《基于51單片機(jī)的全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)機(jī)械自動(dòng)化專業(yè)》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《基于51單片機(jī)的全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)機(jī)械自動(dòng)化專業(yè)（16頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 基于51單片機(jī)的全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 王聰 1 引言 全自動(dòng)洗衣機(jī)作為家用電器，已經(jīng)走入了千家萬戶的生活中，成為了我們生活的必需品。目前中國(guó)的洗衣機(jī)市場(chǎng)需求特別大而且潛力巨大，人們對(duì)洗衣機(jī)的要求也越來越高。目前洗衣機(jī)的功能很多，但是并不能完全滿足人們的需求，這就要求設(shè)計(jì)者們?cè)谶M(jìn)行設(shè)計(jì)以及改進(jìn)是更加貼近生活，符合民意，將人們的需求變?yōu)樵O(shè)計(jì)的根本，創(chuàng)造出更節(jié)能、更安全、更干凈舒適的全自動(dòng)洗衣機(jī)。 目前的洗衣機(jī)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)壓力大，各個(gè)廠商在設(shè)計(jì)和制造時(shí)往往只能單一提現(xiàn)洗衣機(jī)的幾個(gè)功能，體現(xiàn)出自己的個(gè)性化而并不能全面兼?zhèn)?。這就給我們帶來了生活上的不便，我們需要更加智能而且全面的洗衣機(jī)。所以

2、，本論文就全自動(dòng)洗衣機(jī)的選擇與性能設(shè)計(jì)進(jìn)行討論與設(shè)計(jì)。此次設(shè)計(jì)需要解決的問題有：如何選擇本次設(shè)計(jì)的全自動(dòng)洗衣機(jī)類型；分析此類全自動(dòng)洗衣機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)，提出課題設(shè)計(jì)方案方向；就全自動(dòng)洗衣機(jī)的安全性與清潔性進(jìn)行設(shè)想與設(shè)計(jì)；單片機(jī)與傳感器的選擇、安置以及各自實(shí)現(xiàn)的功能；電路及控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。 1.1課題的提出及意義 本次所選擇的題目為基于單片機(jī)的全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。在我們?nèi)粘Ｉ钪?，全自?dòng)洗衣機(jī)主要可以分為波輪式洗衣機(jī)和滾筒式洗衣機(jī)。在選擇洗衣機(jī)的類型之前，要對(duì)兩種洗衣機(jī)的應(yīng)用范圍、工作方式、內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行了解調(diào)查。通過走訪鄰里和網(wǎng)上調(diào)查，了解相對(duì)小樣本下兩種洗衣機(jī)的使用情況以及在使用過程中

3、出現(xiàn)的一系列問題，根據(jù)使用數(shù)量的多少和出現(xiàn)問題的程度，選擇使用量和出現(xiàn)問題較多的洗衣機(jī)。選題人自行調(diào)查兩種洗衣機(jī)的工作方式、工作流程、工作原理以及軟硬件的構(gòu)成，自行觀察兩種洗衣機(jī)的實(shí)際運(yùn)行過程以及運(yùn)行結(jié)束后水、衣服的清潔程度。通過對(duì)比兩種洗衣機(jī)的運(yùn)行過程以及運(yùn)行模式，選擇洗衣較為干凈，運(yùn)行更接近于手洗模式的洗衣機(jī)，選定為我們此次研究對(duì)象。通過選題人的對(duì)比和觀察，此次研究對(duì)象選擇為滾筒式全自動(dòng)洗衣機(jī)。 本課題針對(duì)于當(dāng)下全自動(dòng)洗衣機(jī)的研究現(xiàn)狀以及能夠?qū)崿F(xiàn)的功能，結(jié)合自身的生活需求和常見問題，能夠做出基本滿足本課題選擇的滾筒式全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。 1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 在以前的生

4、活中，人們只能通過不斷重復(fù)的手動(dòng)操作來洗衣服，整個(gè)過程十分勞累而且時(shí)間很長(zhǎng)。后來，人們發(fā)明了洗衣機(jī)來大題手工洗衣，洗衣機(jī)也經(jīng)歷了越來越智能的蛻變。隨著洗衣機(jī)越來越智能化，也越來越解放人們的雙手和生活，可以說，洗衣機(jī)的一代代進(jìn)步，改變了人們的生活方式。進(jìn)入21世紀(jì)以來，各大廠商研制出了各類智能全自動(dòng)洗衣機(jī)，可以根據(jù)不同的洗衣情況，以及不同的水溫、水位，從而選擇出最佳的洗滌程序。此外，現(xiàn)代的全自動(dòng)洗衣機(jī)還被研發(fā)出了更加接近人類手洗程度的功能，或者是更加貼近人們生活的智能洗滌程序，而這些功能都可以通過一個(gè)小小的按鍵來實(shí)現(xiàn)操作。另外還有專門針對(duì)嬰兒、婦女等特殊群體的洗衣機(jī)，以及定位不同檔次的洗衣機(jī)。隨

5、著現(xiàn)在智能家居的概念普及開來，很多廠商在研發(fā)產(chǎn)品的時(shí)候都著力于更加智能化，力求通過自己的產(chǎn)品為人們帶來“智慧”的洗衣體驗(yàn)。現(xiàn)代的全自動(dòng)洗衣機(jī)大致可以分為以下幾種： 按自動(dòng)化程度分為：（1）普通型洗衣機(jī)： 各功能的轉(zhuǎn)換都需要手動(dòng)操作；（2）半自動(dòng)型洗衣機(jī)：在使用過程中，任意兩個(gè)功能能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)轉(zhuǎn)換；（3）全自動(dòng)型洗衣機(jī)：各功能間的轉(zhuǎn)換全部自動(dòng)完成。 按結(jié)構(gòu)原理分類來分為：（1）波輪式洗衣機(jī)：通過波輪旋轉(zhuǎn)，洗滌液在波輪帶動(dòng)衣物旋轉(zhuǎn)翻動(dòng)的同時(shí)清洗衣物；（2）滾筒式洗衣機(jī)：具有套筒裝置，滾筒繞軸心旋轉(zhuǎn)并帶動(dòng)衣物翻滾，模擬手洗時(shí)的重復(fù)摔打過程，洗滌液在摔打過程中進(jìn)入衣物從而進(jìn)行清洗；（3）攪拌式

6、洗衣機(jī)：采用立式洗衣桶，在桶的中央置有一 3 2 根裝有攪拌槳的垂直立軸。軸在旋轉(zhuǎn)時(shí)就愛那個(gè)洗滌液攪拌進(jìn)入衣物，實(shí)現(xiàn)清洗功能；（4）噴流式洗衣機(jī)：在立桶的側(cè)壁裝有波輪。電動(dòng)機(jī)起動(dòng)帶動(dòng)側(cè)壁波輪旋轉(zhuǎn)，利用具有清理沖擊力的水流將衣物在洗滌液中甩打、拋擲、揉搓、沖刷，實(shí)現(xiàn)清洗功能。 1.3本課題的研究?jī)?nèi)容和預(yù)定目標(biāo) 1.主要內(nèi)容：設(shè)計(jì)一個(gè)用單片機(jī)控制的洗衣機(jī)控制器。以單片機(jī)為核心，擴(kuò)展必要的外圍電路，設(shè)計(jì)一個(gè)洗衣機(jī)的控制器。 2.主要功能: （1）標(biāo)準(zhǔn)洗滌：洗滌十二分鐘；漂洗六分鐘，三次，脫水三分鐘。（在此次設(shè)計(jì)中為了便于觀察結(jié)果，時(shí)間有所調(diào)整） （2）有啟動(dòng)／暫停按鈕控制

7、：按菜單鍵，再按菜單選擇鍵，選擇所需要的功能，工作時(shí)，按停止鍵停止。 （3）具備進(jìn)水與脫水功能。 （4）具備指示功能：進(jìn)水時(shí)進(jìn)水指示燈亮；洗滌時(shí)洗滌指示燈亮；排水時(shí)排水指示燈亮；漂洗時(shí)漂洗指示燈亮；脫水時(shí)脫水指示燈亮。 2 課題總體方案的設(shè)計(jì) 2 2 2.1 洗衣機(jī)類型的選擇 本課題選取了兩種市面上主流的全自動(dòng)洗衣機(jī)作為選擇對(duì)象進(jìn)行對(duì)比選擇，分別是波輪式洗衣機(jī)和滾筒式洗衣機(jī)。在課題開始前，我們將這兩種洗衣機(jī)的性能和問題進(jìn)行了詳細(xì)的對(duì)比。 2.1.1 波輪式洗衣機(jī) 波輪洗衣機(jī)在立桶的底部安裝有一個(gè)圓形的波輪，上面有突出的立棱。在洗衣機(jī)啟動(dòng)后，電

8、機(jī)帶動(dòng)波輪的旋轉(zhuǎn)，通過電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，桶內(nèi)形成同向旋轉(zhuǎn)的漩渦，衣物在桶內(nèi)的水中進(jìn)行摩擦，在洗滌劑的作用下實(shí)現(xiàn)去污清洗。 波輪式洗衣機(jī)的特點(diǎn)： 1、波輪轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)的水流對(duì)衣物的損傷較??；2、利用單片機(jī)進(jìn)行控制，簡(jiǎn)單易操作；3、內(nèi)桶材質(zhì)為不銹鋼； 4、洗衣使用同心洗功能； 5、如果型號(hào)為變頻波輪式洗衣機(jī)，就可以對(duì)針對(duì)不同衣質(zhì)的衣物選擇不同的電機(jī)轉(zhuǎn)速，從而選擇出最佳的洗滌條件，既能保證洗凈衣物，又能最大程度的降低對(duì)衣物的磨損。 優(yōu)點(diǎn)：?jiǎn)纹瑱C(jī)控制省時(shí)省力，洗衣速度較快； 缺點(diǎn)：相比較其他類型的洗衣機(jī)耗電、耗水，衣服容易出現(xiàn)纏繞，打結(jié)的情況。 2.1.2 滾筒式洗衣機(jī) 1 2

9、 滾筒洗衣機(jī)和波輪洗衣機(jī)一樣具有不銹鋼內(nèi)桶結(jié)構(gòu)，普遍也通過單片機(jī)進(jìn)行控制，具有質(zhì)地較好的外殼和內(nèi)置平衡裝置一同來平衡滾筒旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的巨大離心力，重復(fù)的洗衣運(yùn)動(dòng)加上洗滌液和水進(jìn)行共同作用使衣物洗滌干凈。 滾筒式洗衣機(jī)具有如下性能： 1、水溫的平衡可以更好地軟化衣物纖維，減小洗滌過程中衣物的損傷和變形程度，并且還可以使洗后的衣物柔軟而蓬松；2、洗滌過程中加熱的水溫可充分溶解洗滌液，加快洗滌液中弱酸性物質(zhì)與污物的化學(xué)反應(yīng)速度，提高洗衣粉中酶的活性；3、溫度高有利于污物在水中的擴(kuò)散；4、高溫能有效的殺死一些細(xì)菌。 優(yōu)點(diǎn)：?jiǎn)纹瑱C(jī)的控制可以使得所有程序自行運(yùn)轉(zhuǎn)、衣物無纏繞，是最大程

10、度地減小損耗衣物的洗衣方式。 缺點(diǎn)：洗衣時(shí)間普遍較長(zhǎng)。滾筒洗衣機(jī)在運(yùn)行洗衣程序時(shí)機(jī)蓋無法打開，添加衣物不方便。 2.1.3 選取標(biāo)準(zhǔn) 1、從洗衣時(shí)間來看：波輪時(shí)間更短； 2、從省水省電來看：波輪耗水滾筒耗電； 3、從衣物的磨損度來看，滾筒洗衣機(jī)模擬手搓，洗凈度均勻、磨損率低，衣服不易纏繞； 15 2 4、從洗凈度方面來看，用常溫水洗的話，波輪洗的更干凈；而滾筒的則需要加熱洗才能洗干凈（但有的衣服一加熱就變形）。滾筒的洗凈比都是1.03。 綜合以上的對(duì)比，滾筒洗衣機(jī)更能模擬人的手洗過程，更符合人們的生活需求，性能方面更加全面只能。本次課題選取滾筒全

11、自動(dòng)洗衣機(jī)進(jìn)行性能設(shè)計(jì)。 2.2 洗衣機(jī)的設(shè)計(jì)方案 1. 按鍵功能。洗衣機(jī)面板上有4個(gè)按鈕K1、K2、K3、K4。K1為菜單鍵，在按K4鍵時(shí)，需先按下K1鍵，防止誤操作。K2為開始鍵，用于啟動(dòng)洗衣機(jī)。K3用于停止。K4為菜單選擇鍵，用于選擇用戶所需的功能。 2. 洗衣功能。通電后，若不選擇洗衣周期，則洗衣機(jī)從洗滌過程開始。進(jìn)入洗滌過程，首先進(jìn)水，進(jìn)水指示燈亮，開始向洗衣機(jī)供水，當(dāng)?shù)竭_(dá)要求時(shí)間時(shí)，停止進(jìn)水；電機(jī)M接通，帶動(dòng)波輪旋轉(zhuǎn)，形成洗衣水流。電機(jī)M是一個(gè)正反轉(zhuǎn)電機(jī)，可以形成往返水流，有利于洗滌衣物。 3. 漂洗功能。漂洗過程與洗滌過程操作相同，只是時(shí)間短一些。

12、 4. 脫水功能。洗滌或漂洗過程結(jié)束后，電機(jī)M停止轉(zhuǎn)動(dòng)，開始排水。排水完畢，電機(jī)開始正轉(zhuǎn)，帶動(dòng)內(nèi)桶高速旋轉(zhuǎn)，甩干衣物。 5. 報(bào)警與指示功能。在運(yùn)行相應(yīng)的程序時(shí)相應(yīng)的指示燈會(huì)亮起，并在結(jié)束運(yùn)行程序時(shí)采用蜂鳴器報(bào)警。 2.3 設(shè)計(jì)方案的總體結(jié)構(gòu) 本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)洗衣機(jī)整個(gè)洗衣過程的控制，包括按鍵的輸入、進(jìn)水、洗滌、漂洗、排水和脫水等階段。利用電源電路供給電源，單片機(jī)控制系統(tǒng)控制洗衣機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)過程，主要由AT89C51單片機(jī)、2位共陽數(shù)碼管、按鍵、蜂鳴器、LED指示燈組成。如圖1為設(shè)計(jì)總方框圖： 3 洗衣機(jī)硬件部分設(shè)計(jì) 3.1單片機(jī)選取 在本次課題的設(shè)計(jì)中，主要的

13、涉及的內(nèi)容是單片機(jī)，我們需要用單片機(jī)和控制電路一起運(yùn)行來控制我們所設(shè)計(jì)的洗衣機(jī)。當(dāng)洗衣機(jī)發(fā)生損壞或出現(xiàn)故障的時(shí)候，如果不是外部機(jī)械系統(tǒng)的問題，就要從我們所設(shè)計(jì)的單片機(jī)控制系統(tǒng)和與其一起運(yùn)行的控制電路入手檢查。洗衣機(jī)內(nèi)的單片機(jī)根據(jù)按鍵系統(tǒng)接受到的操作面板的動(dòng)作指令，給其他元器件發(fā)出執(zhí)行命令，使得電動(dòng)機(jī)、進(jìn)水閥、排水閥等通電運(yùn)行；同時(shí)，單片機(jī)微控器還要監(jiān)測(cè)洗衣機(jī)的各部件的工作狀態(tài)，判定工作正常與否，一旦有異常，就立刻送出停止的命令。這些功能都是由電單片機(jī)微控器配合各種電路控制來實(shí)現(xiàn)。 本次課題選擇的是AT89C51單片機(jī)。AT89C51是一種低耗能、高性能8位微控制器字節(jié)的系統(tǒng)內(nèi)可編程快閃記憶體

14、，具有8位微控制器字節(jié)的系統(tǒng)內(nèi)可編程快閃記憶體，該器件采用ATMEL高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。AT89C51單片機(jī)具有如下功能：8位CPU和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，是一種高效微控制器，32 位的I/O 端口線。AT89C單片機(jī) 為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。引腳圖如圖2所示： 3.2 電源電路設(shè)計(jì) 生活用電為220V，變壓器T經(jīng)過變壓后形成12V交流電，再通過4只二極管全橋整流，電容C4、C6濾波后得到直流電壓，經(jīng)過三端穩(wěn)壓管穩(wěn)壓得到穩(wěn)定的+5V電壓給各器件供電。電源電路如圖3所示： 3.3 電機(jī)控制電路設(shè)計(jì)

15、 電機(jī)控制電路如圖4所示，其中包括步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片L298。 L298是雙全橋步進(jìn)電機(jī)專用驅(qū)動(dòng)芯片，內(nèi)部包含4信道邏輯驅(qū)動(dòng)電路，是一種二相和四相步進(jìn)電機(jī)的專用驅(qū)動(dòng)器，可同時(shí)驅(qū)動(dòng)兩個(gè)二相和一個(gè)四相步進(jìn)電機(jī)，內(nèi)含兩個(gè)H-Bridge的高電壓、低電流雙全橋式驅(qū)動(dòng)器，接受標(biāo)準(zhǔn)TTL邏輯準(zhǔn)位信號(hào)可驅(qū)動(dòng)46V、2A以下的步進(jìn)電機(jī)，且可以直接透過電源來調(diào)節(jié)輸出電壓，此芯片可直接由單片機(jī)的IO端口來提供模擬時(shí)序信號(hào) 3.4 蜂鳴器報(bào)警電路設(shè)計(jì) 在洗衣機(jī)運(yùn)行結(jié)束后，蜂鳴器會(huì)發(fā)出警報(bào)提示用戶洗衣程序的結(jié)束。蜂鳴器與單片機(jī)的P0.7口相連，當(dāng)P0.7口為低電平時(shí)蜂鳴器報(bào)警，用三極管驅(qū)動(dòng)蜂鳴器。蜂鳴器報(bào)警電路

16、如圖5所示： 3.5顯示電路設(shè)計(jì) 顯示模塊由數(shù)碼管構(gòu)成。在本次設(shè)計(jì)中，我們采用兩位共陽數(shù)碼管來顯示洗衣機(jī)在運(yùn)行相應(yīng)程序的時(shí)候倒計(jì)時(shí)的時(shí)間。兩位數(shù)碼管分別與單片機(jī)的P2口以及P1.2、P1.3口連接，其中，P1.2和P1.3口控制數(shù)碼管的位碼，P2口控制數(shù)碼管的段碼。顯示電路仿真圖以及相應(yīng)段碼連接電路圖如圖6所示： 3.6按鍵控制電路設(shè)計(jì) 本次設(shè)計(jì)分別用K1、K2、K3、K4四個(gè)按鍵分別控制洗衣機(jī)的菜單，啟動(dòng)，停止，和功能選擇，分別為：K1菜單鍵、K2開始鍵、K3停止鍵、K4菜單選擇鍵，分別于單片機(jī)的P3.4、P3.5、P3.6、P3.7相連。如圖7所示： 3.7指示電路設(shè)計(jì)

17、 指示電路由6個(gè)發(fā)光二極管組成，分別指示洗衣機(jī)的進(jìn)水、洗滌、漂洗、脫水、排水、結(jié)束，分別接單片機(jī)的P0.0、P0.1、P0.2、P0.3、P0.4、P0.5口，當(dāng)對(duì)應(yīng)口為低電平時(shí)，相應(yīng)指示燈亮，指示洗衣機(jī)現(xiàn)在的工作狀態(tài)。指示電路如圖8所示： 3.8 進(jìn)排水電路設(shè)計(jì) 洗衣機(jī)的進(jìn)排水過程由單獨(dú)的進(jìn)排水繼電器進(jìn)行控制。繼電器控制著進(jìn)排水電磁閥，進(jìn)排水電路如圖9所示： 3.9 復(fù)位、時(shí)鐘電路設(shè)計(jì) 在本次設(shè)計(jì)中采用了復(fù)位電路中的自動(dòng)復(fù)位電路。其工作原理是：上電瞬間，電容充電，RST端的電容與VCC相同，隨著電容的充電，+5V的電壓加到RST端，高電平使單片機(jī)復(fù)位。 時(shí)鐘電路由晶振和和單

18、片機(jī)內(nèi)部電路組成，將晶振跨接到XTAL1和XTAL2之間。一般單片機(jī)采用的晶振頻率為11.0592MHZ。單片機(jī)的復(fù)位時(shí)鐘電路如圖如圖10所示： 4 洗衣機(jī)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 4.1主程序設(shè)計(jì) 洗衣機(jī)的功能主要就是完成衣物的洗滌、漂洗和脫水過程。用戶通過洗衣機(jī) 外殼上面的按鍵來選擇這三種功能。鍵盤掃描到用戶按下啟動(dòng)鍵，洗衣機(jī)開始運(yùn)行，再按下功能選擇鍵，就可以實(shí)現(xiàn)不同功能之間的切換；若用戶并沒有選擇洗衣機(jī)運(yùn)行的功能，則默認(rèn)依次運(yùn)行各個(gè)程序。如圖11為主程序流程圖： 4.2標(biāo)準(zhǔn)洗衣程序 標(biāo)準(zhǔn)的洗衣程序是默認(rèn)的洗衣過程，當(dāng)用戶按下啟動(dòng)鍵以后，若無其他選擇，則進(jìn)行默認(rèn)的洗衣程序。如圖12為標(biāo)準(zhǔn)洗衣

19、程序流程圖： 圖12 標(biāo)準(zhǔn)洗衣程序流程圖 4.3 洗滌程序流程圖 洗衣機(jī)在進(jìn)水結(jié)束后就進(jìn)入洗滌程序。在洗衣機(jī)的運(yùn)行過程中，洗滌程序是主要的一環(huán)，是我們使用洗衣機(jī)的基本功能。洗滌程序開始后，電動(dòng)機(jī)執(zhí)行“正轉(zhuǎn)-停止-反轉(zhuǎn)”的循環(huán)程序，直至洗滌程序結(jié)束進(jìn)入下一個(gè)程序。如圖13為洗滌程序流程圖： 圖13 洗滌程序流程圖 4.4 漂洗程序流程圖 漂洗是一個(gè)與洗滌過程有相同操作的洗衣方式，洗衣時(shí)間較短，次數(shù)為三次。如圖14為漂洗程序流程圖:  圖14 漂洗程序流程圖 4.5 脫水程序流程圖 在洗衣機(jī)排水結(jié)束以后,就將進(jìn)入脫水過程

20、。脫水主要分間隙脫水和長(zhǎng)脫水兩種。首先進(jìn)行的是間隙脫水。此在間隙脫水過程中電機(jī)按照“正轉(zhuǎn)一?！钡闹芷谶M(jìn)行循環(huán)動(dòng)作。長(zhǎng)脫水過程則在間隙脫水過程結(jié)束之后運(yùn)行，用戶可以選擇脫水的時(shí)間，在運(yùn)行過程中電機(jī)將一直保持高速正轉(zhuǎn)。脫水結(jié)束后，蜂鳴器會(huì)報(bào)警提醒用戶脫水結(jié)束。如圖15為脫水程序流程： 圖15 脫水程序流程圖 5 系統(tǒng)的安裝與調(diào)試 5.1安裝步驟 1.檢查元件的好壞 根據(jù)繪制好的電路圖，按照上面所需元件買回并且檢查好元件的好壞，分別檢測(cè)元件是否能夠正常使用。檢測(cè)完以后按照原理圖一一核對(duì)檢查是否一致，方可進(jìn)行焊接。 2.放置、焊接各元件 按照

21、繪制好的電路圖放置各個(gè)元件，在放置過程中，先選擇操作程度較低的元件進(jìn)行焊接，然后操作要求較高的元件，特別注意那些成本高切操作過程中容易損壞的元件要最后焊接。 5.2軟件的調(diào)試 軟件調(diào)試與設(shè)計(jì)本身選擇的調(diào)試軟件和前期的程序設(shè)計(jì)過程有關(guān)。如果采用的是模塊化程序的開發(fā)技術(shù)，那么在調(diào)試好各個(gè)模塊以后，才能再進(jìn)行系統(tǒng)程序的總調(diào)試。調(diào)試子程序時(shí)，要符合入口條件和出口狀態(tài)，即一定要求符合現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境。調(diào)試的手段一般情況下分為單步運(yùn)行方式以及斷點(diǎn)運(yùn)行方式，通過在調(diào)試過程中檢查用戶系統(tǒng)CPU的現(xiàn)場(chǎng)、RAM的內(nèi)容和I/O口的狀態(tài)，顯示程序執(zhí)行結(jié)果，檢測(cè)出不符合設(shè)計(jì)需求的程序。通過檢測(cè)，可以發(fā)現(xiàn)程序中存在的的死循環(huán)

22、錯(cuò)誤、機(jī)器碼錯(cuò)誤及轉(zhuǎn)換地址錯(cuò)誤，同時(shí)也可以發(fā)現(xiàn)用戶系統(tǒng)中的硬件故障、軟件算法及硬件設(shè)計(jì)錯(cuò)誤。在調(diào)試過程中根據(jù)調(diào)試結(jié)果一步步調(diào)整用戶系統(tǒng)的軟件和硬件。 在調(diào)試好各個(gè)程序模塊以后，就可以進(jìn)入相關(guān)的功能模塊聯(lián)合起來從而進(jìn)行整體綜合調(diào)試的步驟。存儲(chǔ)這個(gè)階段若發(fā)生錯(cuò)誤，可以考慮各子程序存儲(chǔ)運(yùn)行時(shí)是否存破壞現(xiàn)場(chǎng)，緩沖區(qū)數(shù)據(jù)是否發(fā)生變化，標(biāo)志位的建立和清除是否影響其它標(biāo)志位的變化，堆棧區(qū)的深度是否不夠，輸入設(shè)備的狀態(tài)是否正常等。 此次設(shè)計(jì)選擇的是Proteus軟件進(jìn)行仿真調(diào)試。 Proteus軟件是由英國(guó)Lab Center Electronics公司開發(fā)并推廣的EDA工具軟件。該仿真軟件不但

23、能夠?qū)DA工具軟件進(jìn)行仿真，而且還能夠?qū)纹瑱C(jī)及其外圍元器件進(jìn)行仿真演示。深受廣大單片機(jī)愛好者的喜愛。從最根本的原理圖布圖，到接下來的程序調(diào)試，再到到單片機(jī)與外圍電路仿真。 Proteus軟件具有其它EDA工具軟件例如multisim的功能。這些功能分別是：原理布圖；PCB自動(dòng)或人工布線；SPICE電路仿真。革命性的特點(diǎn)：互動(dòng)的電路仿真，例如：鍵盤，馬達(dá)，LED。 仿真處理器及其外圍電路?？梢詫?duì)51系列、AVR型等市場(chǎng)上常用主流單片機(jī)進(jìn)行仿真測(cè)試。還可以配合使用其他顯示器件及輸出設(shè)備，能大致看到運(yùn)行后輸入和輸出的顯示效果。 我們采用Proteus軟件進(jìn)行電路的調(diào)試。在進(jìn)入軟件后，根據(jù)我

24、們的需要在軟件界面挑選出各個(gè)器件。 。 5.3硬件的調(diào)試 在進(jìn)行硬件調(diào)試前需要先進(jìn)行靜態(tài)調(diào)試。在調(diào)試過程中，需要在通電前根據(jù)原理圖用萬用表等檢測(cè)工具檢測(cè)電路是否可以正常運(yùn)行，并核對(duì)元器件的型號(hào)、規(guī)格和安裝是否正確。檢測(cè)完畢后，需要借助仿真器進(jìn)行聯(lián)機(jī)調(diào)試，分別測(cè)試擴(kuò)展的RAM、I/O口、I/O設(shè)備、程序存儲(chǔ)器以及晶振和復(fù)位電路是否存在錯(cuò)誤，并根據(jù)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行改正。 第一步：核對(duì)好相應(yīng)元器件的型號(hào)、規(guī)格，在確定符合要求后，在沒有通電的情況下用萬用表檢查線路的正確性。特別注意電源的正負(fù)極以及電源之間是否有短路并檢查地址總線、數(shù)據(jù)總線、控制總線是否存在相互間的短路或其它信號(hào)線的短路。由

25、于本系統(tǒng)的開發(fā)是基于曾經(jīng)用過的單片機(jī)，所以此步驟不會(huì)發(fā)生故障。 第二步：通電后檢查單片機(jī)I/O的電位，測(cè)量各點(diǎn)電位是否正常。尤其是應(yīng)注意單片機(jī)輸出口的各點(diǎn)電位。若有高壓將有可能損壞外部仿真電路，同樣如果電壓過低就沒有能力驅(qū)動(dòng)負(fù)載。 第三步：將單片機(jī)信號(hào)輸出接口與外部仿真電路接口連接起來，為軟件調(diào)試做好準(zhǔn)備。 在硬件的調(diào)試過程中常見的硬件故障有： 元器件失效：元器件失效的原因包括兩個(gè)方面，一方面是期間本身在使用過程中因操作不當(dāng)造成了損壞，另一方面是在購買其間的時(shí)候沒有仔細(xì)檢查，購買之處已經(jīng)損壞。我們?cè)谡{(diào)試過程中發(fā)現(xiàn)小電機(jī)在安裝過程中出現(xiàn)了損壞。 可靠性差：引起系統(tǒng)不可靠的因素很

26、多，如金屬化孔、接插件接觸不良會(huì)造成系統(tǒng)時(shí)好時(shí)壞，經(jīng)不起振動(dòng)；內(nèi)部和外部的干擾、電源紋波系統(tǒng)過人、器件負(fù)載過大或熱穩(wěn)定性差等造成邏輯電平不穩(wěn)定；另外，走線和布局的不合理等也會(huì)引起系統(tǒng)可靠性差。我們?cè)谡{(diào)試的過程中發(fā)現(xiàn)單片機(jī)輸出穩(wěn)定的電壓，但是硬件電路的顯示器件的亮度不一、時(shí)亮?xí)r不亮。經(jīng)查證主要是由于元器件的引腳過長(zhǎng)和彎曲造成的電路不夠穩(wěn)定、I/O輸出口的高低電平?jīng)]有明確 電源故障：電源故障包括電壓值不符合設(shè)計(jì)要求，電源引出線和插座不對(duì)應(yīng)，電源功率不足，負(fù)載能力差等。電壓過高容易燒壞發(fā)光二極管，電壓過低無法驅(qū)動(dòng)負(fù)載。因此我們焊接了直流電源電路，使其輸出穩(wěn)定的電壓。 參考文獻(xiàn) [1]李勛.單片

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