《单片机原理及应用》课程设计-全自动洗衣机综合设计.doc

物联网工程学院单片机原理及应用课程设计设计题目: 全自动洗衣机综合设计 专 业： 通信工程1002 姓 名： 郑丽丽 学 号： 0702090202 指导教师： 王宪 2012年12月16日目录一 设计目标3二 设计任务3三 设计过程3四 设计结果 34.1 单元电路设计与分析44.2 PCB图的生成 7 4.3 程序流程框图 7五 设计体会 9六 附录：程序清单10一.设计目标：全自动洗衣机1结构：由电动程控器、水位开关、安全开关（盖开关）、排水选择开关、不排水停机开关、贮水开关、漂洗选择开关、洗涤选择开关等组成。 2工作原理：通过各种开关组成控制电路，来控制电动机、进水阀、排水电磁铁及蜂鸣器的电压输出，使洗衣机实现程序运转。二.设计任务1输入：水位开关，键盘（启动键、停止键、轻柔洗等）2输出：7段LED显示器, 进水阀，电机正转，电机反转，排水泵3功能：洗涤（轻柔洗、强烈洗）、漂洗、脱水三.设计过程设计一个基于单片机的洗衣机控制系统，洗衣机的工作流程由进水、洗衣、排水和脱水四个过程组成，并且能达到“正常运行”和“强制停止”两种控制要求，任务设计如下：1. 按下启动按钮，开始进水直到水满（即水位达到高水位）时停止进水开始洗涤。2. 洗涤时，正转30秒，停2秒；然后反转30秒，停2秒，如此循环5次，总共320秒开始排水。3. 水位下降到低水位时开始脱水并继续排水，脱水30秒。4. 开始清洗，重复（1）（4），清洗三遍。5. 清洗完成，报警3秒并自动停机。6若按下排水按钮，可实现手动排水。7若按下停止按钮，不管洗衣机工作在什么状态，洗衣机需停止工作。四.设计结果（电路图，PCB板图，仿真波形，程序框图、汇编语言程序清单）4.1 单元电路设计与分析一般情况下，8051具有很强的扩展功能，允许扩展各种外围电路以补充片内资源不足，适应特定应用的需要，扩展内容包括数据存储器、程序存储器、I/O接口等扩展结构如图1所示： 8051数据存储器I/O接口程序存储器图1 8051系统扩展结构图图2 +5V电源电路三端固定输出集成稳压器，它是一种串连调整式稳压器。它将全部电路集成在单块硅片上，整个集成稳压电路只有输入、输出和公共三个引出端，使用非常方便。典型的有78正电压输出系列，79负电压输出系列。当输入的电压VI、输出电流IO或温度变化时，输出电压VO可保持不变；另外，当输出短路。可使输出电流IO限制为一定值；若稳压器过热，则它就停止工作，以免稳压器遭到损坏。三端固定输出电压集成稳压器，因内部有过热、过流保护电路，因此它的性能优良、可靠性高。有因这种稳压器具有体积小、使用方便、价格低廉等优点，所以我们选用了这种芯片。直流电动机按励磁方式不同可分为他励、并励、串励和复励四种。本课程设计采用他励和并励电动机来实现全自动洗衣机的起动、反转和调速特性。图3 洗衣机电机控制输入： 水位开关，键盘（启动键、停止键、轻柔洗、。等）输出： 7段LED显示器, 进水阀，电机正转，电机反转，排水泵键盘接口：简单键盘，键数少，一般不超过8个。键可以锁住，也可以不锁；使用注意：键按下与弹出时有机械抖动。一般在程序中防止。扫描式键盘分行线与列线，行线微计算机输入线，列线为计算机输出线。设计方法：1.判别有无键输入；2.去抖动电路；3.防止重复输入。图4 I/O电路图在本系统设计的洗衣机控制系统中，采用单片机设计一个最小系统，为了增加单片机的驱动能力，系统中扩展一组上位排阻电路和一组数码管位驱动电路。显示器动态显示方式，在同一时刻，只能显示一位，轮流点亮显示器，称为扫描。显示器的亮度与导通电流有关，还与点亮的时间有关。图5 CPU电路图图6 12KByteROM和16KByteRAM拓展4.2 PCB图的生成图7 洗衣机控制系统控制PCB图4.2 程序流程图程序主流程图、洗涤、漂洗脱水等三个流程图见下图8图12所示。开始开始进水单洗长洗漂洗排水长脱水RETRET图8 洗衣流程图9单洗流程开始 初始化等待5S供选择模式扫描键盘P1.3=0？ N 进入默认模式并工作至结束进入手动模式并工作至结束有键按下？ Y N进入自动模式并工作至结束 Y结束并蜂鸣报警 图10主程序流程图20图11 洗涤过程图12 漂洗脱水过程五 设计体会通过本次设计，我巩固了以前所学知识，也进一步施展了我protel的画图功夫，为自己日后的工作打下了一点基础；但是画图只是一个工具，我真正要学会的应该是设计，我这方面真的是太过薄弱了，从这次短暂的课程设计就彻头彻尾的暴露出来了。在课程设计过程中，虽然有些知识未在实践中完全消化，但是这种理论联系实践的实习过程加深了我对知识理解，同时也感受到学习的快乐。由于时间和条件的限制，本设计还有许多方面的工作未能完善，还有待于实现更多的功能，如更精确的控制与要求等等。通过这段时间的设计，我从中受益匪浅，获得了一些实际的工程经验。在以往的学习中，我们只停留在一知半解、知其然而不知其所以然的水平。这次设计，使得我认真的研究了一些实用的技术，我不仅学到了知识和技能，更学会了设计的思想与思路。在此要感谢我的导师在我设计过程中给予的指导和帮助，以及对我们的严格要求。附录 ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0030H;延迟IOms程序,使用R0，RlDELAY10MS: MOV R0，#100DDELAY10MS02: MOV R1，#23DDELAY10MS01: DJNZ R1，DELAY10MS01 DJNZ R0，DELAY10MS02 RET;显示子程序;20H.0闪烁标志位:=0不闪烁，=l在1内亮灭一次;2OH.1程序开始标志:=l开始，=0选择;显示缓冲:50H;经过的时间:53H，52H，5lH=分钟，秒，20ms的次数;总时间:TOTALTIME=4OH TOTALTIME EQU 40HDISPLAY: PUSH ACC PUSH PSW SETB RS0 JNB 20H.l，DISPLAY01 MOV A，50H;高位是否为零 CJNE A,#0AH，DISPLAY05DISPLAYO5: JNC DISPLAYO6 XRL A，#0F0H;高位为零不显示 MOV 50H，ADISPLAYO6: JNB 20H.0，DISPLAY01:是否需闪烁 MOV A，51H CJNE A，#25D，DISPLAY02;DISPLAY02: JC DISPLAY01 MOV 50H，#OFFH;暗显示(不亮)DISPLAYO1: MOV A，50H;显示低位 ANL A，#OFH; MOV DPTR，#DISPLAYTAB; MOVC A，A+DPTR; MOV P2，A; SETB P0.6 CLRP 0.7 LCALL DELAY10MS MOV A，50H;显示高位 SWAP A ANL A，#OFH; MOVD P1，R，#DISPLAYIAB; MOVC A，A+DPTR; MOV P2，A; CLR P0.6 SETB P0.7 LCALL DELAY10MS INC 51H;累计时间 MOV A，#50D; XRL A，51H; JNZ DISPLAY03;50次的20ms未到 MOV 51H，A; INC 52H;1s MOV A，#60D; XRL A，52H; JNZ DISPLAY03 MOV 52H，A; INC 53H;lminDISPLAY03: JNB 20H.0，DISPLAY04; Mov A，TOTALTIME;计算剩余时间 CLR C SUBB A，53H; MOV B，#10D;16进制转换到10进制 DIV AB SWAP A XRL A，B; MOV 50H，A;DISPLAY04: POP PSW POP ACC RETDISPLAYTAB: ;共阳数码管反向编码 DB03H，9FH，25H，0DH，99H;01234 DB49H，41H，1FH，01H，09H;56789 DB11H，OC1H，63H，85H，6lH;ABCDE DB OFFH;暗 ;重算时间,入口数据:A=总时间(分)CALUTIME: MOV TOTALTIME，A CLR A MOV 52H，A;秒 MOV 53H，A;经过的分钟 RET;鸣叫一下，时长120msPLAY: SETB P1.6 MOV R0，#12D;PLAY1: LCALL DISPLAY DJNZ R0，PLAY1 CLR P1.6 RET;鸣叫六下，时长24Oms*12ALARM: SETB Pl.6 MOV Rl，#1ID;ALARM2: MOV R0，#12D;ALARM3: LCALL DISPLAY DJNZ R0，ALARM3 CPL P1.6 DJNZ Rl，ALARM2 RET;洗涤用子程序,洗涤时暂停按键XDPAUSE: JB P0.0，XDPSO1 LCALL DISPLAY JB P0.0，XDPSO1 PUSH 52H PUSH 53H CLR 20H.0;不闪烁 MOV A，P1 PUSH ACC MOV Pl，#00H LCALL PLAYXDPS02: LCALL DISPLAY JNB P0.0，XDPS02:等待按键释放XDPS03: LCALL DISPLAY JB P0.0，XDPS03 LCALL DISPLAY JB P0.0，XDPS03 LCALL PLAYXDPS04: LCALL DISPLAY JNB P0.0，xDPs04;等待按键释放 POP ACC MOV P1，ACC SETB 20H.0 POP 53H POP 52HXDPS01: RET;洗涤时延迟0.32sDELAY320MS: MOV R2，#14D; SJMP XDELAY01;洗涤时延迟0.565XDELAY560MS: MOV R2，#28D SJMP XDELAY01;洗涤时延迟lsXDELAY1S: MOV R2，#50D SJMP XDELAY01;洗涤时延迟1.6sDELAY1600MS: MOV R2，#80DXDELAY01: LCALL DISPLAY LCALL XDPAUSE;暂停按键 LCALL IFINWATER;水位开关 DJNZ R2，XDELAY01 RET;洗涤前进水子程序INWATER: JNB P0.2，PIl; SETB P1.2 MOV A，53H; ADD A，#20D; MOV 59H，A;PI3: MOV A，53H; XRL A，59H; JNZ PI2 LCALL ERRORE4 SJMP INWATERPI2: JNB PO.2，PI4; LCALL DISPLAY LCALL XDPAUSE SJMP PI3PI4: CLR P1.2Pll: RET;洗涤时是否再进水IFINWATER: JNB P0.2，IF1; MOV A，P1; PUSH ACC MOV P1，#00H; LCALL INWATER;进水 POP ACC MOV Pl，A;IF1: RET;不能进水报警ERRORE4: PUSH 52H PUSH 53H CLR 20H.O MOV A，Pl; PUSH ACC MOV P1，#0OH; MOV 50H, #OE4H LCALL ALARM E4PK2: LCALL DISPLAY JNB P0.1, E4PK2; LCALL DISPLAY JNB P0.1, E4PK2E4PK3: LCALL DISPLAY JB P0.1, E4PK3 LCALL DISPLAY JB P0.1, E4PK3 SETB 20H.0 POP ACC MOV Pl, ACC; POP 53H POP 52H RET;排水时延迟IsDELAYl000MS: MOV R2, #50D;DLY51: LCALL DISPLAY LCALL XDPAUSE;暂停按键 DJNZ R2, DLY51; RET;排水子程序OUTWATER: CLR A SETB P1.3 JB P0.2, OUTW1 MOV R7, #60D OUTW2: LCALL DELAYl000MS JB P0.2, OUTW4 DJNZ R7, OUTW2 LCALL ERRORE1 SJMP OUTWATEROUTW4: CLR C MOV A, #60D SUBB A, R7OUTWl: ADD A, #60D MOV R7, AOUTW3: LCALL DELAYl000MS DJNZ R7, OUTW3 RET;不能排水报警ERRORE1: PUSH 52H PUSH 53H CLR 20H.0 MOV A, P1; PUSH ACC MOV P1, #00H; MOV 50H, #0ElH LCALL ALARMElPK2: LCALL DISPLAY JNB P0.1, EIPK2; LCALL DISPLAY JNB P0.1，ElPK2ElPK3: LCALL DISPLAY JB P0.1, ElPK3 LCALL DISPLAY JB P0.1，ElPK3 SETB 20H.0 POP ACC MOV P1, ACC; POP 53H POP 52H RET;脱水时暂停按键TPKEY: JB P0.0, TPKl; LCALL DISPLAY JB P0.0, TPK1; PUSH 52H PUSH 53H CLR 20H.0 LCALL PLAY MOV A, Pl; PUSH ACC JNB ACC.0, TPK6 CLR P1.0 MOV R0, #250;延迟5秒TPK5: LCALL DISPLAY DJNZ R0, TPK5TPK6: MOV P1, #00H;TPK2: LCALL DISPLAY JNB P0.0, TPK2;TPK3: LCALL DISPLAY JB P0.0, TPK3 LCALL DISPLAY JB P0.0, TPK3 LCALL PLAY SETB 20H.0 SETB P1.3 MOV R0, #250;延迟5秒TPK4: LCALL DISPLAY DJNZ R0, TPK4 POP ACC MOV Pl, ACC; POP 53H POP 52HTPK1: RET;脱水时一开盖，脱水时安全报警IFOPEN:ERRORE2: JNB P0.1, TTPK1; LCALL DISPLAY JNB P0.1, TTPKl; PUSH 52H PUSH 53H CLR 20H.0 MOV A, Pl; PUSH ACC LCALL ALARM JNB ACC.0, TTPK6 CLR P1.0 MOV R0, #250;延迟5秒TTPK5: LCALL DISPLAY DJNZ R0, TTPK5TTPK6: MOV P1, #00H; MOV 50H, #OE2HTTPK2: LCALL DISPLAY JB P0.1, TTPK2;TTPK3: LCALL DISPLAY JB P0.1, TTPK2 LCALL DISPLAY JB P0.1, TTPK3 SETB 20H.0 SETB P1.3 MOV R0, #250;延迟5秒TTPK4: LCALL DISPLAY DJNZ R0, TPK4 POP ACC MOV Pl, ACC; POP 53H POP 52HTTPKl: RET;脱水时延迟4sDELAY4S: MOV R2, #200D; DLY431: LCALL DISPLAY LCALL TPKEY;暂停按键 LCALL IFOPEN;安全开关 DJNZ R2, DLY431; RET;脱水时延迟3sDELAY3S: MOV R2, #1501); DLY321: LCALL DISPLAY LCALL TPKEY;暂停按键 LCALL IFOPEN;安全开关 DJNZ R2, DLY321; RET;主程序开始;选择程序:3011，程序开始2011.1=1MAIN: MOV SP, #60H; CLR 20H.0 CLR 20H.1 MOV A, #00H; MOV P1，A; MOV 50H, A; MOV 51H, A; MOV 52H, A; MOV 53H, A; MOV 30H, A;LP1: ;有无按键 LCALL DISPLAY JB P0.0, LP1; LCALL DISPLAY;按键去抖动 JB P0.0, LP I;LP3: INC 30H MOV A, #OAH;共有九种可选择 XRL A, 30H; JNZ LP2 MOV 30H, #01H;PROC3: MOV A, #42D LCALL CALUTIME SETB 20H.0 LCALL INWATER;进水 MOV A, #40D LCALL CALUTIME;洗15分钟 MOV R7,#8D;XIDI: SETB P1.0 LCALL DELAY1600MS CLR P1.0 LCALL XDELAY560MS SETB P1.1 LCALL DELAY1600MS CLR P1.1 LCALL XDELAY560MS DJNZ R7, XIDI;快速洗涤15秒 MOV R7, #11DQXIDI: SETB P1.0 LCALL DELAY320MS CLR P1.0 LCALL DELAY320MS SETB Pl.l LCALL DELAY320MS CLR P1.1 LCALL DELAY320MS DJNZ R7, QXIDI MOV A, #25D LCALL CALUTIME LCALL OUTWATER;排水 MOV A, #23D LCALL CALUTIME;第一次脱水 MOV R7, #04D;间隙脱水30秒TSl: SETB P1.0 LCALL DELAY4S CLR P1.0 LCALL DELAY3S DJNZ R7, TS 1 SETB P1.0;长脱水90秒 MOV R7, COD TS2: LCALL DELAY4S DJNZ R7, TS2 CLR P1.0 MOV R7, #250;延迟5秒TS25: LCALL DISPLAY DJNZ R7, TS25 CLR P1.3 MOV A, #20D LCALL CALUTIME;第一次漂洗 LCALL INWATER MOV A, #18D LCALL CALUTIME;洗涤2分钟 MOV R7, #08DXIDI1: SETB P1.0 LCALL DELAY1600MS CLR P1.0 LCALL XDELAY560MS SETB P1.1 LCALL DELAY1600MS CLR P1.1 LCALL XDELAY560MS DJNZ R7, XIDI1;快速洗涤15秒 MOV R7, #11DQXIDIl: SETB P1.0 LCALL DELAY320MS CLR P1.0 LCALL DELAY320MS SETB Pl.l LCALL DELAY320MS CLR Pl.l LCALL DELAY320MS DJNZ R7, QXIDII MOV A, #16D LCALL CALUTIME LCALL OUTWATER;排水 MOV A, #14D LCALL CALUTIME;第二次脱水 MOV R7, #04DTS21: SETB P1.0 LCALL DELAY4S CLR P1.0 LCALL DELAY3S DJNZ R7, TS21 SETB P1.0 MOV R7, 10D;TS22: LCALL DELAY4S DJNZ R7, TS22 CLR P1.0 MOV R7, #250;延迟5秒TS26: LCAL