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1、畢業(yè)論文畢業(yè)論文 基于單片機的全自動洗衣機 控制系統(tǒng)設計 畢業(yè)設計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權說明畢業(yè)設計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權說明 原創(chuàng)性聲明原創(chuàng)性聲明 本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設計（論文），是我個人在指導教師的 指導下進行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標注和 致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不 包含我為獲得 及其它教育機構的學位或?qū)W歷而使用過的材料。 對本研究提供過幫助和做出過貢獻的個人或集體，均已在文中作了明確的 說明并表示了謝意。 作 者 簽 名： 日 期： 指導教師簽名： 日 期： 使用授權說明使用授權說明 本人完全了解 大學關

2、于收集、保存、使用畢業(yè)設計（論文） 的規(guī)定，即：按照學校要求提交畢業(yè)設計（論文）的印刷本和電子版本； 學校有權保存畢業(yè)設計（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱 覽服務；學?？梢圆捎糜坝?、縮印、數(shù)字化或其它復制手段保存論文；在 不以贏利為目的前提下，學?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉績?nèi)容。 作者簽名： 日 期： 學位論文原創(chuàng)性聲明學位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導師的指導下獨立進行研究所 取得的研究成果。除了文中特別加以標注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任 何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對本文的研究做出重要貢 獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。本人完全意識

3、到本聲明的 法律后果由本人承擔。 作者簽名： 日期： 年 月 日 學位論文版權使用授權書學位論文版權使用授權書 本學位論文作者完全了解學校有關保留、使用學位論文的規(guī)定，同意 學校保留并向國家有關部門或機構送交論文的復印件和電子版，允許論文 被查閱和借閱。本人授權 大學可以將本學位論文的全部或 部分內(nèi)容編入有關數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復制手 段保存和匯編本學位論文。 涉密論文按學校規(guī)定處理。 作者簽名：日期： 年 月 日 導師簽名： 日期： 年 月 日 注 意 事 項 1.設計（論文）的內(nèi)容包括： 1）封面（按教務處制定的標準封面格式制作） 2）原創(chuàng)性聲明 3）中文摘要（300

4、 字左右）、關鍵詞 4）外文摘要、關鍵詞 5）目次頁（附件不統(tǒng)一編入） 6）論文主體部分：引言（或緒論）、正文、結(jié)論 7）參考文獻 8）致謝 9）附錄（對論文支持必要時） 2.論文字數(shù)要求：理工類設計（論文）正文字數(shù)不少于 1 萬字（不包括圖紙、程序清單等），文科類論 文正文字數(shù)不少于 1.2 萬字。 3.附件包括：任務書、開題報告、外文譯文、譯文原文（復印件）。 4.文字、圖表要求： 1）文字通順，語言流暢，書寫字跡工整，打印字體及大小符合要求，無錯別字，不準請他人代寫 2）工程設計類題目的圖紙，要求部分用尺規(guī)繪制，部分用計算機繪制，所有圖紙應符合國家技術 標準規(guī)范。圖表整潔，布局合理，文字

5、注釋必須使用工程字書寫，不準用徒手畫 3）畢業(yè)論文須用 A4 單面打印，論文 50 頁以上的雙面打印 4）圖表應繪制于無格子的頁面上 5）軟件工程類課題應有程序清單，并提供電子文檔 5.裝訂順序 1）設計（論文） 2）附件：按照任務書、開題報告、外文譯文、譯文原文（復印件）次序裝訂 摘 要 該系統(tǒng)是基于單片機的全自動洗衣機控制系統(tǒng)設計。系統(tǒng)采用 AT89C51 單片 機作為核心控制芯片。并且輔以必要的外圍器件和電路，通過 I/O 口輸出控制電動機 運行和停止，通過 AT89C51 單片機內(nèi)部定時器中斷來記錄洗衣時間和進水時間，通過 按鍵來進行洗衣參數(shù)設置。通過 AT89C51 單片機驅(qū)動數(shù)碼管

6、顯示洗衣機的工作時間， LED 指示燈用作洗衣機的工作狀態(tài)顯示，用兩個電控水龍頭進行加水和放水，通過蜂鳴 器提示洗衣結(jié)束。通過外部中斷來控制進水和放水。論文重點闡述單片機和控制系統(tǒng) 模塊的設計。 關鍵詞：單片機；全自動洗衣機；數(shù)碼管,蜂鳴器；中斷；定時器 目 錄 1.引 言1 2.系統(tǒng)整體設計4 2.1 設計功能要求.4 2.2 系統(tǒng)設計方案.4 2.3 芯片選擇.5 2.3.1 什么是單片機5 2.3.2 單片機的應用領域5 2.3.3 單片機的確定6 2.4 單片機的結(jié)構.6 2.4.1 STC89C516RD 單片機的引腳功能.7 2.4.2 電源7 2.4.3 時鐘8 2.4.4 控制

7、信號引腳線8 2.4.5 輸入/輸出引腳（I/O 口線）9 2.5 繼電器的選擇10 3. 系統(tǒng)硬件設計11 3.1 電源電路設計11 3.2 進排水電路設計.11 3.3 顯示電路設計12 3.4 按鍵控制設計13 3.5 狀態(tài)指示電路設計14 3.6 硬件總體電路設計14 4.系統(tǒng)軟件設計16 4.1 軟件整體結(jié)構設計16 4.2 主程序結(jié)構設計與分析.16 4.3 子程序結(jié)構設計與分析.29 4.3.1 定時器中斷 1 子程序.29 4.3.2 外部中斷 0 子程序.31 4.3.3 定時器中斷 0 子程序.33 4.3.4 外部中斷 1 子程序.34 4.3.5 數(shù)碼管顯示子程序.35

8、 5.總 結(jié)37 致 謝.38 參考文獻.39 浙江工業(yè)職業(yè)技術學院電氣電子工程分院畢業(yè)設計 1 1.引 言 1.全自動洗衣機的發(fā)展過程 洗衣機的出現(xiàn)給人們的生活帶來了諸多方便，它是現(xiàn)代人必備的日常生活家電， 它的發(fā)明和應用使人們的洗衣工作變得省時又省力，很好地緩解了人們在家務勞動方 面的壓力，由洗滌脫水系統(tǒng)，進水排水系統(tǒng)，傳動系統(tǒng)，程序控制器等部分組成。各 種測量渾濁度，溫度，水位，位置，泡沫量等一系列的傳感器也在洗衣機中得到了應 用。家用洗衣機從發(fā)明到現(xiàn)在已經(jīng)經(jīng)歷了一個多世紀,經(jīng)歷以下一些發(fā)展階段： 世界上第一臺洗衣機實在 1874 年由美國的比爾.布萊克斯通(Bill Blackston

9、e)研 制成功的。1910 年前后，第一臺臥軸滾筒式電動洗衣機問世，標志著人類家務勞動自 動化的開始。20 世紀 20 年代，第一臺立軸攪拌式洗衣機再美國試制成功，由此，洗衣 機開始了“立軸”與“臥軸”之分。50 年代中葉，日本三洋公司推出單桶波輪式洗衣 機。開始確定了滾筒式、攪拌式和波輪式三種工作方式。60 年代，日本推出了帶甩干 桶半自動洗衣機，并且大量應用塑料，使洗衣機的發(fā)展進入一個新的階段。70 年代， 日本推出波輪式套桶全自動洗衣機，從此開始有了“全自動”洗衣機的概念。70 年代 后期，日本推出了微電腦控制的全自動洗衣機。完成了由機械電動程序控制到電腦 控制的過渡，開始了電腦控制時代

10、。這時，洗衣機在發(fā)達國家已進入飽和期，而在亞 太地區(qū)發(fā)展中國家開始進入普及期。80 年代后期，“模糊控制”洗衣機開始出現(xiàn)，實 現(xiàn)了家電器控制方式上的高度自動化。出現(xiàn)“白色家電”的概念。90 年代，隨著變頻 技術的發(fā)展，日本最先推出了電動機直接驅(qū)動洗衣機，實現(xiàn)了洗衣機驅(qū)動方式上的革 命。今后洗衣機將以高可靠性，完善的功能，節(jié)水省電，降噪省時以及規(guī)格品種多樣 化為發(fā)展方向。 2.洗衣機的發(fā)展前景及待解決的問題 1.國外先進技術及開發(fā)前景： 當今世界是技術、知識大爆炸的年代，只要人們有需要，就有可能生產(chǎn)出某種產(chǎn) 品來滿足人們的需要。洗衣機的發(fā)展正是這樣，人們在生活中發(fā)現(xiàn)了它的某些不便， 就會在實際中

11、不斷地改進和完善它，新型的洗衣機正是在這種情況下誕生的。 （1）超聲波洗衣機超聲振動產(chǎn)生空穴現(xiàn)象，在洗滌中通過氣泡的生產(chǎn)和消失的運 動，產(chǎn)生強水壓，再加入小量洗衣劑，振動纖維，超聲乳化，去污，水中氣泡上升， 產(chǎn)生了從洗滌桶中央向外側(cè)翻動的水流，使衣服之間相互摩擦，并與洗滌劑充分接觸 產(chǎn)生很有效的洗滌作用。這種洗衣機洗滌桶小，桶內(nèi)無運動部件，無機械電氣故障， 修理方便。不纏繞，不傷布料，洗衣效果好，省水，省電。 浙江工業(yè)職業(yè)技術學院電氣電子工程分院畢業(yè)設計 2 （2）電磁洗衣機這種洗衣機洗滌桶內(nèi)有 4 個洗滌頭，上面各有有個夾子，把衣物 伸展夾住，每個洗滌頭上有有個電磁線圈，接通電源發(fā)生 250

12、0 次/秒的微擊振動，使 衣物在洗滌液中洗滌。因不用電機驅(qū)動，無噪聲，省水 50%，省電 75%。 （3）高溫泡沫洗衣機日本大阪大研制的一種不用水用高溫泡沫來洗凈衣物的洗衣 機。洗滌劑罐于洗衣機低部，放衣物后撥動開關，開始鼓風，將空氣送入罐中產(chǎn)生泡 沫，由加熱到 70 C 高溫泡沫洗凈衣物，然后進入洗衣桶旁邊的消泡裝置，一般洗 o 510 分鐘/次，21L/1kg 干衣。 （4）真空洗衣機原蘇聯(lián)研制的不用洗衣粉或洗滌劑的洗衣機，真空泵將洗衣桶內(nèi) 吸成真空狀態(tài)，桶中水運動產(chǎn)生氣泡爆破并去污。洗凈度高，不損衣、無噪聲、造價 高。實際上是采用冷沸騰洗滌原理，在幾秒鐘內(nèi)從洗滌桶的上部那空氣抽空出。稀薄

13、 空氣與水如沸騰壯，衣物在泡沫旋渦鐘攪動，1.52 分鐘就能洗凈衣物，一般洗衣服 710 分鐘即可完成全過程。 （5）噴射式洗衣機意大利扎努西公司研制一種將洗滌劑不斷噴向衣物的洗衣機， 似乎無水，可以省水 20%，省洗滌劑 30%，省能 35%，省時間 10%。這種洗衣機完全不 同于前裝式滾筒洗衣機，安裝在噴淋系統(tǒng)內(nèi)的噴射裝置持續(xù)不斷地將水和洗滌劑噴淋 在衣物上進行洗滌，并在不銹鋼桶內(nèi)攪動衣物。衣物在液體中不停地攪動，就像桶內(nèi) 根本沒有水一樣。然而水卻滲透過衣物流入位于滾筒底部的一個儲水槽中。在槽中， 水被從新加熱再次循環(huán)噴射到衣物上去，洗滌桶做周期性脫水，以排去水和污物，隨 后漂洗 3 次，

14、最后脫水洗完。 2.洗衣機待解決的一些問題: 由于我國洗衣機廠起步晚，加上技術方面的一些問題，不可避免的在現(xiàn)有的機型 中出現(xiàn)一些弊端。主要弊端有：噪聲大，耗水、耗電，進水不暢或進水不止或排水不 暢，工作周期不平穩(wěn)、振動大，損傷洗滌物，洗滌效果不佳，脫水桶自動性不佳，脫 水不良，重量大，容量不合理。具體來說，洗衣機的問題存在于結(jié)構、質(zhì)量、原材料 和模具及管理方面 （1）結(jié)構類型方面我國洗衣機多屬波輪式。今后波輪式仍然是主要型式。為了適 應國外市場的不同需求，要適當?shù)厣a(chǎn)些新型式的滾筒式和攪拌式洗衣機，進而生產(chǎn) 具有波輪式、攪拌式兩種洗衣機優(yōu)點的新機型。為了使波輪式洗衣機洗滌更合理，應 努力將全自

15、動洗衣機提高到電腦型的水平。雙桶洗衣機再提高漂洗的條件下，以重點 生產(chǎn)全自動型噴淋式洗衣機為宜。同時要注意避免新水流洗衣機一味地提高波輪式的 轉(zhuǎn)數(shù)極其轉(zhuǎn)動時間或增高波輪筋高的傾向，以免損傷衣率和纏繞率回升增高，降低了 新水流洗衣機的優(yōu)越性。 （2）質(zhì)量方面我國洗衣機的質(zhì)量問題，具體反映再功能、外觀和可靠性三方面， 與國外存在再較大的差距。國內(nèi)外洗衣機相比較：從功能、電源插頭、面板裝飾、旋 鈕結(jié)合，塑料件的光整度（光潔、毛刺和變形），外箱和螺絲釘?shù)某尚渭胺冷P，皮帶 的耐磨及噪音，進排水閥和水位開關質(zhì)量，電腦控制各種功能的能力，電腦的抗電壓 波動、抗干擾防靜電的能力，以及傳感器的靈敏度等方面，很容

16、易看出整體質(zhì)量的好 壞。再加上裝配工藝較落后，致使我國洗衣機的質(zhì)量穩(wěn)定性差，出口有一定的困難。 目前我國洗衣機無故障運行水平約為 250500 小時，而國外同類產(chǎn)品達 15002000 小時，即十年不需修理。因此提高洗衣機的質(zhì)量要從提高零部件的質(zhì)量入手。關鍵電 器件和傳動件應組織專業(yè)分工，制定標準，組織攻關，進行認證，在改進功能方面、 外觀質(zhì)量和可靠性三方面，進行全面整理，提高水平。 綜合以上分析介紹，全自動洗衣機由于具有對衣物的磨損小、洗滌量大、節(jié)約水 電等特點,越來越得到廣大家庭的青睞。由于人們對全自動洗衣機在價格低廉的基礎上 也提出了功能齊全、操作簡單、不纏繞、不傷布料、洗衣效果好、性能

17、可靠、工作效 率高、便于維修等更高的要求。為滿足人們這種需求，特設計出這種有微控制器控制 的全自動洗衣機控制系統(tǒng)。 浙江工業(yè)職業(yè)技術學院電氣電子工程分院畢業(yè)設計 4 2. 系統(tǒng)整體設計 在進行系統(tǒng)設計之前,首先應根據(jù)對系統(tǒng)的功能要求及其應用環(huán)境等確定合理的、 具體的功能和技術指標,對應用系統(tǒng)的可靠性、通用性、先進性、可維護性、以及成本 等進行綜合考慮,以盡量合理并符合相應的標準。然后根據(jù)市場上各種單片機的貨源情 況和單片機的性能及開發(fā)工具等因素選擇合適的機型。接下來要根據(jù)系統(tǒng)中遇到的重 要器件進行選擇,使之符合系統(tǒng)在精度、速度和可靠性等方面的要求。最后確定硬件和 軟件的功能劃分。由于在系統(tǒng)設計

18、中某些功能用硬件和軟件都能實現(xiàn),在設計中應綜合 考慮研制周期和成本等因素具體劃分軟硬件功能。 2.1 設計功能要求 1.通過遙控按鍵控制洗衣機。 2.12864 用于顯示相應的持續(xù)時間，當前時間和處于什么工作方式中。 3.洗衣機具有強洗，弱洗，自定義功能，并且可以進行單項操作。 4.增加水位傳感器控制進水時間(在設計中用紅外傳感器)。 5.當洗衣結(jié)束時蜂鳴器唱歌。 6.洗衣時交替正、反轉(zhuǎn)。洗衣和脫水時電機轉(zhuǎn)速不同。 2.2 系統(tǒng)設計方案 通過設對計要求的分析，主控制系統(tǒng)運用的是 STC89C516RD 單片機，控制對象包 括：繼電器 1（進水閥）、繼電器 2（出水閥）、小型直流電機、12864

19、 顯示、LED 狀 態(tài)指示燈、蜂鳴器等。這些被控對象需要根據(jù)不同的洗衣程序來設定他們的工作狀態(tài) 和工作時間，繼電器 1（進水閥）和繼電器 2（出水閥）來控制進水和出水，同時需要 LED 指示燈和 12864 顯示不同的工作狀態(tài)和剩余時間，遙控輸入 用來控制程序運行和設置洗衣模式，蜂鳴器用來提示洗衣完成提示。按照上述的 系統(tǒng)方案得到的系統(tǒng)整體構架如圖 1.1： 圖圖 1.11.1 系統(tǒng)整體構架系統(tǒng)整體構架 2.3 芯片選擇 2.3.1 什么是單片機 單片機即單片微型計算機。（Single-Chip Microcomputer ），是 集 CPU 、RAM 、ROM 、定時器、計數(shù)器和多種接口于一

20、體的微控制器。這樣所組成的芯片級芯片級 微型計算機稱為單片微型計算機（Single-Chip Microcomputer ），簡稱位單片微機 或單片機。他體積小，成本低，功能強，廣泛應用于智能產(chǎn)品和工業(yè)自動化上。由于 單片機的硬件結(jié)構與指令系統(tǒng)都是按工業(yè)控制要求設計的，常用于工業(yè)的檢測、控制 裝置中，因而也稱為微控制器或嵌入式控制器。單片機按用途可分為通用型和專用型 兩大類，按內(nèi)部數(shù)據(jù)通道的寬度又可分為位、位、位及位。而 51 單片機 是各單片機中最為典型和最有代表性的一種。 2.3.2 單片機的應用領域 單片機廣泛應用于儀器儀表、家用電器、醫(yī)用設備、航空航天、專用設備的智能 化管理及過程控制

21、等領域，大致可分為如下幾個范疇： 1.在智能儀器儀表的應用 單片機具有體積小、功耗低、控制功能強、擴展靈活、微型化和使用方便等優(yōu)點， 廣泛應用于儀器儀表中，結(jié)合不同類型的傳感器，可實現(xiàn)諸如電壓、功率、頻率、濕 度、溫度、流量、速度、厚度、角度、長度、硬度、元素、壓力等物理量的測量。采 用單片機控制使得儀器儀表數(shù)字化、智能化、微型化，且功能比起采用電子或數(shù)字電 路更加強大。例如精密的測量設備（功率計，示波器，各種分析儀）。 浙江工業(yè)職業(yè)技術學院電氣電子工程分院畢業(yè)設計 6 2.在家用電器中的應用 可以這樣說，現(xiàn)在的家用電器基本上都采用了單片機控制，從電飯煲、洗衣機、 電冰箱、空調(diào)機、彩電、其他音

22、響視頻器材、再到電子秤量設備，五花八門，無所不 在。 3.在工業(yè)控制中的應用 用單片機可以構成形式多樣的控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。例如工廠流水線的智能 化管理，電梯智能化控制、各種報警系統(tǒng)，與計算機聯(lián)網(wǎng)構成二級控制系統(tǒng)等。 4.在計算機網(wǎng)絡和通信領域中的應用 現(xiàn)代的單片機普遍具備通信接口，可以很方便地與計算機進行數(shù)據(jù)通信，為在計 算機網(wǎng)絡和通信設備間的應用提供了極好的物質(zhì)條件，現(xiàn)在的通信設備基本上都實現(xiàn) 了單片機智能控制，從手機、電話機、小型程控交換機、樓宇自動通信呼叫系統(tǒng)、列 車無線通信、再到日常工作中隨處可見的移動電話，集群移動通信，無線電對講機等。 5.單片機在醫(yī)用設備領域中的應用 單片機

23、在醫(yī)用設備中的用途亦相當廣泛，例如醫(yī)用呼吸機，各種分析儀，監(jiān)護儀， 超聲診斷設備及病床呼叫系統(tǒng)等等。 此外，單片機在工商、金融、科研、教育、國防航空等領域都有著十分廣泛的用 途。 2.3.3 單片機的確定 通過設計方案整體分析，根據(jù)單片機的使用性、技術性、經(jīng)濟性、以及對控制系 統(tǒng)的設計要求與性能，本系統(tǒng)選擇 STC89C516RD 單片機作為核心控制對象。其中 STC89C516RD 單片機具有以下基本特性：STC89C516RD 是一種帶 128K 字節(jié)閃爍可編程 可擦除只讀存儲器的低電壓，高性能 CMOS8 位微處理器，外圍電路簡單、硬件設計方 便、I/O 口操作簡單、資源豐富、能滿足一般

24、的使用功能、 價格便宜、容易購買。 通過以上的介紹和分析，STC89C516RD 完全滿足設計要求和性能。因此，本系統(tǒng)選 擇 STC89C516RD 單片機作為核心控制對象。 2.4 單片機的結(jié)構 STC89C516RD 芯片內(nèi)部集成了 CPU、RAM、ROM、定時/計數(shù)器和 I/O 口等各功能部 件，并由內(nèi)部總線把這些部件連接在一起。 STC89C516RD 單片機內(nèi)部包含以下一些功能部件： 1. 一個 8 位 CPU； 2. 一個片內(nèi)振蕩器和時鐘電路； 3. 4KB 的 ROM 4. 128x8 字節(jié)內(nèi)部 RAM； 5. 可尋址 64KB 的外 ROM 和外 RAM 控制電路； 6. 兩個

25、 16 位定時/計數(shù)器； 7. 21 個特殊功能寄存器； 8. 4 個 8 位并行 I/O 口，共 32 條可編程 I/O 端線； 9. 一個可編程全雙工串行口； 10. 5 個中斷源； 2.4.1 STC89C516RD 單片機的引腳功能 STC89C516RD 單片機一般采用雙列直插 DIP 封裝，共 40 個引腳，圖 1.2 為單片機 引腳排列圖。40 個引腳大致可分為 4 類：電源、時鐘、控制和 I/O 引腳。 圖圖 1.21.2 單片機引腳排列圖單片機引腳排列圖 2.4.2 電源 1.VCC（40 腳）芯片電源，接+； 2.VSS（GND20 腳）接地端。 浙江工業(yè)職業(yè)技術學院電氣電

26、子工程分院畢業(yè)設計 8 2.4.3 時鐘 XTAL1（19 腳）、XTAL2（18 腳）晶體振蕩電路反相輸入端和輸出端。使用內(nèi) 部振蕩電路時外接石英晶體如圖 1.3。 圖圖 1.31.3 晶體振蕩電路晶體振蕩電路 2.4.4 控制信號引腳線 控制線共有 4 根，其中 3 根是復用線。所謂復用線是指具有兩種功能，正常使用 時是一種功能，在某種條件下是另一種功能。 1.ALE/PROG（30 腳）地址鎖存允許/片內(nèi) EPROM 編程脈沖。 (1)ALE 功能：用來鎖存 P0 口送出的低 8 位地址。 STC89C516RD 在并行擴展外存儲器（包括并行擴展 I/O 口）時，P0 口用于分時傳 送低

27、 8 位地址和數(shù)據(jù)信號，且均為二進制數(shù)。那么如何區(qū)分是低 8 位地址還是 8 位數(shù) 據(jù)信號呢？當 ALE 為高電平時，P0 口傳送的是低 8 位地址信號；ALE 為低電平時，P0 口傳送的是 8 位數(shù)據(jù)信號。在 ALE 信號的下降沿，鎖定 P0 口傳送的內(nèi)容，即低 8 位地 址信號。 需要指出的是，當 CPU 不執(zhí)行訪問外 RAM 指令（MOVX）時，ALE 以時鐘振蕩頻率 1 / 6 的固定頻率輸出，因此 ALE 信號也可作為外部芯片 CLK 時鐘或其他需要。但是，當 CPU 執(zhí)行 MOVX 指令時，ALE 將跳過一個 ALE 脈沖。ALE 端可驅(qū)動 8 個 LSTTL 門電路。 (2)PR

28、OG 功能：片內(nèi)有 EPROM 的芯片，在 EPROM 編程期間，此引腳輸入編程脈沖。 2.PSEN（29 腳）外 ROM 讀選通信號。 80C51 讀外 ROM 時，沒個機器周期內(nèi) PSEN 兩次有效輸出。PSEN 可作為外 ROM 芯片 輸出允許 OE 的選通信號。在讀內(nèi) ROM 或讀外 RAM 時，PSEN 無效。PSEN 可驅(qū)動 8 個 LSTTL 門電路。 3. RST/Vpd（9 腳）復位/備用電源。 (1)正常工作時，RST（Reset）端為復位信號輸入端，只要在該引腳上連續(xù)保持兩 個機器周期以上高電平，80C51 芯片即實現(xiàn)復位操作，復位后一切從頭開始，CPU 從 0000H

29、開始執(zhí)行指令。8051 的復位方式可以是自動復位，也可以是手動復位，見下圖 1.4 上電自動復位電路 和圖 1.5 手動復位電路。 圖圖 1.41.4 上電自動復位電路上電自動復位電路 圖圖 1.51.5 手動復位電路手動復位電路 (2)Vpd 功能：在 Vcc 掉電情況下，該引腳可接上備用電源，由 Vpd 向片內(nèi)供電， 以保持片內(nèi) RAM 中的數(shù)據(jù)不丟失。 4. EA/VPP（31 腳） 內(nèi)外 ROM 選擇/片內(nèi) EPROM 編程電源。 (1)EA 功能：正常工作時，EA 為內(nèi)外 ROM 選擇端。AT89C51 單片機 ROM 尋址范圍為 64KB，其中 4KB 在片內(nèi)，60KB 在片外。當

30、 EA 保持高電平時，先訪問內(nèi)部 ROM，但當 PC（程序計數(shù)器）值超過 4KB（0FFFH）時，將自動轉(zhuǎn)向執(zhí)行外 ROM 中的程序。當 EA 保 持低電平時，則 CPU 只訪問外 ROM，當 EA 為高電平時，則 CPU 要先對內(nèi)部 ROM 訪問,然 后自動延至外部超過 4KB 的 ROM。 (2)Vpp 功能：片內(nèi)有 EPROM 的芯片，在 EPROM 編程期間，此引腳用于施加編程電 源 Vpp。 2.4.5 輸入/輸出引腳（I/O 口線） 1.P0 口（3239 腳）8 位雙向 I/O 口。在不并行擴展外存儲器(包括并行擴展 I/O 口)時, P0 口可用作雙向 I/O 口。在并行擴展外

31、存儲器(包括并行擴展 I/O 口)時, P0 口可用于分時傳送低 8 位地址(地址總線)和 8 位數(shù)據(jù)信號(數(shù)據(jù)總線)。P0 口能驅(qū)動 8 個 LSTTL 門。 2.P1 口（18 腳）8 位準雙向 I/O 口(“準雙向”是指該口內(nèi)部有固定的上 拉電阻)。 P1 口能驅(qū)動為 4 個 LSTTL 門。 浙江工業(yè)職業(yè)技術學院電氣電子工程分院畢業(yè)設計 10 3. P2 口（2128 腳）8 位準雙向 I/O 口。在不并行擴展外存儲器(包括并 行擴展 I/O 口)時, P2 口可用作雙向 I/O 口。在并行擴展外存儲器(包括并行擴展 I/O 口)時, P2 口可用于傳送高 8 位地址(屬地址總線) 。

32、P2 口能驅(qū)動 4 個 LSTTL 門。引腳 上拉電阻同 P1 口。在結(jié)構上，P2 口比 P1 口多一個輸出控制部分。 4. P3 口（1017 腳）8 位準雙向 I/O 口?？勺饕话?I/O 口用,同時 P3 口每 一引腳還具有第二功能,用于特殊信號輸入輸出和控制信號(屬控制總線)。P3 口驅(qū)動能 力為 4 個 LSTTL 門。 P3 口第二功能如下: P3.0RXD:串行口輸入端; P3.1TXD:串行口輸出端; P3.2INT0:外部中斷 0 請求輸入端; P3.3INT1:外部中斷 1 請求輸入端 P3.4T0:定時/計數(shù)器 0 外部信號輸入端; P3.5T1:定時/計數(shù)器 1 外部信

33、號輸入端; P3.6WR:外 RAM 寫選通信號輸出端; P3.7RD:外 RAM 讀選通信號輸出端。 上述 4 個 I/O 口,各有各的用途。 在不并行擴展外存儲器(包括并行擴展 I/O 口) 時, 4 個 I/O 口都可作為雙向 I/O 口用。在并行擴展外存儲器(包括并行擴展 I/O 口)時, P0 口專用于分時傳送低 8 位地址信號和 8 位數(shù)據(jù)信號,P2 口專用于傳送高 8 位地址信 號。P3 口根據(jù)需要常用于第二功能,真正可提供給用戶使用的 I/O 口是 P1 口和一部分 未用作第二功能的 P3 口端。 2.5 繼電器的選擇 繼電器是一種電子控制器件，它具有控制系統(tǒng)（又稱輸入回路）和

34、被控制系統(tǒng) （又稱輸出回路），通常應用于自動控制電路中，用來接通和斷開控制電器，它實際 上是用較小的電流去控制較大電流的一種“自動開關”。故在電路中起著自動調(diào)節(jié)、 安全保護、轉(zhuǎn)換電路等作用。根據(jù)控制電路的電源電壓，能提供的最大電流，被控電 路需的觸點形式。根據(jù)單片機的控制特點 AT89C51單片機帶負載能力不強，一般用三極 管控制繼電器，因此本系統(tǒng)采用的是：松樂 T73 SRD-5VDC-SL-C 繼電器。 3. 系統(tǒng)硬件設計 3.1 電源電路設計 電源為單片機提供+5V 電壓供電，原理圖如圖2.1所示，交流220V 電源經(jīng)變壓器降 壓在經(jīng)過整流、濾波后產(chǎn)生直流電壓，輸入到集成穩(wěn)壓器7805的

35、輸入端，7805輸出穩(wěn) 定的+5V 電壓為單片機供電。 圖圖 2.12.1 電源電路電源電路 2.2 進排水電路設計 圖圖 2.22.2 保護電路保護電路 浙江工業(yè)職業(yè)技術學院電氣電子工程分院畢業(yè)設計 12 3.3 顯示電路設計 顯示部分主要是通過一個兩位數(shù)碼管顯示系統(tǒng)的工作時間信息。該數(shù)碼管共有10 個管腳，其中 AG 7個管腳為數(shù)碼管的段選，1和2為數(shù)碼管的位選，DP 為小數(shù)點顯 示。其中數(shù)碼管的段選與單片機的 P0.0P0.6口相連接，數(shù)碼管的位選1和2分別與 單片機的 P2.0和 P2.1相連接。具體電路如圖2.3所示。 圖圖 2.32.3 顯示電路顯示電路 電機驅(qū)動電路設計： 圖圖

36、2.42.4 電機驅(qū)動電路設計電機驅(qū)動電路設計 紅外檢測電路設計 圖圖 2.52.5 紅外檢測電路設計紅外檢測電路設計 報警電路設計： 圖圖 2.62.6 報警電路設計報警電路設計 3.4 按鍵控制設計 該系統(tǒng)通過四個獨立按鍵來控制系統(tǒng)的啟動、停止和工作狀態(tài)設置，四個鍵分別 為：程序、增加、減少、啟動，其中四個鍵分別與單片機的 P1.0P1.3口相連接：具 體連接如圖2.4所示。 浙江工業(yè)職業(yè)技術學院電氣電子工程分院畢業(yè)設計 14 圖圖 2.72.7 按鍵連接按鍵連接 3.5 狀態(tài)指示電路設計 狀態(tài)指示是通過8個 LDE 顯示系統(tǒng)的工作狀態(tài)，LED 與74LS138的輸出端相連接，其 中74L

37、S138的三個使能端分別與單片機的 P1.4P1.6相連接，通過單片機輸出高低電平 控制74LS138相應的引腳，使 LED 點亮，指示出工作狀態(tài)。具體連接如圖2.5所示。 圖圖 2.82.8 指示燈電路指示燈電路 3.6 硬件總體電路設計 通過上面的分析硬件電路（如圖2.6）主要有這幾部分組成： 1.單片機最小系統(tǒng)：（1）復位電路 （2）時鐘電路 （3）AT89C51 2.按鍵控制部分 3.LED 與數(shù)碼顯示部分 4. 74LS138譯碼器 5.報警部分（蜂鳴器） 6.繼電器控制部分 7.電動機部分 其中按鍵部分為四個獨立按鍵與單片機的 P1.0P1.3口相連接，分別是程序的增 加、減少和啟

38、動主要用于設置洗衣機的工作狀態(tài)。D0D7是洗衣機的工作狀態(tài)指示燈， 其中 D0D5與38譯碼器的 Y0Y5相連接分別表示：進水時間設定，脫水剩余時間，脫 水定時，洗衣剩余時間，洗衣定時，洗滌次數(shù)。D6與 D7分別與單片機的 P2.6與 P2.7相 連接表示：弱洗和強洗。數(shù)碼管用于顯示洗衣機工作的時間，其中 P0口控制數(shù)碼管的 段選，P2.0與 P2.1控制數(shù)碼管的位選。報警部分（蜂鳴器）用于洗衣完畢是的報警， 通過三極管驅(qū)動與單片機的 P1.7相連接。繼電器控制部分主要用于電動機的正反轉(zhuǎn)控 制，通過三極管驅(qū)動與單片機的 P2.2P2.5相連接。單片機的 P3.0與 P3.2分別連接兩 個電控水

39、龍頭用于洗衣機的進水和脫水。 圖圖 2.92.9 電路原理圖電路原理圖 浙江工業(yè)職業(yè)技術學院電氣電子工程分院畢業(yè)設計 16 4. 系統(tǒng)軟件設計 4.1 軟件整體結(jié)構設計 該系統(tǒng)的主要程序圖框如圖 3.1 所示。系統(tǒng)程序可以分為：主程序，定時器中斷 1 程序，定時器中斷 0 程序，外部中斷 0 和外部中斷 1 程序，延時程序，數(shù)碼管顯示程 序，等幾部分組成。定時中斷 1 和外部中斷 0 來控制電控水龍頭進水,利用定時器中斷 0 記錄洗衣時間,通過外部中斷 1 判斷水是否放完，來進行脫水,定時中斷 1 記錄脫水時 間。下面分別以各部分的程序流程圖進行分析程序 4.2 主程序結(jié)構設計與分析 首先，開

40、機可以先進行選擇強洗和弱洗（弱洗是電動機進行正反轉(zhuǎn)每 10s 交替運 行）并且相應指示燈亮。連續(xù)按下“程序”鍵可進行相應功能的選擇,當進水時間、洗 衣時間、脫水時間、洗滌次數(shù)、脫水時間以及強洗或弱洗設置完成后，按下“啟動” 鍵系統(tǒng)開始工作，進水龍頭打開，當進水時間到或水加滿開始進行洗衣，當洗衣時間 到，開始進行脫水。當脫水時間到，若洗滌次數(shù)不到，繼續(xù)下一次洗滌，否則結(jié)束工 作且蜂鳴器報警 5 秒，工作結(jié)束。其應用程序如下： 是 圖圖 3.13.1 主程序圖框主程序圖框 main() int a; 開始 啟動鍵按下否 洗衣加水 洗衣參數(shù)設定狀態(tài) 加水時間到否 或滿否 洗衣狀態(tài) 啟動鍵按下否 洗衣

41、時間到否 脫水狀態(tài) 脫水時間到否 洗滌次數(shù)到否 結(jié)束 否 否 否 否 是 是 是 是 是 是 否 是 浙江工業(yè)職業(yè)技術學院電氣電子工程分院畢業(yè)設計 18 P1=0 xff; TMOD=0 x11;/定時器 0 和定時器 1 同時工作在模式 0； ET0=1; /打開內(nèi)部中斷 0 ET1=1; /打開內(nèi)部中斷 1 led7=0; while(d) shao_maio(); if(b=1200)/b=20 剛好 1 秒 b=0; m=m-1; if(m=0 /*/ if(sb2=0a99) m=0; /*/ if(sb2=0a99) t=0; /*/ if(sb2=0a99) jins_time=

42、0; /*減少設置*/ if(sb3=0 for(a=0;a0) start: xi_di=0;/如果洗滌次數(shù)不到重新賦值 for(a=0;a0) EA=1;/開總中斷 EX0=1;/開外部中斷 0 sw1=0;/開水龍頭 1 sw2=1; TMOD=0 x11; TH1=(65536-50000)/256; /定時 50 毫秒 TL1=(65536-50000)%256; ET1=1; /打開內(nèi)部中斷 0 TR1=1; x=6; sn1=0;/4 sn2=0; /2 sn3=0;/1 4.3 子程序結(jié)構設計與分析 4.3.1 定時器中斷 1 子程序 圖 3. .2 為定時器中斷 1 程序框架

43、，當啟動鍵按下后，系統(tǒng)將打開定時器中斷 1，每 50ms 中斷一次，作為進水時間的記錄，當進水時間到定時器中斷 1 關閉停止計時?；?者水加滿后，利用外部中斷 0 來停止加水。其主要程序如下： 洗衣參數(shù)設定狀態(tài) 啟動鍵按下否 開始每 50ms 中斷一次 進水時間到否 開始進入洗衣狀態(tài) 關閉定時器中斷 1 打開定時器中斷打開定時器中斷 0 是 是 否 否 浙江工業(yè)職業(yè)技術學院電氣電子工程分院畢業(yè)設計 30 圖圖 3.23.2 定時器中斷定時器中斷 1 1 void ds1zhong_duan() interrupt 3 /定時器 1 中斷 /進水水和脫水時間 /shaomaio(); /掃描數(shù)碼

44、管 TH1=(65536-50000)/256;/高 8 位 TL1=(65536-50000)%256;/低 8 位 if(EX0=1) b1=b1+1; /記錄中斷次，數(shù)每次中斷 50ms else tuo_s=tuo_s+1; 4.3.2 外部中斷 0 子程序 外部中斷 0 程序框架（如圖 3.3 所示），其主要功能是：當設置加水時間過長， 水就會溢出，為防止水溢出，當水加到一定高度時就會進入該中斷子程序關閉進水閥， 開始執(zhí)行下一步任務。其主要程序如下： 圖圖 3.33.3 外部中斷外部中斷 0 0 void wai0_zhong_duan() interrupt 0/外部中斷 0 sw

45、1=1;/關閉水龍頭 jins_time=1; if(led6=0 if(led6=1 led7=0; sw1=0;/關閉水龍頭 1 浙江工業(yè)職業(yè)技術學院電氣電子工程分院畢業(yè)設計 32 EA=1;/開總中斷 TMOD=0 x11; jins_time=1; TH0=(65536-50000)/256; /定時 50 毫秒 TL0=(65536-50000)%256; ET0=1; /打開內(nèi)部中斷 0 TR0=1; if(x=4) sn1=0;/4 點亮脫水剩余時間指示燈 sn2=1;/2 sn3=1;/1 ET0=1; /打開內(nèi)部中斷 0 TR0=1; else sn1=0;/4 sn2=1;

46、/2 sn3=1;/1 x=3; ET0=1; /打開內(nèi)部中斷 0 TR0=1; if(led6=0q4=1; q2=0;q3=0; if(led6=1 q4=0; q2=1; q3=1; 4.3.3 定時器中斷 0 子程序 圖 3-4 為定時器中斷 0 程序框架。當系統(tǒng)進入洗衣狀態(tài)時，定時器中斷 1 開始每 50ms 中斷一次，用來記錄洗衣的時間，當洗衣時間到時，關閉定時器中斷 0，進入下 一步工作。其應用程序如下： 圖圖 3.43.4 定時器中斷定時器中斷 0 0 void ds0zhong_duan() interrupt 1 /定時器 0 中斷 洗衣時間 浙江工業(yè)職業(yè)技術學院電氣電子工

47、程分院畢業(yè)設計 34 TH0=(65536-50000)/256;/高 8 位 TL0=(65536-50000)%256;/低 8 位 b=b+1;/記錄中斷次，數(shù)每次中斷 50ms 4.3.4 外部中斷 1 子程序 圖 3-5 為外部中斷 1 程序框架。當洗衣時間到時，打開出水閥，開始放水，當水 放完時通過電平觸發(fā)進入外部中斷 1，啟動電動機進入脫水狀態(tài)。其應用程序如下： 圖圖 3.53.5 為外部中斷為外部中斷 1 1 void wai1_zhong_duan() interrupt 2/外部中斷 1 q1=0;/電動機正轉(zhuǎn)脫水 q4=0; q2=1; q3=1; 4.3.5 數(shù)碼管顯示

48、子程序 該程序的主要功能是通過兩位數(shù)碼管顯示一些時間信息，如 加水時間、洗衣定時時間、脫水時間、洗衣剩余時間、洗衣次數(shù)等顯示。根據(jù)工 作指示燈進行判斷，并顯示出相應的時間信息。 其主要程序如下： int shao_maio() int a,i; if(x=1) chun_shu1=d/10; /洗滌次數(shù)顯示數(shù)碼管十位 chun_shu0=d%10;/洗滌次數(shù)顯示數(shù)碼管個位 if(x=5|x=4) chun_shu1=t/10; /脫水定時顯示數(shù)碼管十位 chun_shu0=t%10;/脫水定時顯示數(shù)碼管個位 if(x=6) chun_shu1=jins_time/10; /進水時間 chun_

49、shu0=jins_time%10;/進水時間 if(x=3|x=2) chun_shu1=m/10; /顯示數(shù)碼管十位 chun_shu0=m%10;/顯示數(shù)碼管個位 for(i=0;i1;i+) 浙江工業(yè)職業(yè)技術學院電氣電子工程分院畢業(yè)設計 36 sm1=0; sm2=1; P0=tablechun_shui; for(a=0;a100;a+); for(i=1;i2;i+) sm2=0; sm1=1; P0=tablechun_shui; for(a=0;a100;a+); 總 結(jié) 隨著科學技術的發(fā)展，現(xiàn)代社會對專業(yè)人才的要求越來越高，尤其作為機電一體 化專業(yè)的人員，不僅要有堅實的理論知

50、識，更應該具備豐富的實踐經(jīng)驗和較強的動手 能力。 畢業(yè)設計不僅是對前面所學知識的一種綜合檢驗，而且也是對自己能力的一種提 高。通過本次畢業(yè)設計，是把學到的理論知識和現(xiàn)場的實際工作經(jīng)驗又一次有機地融 合在一起，也使我熟練掌握了工程設計的方法和步驟，進一步提高了對一些軟件的應 用.工程設計能力、理論計算能力、實驗研究能力、經(jīng)濟分析能力、外文閱讀能力、計 算機應用能力以及文獻查閱和文字表達能力。對于在此次單片機控制系統(tǒng)應用中還存 在一些問題，在控制電動機正反轉(zhuǎn)設計中采用單片機進行控制，存在著一些缺點，例 如所選用的單片機不太合理以及調(diào)試過程比較麻煩。在控制數(shù)碼管顯示時，數(shù)碼管不 能正常顯示，通過查找

51、質(zhì)料根據(jù)人眼的暫留效應，結(jié)果正常顯示。 在設計過程中，我通過網(wǎng)絡查閱大量有關資料，與同學交流經(jīng)驗和自學并向老師 請教等方式，使自己學到了不少知識，也經(jīng)歷了不少艱辛，但收獲巨大。 總之，在進行畢業(yè)設計的過程中，我深刻體會到我的基礎功并不是那么的扎實， 知識面較為局限，例如我的文字表達能力，以及我的英語水平等，經(jīng)過畢業(yè)設計讓我 懂得在日常生活中，我們不能隨便去浪費我們寶貴的時間而是要充分利用時間來學習 更多的知識來充實自己。 此外，我還得出一個結(jié)論：知識必須通過應用才能實現(xiàn)其價值！ 浙江工業(yè)職業(yè)技術學院電氣電子工程分院畢業(yè)設計 38 致 謝 在這大學三年的生活里,在這即將畢業(yè)的時刻，我要感謝學校以

52、及老師們對我的教 育和培養(yǎng)，在老師的細心教導下，我學到了很多的知識。在此，首先要感謝我的指導 老師徐君燕老師。他能夠在百忙之中給我指導，耐心解答我的疑難問題。 在論文成稿期間，無論在選題上，還是資料的應用上，徐老師都給予我耐心細致 的教導，在論文研究及撰寫過程中，徐老師提出了許多寶貴意見，我學到了許多課外 的知識，使我的綜合能力得到了提升。老師嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度，一絲不茍的敬業(yè)精神， 誨人不倦的高尚師德，為我樹立了做人、做事的楷模，對我今后的人生之旅將產(chǎn)生深 遠的影響。 在此，向大學三年在各方面給予我?guī)椭慕處煛⑼瑢W表示衷心的感謝。論文中的 很多材料取于相關書籍和互聯(lián)網(wǎng)，也向相關資料的作者表示衷心

53、的感謝。由于我的能 力有限，所以疏漏和不足在所難免，請各位老師批評指正，感謝各位老師。 參考文獻 1 王琰基于 MCS51 單片機的洗衣機控制系統(tǒng)設計自動化及儀器儀表 2 李廣第單片機基礎北京:北京航空航天大學出版社 3 李圣良基于 MCS51 單片機的洗衣機控制系統(tǒng)自動化儀表 4 陳繼飛單片機在全自動洗衣機中的應用家用電技 5 林義周基于 51 單片機的全自動洗衣機控制器科技資訊 6 戴佳，戴衛(wèi)恒51 單片機 C 語言應用程序設計實例精講北京:電子工業(yè)出版社 7 宋彩利,孫友倉 吳宏岐.單片機原理與 C51 編程.西安交通大學出版社 8 魯建國，曹敏.家用電動洗衣機的修訂與我國洗衣機的發(fā)展.家電科技 9 何立民MCS-51 系列單片機應用系統(tǒng)設計配置與接口技術.北京:北京航空航天大 學出版社 10 吳國經(jīng)，等.單片機應用技術.中國電力出版社