基于AT89S51单片机全自动洗衣机控制系统设计论文

1、AT89S51单片机的洗衣机自动控制系统设计摘要随着数字技术的飞速发展，数字技术被广泛应用于智能控制领域。单片机以其体积小、功能齐全、价格低廉、开发方便等优点受到众多电子系统设计人员的青睐。适用于实时控制，可组成工业控制器、智能仪表、智能接口、智能武器装置和通用测控单元。本文设计了以AT89S51单片机为核心的全自动洗衣机控制系统。该系统实现了对洗衣机整个洗涤过程的控制，包括用户参数输入、洗涤、脱水和结束报警四个阶段。控制系统主要由电源电路、单片机控制系统和外部硬件电路三个模块组成。电源电路为单片机主控系统提供5v直流电压；单片机主控系统负责控制洗衣机的工作过程，主要由AT89S51单片机、数

2、码管、按键、蜂鸣器、LED指示灯等组成；外部硬件电路包括继电器、三极管、LED灯。该系统的电路并不复杂。将软件程序加载到AT89S51单片机后，即可实现全自动洗衣机的基本功能。虽然比不上电器市场上的洗衣机控制系统，但也有一定的实用性。关键词：AT89S51；用户参数；中继;控制系统;引领目录 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc311616170 摘要 PAGEREF _Toc311616170 h 我 HYPERLINK l _Toc311616171 摘要 PAGEREF _Toc311616171 h 二 HYPERLINK l _Toc311616172 简

3、介 PAGEREF _Toc311616172 h 1 HYPERLINK l _Toc311616173 第 1 章 引言 PAGEREF _Toc311616173 h 2 HYPERLINK l _Toc311616174 1.1学科发展背景 PAGEREF _Toc311616174 h 2 HYPERLINK l _Toc311616175 1.2设计目的和意义 PAGEREF _Toc311616175 h 2 HYPERLINK l _Toc311616176 1.3外国身份和 PAGEREF _Toc311616176 h 2级 HYPERLINK l _Toc31161617

4、7 第 2 章 设计方案 PAGEREF _Toc311616177 h 5 HYPERLINK l _Toc311616178 2.1设计任务 PAGEREF _Toc311616178 h 5 HYPERLINK l _Toc311616179 2.2洗衣机设计方案 PAGEREF _Toc311616179 h 5 HYPERLINK l _Toc311616180 2.2.1按钮 PAGEREF _Toc311616180 h 5 HYPERLINK l _Toc311616181 2.2.2洗衣程序 PAGEREF _Toc311616181 h 5 HYPERLINK l _Toc

5、311616182 2.2.3设计通用框图 PAGEREF _Toc311616182 h 6 HYPERLINK l _Toc311616183 2.3控制系统的功能 PAGEREF _Toc311616183 h 6 HYPERLINK l _Toc311616184 第 3 章 硬件设计 PAGEREF _Toc311616184 h 8 HYPERLINK l _Toc311616185 3.1控制系统的电路组成 PAGEREF _Toc311616185 h 8 HYPERLINK l _Toc311616186 3.2电源电路 PAGEREF _Toc311616186 h 8 H

6、YPERLINK l _Toc311616187 3.3单片机控制电路 PAGEREF _Toc311616187 h 9 HYPERLINK l _Toc311616188 3.3.1 AT89S51单片机主控系统 PAGEREF _Toc311616188 h 9 HYPERLINK l _Toc311616189 3.3.2单片机的复位电路 PAGEREF _Toc311616189 h 12 HYPERLINK l _Toc311616190 3.3.3单片机的时钟电路 PAGEREF _Toc311616190 h 13 HYPERLINK l _Toc311616191 3.3.4

7、显示电路 PAGEREF _Toc311616191 h 14 HYPERLINK l _Toc311616192 3.3.5蜂鸣器报警电路 PAGEREF _Toc311616192 h 15 HYPERLINK l _Toc311616193 3.3.6电动机控制电路 PAGEREF _Toc311616193 h 16 HYPERLINK l _Toc311616194 3.3.7进水/排水回路 PAGEREF _Toc311616194 h 17 HYPERLINK l _Toc311616195 第 4 章 软件设计 PAGEREF _Toc311616195 h 18 HYPERL

8、INK l _Toc311616196 4.1主程序设计 PAGEREF _Toc311616196 h 18 HYPERLINK l _Toc311616197 4.2标准洗衣程序设计 PAGEREF _Toc311616197 h 19 HYPERLINK l _Toc311616198 4.3洗涤程序设计 PAGEREF _Toc311616198 h 19 HYPERLINK l _Toc311616199 4.4漂洗程序的设计 PAGEREF _Toc311616199 h 20 HYPERLINK l _Toc311616200 4.5脱水程序设计 PAGEREF _Toc3116

9、16200 h 21 HYPERLINK l _Toc311616201 第 5 章 调试 PAGEREF _Toc311616201 h 22 HYPERLINK l _Toc311616202 5.1硬件调试 PAGEREF _Toc311616202 h 22 HYPERLINK l _Toc311616203 5.2软件调试 PAGEREF _Toc311616203 h 23 HYPERLINK l _Toc311616204 结论 PAGEREF _Toc311616204 h 24 HYPERLINK l _Toc311616205 参考文献 PAGEREF _Toc311616

10、205 h 25 HYPERLINK l _Toc311616206 至 PAGEREF _Toc311616206 h 26 HYPERLINK l _Toc311616207 附录 PAGEREF _Toc311616207 h 27 HYPERLINK l _Toc311616208 附录A主电路图 PAGEREF _Toc311616208 h 27 HYPERLINK l _Toc311616209 附录B组件清单 PAGEREF _Toc311616209 h 28 HYPERLINK l _Toc311616210 附录C程序 PAGEREF _Toc311616210 h 29

11、介绍目前，中国洗衣机市场正进入升级期，市场潜力巨大，人们对洗衣机的要求也越来越高。目前的洗衣机主要有强弱洗涤功能、进排水系统故障自动诊断功能、暂停等七大功能，但在很多方面仍不能满足人们的需求。这就要求设计人员具备更高的专业技术水平，才能设计出更节能、功能更强、更人性化的洗衣机。让洗衣这些无法逃避的家务活不再是负担。随着WTO的加入，在更多有实力的国外品牌的参与下，研究新技术、开发新产品，新一轮以“绿色环保”、“节水节能”为主题的战争将在洗衣机行业。是未来竞争的焦点。从中国洗衣机市场获得的经营信息显示，由于水资源不断减少、水费上涨等因素，市场上耗水量较大的洗衣机销售受到阻碍，销售量下降。具有节水

12、功能的洗衣机不断被看好。为应对市场需求变化，小天鹅、小雅、海尔等厂家相继向市场推出了一批节水型全自动洗衣机。但随着洗衣机市场的快速发展和技术的进步与创新，随着滚筒洗衣机生产成本的下降，滚筒洗衣机也得到了很好的普及，市场占有率大幅提升。变频技术作为未来技术发展方向之一，将带动整个洗衣机行业的技术升级，有利于洗衣机行业的升级换代。目前的洗衣机还没有实现各方面的兼容。大部分洗衣机厂家都注重自己品牌洗衣机的特色，突出一两个区别于其他洗衣机的个性化功能。它是通过单片机控制实现的，因此设计一种基于单片机的洗衣机控制电路系统是非常实用的。并且随着单片机技术的飞速发展，单片机已广泛应用于过程控制、机电一体化、

13、智能仪表、家用电器等领域。本设计采用AT89S51单片机作为洗衣机控制系统的核心，硬件电路和控制程序设计室是系统的重要组成部分。硬件电路设计主要包括电源、功能及控制系统、洗衣机状态显示、输出控制电路的设计。控制程序设计主要包括主程序、部分定时中断服务程序、外部中断服务程序的设计。同时，还介绍了一些与洗衣机相关的常见电子元器件的基本功能。第一章 简介1.1学科发展背景随着人们生活水平的提高，越来越多的人需要使用洗衣机。现在洗衣机的自动化程度越来越高，只要把衣服放进洗衣机，只需按两个按钮，它就会自动加水，一些先进的电脑控制洗衣机，可以自动感应重量衣物，自动加适量水洗涤 可自动设定洗涤时间和强度。洗

14、完后会自动漂洗晾干，有的滚筒洗衣机也会把衣服烘干。整个洗涤过程完成后，会以优美的音乐提醒用户。您可以在洗衣过程中做其他事情，节省大量时间。总之，每一次技术进步都极大地推动了洗衣过程的自动化。1.2设计目的和意义目前，中国洗衣机市场正进入升级期，市场潜力巨大，人们对洗衣机的要求也越来越高。很多方面还没有满足人们的需求。这就要求设计人员具有更高的专业技术水平，能够提出更多好的建议和新的课题，将人们的需求变为现实，设计出更节能、更全面、更人性化的全自动洗衣机。机器。目前的洗衣机不完全兼容。大多数洗衣厂都注重各自品牌洗衣机的特色，突出一两个区别于其他洗衣机的个性化功能。洗衣机的功能由单片机控制。 ，单

15、片机体积小，控制功能灵活。因此，设计一种基于单片机的洗衣机控制系统是非常实用的。这次设计的洗衣机控制器也是为了满足部分用户的不同需求。同时，单片机控制技术也应用于现实生活中，最重要的是学以致用。1.3国外现状及水平、洗衣机的分类普通洗衣机。它的洗涤、漂洗、脱水等功能必须手动转换。半自动洗衣机。它可以在洗涤、漂洗、脱水等功能之间自动切换某些两种功能。自动洗衣机。可自动实现洗涤、漂洗、脱水等全部功能。二、国外全自动洗衣机现状及水平全自动洗衣机按结构不同可分为三类：波轮式全自动洗衣机（又称桶式全自动洗衣机）、滚筒式全自动洗衣机和搅拌式全自动洗衣机。波轮式、滚筒式和搅拌式全自动洗衣机分别占全球洗衣机市

16、场份额的33%、52%和15%。搅拌洗衣机尚未进入中国市场。以下文书讨论了波轮式和滚筒式两种洗衣机。(1)滚筒式洗衣机它可以更好地软化衣物纤维，减少衣物在洗涤过程中的损伤和变形，还可以使洗涤后的衣物柔软蓬松。提高温度洗涤可以充分溶解洗衣粉，加速洗衣粉中的弱酸性物质和污渍。能提高化学反应的速度，提高洗衣粉中酶的活性，同时有利于溶解汗渍、血渍，减少灰尘、油渍的附着，使同一个净比（注：净比是国家洗衣机质量考核标准中的一项基本指标），可以大大降低洗涤过程中对机械外力的需求。(2)高温能有效杀灭部分细菌加热涤纶波轮洗衣机无论水流如何，要达到一定的净比，都必须有足够的机械力，而机械力会损坏衣物，这注定了波

17、轮洗涤的磨损。机器。率高于前置式洗衣机。各种新水流的基本原理是一样的，就是尽量用湍流水流来减少衣服的缠结，增加水流的冲刷力进行洗涤。洗涤对衣物的伤害较小。(3)波轮洗衣机由于滚筒机的价格比波轮高，所以波轮还是普遍流行的。关于水流：现有波轮式全自动洗衣机的推广重点是新水流，如LG的拳棍、松下的双瀑、荣事达的网络水流等，但如前所述，各厂家使用小达到同样目的的方法，实际效果要少得多，所以小碧太在意了。关于程序控制器：新土山的波轮和全自动洗衣机均采用A.芯片电脑程序控制器，原机械程序控制器已基本淘汰。各个厂家生产的各类波轮全自动洗衣机的控制程序是不一样的，至少有几个控制项目，每个项目都有几个不同的洗涤

18、程序可供选择，足以满足不同的需求。洗涤要求，所以没有必要考虑这个。在模糊控制洗衣机中，单片机通过采集水位传感器、布传感器、光传感器的信号和电机的转速来判断衣物的质地、数量、脏污程度，因此以自动调整和合理洗涤衣物。缺点就是太贵了。官鼎不锈钢桶：使用不锈钢桶的目的是减少衣物与桶壁的摩擦，从而减少衣物的磨损，购买时应考虑到这一点。关于同心洗涤：同心洗涤是直接将电机轴与洗涤桶主轴同心安装，直接驱动。这样，在洗涤过程中，特别是在脱水时，洗涤桶的振动就会减少，从而可以降低噪音。但说这会延长洗衣机的使用寿命是不正确的。首先是它可以针对不同质地的衣物自动选择不同的电机转速，从而赋予不同质地的衣物合适的洗涤强度

19、，同时保证洗涤干净，最大限度地减少衣物的磨损。二是在可以存放晾干的时候，可以从慢到快开始，使衣物在桶内分布均匀，脱水效果好。可以减少振动，降低噪音，这当然是有益的。缺点是太贵了。目前有的厂家开发了不需要使用洗涤剂的洗衣机，也有的厂家开发了体积更小的旅行洗衣机，体积小到可以在旅行时随身携带。为了操作更方便，一些厂家还开发了可以遥控的洗衣机怎么样？看到未来的洗衣机会朝着使用更方便、更节能、更个性化的方向发展，是不是让人眼花缭乱。第二章设计方案2.1设计任务一、主要内容：设计一种单片机控制的洗衣机控制器。基于单片机的控制器用于扩展必要的外部电路以设计和制造洗衣机控制器。2、主要功能：1）标准洗涤：洗

20、涤12分钟；冲洗 6 分钟，两次；脱水3分钟。快洗：洗7分钟；冲洗 3 分钟，两次；旋转 2 分钟。2）有启动/暂停按钮控制：第一次启动，标准洗涤；工作中按此键暂停，再次按此键恢复工作。洗涤漂洗 正向4秒，停止2秒，反向4秒，停止2秒。3）有脱水功能，在脱水过程中，如果打开盖子（K2键模拟），脱水将暂停。4）洗涤时洗涤指示灯闪烁；冲洗时冲洗指示灯闪烁；脱水时脱水指示灯闪烁。2.2洗衣机设计方案该系统实现了对洗衣机整个洗涤过程的控制，包括用户参数输入、洗涤、漂洗、排水和脱水等阶段。控制系统主要由电源电路、单片机控制系统和外部硬件电路组成。电源采用三端一体式固定稳压器7805提供+5V电源，单片机

21、控制系统负责控制洗衣机的工作过程。该电路由继电器、三极管、电机、进水电磁阀、排水电磁阀组成。2.2.1按钮洗衣机面板上有4个按键K1、K2、K3、K4。1K1是启动按钮。K2 用于模拟洗衣机的开盖。K3用于快速洗衣；脱水时，模拟盖子关闭。K4用于脱水。2.2.2洗衣程序洗涤过程开机后，如果未选择洗涤周期，洗衣机将开始洗涤过程。进入洗涤过程时，首先打开进水阀，开始给洗衣机供水。当达到所需水位时，进水阀断电关闭，停止进水；电机M开启，带动波轮转动，形成洗涤水流。电机M为正反转电机，可形成来回水流，有利于洗涤衣物。漂洗工序与洗涤过程相同的操作，只是时间更短。(3)脱水过程洗涤或漂洗过程结束后，电机M

22、停止转动，排水阀M打开，开始排水。放水阀动作的同时，电机M也开启，电机带动筒体转动。当水位低到一定值，经过一段时间后，电机开始正转，带动桶高速旋转，烘干衣物。2.2.3设计通用框图单片机主控系统单片机主控系统电机控制电路蜂鸣器报警电路电源电路进水、排水电路复位电路时钟电路显示电路图2.2.3设计总框图2.3控制系统的功能基于单片机洗衣机，由控制系统设定洗涤程序，自动完成洗涤脱水桶内的注水、洗涤、漂洗、排水、脱水全过程。洗涤时，控制系统打开进水电磁阀开始注水；当洗涤脱水桶水位达到系统设定值时，单片机发出低电平通知控制系统关闭进水电磁阀，同时启动电机进行洗涤。电机在系统控制下正转、停止和反转，通过

23、传动装置驱动波轮执行洗涤程序；洗涤时间结束后，控制系统切断电机电路，打开排水电磁阀开始排水；然后再次注入水，洗衣机进入漂洗状态，完成漂洗程序（通常是漂洗2次）后，水开始排水，同时排水电磁阀动作并释放，准备脱水程序；排水完成后，系统控制电机单向高速运转，完成脱水程序；当脱水程序结束时，系统控制排水电磁阀和电机断电，排水阀复位，蜂鸣器鸣响，通知用户整个洗衣程序结束。第三章硬件设计3.1控制系统的电路组成电路主要元件由AT89S51单片机、指示灯、电机、蜂鸣器、电控水龙头、LED显示灯、 4个按键组成。其组成如图 3.1 所示。电机有两个控制端子，一端控制电机正转，此端接P2.0，另一端控制电机反转

24、，此端接P2.1。电控水龙头有两种，一种是进水水龙头，由P1.6控制，另一种是排水水龙头，由P1.7控制。当电控水龙头的控制端为“0”时，当水龙头的控制端为“1”时，水龙头关闭。显示器有两个P0控制高电平显示，P2控制低电平显示。蜂鸣器由 P3.5 控制。当 P3.5 的输出为“1”时，蜂鸣器会响起。系统使用12M晶振定时器0和定时器1设置为每100us产生一次中断。单片机主控系统单片机主控系统电机控制电路蜂鸣器报警电路电源电路进水、排水电路复位电路时钟电路显示电路图 3.1 控制系统电路图3.2电源电路单片机系统电源部分的电气原理图如图 3.2 所示。市电220V经变压器T变成12V交流电，

25、再经4个二极管全桥整流，经电容C9、C10滤波，得到平滑的直流电压，经三端稳压管（7805）稳压，得到稳定的直流电压。 +5V 电压为每个设备供电。图3.2电源电路3.3单片机控制电路3.3.1 AT89S51单片机主控系统(1) 单片机概述微控制器也称为微控制器或嵌入式控制器。目前的智能家电中，无一不是由微控制器实现的，因此家用电器是微控制器应用最广泛的领域之一。它是家电智能化实现的心脏和大脑。单片机主要应用于计算机外设、实时控制、仪器仪表、通讯和家用电器等领域，是计算机技术与电子技术的综合应用。其技术要求在不同的应用中是不同的。步骤也完全不同。MCU应用系统由硬件和软件两部分组成。硬件是指

26、单片机、内存、I/O接口和外设等物理设备的组合。软件是系统监控程序的总称。在开发过程中，它们的设计不能完全分开。它们应该相互配合，不断调整，形成一个高性能的应用系统。单片机应用系统的开发包括整体系统设计、硬件设计、软件设计、系统调试等，有时也有交叉。微控制器是现代电子设计中使用最广泛的电子元件。它价格便宜，但功能强大，体积小，性能稳定。目前，微控制器可以在各种产品中看到，例如门铃、电梯、玩具以及各种数据采用系统。(2) AT89S51芯片特点AT89S51是美国ATMEL公司生产的低功耗、高性能CMOS 8位单片机。它包含 4k 字节的系统可编程闪存。只读程序存储器使用 ATMEL 的高密度、

27、非易失性存储技术来生成兼容的标准 8051 指令。系统和引脚，它集成了闪存程序存储器，可以是在线编程（ISP ） ，也可以通过传统方法和芯片中的通用8位微处理器进行编程。 ATMEL 功能强大且成本低廉的 AT89S51 微控制器可为您提供多种高性价比应用，可灵活应用于各种控制领域。主要性能参数：完全兼容 MCS-51 产品指挥系统4k 字节在系统编程 (ISP) 闪存1000 个擦写周期全静态工作模式0Hz-33MHz128*8字节内存32 条可编程 I/O 线2 16 位定时器/计数器6个中断源低功耗空闲和掉电模式中断将系统从空闲模式唤醒掉电标志和快速编程功能灵活性在于系统编程（ISP 字

28、节或叶写入模式）。此外，AT89S51还设计配置了振荡频率为11.0529MHz的振荡电路，可以通过软件设置省电模式。在空闲模式下，CPU 暂停工作，RAM 定时器计数器、串口和外部中断系统可以继续工作。在掉电模式下，振荡器冻结并保存 RAM 数据，芯片的其他功能停止，直到外部中断激活或硬件复位。同时，该芯片还具有PDIP、TQFP和PLCC三种封装形式，以满足不同产品的需求。硬件复位电路主要是实现复位功能。当单片机无限循环运行时，复位电路可以起到保护作用，实现复位功能。控制部分采用AT89S51单片机。这种单片机共有40个双列直插式引脚。以下是各个引脚的作用：图3.3 AT89S51 引脚图

29、(1) 输入/输出端口线P0.0P0.7 P0 端口的 8 位双向端口线。P1.0P1.7 P1端口的8位双向端口线；都有上拉电阻。P2.0P2.7 P2端口的8位双向端口线；都有上拉电阻。P3.0P3.7 P3 端口的 8 位双向端口线；都有上拉电阻。它还有第二个功能，见表 3-1。表3-1 P3 端口的第二个功能嘴线次要功能信号名称P3.0接收端串行数据接收P3.1TXD串行数据传输P3.2INT0申请外部中断0P3.3INT1外部中断申请1P3.4T0定时器/计数器0计数输入P3.5T1定时器/计数器1计数输入P3.6写外部RAM写选通P3.7研发外部RAM读选通2) 控制信号线RST复

30、位输入信号高电平有效，用于完成单片机的复位初始化操作。EA/Vpp外部程序存储器访问许可信号/编程电压输入端，当EA信号为低电平时，ROM的读操作仅限于外部程序存储器；当 EA 信号为高时，读取 ROM。读操作从内部程序存储器启动，并且可以扩展到外部程序存储器。PSEN低电平有效，可以实现对外部ROM单元的读操作。ALE/PROG低字节地址锁存信号/编程脉冲输入3) 电源和外部晶振引脚Vcc电源电压输入引脚GND电源地XAL1、XTAL2外部晶振引脚4) 内存分配AT89S51共有256个数据存储单元，这256个单元通常按功能分为下128个单元和上128个单元两部分，其中下128个单元供用户临

31、时存储中间数据，可以读写。上电后数据丢失；高 128 个单元被特殊寄存器占用。其中央数据存储器的分配如图 3.4 所示：图3.4 数据存储器分布3.3.2单片机复位电路复位电路的作用是复位。单片机接通电源后，或电源过低时，复位单片机的内存，使其参数处于初始位置，即在标准程序中启动时的状态，以消除由于某种原因导致的程序混乱。单片机的复位电路有上电复位和手动复位两种形式。 RST端的高电平在上电瞬间直接产生高电平，为上电复位；如果通过按钮产生高电平复位信号，则称为手动复位。图 3.5 显示了上电复位和手动复位的电路。上电复位是利用电容充电实现复位。其工作原理是：上电时RST端的电位与VCC相同。随

32、着电容C6的充电电流减小，+5V电压立即加到RST端。重置微控制器。手动复位是利用开关K实现复位。此时电源Vcc被两个电阻分压，在RST端产生高电平，使单片机复位。当RST由高变低时，复位结束，CPU从初始状态开始工作。单片机的复位由外部电路实现。在本设计中，使用了手动复位，如图 3.5 所示：图3.5 MCU 复位电路3.3.3单片机的时钟电路时钟电路由晶振元件和单片机电路组成，产生的振荡频率为单片机提供时钟信号，用于单片机的信号定时和定时。AT89S51单片机内部有一个高增益反相放大器，其输入引脚为XTAL1，输出为XTAL2。只要将晶振和微调电容C4、C5跨接在两个引脚之间，就可以形成一

33、个稳定的自激振荡器。本设计使用图 3.6 所示的电路。一般电容C1、C2为33pf左右；晶振，简称晶振，频率范围为1.212MHz。晶振频率越高，系统时钟频率越高，单片机运行速度越快。通常使用振荡频率为 6MHz 或 12MHz 的晶体振荡器。如果系统中使用单片机的串口通讯，一般使用频率为11.0592MHz的晶振。在本设计中，使用了频率为 11.0592MHz 的晶振。图3.6时钟电路3.3.4显示电路显示模块由发光二极管和LED显示屏组成。1 、LED（Light Emiting Diode）是发光二极管英文名称的缩写。在本设计中，我们主要使用发光二极管来指示洗衣机的工作状态。 5个发光二

34、极管分别与单片机P1口的5个I/O口相连，如图3.7所示。当发光二极管负极对应的P1端口为低电平时，发光二极管开启。图3.7发光二极管电路2、LED显示屏是由发光二极管组成的，所以在显示屏前面叫“LED”。本设计只显示时间，使用LED显示屏即可达到目的。如图 3.8 所示：图3.8 LED 显示电路(1) LED显示屏的结构常用的 LED 为 8 段或 7 段。每个段对应一个发光二极管。该显示器有共阳极和共阴极两种。共阴极LED显示屏的发光二极管的阴极连接在一起，通常这个共阴极是接地的。当某个 LED 的阳极为高电平时，该 LED 亮起并显示相应的段。同理，共阳极LED显示屏的发光二极管的阳极

35、连接在一起。通常，公共阳极连接到正电压。当发光二极管接低电平时，发光二极管点亮，并显示相应的段。为了使LED显示屏显示不同的符号或数字，需要点亮不同段的发光二极管，所以LED显示屏应该设置代码，因为这些代码可以使LED的相应段发光显示不同的字体，所以该代码称为段代码（或字体代码）。（二）LED显示屏工作原理LED显示屏有静态显示和动态显示两种方式。LED显示屏工作在静态显示模式时，各位的共阴（共阳）接在一起并接地（或+5V）；每一位的段码线(a-dp)分别与一个8位锁存输出相连。之所以称为静态显示，是因为一旦确定了每个LED的显示字符，由相应锁存器锁存的段码输出将保持不变，直到致另一个段码。正

36、因为如此，静态显示的亮度很高，但静态现实的缺点是占用的端口太多。如果显示的位数太多，就需要一个锁存器，所以一般采用动态显示。在多位LED显示屏中，为了简化硬件电路，通常将所有位的段码线对应段并联，通过一个8位I/O口控制，形成段的复用代码线，共阴或共阳分别由对应的I/O线控制，形成每一位的分时选通。本设计中我们使用2位共阳极数码管，其中段码线占用8位I/O口，即P0口，位选择占用2个I/O口，分别为在 P2 端口。由于每个位的段码线是并联的，所以8位I/O口输出的段码对于每个显示位都是一样的。因此，同时，如果每个位选择都处于选通状态，则 2 位 LED 将显示相同的字符。如果每个LED都能显示

37、原点对应的显示字符，则必须采用动态显示，即在某一时刻，只有一个位的位选择线处于选通状态，而其他位的位选择处于选通状态。在关闭状态下，同时在段码行上输出对应要显示的位的段码。这样，同时只有2位LED的频闪灯其中一个显示字符，而另外1位不亮。同理，下一时刻，只有下一位的位选择处于选通状态，其他位的位选择线处于关闭状态，待显示字符的段码输出在段代码行。同时，只有选通位上显示对应的字符，其他位关闭。此循环继续，以便您可以显示要显示的字符。虽然这些字符出现时间不同，并且同时只显示一个字符，其他字符都关闭，但由于LED显示屏的余辉和人眼的视觉暂留，只要每个字符的显示间隔足够短，会造成多灯同时显示的错觉，达

38、到同时显示的效果。3.3.5蜂鸣器报警电路本设计采用无源蜂鸣器，单片机必须输出固定频率的方波信号。其工作电压较宽，4-12V，所需外围元件少，电压增益可在20-200范围内调节。蜂鸣器报警由 CPU 的 P3.5 输出高电平控制。如图 3.9 所示：图 3.9 蜂鸣器报警电路3.3.6电动机控制电路一、继电器的作用继电器是在自动控制电路中起控制和隔离作用的执行元件。它实际上是一种自动开关，可以用低压和小电流来控制高压和大电流。二、电机控制电路的工作原理电机M控制部分的电气原理图如图3.10所示。电机有两个控制端，一端控制电机正向传动，该端接P2.0，另一端控制电机反转，该端接P2.1。系统通电

39、时，通过继电器将交流220V电压加到电机的两个控制端。当洗衣机收到“正转”指令时，P2.0通过R19和Q1输出高电平，使继电器Kb线圈导通Kb，从而使电机正转。当洗衣机收到“反转”指令时，P2.1通过R20和Q2输出高电平，使继电器Ka线圈导通Ka，从而使电机反转。图 3.10 电机控制电路3.3.7进/排水回路如图 3.11 所示，入口阀由 P1.6 控制，出口阀由 P1.7 控制。当电控水龙头的控制端子P1.6为“0”时，Ka线圈通电打开进水阀。当电控水龙头控制端子P1.7为“0”时，Kb线圈得电，打开出水阀。图 3.11 进排水回路第四章软件设计4.1主程序设计根据硬件设计要求，控制主程

40、序流程图如图4.1所示。洗衣机上电后，首先给单片机上电初始化程序，包括定时器0、外部中断0、外部中断1的初始化，以及各种参数初始值的设置。默认洗衣强度为 2 次“标准洗涤”漂洗。然后扫描按钮的状态来确定洗涤过程。当发现启动按钮被按下时，洗衣机从待机状态进入工作状态。完成取水、洗涤、脱水、漂洗的循环过程。衣物完成时控制蜂鸣器响起。图 4.1 主程序流程图4.2标准洗衣程序设计标准洗衣是默认的洗衣方式，其流程图如图 4.2 所示：洗衣开始洗衣开始电 机 运 转开进水阀进水洗涤结束？漂洗开始漂洗两次结束？脱水开始电机运转电机正转脱水结束？蜂鸣器报警洗衣结束YNNYNY图 4.2 标准洗衣程序流程图4

41、.3洗涤程序设计洗涤是洗衣过程中的主要步骤。当水进入洗涤状态时，洗涤开始，电机一直正转-停止-反转。当洗涤时间为零时，洗涤结束并开始漂洗。程序流程图如图4.3所示：洗衣开始洗衣开始电机正转电机反转电机停止剩余时间=0？进入漂洗YN电机停止图 4.3 洗涤程序流程图4.4漂洗程序设计漂洗是一种相对固定的洗衣方法，与洗涤过程相同，但时间较短。漂洗次数为两次。漂洗程序流程图如图 4.4 所示：漂洗指示灯亮漂洗指示灯亮第一次漂洗第二次漂洗漂洗完成？漂洗指示灯灭漂洗结束进入脱水YN开始图 4.4 漂洗程序流程图4.5脱水程序设计旋转前打开排水阀排出水。然后启动脱水电机并保持排水阀打开，然后停止脱水，蜂鸣

42、器报警提醒用户衣物完成。程序流程图如图4.5所示：开排水阀开排水阀开电机脱水关电机、排水阀开蜂鸣器开始脱水洗衣结束NY盖板开否？暂停蜂鸣器报警盖板合闭？脱水结束？NYYN图 4.5 脱水洗涤程序流程图第 5 章调试系统原型组装和软件设计完成后，进入系统调试阶段。应用系统的调试步骤和方法相同，但具体细节与所使用的开发系统（即仿真器）和所选择的单片机型号有关。调试过程是软件和硬件调试过程，分为硬件调试和软件调试。5.1硬件调试单片机应用系统的硬件调试和软件调试是密不可分的，但通常是在清除系统中明显的硬件故障后，再与软件调试相结合。调试硬件时，先进行静态调试，在样机上电前，先用万用表等工具仔细检查电

43、路，检查元器件型号和规格是否按照原理图和装配图正确安装。然后上电检查各点电位是否正常。接下来，借助仿真器进行在线调试，测试扩展 RAM、I/O 口、I/O 设备、程序存储器以匹配晶振和复位电路并纠正错误。第一步：在通电前用万用表检查电路的正确性，检查元器件的型号和规格是否符合要求。特别注意电源的正负极，看电源与电源之间是否有短路，并检查地址总线、数据总线、控制总线之间是否有短路或其他信号线。由于本系统的开发是基于所使用的单片机，所以这一步不会出现故障。第二步：上电后检查单片机I/O的电位，测量各点电位是否正常。尤其要注意单片机输出口各点的电位。如果电压过高，可能会损坏外部模拟电路，如果电压过低

44、，将无法驱动负载。第三步：将单片机的信号输出接口与外部仿真电路接口连接起来，为软件调试做准备。硬件调试过程中常见的硬件故障包括：组件故障：组件故障的原因包括两个方面。一方面，设备本身已损坏。另一方面，组件在组装过程中出现故障。当然，在调试过程中，我们发现发光二极管接反，继电器损坏。可靠性差：造成系统不可靠的因素很多，如金属化孔、连接器接触不良等，都会导致系统良莠不齐，不能承受振动；外部和外部干扰，电源纹波系统，设备负载过大。或热稳定性差等，导致逻辑电平不稳定；此外，不合理的布线和布局也会导致系统可靠性差。在调试的过程中，我们发现单片机输出的电压稳定，但是硬件电路的发光二极管的亮度不同，而且一直

45、亮着和不亮。经验证，由于元器件管脚长且弯曲，电路不够稳定，I/O输出口的高低电平不清晰。电源故障：电源故障包括电压值不符合设计要求、电源线与插座不匹配、电源不足、负载能力差等。电压过高容易烧坏发光二极管，电压过低则无法驱动负载。所以我们焊接了直流电源电路，使其输出稳定的电压。5.2软件调试软件调试与选择的软件结构和编程技术有关。如果采用模块化程序开发技术，在对模块进行逐一调整后，对系统程序进行整体调试。调试子程序时，必须符合现场环境，即进入条件和退出状态。调试的手段可以采用单步运行方式和断点运行方式，通过检查用户系统CPU场景、RAM容量和I/O口状态来判断程序的执行结果是否符合设计要求。通过

46、检测，可以发现程序中的死循环错误、机器码错误和翻译地址错误，以及用户系统中的硬件故障、软件算法和硬件设计错误。在调试过程中逐步调整用户系统的软硬件。各程序模块调试完成后，可组合相关功能模块进行整体综合调试。如果在这个存储阶段出现错误，可以考虑各个子程序在存储时是否有损坏场景，缓冲区数据是否发生变化，标志位的建立和清除是否影响其他标志位的变化，栈区深度是否不够，输入设备状态是否正常等。单步和断点调试后，还要进行连续调试，因为单片机的运行是在严格的时序下进行的，单步运行成功并不代表连续运行成功。全部调试完成后，应反复运行多次。综上所述一个学期后，完成了基于单片机的洗衣机控制系统的设计。本系统是基于

47、单片机及其接口技术、计算机技术和微电子技术的集成应用设计。实现了对洗衣机整个洗涤过程的控制，包括用户参数输入、洗涤、脱水和结束性能四个阶段。控制系统主要由电源电路和控制电路两个模块组成。电源电路为控制电路提供稳定的5V直流电压，为电机提供220V市电；控制电路负责控制洗衣机的工作过程，主要由AT89S51单片机、两个共阳极数码管、按键、蜂鸣器、LED指示灯、电动机和进排水电磁阀组成.在系统设计上，查阅了大量相关中外文资料，借鉴了各芯片厂商的技术资料手册，借鉴了许多前辈的成熟经验。通过本次设计可以得出以下结论：首先，单片机的广泛应用，现在电子产品设计越来越方便，功能越来越好，集成度越来越高。通过

48、重新编程微控制器可以轻松更改洗衣机的功能。其次，单片机与微电子等技术密切相关。它们的应用方式将直接影响设计结果。不同的部件和设计方法的应用可以使洗衣机的设计结果完全不同，洗衣机的性能也会有所不同。本设计中使用的元器件都是单片机的应用，因此只要稍加修改设计就可以轻松开发出其他基于单片机的洗衣机控制系统。总结这几个月的设计经验大致如下：首先，任何工作都必须与人打交道和沟通，毕业设计也不例外。这就需要我们充分利用彼此的优势和协作。我们可以在设计过程中从不同的角度分析问题，汇集大家的意见，最终达成一致，发挥团队精神。其次，要认真对待任何工作责任。这个毕业设计给了我很多经验，但更重要的是，在我的责任感驱

49、使下，我应该用什么方法来完成这个设计，更省时省力。抱着“方法总是比困难更难”的信念，我首先和同学们分析了任务本身从哪里开始，何时何地找到相关信息等，寻找突破口，全面解决问题。再次，当你遇到你不理解的问题时，向你的老师寻求建议。您应该密切关注设计的每一分每一秒，对需要调整和改变的区域进行更改。你不应该遵守规则。上述表面经验的进一步总结和完善，还需要更多的社会实践来提供。我也相信，在不久的将来，当我们踏入社会的时候，会有很多这样的设计，只要我们努力学习，勇于实践，努力学习，问我们，我们就会明白道理那些我们不了解或以前不了解的东西，我们会很快成长和成熟。我也相信，以我的自强不息和勇敢的精神，我一定能

50、够快速适应类似设计的需求，适应这个多变的社会，充分发挥我的优势，朝着我们的方向不断前行！参考1 荀.单片机大学阅读器。 : 航空航天大学，2002 年。2 王志刚.微控制器应用技术与培训。 : 清华大学，2004.3 周航慈等。微控制器程序设计基础。：航空航天大学，1997 年。4 魏.单片机典型系统设计实例密集讲座：电子工业，2006。5 陆延军.单片机基本原理及应用系统：机械工业，2005。6 周美娟等。微控制器技术与系统设计。：清华大学，2007。7 涌泉单片机与家电智能化技术：电子工业，1995 。附录附录A 主电路图附录 B 组件列表序列号组件名称型号及参数使用次数1反抗5.1K12

51、反抗1K73反抗R1 R8 200104反抗4.7K75三极管 (PNP)Q1-Q4、Q6、Q7 (PNP 9012)66三极管 (NPN)Q5 (NPN 8550)17变压器吨18扬声器扬声器19电解电容器C8 100uf，C10 0.33uf各 1 个10陶瓷电容器103, 1041, 211电解电容器33pf、22uf、10uf各 2 个12引领LED1-LED7713晶体振荡器12M114中继SRD-06VDC-SL-C115单片机AT89S51116数码管/217轻触开关/518齐纳管7805119二极管IN4001220桥栈/1附录 C 程序项目名称：控制器修改日期：2013-04

52、-10*/#include /P口：5个LED灯，2个数码管继电器，2个sbit哔=P35；字符码 disptab10=0 xc0,0 xf9,0 xa4,0 xb0,0 x99,0 x92,0 x82,0 xf8,0 x80,0 x90；字符代码 bittab=0 xbf,0 x7f;#define K1 0 x0e /开始#define K2 0 x0d /脱水时模拟机盖打开#define K3 0 x0b /快洗（模拟脱水时合盖）#define K4 0 x07 /脱水位 p10=P10; /洗涤指标位 p11=P11; /冲洗指标位 p12=P12; /脱水指标位 p16=P16; /进水模拟灯位 p17=P17; /排水模拟灯位 p20=P20; /正向旋转位 p21=P21; /倒置无符号字符分钟，秒； / 设置时间无符号整数 i； / i 是循环数整数键；整数；整数计数=0；无效延迟（int t）整数 i, j;for(i=0;it;i+)for(j=0;j112;j+);void Beep() /蜂鸣器无符号字符 a,s;无符号整数 k=8000；P1=0 xff;P2=0 xff;而(k-)for(a=0;a80;a+);对于(s=0;s80;s+);beep=beep;unsigned char ScanKey()/键盘扫描if(P3&0 x