毕业设计-基于at89s51单片机的智能洗衣控制系统

毕业论文基于AT89S51单片机的智能洗衣控制系统摘要基于AT89S51单片机的洗衣控制系统,控制面板由按键、指示灯和LCD显示器、温度传感器组成。按键选择洗衣机工作方式,指示灯配合按键工作,LCD显示器则显示洗衣机涤和脱水时间。洗衣机的整体电路模块包括键盘矩阵、指示灯、电动机控制及电源电路。控制程序设计包括定时中断服务程序、外中断服务程序及主程序。关键词洗衣控制系统AT89S51单片机控制程序WASHINGMACHINECONTROLSYSTEMBASEDONSINGLECHIPAT89S51ABSTRACTWASHINGMACHINECONTROLSYSTEMBASEDONSINGLECHIPAT89S51,THECONTROLPANELISCOMPOSEDBYKEYS,INDICATINGLAMPSANDLCDTHEKEYSSELECTTHEWAYSOFWORKING,THEINDICATINGLAMPSCOOPERATETHEWORKOFTHEKEYSTHELCDMONITORSHOWSTHETIMEOFWASHINGANDDEHYDRATIONTHECIRCUITOFWASHINGMACHINEINCLUDESKEYBOARDMATRIX,INDICATINGLAMP,MOTORCONTROLANDPOWERCIRCUITTHECONTROLPROGRAMINCLUDESTIMINGINTERRUPTSERVICEPROGRAM,EXTERNALINTERRUPTSERVICEPROGRAMANDMAINPROGRAMKEYWORDSWASHINGMACHINECONTROLSYSTEMAT89S51MICROCOMPUTERCONTROLPROGRAM目录1国内洗衣机发展现状111前言212洗衣机概述22洗衣机原理221洗衣机设计思路和结构框架322温度传感器工作原理323继电器工作原理424键盘工作原理525AT89S51单片机工作原理626液晶LCDHA1602型号工作原理73洗衣机设计电路931洗衣机内部工作电路932直流电源电路1033过零检测电路1134显示电路1135复位电路1236LC振荡电路1237报警电路1238负载驱动电路1239指示灯电路图13310电动机的控制电路144洗衣机系统软件设计1441系统流程图1442程序165试验结论32参考文献32附录32致谢321国内洗衣机发展现状11前言随着电子技术迅猛发展，电子材料发展也尤为迅速，使得一些产业发展也很快，电子器件和各种集成器件发展也比较迅速，表现突出的有单片机。单片机具有集成度高、运算速度快、体积小、运行可靠、价格低廉等特点,因此在过程控制、数据采集、机电一体化、智能化仪表、家用电器以及网络技术等方面得到广泛用。实践证明,用于家用电器中的洗衣机控制系统具有精度高、功能强、经济性好的特点,无论在提高产品质量还是产品数量,节约能源,还是改善劳动条件等方面都显示出无比的优越性。单片机的发展带动了自动化控制的发展，使得单片机应用广泛，它可以涉及到政府、军事、金融、科技、文教等各个领域，所以单片机的应用就显得越来越重要了。本论文就是依据单片机强大的控制为核心，设计出了洗衣机的智能化控制系统。论文主要由传感器采集信号、AT89C2051单片机数据处理、键盘控制、执行控制电路、LCD显示几部分组成。12洗衣机概述随着人们的生活水平的日益提高，洗衣机的使用也越来越普及，目前全国的洗衣机的年产量已超过1000万台。洗衣机的分类较多，根据不同的角度大致可分如下几类洗衣机从不同洗衣的原理来说可分为波轮洗衣机、滚筒洗衣机、以及搅拌式洗衣机。洗衣机从结构上又可分为单缸和双缸洗衣机；洗衣机从水流方式上又可分为瀑布水流、手搓水流、悬浮水流等；洗衣机从电机的驱动方式上又可分为间接驱动和直接驱动（DD型洗衣机）；从洗衣机的电机的驱动电源的不同可分为普通洗衣机和变频洗衣机，其中变频洗衣机又可分为直流变频洗衣机和交流变频洗衣机；从洗衣机的显示方式来分有LED灯显示、数码管显示、LCD显示、以及VFD显示。目前在国内波轮洗衣机占洗衣机用量的大部分，滚筒洗衣机和搅拌式洗衣机在国内很少，主要在欧美的家庭大量使用。但近几年滚筒洗衣机洗衣机在国内的市场呈快速增长。波轮洗衣机主要功能完成洗衣过程中的进水、排水、洗涤、漂洗、脱水、自动跳电、故障自检等功能。目前市场推出的健康型洗衣机还要完成消毒、杀菌功能。滚筒洗衣机的主要功能除上面提到的波轮洗衣机的主要功能外，还有给水加热和温控，以及烘干衣物等功能。2智能洗衣机设计原理21洗衣机设计思路和结构框架智能洗衣机设计主要部分有单片机CPU处理数据，温度传感器采集模块，LCD显示模块，键盘控制模块，指示灯模块,控制执行模块,加热模块。智能洗衣机设计思路采用AT89C2051作为控制核心其中,P00P07显示数据输出口,P10P15作为键盘扫描的输入输出口,P20P22显示数据控制线,P23、P24分别为检测水是否加满和检测水是否排光P25、P26分别控制启动进水闸和控制启动排水闸,P27控制报警喇叭,P30、P31控制电机正反转,P32、P33、P34控制各种状态指示灯,P35温度传感器DS18B20,P36控制加热器P37、P16、P17三个口暂时没有用到当洗衣机通电以后,LCD显示”HELLOWELCOMETOWASHINGSYSTEM”,即为初始状态,盖子打开或按下复位键或是电路不稳定的时候都会出现此状态,各个键盘功能如下K1键选择为是否进入自动3次洗衣加温脱水K2键选择为是否进入自动2次洗衣加温脱水K3键为选择是否进入强洗一次不加温不脱水K4键为选择是否进入弱洗一次不加温不脱水K5键为选择是否进入脱水,K6键是否进入加温K7键对洗衣或脱水时间分钟加1或是加热要达到的温度加1K8键对洗衣或脱水时间分钟减1或是加热要达到的温度减1K9键确定和暂停当K1和K9组合按下后,选择自动洗衣服3次，K1K6被屏蔽掉,K7K9有效,系统将进入加水加温可调洗衣排水加水洗衣排水加水洗衣排水脱水停报警30秒中间可以按下暂停当K2和K9组合按下后，选择自动洗衣服2次，K1K6被屏蔽掉,K7K9有效,系统将进入加水加温可调洗衣排水加水洗衣排水脱水停报警30秒中间可以按下暂停当K3和K9组合按下后，选择自动强洗衣服一次，K1K6被屏蔽掉,K7K9有效,系统将进入加水，洗衣，排水。中间可以按下K7或K8增加和减少洗衣时间和暂停。当K4和K9组合按下后，选择自动弱洗衣服一次，K1K6被屏蔽掉,K7K9有效,系统将进入加水，洗衣，排水。中间可以按下K7或K8增加和减少洗衣时间和暂停。当K5和K9组合按下后，选择自动脱水，K1K6被屏蔽掉,K7K9有效,系统将进入排水，脱水。中间可以按下K7或K8增加和减少脱水时间和暂停。当K6和K9组合按下后，选择加温，K1K6被屏蔽掉,K7K9有效,系统将进入加水，加温。中间可以按下K7或K8增加和减少要求达到的温度和暂停。当系统完成一个动作的时候比如加水超过3分钟，排水超过3分钟，加热超过8分钟，洗衣服结束，脱水结束，加热结束，都会报警，如果没有按键按下，报警30秒后恢复初始状态，工作中间打开盖子也会恢复到初始状态。DS18B20温度AT89S51单片机LCD显示模块键盘对应的状态指示灯键盘控制加热装置报警器电机控制开关水闸水位控制图1智能洗衣机结构框图22温度传感器【1】单线数字温度计DSL8B20介绍1DSL8B20数字温度计提供9位二进制温度读数指示器件的温度信息经过单线接口送入DSL8B20或从DSL8B20送出，因此从主机CPU到DSL8B20仅需一条线和地线，DSL8B20的电源可以由数据线本身提供而不需要外部电源，因为每一个DSL8B20在出厂时已经给定了唯一的序号，因此任意多个DSL8B20可以存放在同一条单线总线上，这就允许在许多不同的地方放置温度敏感器件。每只DS18B20都可以设置成两种供电方式即数据总线供电方式和外部供电方式采取数据总线供电方式可以节省一根导线但完成温度测量的时间较长采取外部供电方式则多用一根导线但测量速度较快，所以我们采用如图2单线连接的方式采集。AT89C2051单片机图2温度传感器单线连接图【2】DS18B20的特性DS18B20可以程序设定912位的分辨率，精度为05C。可选更小的封装方式，更宽的电压适用范围。分辨率设定，及用户设定的报警温度存储在EEPROM中，掉电后依然保存。存储用户定义报警温度、分辨率参数的EEPROM，精度降低为2C，适用于对性能要求不高，成本控制严格的应用，是经济型产品。【3】DS18B20的主要特性如下1适应电压范围更宽，电压范围3055V。2独特的单线接口方式，DS18B20在与微处理器连接时仅需要一条口线3DS18B20支持多点组网功能，多个DS18B20可以并联在唯一的三线上。4DS18B20在使用中不需要任何外围元件，5温范围55125，在1085时精度为056负压特性电源极性接反时，芯片不会因发热而烧毁，但不能正常工作。DS1820工作主程序流程图如3所示。1820复位开始读取温度数据转换显示结束图3DS18B20主程序流程图23继电器工作原理继电器可以分为很多种，有塑壳式短路器，中间继电器，时间继电器，4电流继电器，热继电器，速度继电器，固体继电器等，本论文采用就是固体继电器。【1】固体继电器工作原理固体继电器SOLIDSTATERELAYS,缩写SSR是一种无触点电子开关，由分立元器件、膜固定电阻网络和芯片，采用混合工艺组装来实现控制回路输入电路与负载回路输出电路的电隔离及信号耦合，由固体器件实现负载的通断切换功能，内部无任何可动部件。继电器主要由输入控制电路，驱动电路和输出负载电路三部分组成。固体继电器的输入电路是为输入控制信号提供一个回路，使之成为固体继电器的触发信号源。固体继电器的输入电路多为直流输入，个别的为交流输入。直流输入电路又分为阻性输入和恒流输入。阻性输入电路的输入控制电流随输入电压呈线性的正向变化。恒流输入电路，在输入电压达到一定值时，电流不再随电压的升高而明显增大，这种继电器可适用于相当宽的输入电压范围。【2】固体继电器引脚图本继电器有六个端口，采用输入控制继电器的闭合或断开（ON/OFF）输出，它们可以直接控制其它外围电路。引脚如下图7所示，有NC、COM、NO、L1、L2。NCNORMALCLOSE，常闭点。以COM为共同点，NC与COM在平时是呈导通的状态。COMCOMMON，共同点。输出控制接点的共同接点。NONORMALOPEN，常开点。NO与COM平时呈开路状态，当继电器动作时，NO与COM导通，NC与COM则呈开路状态。L1继电器输入控制。L2继电器输入控制。图4继电器引脚图24键盘工作原理键盘有独立键盘和矩阵键盘，它是由一组开关所组成。通常按键所用开关为机械弹性开关，当按下键帽时，按键内的复位弹簧被压缩，动片触点与静片触点相连，键盘的两个引脚被接通，松手后，键盘的两个引脚被断开，理想状态下，按键引脚电平变化如图9所示，但是实际机械开关是有抖动的，一般510MS，在这段时间里会连续产生多个脉冲，在段开的时候也不会一下子断开按键同样有抖动电平如图10所示，论文按键电路设计如图11所示。按键的确认可以判断按键的闭合，但是必须消除按键抖动，本论文用软件来实现，即在第一次检测到有按键被按下的时候去执行一段延时1215MS的子程序，从而可以消抖。理想按键电压波形按下释放图5理想按键电压波形实际按键电压前抖后抖稳定闭合图6实际按键电压波形本系统中使用了33矩阵键盘，使用了P10P15，首先给列全为高电平，行全为低电平，定时扫描，读出P1口的值，如果依然列全为高，行全为低的话，说明没有按键按下，否则就是有按键按下，如果有按键按下的话，去抖，然后给出第一行为低电平，其他的都为高电平，扫描第一列，第二列，第三列，如果第N列读出的是低电平，说明是第一行的第N列为按下的键，依次给出第二行，第三行为低电平，同样扫描，可以得到键值。25AT89S51单片机的工作原理以ATMEL公司生产的51系列家族的AT89S51单片机来讲解，AT89S51是目前最常用的单片机，其中AT89S51为标准51单片机，当然其功能比早期的51单片机更强大，支持ISP在系统编程技术，内置硬件看门狗。251、AT89S51单片机引脚介绍AT89S51有PDIP、PLCC、TQFP三种封装方式，其中最常见的就是采用40PIN封装的双列直接PDIP封装，外形结构下图。芯片共有40个引脚，引脚的排列顺序为从靠芯片的缺口（见右图）左边那列引脚逆时针数起，依次为1、2、3、4。40，其中芯片的1脚顶上有个凹点（见右图）。在单片机的40个引脚中，电源引脚2根，外接晶体振荡器引脚2根，控制引脚4根以及4组8位可编程I/O引脚32根。1、主电源引脚（2根）VCCPIN40电源输入，接5V电源GNDPIN20接地线2、外接晶振引脚（2根）XTAL1PIN19片内振荡电路的输入端XTAL2PIN20片内振荡电路的输出端3、控制引脚（4根）RST/VPPPIN9复位引脚，引脚上出现2个机器周期的高电平将使单片机复位。ALE/PROGPIN30地址锁存允许信号PSENPIN29外部存储器读选通信号EA/VPPPIN31程序存储器的内外部选通，接低电平从外部程序存储器读指令，如果接高电平则从内部程序存储器读指令。图7芯片实物图片芯片引脚功能4、可编程输入/输出引脚（32根）AT89S51单片机有4组8位的可编程I/O口，分别位P0、P1、P2、P3口，每个口有8位（8根引脚），共32根。每一根引脚都可以编程，比如用来控制电机、交通灯、霓虹灯等，开发产品时就是利用这些可编程引脚来实现我们想要的功能，尽情发挥你的想象力吧，实现你想要的）强大无比。PO口（PIN39PIN32）8位双向I/O口线，名称为P00P07P1口（PIN1PIN8）8位准双向I/O口线，名称为P10P17P2口（PIN21PIN28）8位准双向I/O口线，名称为P20P27P3口（PIN10PIN17）8位准双向I/O口线，名称为P30P3726液晶LCDHA1602型号工作原理本论文选用HA1602型号的液晶显示，使用方便，而且价格比较便宜使9用，它是162LCD，每行可以显示16个字，可显示的行数为了2行，有16只脚，其中数据线DB0DB7与控制信号线RS、R/W、E用来与富士通单片机I/O口连接，另外3只引脚为电源线VSS、VDD、V0各脚功能如表1所示引脚符号功能说明1VSS接地2VDD5V3V0显示屏明亮度调整脚，一般将此脚接地4RS寄存器选择0指令寄存器（WRITE），BUSYFLAG，位置计数器（READ）1数据寄存器（WRITE，READ）5R/WREAD/WRITE选择1READ0WRITE6E读写使能，下降沿使能7DB08DB19DB210DB3低4位三态，双向数据总线11DB412DB513DB614DB7高4位三态，双向数据总线DB7也是一个BUSYFLAG15BLA背光源正极16BLK背光源负极【1】寄存器选择及显示器地址LCD中的寄存器DDRAM是显示数据的存储器，用来存放LCD的显示数据；CGRAM是字符产生器，用来存放自己设计的57点阵图形的显示数据。LCD指令寄存器和数据寄存器的选择如表所示，通常R/W与RS信号线一起使用。当RS0时，选择指令寄存器；RS1时，选择数据寄存器。当R/W0时，数据写入LCD控制器；当R/W1，到LCD控制器读取数据。E高电位使能信号线。LCD控制指令如下表2控制线数据线序号指令功能RSR/WD7D6D5D4D3D2D1D000000000001清除显示屏清除显示屏，并把光标移至左上角00000000012光标回到原点光标移至左上角，显示内容不变3洗衣机电路设计31洗衣机内部工作电路全自动洗衣机的电路包含220V交流负载驱动电路，IC和蜂鸣器工作用的低压直流电路及高低压共路的电路00000001I/DS3设定进入模式I/D1地址递增，I/D0地址递减S1开启显示屏，S1关闭显示屏0000000DCB4显示器开关D1开启显示屏，D0关闭显示屏C1开启光标，C0关闭光标B1光标所在的位置的字符闪烁，B0字符不闪烁000001S/CR/L5移位方式S/C0，R/L0光标左移；S/C0，R/L1光标右移S/C1，R/L0光标和字符左移；S/C1，R/L1光标和字符右移00001DLNF6功能设定DL1数据长度为度为8位，DL0数据长度为度为4位N1双列字，N0，单列字F1510字形，F057字形0001CGRAM地址7CGRAM地址设定将所要操作的CGRAM地址放入计数器001DDRAM地址8DDRAM地址设定将所要操作的DDRAM地址放入计数器01BF地址计数器内容9忙碌标志位BF读取地址计数器，并查询LCD是否忙碌10写入数据10写入数据将数据写入CGRAM或DDRAM11读取数据11读取数据读取CGRAM或DDRAM的数据交流220V变压器滤波整流稳压AT89S51单片机水位开关安全开关驱动双向可控硅电磁铁电机水阀振荡继电器报警器复位电路驱动发光二级管驱动LCD显示键盘扫描图8洗衣机内部电路图32直流电源电路电气控制系统一般需两种直流电源5V和12V，其中5V作为IC、LED显示电路、三极管放大器驱动双向可控硅的直流电源；12V直流电压供给蜂鸣电路及继电器。系统电源部分电气原理图如图所示。市电220V经过变压器T变压为12V交流电压,通过4只二极管1N4004全桥整流,再经过电容C滤波后得到光滑的直流电压,经过三端稳压器7805稳压后得到稳定的5V电压给各器件供电。在控制器中，输入的电源为交流220V15，50HZ。为提高整个控制器的抗干扰能力，一般在电源L与N之间加上一104M275V的X2安规电容，该可有效吸收大部分外来干扰，另外为提高整个控制器的抗雷击能力，在交流输入侧加上一个压敏电阻，以吸收大部分因雷击带来的外来能量，保护整个控制器不被损坏。考虑到成本，在洗衣机控制器中的压敏电阻一般采用10D621K。控制器中的电源主要向继电器、可控硅、LED灯、以及蜂鸣器等供电，负载电流较大，为有效抑制滤波后的电源的纹波，我们在稳压片7805的输入和输出端各加一个电解电容，一般在7805输入端加电容较大为1000UF/25V如果整个控制器所驱动的负载较多时，为保证通过电压跌落实验需将该电容选得大一些2200UF/25V，7805的输出端一般加一个100UF/16V的电解电容。另外为提高整个电源部分的抗干扰能力，一般在7805的输入和输出端还须各加一个高频电容（以吸收外来的各种高频干扰信号。在洗衣机控制器的设计过程，对高频电容的选取，一般不选用瓷片电容和独石电容，而选用纸介电容，如涤纶电容和金属聚脂膜电容。洗衣机控制器整个电源部分的电路如附图9所示。RV510D621KC201UF/27512CN12362T1105V/250MAD2IN4001D4IN4001D3IN4001D5IN4001D6IN4001C3103EC1000UF/25VVIN1GND2VOUT3U17805C4103EC470UF/16V1图9电源电路图33过零检测电路由分压电阻及脉冲信号电路组成，将交流电过零点所产生的同步信号输入给IC，以作为双向可控硅过零触发的同步触发信号。（见附图10）R247KR447K9013TR1C5103C6103R310K11V25图10过零检测电路图34显示电路显示电路一般由发光二极管（或LED、LCD组成），由IC输出端巡回输出显示信号，使显示电路发光二极管（或LED、LCD）交替发光显示，以显示洗衣机的运转状态。发光二极管的电路一般采用的是三极管的驱动放大来使得发光二极管的亮灭。对于LED必须采用直流电压驱动，LED是电阻性负载，动态响应快。工作电压为155V。（见附图11）对于LCD必须采用交流（方波）驱动电压，以防止液晶材料分解失效，LCD是容性负载，动态响应慢。工作电压为26V。（见附图12）R13200LED1LED11LED13LED14LED15LED16LED21LED23LED24R39200R40200ABCTR18050TR28050TR380505R31KR11KR21K4LED图11LED显示电路图12LCD显示电路35复位电路复位电路一端接于直流电源的三端稳压器输出，一端接于IC，当电源出现低电压或电源有间断时，稳压输出端的直流电压不正常，复位电路便将IC内部存储器清零，使IC始终处于初始状态，以防止工作状态混乱。目前采用的复位电路是RC充放电电路，其中二极管D是用于电源电压跌落时对电容上的电荷快速放电。其中电阻R最好小于40000欧姆，这样才能确保R两端的电压将不超过02V,以免在复位引脚上压降过大而影响引脚上的高电平。（见附图13）121110912345678W8S4S5W4W7S3S6W3W6S2S7W22A2B2CH12D2E1CH21D1E1G1B2G2F1A1FW1S8S1W5LCD1LCDR22100KR23100KR25100KR29100KR21100KR24100KR26100KR28100K55LCDR110KC147UF/50VD1IN414856图13复位电路36LC振荡电路时钟电路LC元件和IC内部电路组成的振荡电路为LC提供了几兆赫的时钟信号，程控器的一切程序功能都是在时序脉冲控制下，严格地按指令周期完成。37报警电路三极管、电阻和陶瓷蜂鸣片等构成报警电路，当有信号给蜂鸣片使之发声，表示按键按动有效，程序执行终了以及异常运转状态等。（见附图14）R132KTR29012R410KR2220R14470C347UF/25VBUZZ1R1547K75ULN2003ULN2003图14报警电路38负载驱动电路以双向可控硅为电源开关的电路。按钮选择开关发出操作指令给IC，IC根据指令按预定的程序向各个双向可控硅控制极输出控制信号，使各双向可控硅按程序导通，电机等按程序运转，洗衣机按程序工作。与各个触发电路上相连的是ULN2003反向驱动放大芯片，是总控门，只有它发出信号，各个可控硅才可能导通或截止。与双向可控硅驱动电路并联的压敏电阻，是用以吸收瞬间高压，保护双向可控硅的安全。在保护回路是一个并接在双向可控硅阳极之间的RC网络。可控硅的负载都是小电感负载，他们容易受到机器内外的干扰而误动作，这样保护回路中的小电阻R不仅不会影响对负载的控制，而且还可以起到限制电容通过双向可控硅的放电电流，同时负载电感和电容构成了高频滤波器，从而保证了可控硅的正常工作。（见附图15）12CN3SCR2T830800WSCR1T830800WSCR3Z0110NA2362SCR4Z0110NA1CN42361C4104C5104C11104C12104R11120R12120R31150R30150URV310D621KURV410D621KRV114D681RV214D68151CN58ULN2003ULN2003TEXTTEXTULN2003TEXTULN2003图15负载电路目前设计洗衣机控制器中所采用的可控硅主要有T8300800W，T435800W、Z0110NA、BT134800等几款。洗衣机控制器中所采用可控硅一般都要求耐压为800V，而且门电流加大（大约在25MA35MA之间），选用较大门电流的可控硅主要为提高控制器的抗干扰能力，防止在有干扰条件下可控硅误通。在洗衣机控制器的设计过程中，为提高抗干扰能力，一般在可控硅的门极要加上一个104的电容，在做PCB板时应尽量将该电容靠近可控硅的门极，否则将减少其效果。可控硅的驱动在没有采用78012时，其驱动电源尽量采用5V电源来驱动，该方式可避免因网络电压的波动影响可控硅的驱动。另外，在计算可控硅的门极电流时，将其电流值靠近该可控硅的最大门极电流，这样可避免在低温条件下可控硅的导通情况。39指示灯电路图在图中,74138的输入端C、B、A分别接单片机的P13、P14、P15,输出端Y0、Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6分别与7个发光二极管的阴极相连,发光二极管的阳极接电源。74138的输出端Y0控制“暂停”指示,（见附图16）灯,Y1控制“加温状态”指示灯,Y2控制“脱水状态”指示灯,Y3控制“弱洗状态”指示灯,Y4控制“强洗状态”指示灯,Y5控制“智能洗两次”指示灯,Y6控制“智能洗三次时间”指示灯。Y7控制“运行状态”指示灯。310电动机的控制电路电动机控制部分电气原理图如图所示。电动机有两个控制端,一端控制正向运转,该端与P30相连,另一端控制反向运转,该端与P31相连。系统供电时,交流220V电压经过双向可控硅加在电动机的两个控制端,可控硅的控制端由单片机的P30、P31控制,调节P30、P31的高低电平输出，电机正反向旋转。在整个洗衣过程中,程序会不断判断洗衣机的强弱洗模式,从而不断调整电机转动方向。（见附图16）0图16PROTEUS模拟电路图4智能洗衣机控制系统软件设计论文以C语言为开发语言，开发软件为KEIL7和PROTEUS结合。主程序由键盘扫描程序判断，然后跳转子程序模块。跳转子程序有温度显示，洗衣剩余时间显示等。其主程序流程图如图17所示，各子程序如下图。开始初始化显示取键值有键按下K1K2K3K4K5K6K7K8K9K9K9K9K9K9K911K9洗3次洗2次弱洗1次强洗1次脱水加温确定暂停结束图17主程序流程图开始状态灯亮示全体扫描去抖取键值有键按下否返回图18键盘扫描流程图加水加水加水排水排水排水加热洗衣洗衣洗衣脱水报警超时超时超时超时超时超时超时结束洗衣3次图19自动3次洗衣服的子程序流程图总程序如下INCLUDEUNSIGNEDCHARMINITE24/分钟全局变量在定时器0中用到UNSIGNEDCHARSECOND8/秒钟全局变量在定时器0中用到UNSIGNEDCHARWDZ37/全局变量可调节的临界温度值变量BITFLAG0BITSFLAG0/设置慢洗中的变量在定时器0中用到BITSFLAGG0/设置报警中的变量在定时器1中用到UNSIGNEDCHARSAN0/设置三分钟排水报警中的变量在定时器1中用到UNSIGNEDCHARBA0/设置八分钟排水报警中的变量在定时器1中用到UNSIGNEDCHARBIAO0/设置标号选择识别按键值UNSIGNEDCHARSU0/确定键的标识号UNSIGNEDCHARJC1,JC2/暂停时寄存P2P3口/VOIDJIAVOIDJIANVOIDGETKEYVOIDVOIDJIASHUIVOIDVOIDPAISHUIVOIDVOIDJIAWENVOIDVOIDTHREETIMEVOIDVOIDTWOTIMEVOIDVOIDMANXIVOIDVOIDSUREVOIDVOIDBAOJINGVOID/VOIDDAOJISHIVOID/定时器0VOIDDINGSHIVOID/定时器1/VOIDDISAUTO3/以下是六个操作按键的显示函数VOIDDISAUTO2VOIDVOIDDISKXIVOIDVOIDDISMXIVOIDVOIDDISTUOSHUIVOIDVOIDDISJIAREVOID/VOIDDELAYUNSIGNEDINTI/延时VOIDDELAY1MSUNSIGNEDINTCOUNT/延时/LCD灯显示的初始化SBITLCDRSP20SBITLCDRWP21SBITLCDENP22DEFINEDBPORTP0DEFINELCD_COMMAND0/COMMANDDEFINELCD_DATA1/DATAUNSIGNEDCHARLCD_WAITVOIDVOIDLCD_WRITEBITSTYLE,UNSIGNEDCHARINPUTVOIDLCD_INITIALVOIDGOTOXYUNSIGNEDCHARX,UNSIGNEDCHARYVOIDPRINTUNSIGNEDCHARSTRVOIDINTTOSTRUNSIGNEDCHARSTRVOIDCHARTOSTRUNSIGNEDCHARSTRVOIDDISPLAYVOID/显示当前温度和设置要到的温度VOIDDISPVOID/VOIDWDSZSTRUNSIGNEDCHARSTRVOIDWDSZDISVOID/SBITDQP35/读温度是用到的函数READONECHARVOID/读一个字节WRITEONECHARUNSIGNEDCHARDATUNSIGNEDINTREADTEMPERATUREVOID/读取温度/VOIDMAINVOIDUNSIGNEDCHARNFORN0N4SU2SUREBREAK/确定键和暂停DEFAULTBREAKELSEBREAK/VOIDDISAUTO3VOIDP3_20P3_31P3_41TR10GOTOXY0,0PRINT“SYSTEMWILLAUTO“GOTOXY0,1PRINT“WASHTHREETIMES“BIAO1VOIDDISAUTO2VOIDP3_21P3_30P3_41TR10GOTOXY0,0PRINT“SYSTEMWILLAUTO“GOTOXY0,1PRINT“WASHTWOTIMES“BIAO2VOIDDISKXIVOIDP3_20P3_30P3_41TR10MINITE8GOTOXY0,0PRINT“KUAIXIYICI“GOTOXY0,1PRINT“TIME“BIAO3VOIDDISMXIVOIDP3_21P3_31P3_40TR10MINITE8GOTOXY0,0PRINT“MANXIYICI“GOTOXY0,1PRINT“TIME“BIAO4VOIDDISTUOSHUIVOIDP3_20P3_31P3_40TR10MINITE7P2_61GOTOXY0,0PRINT“TUOSHUISHIJIAN“GOTOXY0,1PRINT“TIME“BIAO5VOIDDISJIAREVOIDP3_21P3_30P3_40TR10GOTOXY0,0PRINT“FROM“GOTOXY0,1PRINT“TO“BIAO6/VOIDJIAVOIDMINITEWDZIFMINITE60MINITE0VOIDJIANVOIDMINITEWDZIFMINITE19/30洗衣服电机P31洗衣服电机GOTOXY0,0PRINT“WASHTHREETIMES“GOTOXY0,1PRINT“TIME“DAOJISHIDISPP3_00P3_11FORI0I19DISPGETKEYWHILEMINITE12/30洗衣服电机P31洗衣服电机GOTOXY0,0PRINT“WASHTWOTIMES“GOTOXY0,1PRINT“TIME“DAOJISHIDISPP3_00P3_11FORI0I12DISPGETKEYWHILEMINITE5GETKEYWHILEMINITE0GETKEYWHILESECOND0IDQ0/给脉冲信号DAT1DQ1/给脉冲信号IFDQDAT|0X80DELAY4RETURNDAT/写入一个字节WRITEONECHARUNSIGNEDCHARDATUNSIGNEDCHARI0FORI8I0IDQ0DQDATDELAY5DQ1DAT1/读温度值UNSIGNEDINTREADTEMPERATUREVOID/读取温度UNSIGNEDCHARA0UNSIGNEDCHARB0UNSIGNEDINTT0INIT_DS18B20/初始化WRITEONECHAR0XCC/跳过读序号列号的操作WRITEONECHAR0X44/启动温度转换INIT_DS18B20/初始化WRITEONECHAR0XCC/跳过读序号列号的操作WRITEONECHAR0XBE/读取温度寄存器等（共可读9个寄存器）前两个就是温度AREADONECHAR/读取低字节BREADONECHAR/读取高字节IFBAAAA1IFA255BBB4AATA|BRETURNT/5结语本文介绍的这套洗衣机控制系统成本低廉、结构简单、控制精度高、工作稳定已用于某厂的洗衣机控制系统中。本文利用了较少的器件,解决了洗衣机的智能控制,整个系统结构紧凑,在洗衣机的控制方面具有较高的实用价值。参考文献附录毕业论文论超外差收音机目录第一章绪论1第二章超外差收音机工作原理221引言222电路的工作原理2第三章安装及调试731安装过程732调试及统调过程8第四章小结10参考文献11第一章绪论收音机的历史并不长，从1904年英国物理学家发明世界上第一只电子二极管至今不足百年，半导体的问世仅有50多年。我国直到20世纪60年代，才研制出1只晶体管的“单管收音机”和三四只晶体管的“来复式收音机”。这些“老古董”随着新产品的不断推出，早已被人们废弃了，保存到现在的已相当不容易了。作为科技发展的见证，它们具有很高的史料文物价值。随着电视机、VCD、DVD、电脑等先进媒体逐渐流行普及，收音机的用处和地位越来越小了。作为半个世纪电子工业发展的缩影和历史的见证，收音机曾经在经济、文化、体育、军事、气象、教育等诸多方面扮演着非常重要的角色，一度是人们家庭中的豪华摆设品。随着科技和社会的进步，三十年前青年结婚时兴的“三大件”中的“老大”，如今成了“文物”，成了收藏者追宠的对象，很值得留心收藏。收音机从体积大小上可以基本分为袖珍型、便携式、台式收音机；从波段上可以基本分为调频与中波二波段收音机、短波与调频二波段收音机、短波与中波二波段收音机、34多波段收音机（调频/中波/12短波）、514多波段收音机（调频/中波/312个短波）。目前市场上单波段、二波段收音机较少，融调频、中波与短波为一体的多波段收音机为多；从功能上可以基本分为传统机械调谐指针式收音机、非存储模拟调谐数显收音机、能存储电台频率的PLL合成电子数字调谐机；从生产基地上可以基分为进口机与国产机；从发烧程度上可以分为普及机与发烧机。直接放大式（直放式）收音机电路简单，一般只用14只晶体管和一些基本元件，易于安装调试，成本低，但灵敏度比较低，只能接受本地区强信号的电台，接收远地电台的能力较弱，它的选择性差，接收相邻频率的电台信号时存在串台现象。为了克服以上不足，从而引入“超外差”这一概念。“外差”是输入信号和本机振荡信号产生差频的过程。“超外差”是输入信号和本机振荡信号产生一个固定中频信号的过程。因为它是比高频信号低、又比低频信号高的超音频信号，所以这种接收方式叫超外差式。本次课程设计制作的S66D型收音机，采用典型六管超外差式电路，具有安装调试方便、工作稳定、灵敏度高、选择性好等特点，功放级采用无输出变压器的功率放大器OTL电路，有效率高、频率特性好、声音宏亮、耗电省等特点。它由输入回路高放混频级、一级中放、二级中放、前级低放兼检波级、低放级和功放级等部分组成，接收频率范围为535KHZ1605KHZ的中波段。第二章超外差收音机工作原理21引言因为晶体管元件的非线性特性，晶体管放大电路只能对某一个频段的信号有最佳的放大特性。可是广播电台的频率都不相同，中波广播频率是535KHZ1605KHZ，要想对整个频段都有较好的放大特性是不可能的，所以就想办法把外部接收到的不同频率的电台信号统一变成同一个频率的信号，放大器只对这一个频率的信号进行放大就可以了，这样便于放大器的参数设计。超外差式收音机的特点是，它不直接放大广播信号，而是通过一个叫变频级的电路将接收的任何一个频率的广播电台信号变成一个固定中频信号我国规定中频频率是465KHZ，由中频放大器进行放大，然后进行检波，得到音频信号，最后通过功率放大推动扬声器工作。其优点是灵敏度高，选择性好，音质好（通频带宽），工作稳定（不容易自激），同时也有缺点，比如镜像干扰（比接收频率高两个中频的干扰信号）、假响应（变频电路的非线性）等。目前调频式或调幅式收音机，一般都采用超外差式。22电路的工作原理超外差收音机原理图如图21所示。图21恒兴S66型袖珍收音机的原理电路图超外差收音机方框图如图22所示。图22超外差输入回路本地振荡自动增益控制低频放大检波中频放大混频器功放（OTL）收音机方框图1）输入调谐电路输入调谐电路的电路图如图23所示。输入调谐电路由双连可变电容器的CA和T1的初级线圈LAB组成，是一并联谐振电路，TL是磁性天线线圈，从天线接收进来的高频信号，通过输入调谐电路的谐振选出需要的电台信号，电台信号频率是FL2LABCA，当改变CA时，就能收到不同频率的电台信号，最低535KHZ，最高1605KHZ。图23输入调谐电路的电路图图24变频电路的电路图磁棒线圈同样作为机音机的天线，接收频率范围为535KHZ1605KHZ的中波段。一般接收中波是用磁棒天线，接收短波和超短波要用拉杆天线，这是因为当天线的长度（L）为无线电信号波长的1/4时，天线的发射和接收转换效率最高，即L/4。又因为VT，V是电磁波的速度，300000公里/秒，T是电磁波的周期，即频率F的倒数，T1/F，所以L/4VT/4300000K/4F，把接收频率范围535KHZ1605KHZ带入可得，L的范围在47140米，做这样长的天线是不切实际的，所以用磁性材料加绕线圈，来增强接收效果。因为天线的长度和接收或发射的信号的波长成正比，而短波和超短波因为波长比较短，可以直接用拉杆天线。2）变频电路本机振荡和混频合起来称为变频电路。变频电路是以VT1为中心，它的作用是把通过输入调谐电路收到的不同频率电台信号高频信号变换成固定的465KHZ的中频信号。因为接收到的信号强度较弱，所以VT1同时起到高频放大的作用。变频电路的电路图如图24所示。本地振荡电路VT1、T2、CB等元件组成本地振荡电路，它的任务是产生一个比输入信号频率高465KHZ的等幅高频振荡信号。由于C1对高频信号相当于短路，T1的次级LCD的电感量又很小，对高频信号提供了通路，所以本地振荡电路是共基极电路，选择共基调发振荡电路的原因是该电路对外来信号与本机振荡电路之间的牵连干扰最小，工作稳定，与共射式相比可获得较高的频率。振荡频率由T2、CB控制，CB是双联电容器的另一连，调节它以改变本地振荡频率。通过设计可变电容的值，使它的振荡频率在535465KHZ到1605465KHZ。因为CA和CB是联动的，所以输入线圈的谐振频率会和本机振荡频率同时改变，使得本振频率总是比外来信号高465KHZ。T2是振荡线圈，其初次级绕在同一磁芯上，它们把VT1的集电极输出的放大了的振荡信号以正反馈的形式耦合到振荡回路，正反馈回路由T2的次级构成，本地振荡的电压由T2的初级的抽头引出，通过C2耦合到VT1的发射极上。混频电路混频电路由VT1、T2的初级线圈等组成，是共发射极电路。其工作过程是输入调谐电路磁性天线接收到的电台信号，通过T1的次级线圈LCD送到VT1的基极，本机振荡信号又通过C2送到VT1和发射极，两种频率的信号在VT1中进行混频，由于晶体三极管的非线性作用，混合的结果产生各种频率的信号，其中有一种是本机振荡频率和电台频率的差等于465KHZ的信号，这就是中频信号。混频电路的负载是中频变压器，T3的初级线圈和内部电容组成的并联谐振电路，通过调整磁芯，使得它的谐振频率是465KHZ，可以把465KHZ的中频信号从多种频率的信号中选择出来，并通过T3的次级线圈耦合到下一级去，而其它信号几乎被滤掉。CA，CB旁边的半可变电容叫补偿电容，是防止两边在最高和最低频率时频率差不准而设置的，通过微调这两个电容，使得在接收信号的频率在5351605KHZ时都与本地振荡电路的频率正好相差465KHZ。3）中频放大电路中频放大电路的电路图如图25所示。图25中频放大电路及检波、自动增益控制电路的电路图中频放大电路主要由VT2、VT3组成的两级中频放大器。第一中放电路中的VT2负载是中频变压器T4，T4的线圈和内部电容构成并联谐振电路，谐振频率是465KHZ，起到再次选频的作用。第二中放电路中的VT3既起到再次放大的作用，将信号从发射级送出，由R4提供静态工作电压。与直放式收音机相比，超外差式收音机灵敏度和选择性都提高了许多，主要原因是有了中频放大电路，它比高频信号更容易调谐和放大。C3是为VT2,VT3的信号提供交流回路，同时隔开直流,以免影响VT2的工作电压。VT2,VT3的信号是高频与低频的混合信号,所以C3的值不能太小,否则会隔断低频信号的通路。4）检波和自动增益控制电路（AGC）中频信号经一级中频放大器充分放大后由T4耦合到检波管VT3，VT3既起放大作用，又是检波管，VT3构成三极管检波电路，这种电路检波效率高，有较强的自动增益控制AGC作用。AGC控制电压通过R3加到VT2的基极，其控制过程是外信号电压VB3IB3IC3外信号电压VC3IC2IB2通过R3，VB2R4分压AGC是用直流电压控制VT2的基极电压,不需要高频信号，所以C4滤掉AGC信号中的交流分量，保留直流分量。检波级的主要任务是把中频调幅信号还原成音频信号，C5起滤去残余的中频成分的作用，保留低频分量，输入到下一级。5）前置低频放大电路前置低频放大电路的电路图如图26所示。图26前置低频放大电路的电路图图27功率放大器电路的电路图检波滤波后的音频信号由电位器RP送到前置低放管VT4，经过低放可将音频信号电压放大几十到几百倍，但是音频信号经过放大后带负载能力还很差，不能直接推动扬声器工作，还需进行功率放大。旋转电位器RP，改变RP的阻值，从而可以改变VT4的基极对地的信号电压的大小，可达到控制音量的目的。C6是隔直流电容器，只让交流信号通过，防止VT3的直流电压影响VT4的工作点。6）功率放大器电路OTL功率放大器电路的电路图如图27所示。功率放大器的任务是不仅要输出较大的电压，而且能够输出较大的电流。本电路采用无输出变压器功率放大器，可以消除输出变压器引起的失真和损耗，频率特性好，还可以减小放大器的体积和重量。T5是输入变压器，做倒相耦合，次级是两组线圈，把VT4送来的信号变成对称的两路信号。VT5、VT6组成功率放大器，分别在信号的正半周和负半周导通，一个负责放大正半周的信号，一个负责放大负半周的信号。为避免交越失真或非对称失真，就要调整好两个管子的工作点，并且两个管特性要一致。R7、R8和R9、R10分别是VT5、VT6的偏量电阻。最终放大的信号通过C9输出，推动喇叭发出声音。C9是隔直电容，也是耦合电容。为了减少低频失真，电容C9选得越大越好。无输出变压器的功率放大器的输出阻抗低，可以直接推动扬声器工作。第三章安装及调试31安装过程1组装前的准备三极管VT5、VT6属于中功率三极管，VT1VT4属于高频小功率三极管，相互之间不要相混淆。三极管的型号规格在元件表面已经标