基于单片机AT89C51的模拟洗衣机控制系统设计（程序仿真+电路图+任务书+说明书）

第0页共39页摘要对于一台全自动洗衣机而言，首先要求能完成洗衣的基本功能；同时还要根据用户的不同需求设置几种不同的洗衣程序；还要考虑水流的情况决定洗涤的强弱情况；另外，还要对洗衣过程出现的故障进行诊断，保证高速运转等。本设计是以单片机AT89C52芯片作为核心元件，与直流电机、LED显示电路等构成模拟洗衣机系统，利用单片机的电源电路、时钟电路、复位电路以及直流电机控制电路、按键电路、显示电路组成该系统。具有实时显示洗衣机各种工作状态的特点，同时还利用C语言编程，实现了洗衣机自动化。本设计的模拟全自动洗衣机的主要功能有七项：四种洗衣工作程序（即标准程序、经济程序、单独程序和排水程序）；具有强、弱洗涤功能；脱水功能。关键词全自动洗衣机；AT89C52；C语言目录摘要.1第章绪论.2第2章方案设计与论证.32.1方案一.32.2方案二.32.3方案论证与选择.4第3章系统硬件设计.53.1总体设计及功能描述.53.2各功能模块硬件设计.53.2.1单片机控制模块的设计.53.2.2控制电路设计.83.2.3显示电路设计.93.2.4直流电机驱动电路设计.10第4章系统软件设计.124.1软件主要程序流程.124.2标准方式运行程序设计.124.3经济方式运行程序设计.144.4单独方式运行程序设计.154.5排水方式运行程序设计.154.6强弱切换程序设计.164.7主程序设计.16第5章仿真与调试.18I5.1洗衣机仿真图.185.1.1标准方式仿真图.185.1.2经济方式仿真图.195.1.3单独方式仿真图.205.1.4排水方式仿真图.20第6章实物制作与调试.226.1印制电路板设计.226.2印刷板制作工艺流程.226.3整机装配与调试.236.4实物.24总结.25参考文献.26附录1系统设计原理图.27附录2元件明细表.28附录3系统源程序.29第2页共39页第章绪论现今，高效，节能，环保型的洗衣机在市场上一直占据了主导地位。近年来随着计算机在社会领域的渗透，单片机的应用正在不断地走向深入，同时带动传统洗衣机的更新发展。单片机在日常生活中运用比较广泛，洗衣机智能控制系统就是以单片机控制为核心的智能控制系统，它把以往洗衣机繁琐的操作简单化，不但其功能显著提高，还增加了难以实现的功能，同时也提高了控制精确度。硬件与软件相结合实现了洗衣机智能化和自动化。随着人们生活水平的不断提高，单片机智能控制无疑是人们追求的目标之一，它给人们所带来的方便也是不可估计的。单片机技术也在各个领域应用越来越广泛，同时用单片机设计的各种家用电器也被人们所关注，一时间涌现出大量各式各样的新型电器，这些家用电器的原理到底是怎样的呢？说到底也是单片机运用的范畴，其中洗衣机就是一个典型的例子，但人们对它的要求越来越高，要为现代人生活提供更好的更方便的设施就需要从单片机技术入手，一切向着数字化，智能化控制方向发展。目前的洗衣机都没有实现全方面的兼容，大多洗衣的厂家都注重各自品牌的洗衣机的特长，突出一两个与别的洗衣机不同的个性化的功能。洗衣机的各项功能是由单片机控制实现的，目前中国洗衣机市场正进入更新换代期，市场潜力巨大，人们对于洗衣机的要求也越来越高，目前的洗衣机主要有强弱洗涤、进排水系统故障自动诊断、暂停等七大功能，在许多方面还不能达到人们的需求。这就要求设计者们有更高的专业和技术水平，能够提出更好的建议和新的课题，将人们的需要变成现实，设计出更节能、功能更全面、更人性化的全自动洗衣机。第3页共39页第2章方案设计与论证2.1方案一采用模数电设计，由秒脉冲发生器、计数器、译码器、控制门、继电开关、功放和执行电机部分组成主体电路。显示电路由数码管和洗涤时间计数器组成，洗衣机在进行洗涤时具有显示时间的功能。洗涤时间显示秒脉冲发生器60进制计数器洗涤时间计数器控制门功放继电开关执行电机时间译码清零置数图2-1方案一2.2方案二CPU控制模块电机调速控制模块显示模块电源模块复位模块时钟模块控制模块图2-2方案二采用单片机设计，以AT89C52单片机为核心元件，由时钟电路、复位电路、电源第4页共39页电路、显示电路、按键电路和执行电机部分组成。电机电路部分是利用三极管产生的压降，输入的高低电平使电机产生正转和反转。显示电路采用八个LED和八个电阻与单片机相连，利用C语言编程实现洗衣机自动化显示功能。此方案设计的洗衣机主要有强弱洗涤、进排水系统故障自动诊断、暂停等七大功能。2.3方案论证与选择目前中国洗衣机市场正进入更新换代期，市场潜力巨大，人们对于洗衣机的要求也越来越高。从以上两种方案，容易看出方案一选用了计数器、译码器、秒脉冲发生器、功放等电路，功能比较单一，电路复杂，体积较大，单线性误差大，实现不方便。方案二电路简单，功能相对强大，体积较小，方便灵活；洗衣机主要有强弱洗涤、进排水系统故障自动诊断、暂停等七大功能。因此，设计出基于单片机的全自动洗衣机控制电路系统具有很强的实用性。故本次设计采用方案二。第5页共39页第3章系统硬件设计硬件设计是整个系统的基础，要考虑的方方面面很多，除了实现洗衣机基本功能以外，主要还要考虑如下几个因素：系统稳定度；器件的通用性或易选购性；软件编程的易实现性；系统其它功能及性能指标；因此硬件设计至关重要。现从各功能模块的实现逐个进行分析探讨。3.1总体设计及功能描述本设计以单片机AT89C52为控制核心，采用模块化设计，共分以下几个功能模块：单片机控制系统模块、电源模块、时钟模块、复位模块、按键控制模块、直流电机控制模块和显示模块等。洗衣机主要有强弱洗涤、进排水系统故障自动诊断、暂停等七大功能。3.2各功能模块硬件设计3.2.1单片机控制模块的设计AT89C52单片机是一种高效微控制器，也是低功耗高性能单片机。单片机是本设计的核心主要起控制作用，采用40引脚双列直插封装形式，32个外部双向输入/输出（I/O）端口，同时内含2个外中断口，2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，因为受引脚数目的限制，所以有不少引脚具有第二功能。外形及引脚排列如图3-1所示。AT89C52单片机的主要管脚功能：VCC：供电电压。GND：接地。P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为第6页共39页低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写1时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。P3口：P3口是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入1后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器PSEN周期两次有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的信号将不出现。PSEN/VPP：当保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不A管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时，将内部锁定为RESET；当端保EAA持高电平时，此间内部程序存储器。在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。第7页共39页图3-1AT89C52单片机的管脚图电源、时钟信号以及复位电路是单片机工作的基本条件，缺一不可。AT89C52单片机系统的基本工作电路包括电源电路、时钟电路、复位电路。其组成方框图如图3-2所示。CPU控制模块电源电路时钟电路复位电路图3-2单片机控制系统基本硬件组成方框图1.电源电路电源电路模块为系统电路和其他模块提供+5V电源。供电电源可由开关电源提供。2.时钟电路模块的设计由于AT89C52单片机芯片内有时钟振荡电路，因此本系统单片机采用内部时钟方式，只要在单片机的XTAL1和XTAL2引脚外接石英晶体和微调电容，就构成了自激振荡器并在单片机内部产生时钟脉冲信号，具体电路设计如图3-3所示。第8页共39页图3-3时钟振荡电路工作原理：时钟信号通常用两种电路形式得到：内部振荡和外部振荡。在XTAL1和XTAL2引脚上外接定时元件，就能构成自激振荡电路。定时元件通常采用石英晶体和电容组成的并联谐振电路。一般电容C4和C5主要起频率微调作用，电容值可选取为30pF左右或40pF左右；晶体振荡器，简称晶振，其晶振频率（fosc）范围为1.2MHz12MHz,本设计中选择12MHz。晶体振荡频率越高，系统的时钟频率也越高，单片机的运行速率就越快。3.复位电路模块设计复位电路使单片机或系统中的其他部件处于某种确定的状态。当在MCS-51系列单片的RST引脚处引入高电平并保持2个机器周期，单片机内部就执行复位操作。复位操作有两种基本形式：一种是上电复位，另一位是按键复位。本设计采用按键复位方式。如图3-4图3-4复位电路工作原理：当按下按键时，RST直接与VCC相连，出现2个以上的高电平形成复位，同时电解电容被短路放电；按键松开时，电容充电，电流流过电阻，RST为高电平，仍然是复位，充电完成后，电容相当于开路，RST为低电平，正常工作。第9页共39页3.2.2控制电路设计单片机设计中，重要的一个模块是按键的设计。常见的单片机按键设计分为独立式和行列式（矩阵式）。独立式按键设计简单，但占用I/O口较多；行列式按键设计相对复杂，占用I/O口较少。如图3-5所示。图3-5控制电路为方便使用,设计了三个独立式按键，分别为程序选择键、强弱选择键、运行/暂停。1.程序选择键：用于选择洗衣方式，由于本设计具有4种洗衣工作程序，即标准程序、经济程序、单独程序和排水程序，所以设计程序选择按键。2.强弱选择键：用于选择强弱洗涤功能。由于本设计要求强洗时正/反转驱动时间各为4S，间歇时间为1S；弱洗时正/反转驱动时间各为3S，间歇时间为2S，所以设计此按键用来控制电机转速。3.运行/暂停选择键：由于本设计要求不管洗衣机工作在什么状态，当按下暂停键时，洗衣机需暂停工作，待启动键按下后洗衣机又能按原来所选择的工作方式继续工作，所以设计该按键。3.2.3显示电路设计在单片机应用系统中，对于系统的运行状态和运行结果，通常都需要直观显示出来。本设计采用的是8个共阳极发光二极管显示，显示电路如图3-6所示。显示电路油八个LED和八个电阻构成。八个电阻都分别为10欧姆，在电路中，电阻起限流保护作用，防止LED被烧坏。八个LED是共阳级，当输入低电平时LED点亮，当输入高电平时LED熄灭。第10页共39页图3-6显示电路表3-1显示电路工作状态标准LED1亮強洗LED5亮经济LED2亮弱洗LED6亮单独LED3亮洗涤LED7亮排水LED4亮漂洗LED8亮如表3-1所示标准模式时发光二极管一点亮；当洗衣机工作于经济模式时发光二极管二点亮；当洗衣机工作于单独模式时发光二极管三点亮；当洗衣机工作于排水模式时发光二极管四点亮；当洗衣机工作于强洗模式时发光二极管五点亮；当洗衣机工作于弱洗模式时发光二极管六点亮；当洗衣机工作于洗涤模式时发光二极管七点亮；当洗衣机工作于漂洗模式时发光二极管八点亮。第11页共39页3.2.4直流电机驱动电路设计图3-7直流整机电路图3-7所示为一个典型的直流电机控制电路。电路得名于“H桥式驱动电路”是因为它的形状酷似字母H。要使电机运转，必须导通对角线上的一对三极管。根据不同三极管的导通情况，电流可能会从左至右或从右至左流过电机，从而控制电机的转向。图3-8H桥式驱动电机顺时针转动如图3-8所示，该电路中当Q1管和Q4管导通时，电流就从电源正极经Q1从左至右穿过电机，然后再经Q4回到电源负极。按图中电流箭头所示，该流向的电流将驱动电机顺时针转动。当三极管Q1和Q4导通时，电流将从左至右流过电机，从而驱动电机按特定方向转动（电机周围的箭头指示为顺时针方向）。当三极管Q2和Q3导通时，电流将从右至左流过电机，从而驱动电机沿另一方向转动（电机周围的箭头表示为逆第12页共39页时针方向）。图3-9H桥式驱动电机逆时针转动如图3-9所示，驱动电机时，保证H桥上两个同侧的三极管不会同时导通非常重要。如果三极管Q1和Q2同时导通，那么电流就会从正极穿过两个三极管直接回到负极。此时，电路中除了三极管外没有其他任何负载，因此电路上的电流就可能达到最大值（该电流仅受电源性能限制），甚至烧坏三极管。第13页共39页第4章系统软件设计软件在硬件平台上构筑，完成各部分硬件的控制和协调。系统功能是由软硬件共同实现的，由于软件的可伸缩性，最终实现的系统功能可强可弱，差别可能很大。软件采用模块化设计方法，不仅易于编程和调试，也可减小软件故障率和提高软件的可靠性。同时，对软件进行全面测试也是检验错误排除故障的重要手段。由于编程多涉及到数值运算，比较复杂，还有LCD灯的显示设计都是需要多重选择判断，用我们平时常用的汇编语言编程是很难实现的，这里我们选用了移值性好、结构清晰、能进行复杂运算的C语言来实现编程。4.1软件主要程序流程标准方式函数经济方式函数单独方式函数排水方式函数强弱切换函数主程序函数图4-1主要程序流程图整个系统的功能是由硬件电路配合软件来实现的，当硬件基本定型的时候软件也基本定下了，从软件的功能不同，可以分为两的类：一是监控软件（主程序）它是整个软件的核心，专门用来协调各个执行模块和操作者的联系。二是执行软件（子程序）它是用来完成各种实质性的工作的，如测量、计算、显示、通讯等。每一个执行软件就是一个小的执行模块，这里将每一个模块一一列出来，并为每个执行模块进行功能定义和接口定义。各执行模块规划好以后，就可以规划监控软件了。首先要根据系统的总体功能选择一种最合适的监控程序结构，然后根据实时性的条件，合理安排监控软件和执行软件之间的调度关系。第14页共39页4.2标准方式运行程序设计jinshui=0;/进水打开xidi=0;/洗涤打开paishui=0;/排水打开jinshui=0;/进水打开piaoxi=0;/关掉漂洗paishui=0;/打开排水tuoshui=0;/打开脱水图4-2标准方式运行流程图标准方式运行程序是我们最常用的洗衣程序，标准程序流程循环3次第一次是进水（4秒）洗涤（10秒）排水（2秒）第二次进水（4秒）漂洗（10秒）排水（2秒）第三次进水（4秒）洗涤（10秒）排水（1秒）脱水（2秒）每循环一开始进水判断是否水满？洗涤排水进水漂洗判断是否水满？脱水结束洗两次？排水YNYNYN第15页共39页次洗涤或漂洗环节时间比上一循环同一环节时间减少2秒，具体是第一循环为洗涤，时间为6秒，第二第三次循环为漂洗，时间分别为4秒和2秒，排水时间采用动态时间法确定，脱水时间为2秒。流程图如图4-2所示。4.3经济方式运行程序设计jinshui=0;/打开进水xidi=0;/打开洗涤paishui=0;/打开排水jinshui=0;/打开进水piaoxi=0;/打开漂洗paishui=0;/打开排水tuoshui=0;/打开脱水图4-3经济方式运行流程图经济方式运行程序是我们现代洗衣机的一个特点，经济程序与标准程序一样，只是循环次数为二次。即洗涤一次，漂洗一次，具体是第一为洗涤，时间为6秒,第二为漂洗，时间为4秒，排水时间采用动态时间法确定，脱水时间为2秒。流程图如图4-3所示。开始进水判断是否水满？洗涤排水进水漂洗判断是否水满？脱水结束排水YNYN第16页共39页4.4单独方式运行程序设计由于洗衣机对不同的情况有不同的需要，设计了单独运行程序。单独程序是进水洗涤结束（留水不排不脱），水满了以后直接进行洗涤，洗涤时间为6秒，排水时间采用动态时间法确定，脱水时间为2秒。流程图如图4-4所示。jinshui=0;/打开进水xidi=0;/打开洗涤paishui=0;/打开排水图4-4单独方式运行流程图4.5排水方式运行程序设计当我们洗涤完成以后，往往需要将洗衣机内的水排出，再进行脱水处理，所以设计了排水程序。排水程序是排水脱水结束，时间确定与上述程序相应环节相同。流程图如图4-5所示。voidpaishuifangshi()/排水方式paishui=0;/打开排水delay(2);/延时paishui=1;/关掉排水tuoshui=0;/打开脱水TSshanshuo=1;delay(2);/延时开始进水判断是否水满man满？满？/发/MANMAN满？满WA1满？洗涤排水YN结束第17页共39页排水延时开始脱水延时结束图4-5排水方式运行流程图4.6强弱切换程序设计由于洗衣机对不同的情况有不同的需要，设计了单独运行程序，要求强洗时正/反转驱动时间各为4秒，间歇时间为1秒；弱洗时正/反转驱动时间各为3秒，间歇时间为2秒。流程图如图4-6所示。开始强弱选择停止强洗弱洗图4-6强弱切换程序流程图4.7主程序设计主程序主要完成硬件初始化，子程序调用和程序间的切换，由于本设计要求洗衣机具有经济、标准、单独、排水四种工作方式和强弱切换功能，所以主程序除了要进行硬件部分的初始化以外还要进行各个程序之间的调用和切换。流程图如图4-7所示。第18页共39页voidQiangRuoQieHuan()/强弱切换子程序QiangRuoQieHuan();/强弱切换子程序case1:biaozhun=0;jingji=1;dandu=1;paishuiled=1;break/标准case2:biaozhun=1;jingji=0;dandu=1;paishuiled=1;break;/经济case3:biaozhun=1;jingji=1;dandu=0;paishuiled=1;break;/单独case4:biaozhun=1;jingji=1;dandu=1;paishuiled=0;break;/排水delayms(1);if(qidong=1)/判断是否启动？while(1)switch(num)/程序方式切换图4-7主程序流程框图开始初始化循环强弱切换程序延时程序方式切换循环判断是否启动I=1标准I=2经济I=3单独I=4排水标准经济单独排水YN第19页共39页第5章仿真与调试5.1洗衣机仿真图5.1.1标准方式仿真图X1CRYSTALC11nFC21nFC31nFR510kXTAL218XTAL119ALE301PSN29RST9P0./AD039.1/18P0.2/AD237.3/36P0.4/AD435.5/54P0.6/AD63.7/72P1.0/T21./EX2P1.23.34P1.45.56P1.67.78P3.0/RXD10.1/TP3.2/IN012./IT13P3.4/014P3.7/RD17.6/W6.5/T15P2.7/A1528P2.0/A821.1/9P2./A023.3/14P2.4/A225.5/136.6/47U1AT89C52+5v强弱选择键程序选择键运行/暂停盖开关标准经济单独排水弱洗洗涤漂洗进水排水R41kQ1TIP31Q2TIP32Q3TIP31Q4TIP31Q5TIP31Q6TIP31Q7TIP32Q8TIP31R11kR21kR31k+12v0.0脱水強洗图5-1标准方式仿真图过程：打开电源一开始洗衣机工作在标准模式下，标准指示灯亮，強洗指示灯亮。在按下“运行/暂停键”时洗衣机标准模式运行开始，洗衣机循环三次，第一次如图5-2所示：进水-洗涤-排水。第二次如图5-3所示：进水-漂洗-排水。第三次如图5-4所示：进水-漂洗-排水-脱水。进水排水脱水标准经济单独排水弱洗洗涤漂洗強洗进水排水脱水图5-2标准方式第一次循环仿真图进水排水脱水标准经济单独排水弱洗洗涤漂洗強洗进水排水脱水图5-3标准方式第二次循环仿真图第20页共39页进水排水脱水标准经济单独排水弱洗洗涤漂洗強洗进水排水脱水进水排水脱水图5-4标准方式第三次循环仿真图5.1.2经济方式仿真图X1CRYSTALC11nFC21nFC31nFR510kXTAL218XTAL119ALE301PSN29RST9P0./AD039.1/18P0.2/AD237.3/36P0.4/AD435.5/54P0.6/AD63.7/72P1.0/T21./EX2P1.23.34P1.45.56P1.67.78P3.0/RXD10.1/TP3.2/IN012./IT13P3.4/014P3.7/RD17.6/W6.5/T15P2.7/A1528P2.0/A821.1/9P2./A023.3/14P2.4/A225.5/136.6/47U1AT89C52+5v强弱选择键程序选择键运行/暂停盖开关标准经济单独排水弱洗洗涤漂洗进水排水R41kQ1TIP31Q2TIP32Q3TIP31Q4TIP31Q5TIP31Q6TIP31Q7TIP32Q8TIP31R11kR21kR31k+12v0.0脱水強洗图5-5经济方式仿真图进水排水脱水标准经济单独排水弱洗洗涤漂洗強洗进水排水脱水图5-6经济方式第一次循环仿真图进水排水脱水标准经济单独排水弱洗洗涤漂洗強洗进水排水脱水进水排水脱水图5-7经济方式第二次循环仿真图第21页共39页过程：按下程序选择键选择经济方式，经济方式循环两次，第一次如图5-6所示：进水-洗涤-排水。第二次如图5-7所示：进水-漂洗-排水-脱水。5.1.3单独方式仿真图X1CRYSTALC11nFC21nFC31nFR510kXTAL218XTAL119ALE301PSN29RST9P0./AD039.1/18P0.2/AD237.3/36P0.4/AD435.5/54P0.6/AD63.7/72P1.0/T21./EX2P1.23.34P1.45.56P1.67.78P3.0/RXD10.1/TP3.2/IN012./IT13P3.4/014P3.7/RD17.6/W6.5/T15P2.7/A1528P2.0/A821.1/9P2./A023.3/14P2.4/A225.5/136.6/47U1AT89C52+5v强弱选择键程序选择键运行/暂停盖开关标准经济单独排水弱洗洗涤漂洗进水排水R41kQ1TIP31Q2TIP32Q3TIP31Q4TIP31Q5TIP31Q6TIP31Q7TIP32Q8TIP31R11kR21kR31k+12v0.0脱水強洗图5-8单独方式仿真图单独方式如图5-9所示：按下程序选择键选择单独方式，单独方式循环一次：进水-洗涤。进水排水脱水标准经济单独排水弱洗洗涤漂洗強洗图5-9单独方式循环仿真图5.1.4排水方式仿真图第22页共39页X1CRYSTALC11nFC21nFC31nFR510kXTAL218XTAL119ALE301PSN29RST9P0./AD039.1/18P0.2/AD237.3/36P0.4/AD435.5/54P0.6/AD63.7/72P1.0/T21./EX2P1.23.34P1.45.56P1.67.78P3.0/RXD10.1/TP3.2/IN012./IT13P3.4/014P3.7/RD17.6/W6.5/T15P2.7/A1528P2.0/A821.1/9P2./A023.3/14P2.4/A225.5/136.6/47U1AT89C52+5v强弱选择键程序选择键运行/暂停盖开关标准经济单独排水弱洗洗涤漂洗进水排水R41kQ1TIP31Q2TIP32Q3TIP31Q4TIP31Q5TIP31Q6TIP31Q7TIP32Q8TIP31R11kR21kR31k+12v0.0脱水強洗图5-10排水方式仿真排水方式如图5-11所示：按下程序选择键选择排水方式，排水方式循环一次：排水-脱水。标准经济单独排水弱洗洗涤漂洗強洗进水排水脱水图5-11排水方式循环仿真图第23页共39页第6章实物制作与调试6.1印制电路板设计Protel公司2001年正式推出了功能强大的EDA综合设计环境Protel99SE，它具有原理图设计、印制电路板设计、电路仿真及逻辑器件设计等功能。所以在本次的毕业设计中也采用软件Protel99SE对电路进行设计和印制电路板的设计。在设计中，运用Protel99SE软件进行原理图绘制及印制电路板的设计，其中在用软件进行PCB板设计的主要过程为以下步骤。设计步骤：绘制电路原理图PCB电气规格检查及标注调整生成网络表建立PCB文件、定义电路板加载PCB元件库加载网络表元件布局设计规则设置自动布线人工布线调整打印PCB样图。经过以上的步骤，最后软件输出PCB板的三维效果图，如图5-1所示：图6-1PCB板三维效果图6.2印刷板制作工艺流程工艺程序：确定整板周边尺寸贴热转印纸热转印去除热转印纸腐蚀清洗细砂纸擦光亮涂松香水钻孔定位检查电路线。第24页共39页1.将符合尺寸要求的覆铜板表面用细砂纸擦光亮,再用热转印纸粘贴到覆铜板上。2.贴热转印纸，贴完热转印纸后，应在板上垫放一张厚张，用手掌在上面压一压，其目的是使全部热转印纸与复铜板粘贴得更加牢靠，便于热转印。3.将已经贴好热转印纸的覆铜板用热转印机进行电路板的热转印，使热转印机的工作温度控制在150度左右，让热转印纸上的电路图充分的附着在覆铜板上。4.将转印好的覆铜板经冷却以后，去除热转印纸（注意不要损坏转印好的电路）。5.腐蚀过程一般采用三氯化铁作腐蚀液，腐蚀速度与腐蚀液的浓度、温度及腐蚀过程中不断的抖动有关，为保证制板质量及提高腐蚀速度，可采用抖动和加热的方法。6.将已经腐蚀好的印制板用清水冲洗，去掉残留在印制板上的三氯化铁腐蚀液，再晾干。用细砂布将印刷板复铜面擦至光亮为止，然后立即涂上松香溶液，晾干。（涂松香水时应将印刷电路板倾斜再涂上松香水）。7.将晾干的印制板用直径1.0mm钻头的钻孔机钻孔、定位，完成后检查电路线。6.3整机装配与调试经过前面的一系列的工作过程后，最后部分是整机的装配和调试，按照整机电路的设计图，搭接实物电路，且按照PCB板的效果图中的电路进行元件的安装、焊接、调试，具体的装配过程如下：1.做好装配前的准备工作，包括工具、仪器、材料等。2.清理和检测元件的好坏。3.元件的焊接，按照先小后大，先轻后重，先里后外的规则。并确定是卧装还是立装，按照工艺要求，个别元件要进行引脚的整形，再进行焊接。4.剪引脚，元件焊接完成后，剪掉元件较长的引脚。5.清洗与检查，用工业酒精对残留有助焊剂的焊盘进行清洗，按照原理图，对照焊接的电路，观察有无错焊的元件，也可以借助仪表进行检测。整机的调试过程：按照电路先静态，后动态，先局部，后整体的调试的基本原则进行。同时借助仪表进行测试点的的检测，如果测得的数据与电路的技术指标相符，确定无误后，再进行通电测试。若不能正常工作，则必须对电路进一步检测，观察有无元器件错焊、漏焊等，有错误立即纠正。调试到整机能够正常工作为止。第25页共39页6.4实物第26页共39页总结在我的毕业设计中，主要是以AT89C52单片机为核心的，对洗衣机进行了简单的设计与阐述。本次设计可以说是软硬结合，又以硬件为主，软件为辅。当今科技发展迅速，单片机嵌入式开发有着光明的前景。由于单片机具有经济实用、开发简便等特点，所以依然在工业控制、家电等领域占据广泛的市场。所以我选择这样的毕业设计课题，并且能通过此次设计来提高自己软件编制和硬件电路设计的能力。在我完成这次毕业设计的过程中，当看到自己将专业知识用于解决实际的问题时，那份成就感和喜悦感是难以形容的。但是，在实际的编程以及调试程序过程中，我发现自己应该学的东西太多太多。光靠自己在书本上所学过的这点知识是远远不够的，真正地认识到了工作就是学习的道理。由于我以前对52单片机的C语言没有认真钻研过，所以感觉毕业设计的任务十分紧迫。通过对本系统的设计，我学习到了硬件开发和软件开发的基本流程并有了一定的驾御此开发过程的能力。编程的过程中，虽然不乏辛苦，但更多的是程序调试成功后的喜悦。总之，这次毕业设计对我来说是一次比较全面的、富有创造性和探索性的锻炼，完成了我选题时的心愿。令我深有感触，对于我今后的学习、工作和生活都将是受益非浅的！第27页共39页参考文献1张永岚.单片机应用技术.北京:电子工业出版社，20092刘守义.单片机高等教程.北京:北京航空航天大学出版社，20003何立民.单片机应用系统设计.北京:北京航空航天大学出版社，20014熊建云.Protel99seEDA技术及应用.北京:机械工业出版社，20075华永平.电子线路课程设计.南京:东南大学出版社，20066林春方.电子线路学习指导与实训.北京:电子工业出版社，20047杨宝清.实用电路手册.北京:机械工业出版社，20028张存礼.电子技术综合实训.北京:北京师范大学出版社，2007第28页共39页附录1系统设计原理图C11nFC31nFR510kXTAL218XTAL119ALE30E31PSN29RST9P0./AD0390.1/138P0.2/AD2370.3/336P0.4/AD4350.5/534P0.6/AD630.7/732P1.0/T211./T2EX2P1.231.34P1.451.56P1.671.78P3.0/RXD103.1/T1P3.2/INT0123./IT113P3.4/T014P3.7/RD173.6/W163.5/T115P2.7/A1528P2.0/A8212.1/92P2./A10232.3/124P2.4/A12252.5/13262.6/1427U1AT89C52强弱选择键程序选择键运行/暂停盖开关进水排水R41kQ1TIP31Q2TIP32Q3TIP31Q4TIP31Q5TIP31Q6TIP31Q7TIP32Q8TIP31R11kR21kR31k+12v+8.8脱水+12vC21nFX1CRYSTAL标准经济单独排水強洗弱洗洗涤漂洗第29页共39页附录2元件明细表项目代号代号名称、型号、规格数量备注更改R0GB8551-87RJ0.12510K5%1R1GB8551-87RT0.1251k10%1R2GB8551-87RT0.12551010%1R3GB8551-87RT0.536010%1R4GB8551-87RT0.1254.7K10%1R5GB8551-87RT0.12520010%1R7GB5995-86RT0.125b22010%1R8GB5995-86RT0.125b22010%1C1GB5995-86CD263V0.1101C2GB5995-86CD225V104101C3GB5995-86CD210V47F101C4GB5995-86CD263V10F101C5GB5995-86CD263V30PF101LEDSJ1067-76LJ-204d-21VT4N2510V3YMD-12095YMD-12095-B1K0-k10PS2213APS2213A4K12K12.000石英晶体K12.0001旧底图总号更改标记数量更改单号签名日期底图总号拟制杨兰审校杨兰日期签名等级标记第1张共1张标准化批准基于单片机的模拟洗衣机控制系统元器件明细表第30页共39页附录3系统源程序*AT89C52源程序*#include/包含头文件reg52.h#defineucharunsignedchar/无符号字符形淑君预定为uchar#defineuintunsignedintsbitbiaozhun=P10;/定义端口sbitjingji=P11;sbitdandu=P12;sbitpaishuiled=P13;sbitqiangxi=P14;sbitruoxi=P15;sbitxidi=P16;sbitpiaoxi=P17;sbittuoshui=P20;sbitjinshui=P22;sbitpaishui=P23;sbitzz=P24;sbitfz=P25;sbitbaojing=P21;*键盘接口*sbitCX_key=P30;sbitQR_key=P31;sbitSW_key=P36;sbitGKG_key=P37;*全局变量定义*uchartt,num,qr,qidong;uinttt1=0;bitXDshanshuo;bitPXshanshuo;第31页共39页bitTSshanshuo;bitBJshanshuo;*延时一秒*voiddelay(uinti)ucharx;/,a,b,cwhile(i-)T2CON=0X01for(x=0;x20;x+)/定时器定时5秒TH2=0x3c;/设置定时器初值TL2=0xb0;TR2=1;while(!TF2);/查询计数是否溢出TF2=0/定时时间到，将定时器溢出标志位TF2清零while(!qidong);/暂停语句*延时毫秒*voiddelayms(uinti)ucharx;while(i-)for(x=0;x110;x+);*标准运行方式*voidbiaozhunfangshi()/标准方式运行jinshui=0;/进水打开delay(4);/延时jinshui=1;/进水关闭第32页共39页xidi=0;/洗涤打开TR1=1;XDshanshuo=1;/启动定时器1洗涤闪烁delay(20);/延时xidi=1;/洗涤打开TR1=0;1XDshanshuo=0;/关掉定时器,洗涤闪烁zz=0;/正转打开fz=0;/反转打开paishui=0;BJshanshuo=1;/排水打开delay(2);/延时paishui=1;/关掉排水jinshui=0;/打开进水delay(4);/延时jinshui=1;BJshanshuo=0;/关掉进水piaoxi=0;/打开漂洗TR1=1;PXshanshuo=1;/打开定时器1漂洗闪烁delay(20);/延时piaoxi=1;/关掉漂洗TR1=0;PXshanshuo=0;/关掉定时器1.漂洗闪烁zz=0;/打开正转fz=0;/打开反转paishui=0;BJshanshuo=1;/打开排水delay(2);/延时paishui=1;/关掉排水jinshui=0;/打开进水delay(4);/延时jinshui=1;BJshanshuo=0;/关掉进水piaoxi=0;/打开漂洗TR1=1;PXshanshuo=1;/打开定时器1delay(20);/延时第33页共39页piaoxi=1;/关掉漂洗TR1=0;PXshanshuo=0;/关掉定时器1zz=0;/打开正转fz=0;/打开反转paishui=0;BJshanshuo=1;/打开排水delay(2);/延时paishui=1;/关掉排水tuoshui=0;Tsshansuo=1;/打开脱水delay(2);/延时tuoshui=1;Tsshansuo=0;/关掉脱水biaozhun=1;/关掉标准*经济运行方式*voidjingjifangshi()/经济方式jinshui=0;/打开进水delay(4);/延时jinshui=1;/关掉进水xidi=0;/打开洗涤TR1=1;/打开定时器1XDshanshuo=1;/打开洗涤闪烁delay(30);/延时xidi=1;/关掉洗涤TR1=0;XDshanshuo=0;/关掉定时器1zz=0;/打开正转fz=0;/关掉反转paishui=0;/打开排水delay(2);/延时paishui=1;/关掉排水jinshui=0;/打开进水第34页共39页delay(4);/延时jinshui=1;/关掉进水piaoxi=0;/打开漂洗TR1=1;PXshanshuo=1;/打开定时器1delay(20);/延时piaoxi=1;/关掉漂洗TR1=0;PXshanshuo=0;/关掉定时器1zz=0;/正转fz=0;/反转paishui=0;/打开排水delay(2);/延时paishui=1;/关掉排水tuoshui=0;TSshanshuo=1;/打开脱