,#3CH MOV TL0,#0B0H ;重置初始值 DJNZ R2,EXIT MOV R2,#20 CLR C CJNE R3,#0FFH,L0 INC R3L0: CJNE R3,#00,L1 ;洗衣机状态1倒计时 MOV A,50H SUBB A,#01H MOV 50H,A CJNE A,#0FFH,EXIT INC R0L1: CJNE R3,#