畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）洗衣機(jī)控制器設(shè)計(jì)

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)題目名稱(chēng)： 洗衣機(jī)控制器設(shè)計(jì) 院（系）： 機(jī)械電子工程系 專(zhuān) 業(yè)： 自 動(dòng) 化 班 級(jí)： 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 教師(簽字)： 二 年 3 月 10 日一、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的主要內(nèi)容（含主要技術(shù)參數(shù)）洗衣機(jī)完成洗滌過(guò)程，關(guān)鍵是對(duì)洗衣機(jī)內(nèi)的電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行進(jìn)行合理的控制，保證洗滌過(guò)程的有效，節(jié)約，方便等。 本題任務(wù)是：控制洗衣機(jī)總洗滌時(shí)間、定時(shí)正反轉(zhuǎn)及洗滌強(qiáng)度控制。設(shè)計(jì)要求及指標(biāo)：1、完成洗滌電機(jī)實(shí)現(xiàn)“正轉(zhuǎn)停止反轉(zhuǎn)停止正轉(zhuǎn)”的工作循環(huán)。電路主要由狀態(tài)計(jì)數(shù)器、可預(yù)置減法計(jì)數(shù)器、顯示電路及控制邏輯電路四部分組成。 1）其核心是一個(gè)用于記錄系統(tǒng)（正轉(zhuǎn)停止反轉(zhuǎn)停止）的“狀態(tài)”計(jì)數(shù)器。2）

2、可預(yù)置減法計(jì)數(shù)器用于控制并顯示各種狀態(tài)的時(shí)間，該計(jì)數(shù)器每溢出一次，提供狀態(tài)計(jì)數(shù)器切換到下一狀態(tài)的時(shí)鐘信號(hào)。3）由狀態(tài)計(jì)數(shù)器的“狀態(tài)” 及控制邏輯電路完成可預(yù)置減法計(jì)數(shù)器的重新置數(shù)，以開(kāi)始下一輪的計(jì)時(shí)。2、可設(shè)置總的洗滌時(shí)間，總的洗滌時(shí)間結(jié)束時(shí)，有聲光報(bào)警提示。3、 設(shè)計(jì)算法，可以實(shí)現(xiàn)洗衣機(jī)根據(jù)衣物的重量以及水的污濁程度自動(dòng)設(shè)定洗衣程序。二、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目應(yīng)完成的工作（含圖紙數(shù)量） 控制系統(tǒng)整體方案可行性分析；） 單元電路的工作原理；） 主電路的工作原理；） 主電路和控制電路元件選擇；） 繪制電氣系統(tǒng)原理圖。設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)要求） 目錄；） 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)；） 繪制原理圖；） 收獲與體會(huì)；） 參考資

3、料。三、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)程的安排序號(hào)設(shè)計(jì)（論文）各階段任務(wù)日 期備 注1交實(shí)習(xí)報(bào)告3.172交開(kāi)題報(bào)告3.243交英文翻譯4.24交中期檢查4.215設(shè)計(jì)總結(jié)5.216系統(tǒng)模型搭建5.257設(shè)計(jì)論文大綱5.308設(shè)計(jì)答辯6.13四、主要參考資料及文獻(xiàn)閱讀任務(wù)（含外文閱讀翻譯任務(wù)）【1】/5551232.html【2】基于模糊控制的全自動(dòng)洗衣機(jī) the auto washer based on fuzzy control 蘭州工業(yè)高等專(zhuān)科學(xué)校學(xué)報(bào) journal of lanzhou polytechnic college 王淑紅 , 盧永杰【

4、3】/iel2/1046/8055/00348266.pdf【4】基于mcs-51單片機(jī)的洗衣控制系統(tǒng) 兵工自動(dòng)化-2006年25卷10期 p-77-79【5】/cn/docs/solution/folders/print/397.html五、任務(wù)執(zhí)行日期 自 年 月 日起，至 年 月 日止。六、審核批準(zhǔn)意見(jiàn) 教研室主任簽（章） 主管院長(zhǎng)（主任）簽（章） 洗衣機(jī)控制器的設(shè)計(jì)摘要模糊控制是以模糊數(shù)學(xué)為基礎(chǔ)發(fā)展起來(lái)的一種新的非線性的控制方法，對(duì)那些無(wú)法取得數(shù)學(xué)模型或數(shù)學(xué)模型相當(dāng)粗糙的系統(tǒng)可以取得較滿(mǎn)意的控制效果，解決了

5、一些用傳統(tǒng)方法無(wú)法解決的問(wèn)題。近年來(lái)，模糊控制在家用電器控制中得到較廣泛的應(yīng)用，采用模糊控制技術(shù)的洗衣機(jī)具有自動(dòng)識(shí)別衣質(zhì)、衣量，自動(dòng)識(shí)別骯臟程度，自動(dòng)決定水量，自動(dòng)投入恰當(dāng)?shù)南礈靹┑裙δ?，不僅實(shí)現(xiàn)了洗衣機(jī)的全面自動(dòng)化，也大大提高了洗衣的質(zhì)量，具有很強(qiáng)的實(shí)用性和較好的發(fā)展前景?；谀：刂频娜詣?dòng)洗衣機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng),以單片機(jī)at89c51為核心,可以實(shí)現(xiàn)洗衣機(jī)的智能控制,提高洗衣質(zhì)量,節(jié)約能源。硬件結(jié)構(gòu)框圖及軟件流程圖是該系統(tǒng)的重要組成部分,在整個(gè)控制過(guò)程中,模糊控制軟件起了決定性的作用基于51單片機(jī)的洗衣控制系統(tǒng)，控制面板由按鍵、指示燈和led 顯示器組成。按鍵選擇洗衣機(jī)工作方式，指示燈配合按

6、鍵工作，led 顯示器則顯示洗衣機(jī)洗滌和脫水時(shí)間。洗衣機(jī)的整體電路模塊包括鍵盤(pán)矩陣、指示燈、電動(dòng)機(jī)控制及電源電路?？刂瞥绦蛟O(shè)計(jì)包括定時(shí)中斷服務(wù)程序、外中斷服務(wù)程序及主程序。關(guān)鍵詞：模糊控制;洗衣機(jī);全自動(dòng)；洗衣控制系統(tǒng)； 51單片機(jī)；控制程序washing machine controller designabstractfuzzy control with fuzzy mathematics for a kind of new not line control method that the foundation develop, to those cant acquisition math

7、ematics model or very rough system in model in mathematicses can obtain the satisfied control result, resolving the some use the problem that traditional method cant resolve.in recent years, the faintness controls to control at home appliances the inside gets the extensive application, adopting the

8、technical washing machine in misty control have the auto identifies the dress quality, dress measures, identifying the dirty degree automatically, the automatic decision water measures, throwing in an etc. function automatically, not only realizes the washing machine automate completely, but also in

9、creaseding consumedly the quantity that do laundry, have the very strong function with the good development foregroundthe automatic control system of auto washer based on fuzzy control with single - chipcomputer at89c51 can be implemented by intelligence control ,so the quality of washing is improve

10、d and the source is saved. the hardware configuration and software flow chart of the system are preferred. the software of fuzzy control has a decisive part in whole control process.washing machine control system based on singlechip 51, the control panel is composed by keys,indicating lamps and led.

11、 the keys chose the work modes, the indicating lamps cooperated with the keys. the led monitor showed the time of washing and dehydration. the circuit of washing machine includes keyboard matrix, indicatinglamp, motor control and power circuit. the control program includes timing interrupt service p

12、rogram, external interruptservice program and main program.key words : fuzzy control ;washer ;automatic；washing control system; singlechip 51; control programme目錄1緒論11.1洗衣機(jī)的概念1 1.2洗衣機(jī)的概述 1 1.3課題意義及來(lái)源 3 1.4本課題的目的 4 1.5洗衣機(jī)發(fā)展史 42硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 82.1全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制功能要求. 8 2.2系統(tǒng)工作流程 10 2.3洗衣機(jī)控制器控制面板的設(shè)計(jì)12 2.4布質(zhì)、布量的檢測(cè) 1

13、2 2.5渾濁度的檢測(cè) 14 2.6水溫的檢測(cè) 15 2.7 電動(dòng)機(jī)控制電氣原理15 2.8 電源部分17 2.9 鍵盤(pán)輸入及顯示電路19 2.9.1鍵盤(pán)輸入及顯示電路基本工作原理 19 2.9.2 uln2803驅(qū)動(dòng)芯片介紹213單片機(jī)最小系統(tǒng) 22 3.1 at89s51介紹 223.2 單片機(jī)最小系統(tǒng)介紹 223.3 at89s51最小系統(tǒng)制做 24 3.4 at89s51最小系統(tǒng)測(cè)試 264 軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 294.1模糊控制的基本原理 294.2模糊規(guī)則和模糊推理在洗衣機(jī)中的應(yīng)用 31結(jié)束語(yǔ) 34 致謝 35參考文獻(xiàn) 36附錄1洗衣控制程序.38洗衣機(jī)控制器的設(shè)計(jì)1緒論1.1 洗衣機(jī)

14、的概念洗衣機(jī)(washing machine）是利用電能產(chǎn)生機(jī)械作用來(lái)洗滌衣物的清潔電器。按其額定洗滌容量分為家用和集體用兩類(lèi)。中國(guó)規(guī)定洗滌容量在6kg以下的屬于家用洗衣機(jī)：家用洗衣機(jī)主要由箱體、洗滌脫水桶（有的洗滌和脫水桶分開(kāi)）、傳動(dòng)和控制系統(tǒng)等組成，有的還裝有加熱裝置。洗衣機(jī)一般專(zhuān)指使用水作為主要的清洗液體，有別于使用特制清潔溶液，及通常由專(zhuān)人負(fù)責(zé)的干洗。1.2 洗衣機(jī)概述從古到今，洗衣服都是一項(xiàng)難于逃避的家務(wù)勞動(dòng)，而在洗衣機(jī)出現(xiàn)以前，對(duì)于許多人而言，它并不像田園詩(shī)描繪的那樣充滿(mǎn)樂(lè)趣，手搓、棒擊、沖刷、甩打這些不斷重復(fù)的簡(jiǎn)單的體力勞動(dòng)，留給人的感受常常是：辛苦勞累。 全自動(dòng)洗衣機(jī)根據(jù)結(jié)構(gòu)不

15、同可分為波輪式全自動(dòng)洗衣機(jī)（也叫套桶式全自動(dòng)洗衣機(jī)）、滾筒式全自動(dòng)洗衣機(jī)和攪拌式全自動(dòng)洗衣機(jī)三大類(lèi)。波輪式、滾筒式、攪拌式全自動(dòng)洗衣機(jī)分別占全球洗衣機(jī)市場(chǎng)份額的33、52和15。攪拌式洗衣機(jī)目前還沒(méi)有進(jìn)入我國(guó)市場(chǎng)，以下僅對(duì)波輪式和滾筒式兩種洗衣機(jī)進(jìn)行討論。 （1） 滾筒式洗衣機(jī) 更好地軟化衣物纖維，減小洗滌過(guò)程中衣物的損傷和變形，并且還可以使洗后的衣物柔軟而蓬松； 提高溫度來(lái)洗滌可充分溶解洗衣粉，加快洗衣粉中弱酸性物質(zhì)與污物的化學(xué)反應(yīng)速度，提高洗衣粉中酶的活性，同時(shí)有利于溶解汗?jié)n、血漬、降低灰塵、油污的粘附作用，從而可在同樣的洗凈比下（注：洗凈比是國(guó)家對(duì)洗衣機(jī)的質(zhì)量考核標(biāo)準(zhǔn)中的一個(gè)基本指標(biāo)），

16、可大幅度降低洗滌過(guò)程對(duì)機(jī)械外力的需求； 溫度高有利于污物在水中的擴(kuò)散； 高溫能有效地殺死一些細(xì)菌。 加溫洗滌的波輪式洗衣機(jī)無(wú)論怎樣的水流，要達(dá)到一定的洗凈比，就必須有足夠的機(jī)械力，而機(jī)械力對(duì)衣物是有損傷的，這就注定了波輪式洗衣機(jī)的磨損率大大高于滾筒式洗衣機(jī)。 各種新水流基本原理是一樣的，就是盡量以紊亂的水流減少衣物的纏繞，增大水流的沖刷力用于洗滌，與以前依靠衣物與桶壁和衣物相互之間的摩擦方式相比，水流沖刷對(duì)衣物的損傷較小。 （2）波輪式洗衣機(jī) 因?yàn)闈L筒式機(jī)的價(jià)格大大高于波輪式機(jī)，所以波輪式機(jī)仍受到普遍歡迎。 關(guān)于水流：現(xiàn)在波輪式全自動(dòng)洗衣機(jī)的宣傳重點(diǎn)放在新水流上，如lg的拳擊棒、松下的雙瀑布、

17、榮事達(dá)的網(wǎng)絡(luò)水流等，但正如上面說(shuō)到過(guò)的，各個(gè)廠家是用不同的方法實(shí)現(xiàn)同一個(gè)目標(biāo)，實(shí)際效果也差不多，所以不必太在意。 關(guān)于程序控制器：新推出的波輪式全自動(dòng)洗衣機(jī)均采用單片機(jī)程序控制器，原來(lái)的機(jī)械式程序控制器基本上已被淘汰。各廠家生產(chǎn)的各種型號(hào)的波輪式全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制程序有所不 同，最少的也有好幾個(gè)控制項(xiàng)，每一項(xiàng)又有幾種不同的洗滌程序可供選擇，足以滿(mǎn)足不同的洗滌要求，所以沒(méi)有必要考慮這個(gè)問(wèn)題。在模糊控制的洗衣機(jī)中，單片機(jī)通過(guò)采集水位傳感器、布量傳感器、光傳感器的信號(hào)以及電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，判斷出衣物的質(zhì)地、多少、骯臟程度，從而自動(dòng)調(diào)整對(duì)衣物進(jìn)行合理的洗滌，缺點(diǎn)是價(jià)格太貴。 關(guān)于不銹鋼內(nèi)桶：采用不銹鋼內(nèi)桶

18、的目的是為了減小衣物和內(nèi)桶壁的摩擦力，從而減輕衣物的磨損，選購(gòu)時(shí)應(yīng)予以考慮。 關(guān)于同心洗：同心洗是直接把電動(dòng)機(jī)軸與洗衣桶主軸同心安裝，直接驅(qū)動(dòng)。這樣在洗滌，特別是脫水的時(shí)候洗衣桶震動(dòng)減小，使噪聲得以降低。但要說(shuō)這樣會(huì)延長(zhǎng)洗衣機(jī)的壽命是不正確的。 至于變頻洗衣機(jī)，其一是可以對(duì)不同質(zhì)地的衣物自動(dòng)選用不同的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，從而給不同質(zhì)地的衣物以恰當(dāng)?shù)南礈鞆?qiáng)度，在保證洗得干凈的同時(shí)，最大限度地降低衣物的磨損。其二是可以在脫水甩干時(shí)，由慢到快地啟動(dòng)，使衣物在桶內(nèi)分布均勻，脫水效果好，同時(shí)由于衣物均勻地分布在洗衣桶的四周，洗衣桶的重心落在軸心上，可以減小震動(dòng)，降低噪聲，這當(dāng)然是有好處的。缺點(diǎn)也是價(jià)格太貴。 現(xiàn)

19、在已經(jīng)有廠家開(kāi)發(fā)出了不需要使用洗滌劑的洗衣機(jī)，還有的廠家開(kāi)發(fā)出了更迷你的旅行洗衣機(jī)，小到可以在出外旅行的時(shí)候隨身攜帶，為了更方便的操作有的廠家還開(kāi)發(fā)出了可以遠(yuǎn)程控制的洗衣機(jī)，這么樣？是不是看的眼花繚亂，將來(lái)的洗衣機(jī)會(huì)朝著使用更方便、更加節(jié)能、更加個(gè)性化的方向發(fā)展。1.3 課題意義及來(lái)源 隨著現(xiàn)代社會(huì)生活節(jié)奏的不斷加快和人們生活水平的不斷提高，人們對(duì)各種方便、快捷的家用電器需求量越來(lái)越大，洗衣機(jī)作為人們提高生活效率，追求生活質(zhì)量的基本條件，也愈來(lái)愈成為不可或缺的生活用具.在工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，洗衣機(jī)的普及率已達(dá)到相當(dāng)高的程度，但由于現(xiàn)階段國(guó)情，洗衣機(jī)在我國(guó)的普及程度較低，農(nóng)村更甚。隨著人民生活水平(特

20、別是鄉(xiāng)村生活水平)的不斷提高，社會(huì)上對(duì)洗衣機(jī)的需求量越來(lái)越大，而且隨著生活質(zhì)量的不斷提高，人們對(duì)洗衣機(jī)的功能要求越來(lái)越高，使得洗衣機(jī)的更新較快，因此，洗衣機(jī)做為人們追求現(xiàn)代生活的一個(gè)基本要求在我國(guó)有著極大的市場(chǎng)。洗衣機(jī)技術(shù)發(fā)展日新月異，產(chǎn)品類(lèi)型眾多，但從總體來(lái)看，人們對(duì)洗衣機(jī)的基本要求應(yīng)是:省時(shí)、省水、省電，磨損率小，操作方便，功能完善等。以上特點(diǎn)從技術(shù)的角度可由洗衣機(jī)的洗滌方式和控制方式這兩個(gè)基本特性決定。目前存在的洗滌方式有波輪式(又稱(chēng)渦卷式)、攪拌式、滾筒式、噴流式、噴射式和超聲波式等多種，在我國(guó)比較普及的洗滌方式是波輪式，超聲波式洗滌方式則代表著國(guó)際上的發(fā)展方向。對(duì)洗衣機(jī)技術(shù)的發(fā)展使得

21、人們期望在采用一種較好洗滌方式的同時(shí)，希望洗衣機(jī)的控制部分能在洗滌過(guò)程中對(duì)衣物重量、臟度，洗滌劑的濃度，水的硬度、溫度等影響洗滌效果的諸多因素進(jìn)行檢測(cè)，并能對(duì)這些檢測(cè)結(jié)果做出合理反應(yīng)，從而得到比較理想的洗滌效果?，F(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，特別是嵌入式技術(shù)的發(fā)展，使微電腦的功能日益強(qiáng)大，微電腦與傳感器系統(tǒng)的結(jié)合，足以實(shí)現(xiàn)上述功能;另外，人們對(duì)洗衣機(jī)使用方便的要求使得洗衣機(jī)的全自動(dòng)化成為另一個(gè)發(fā)展方向.因此，從世界范圍內(nèi)來(lái)說(shuō)，洗衣機(jī)總的發(fā)展趨勢(shì)是向微電腦，傳感系統(tǒng)，智能化、全自動(dòng)化的方向發(fā)展。1.4 本課題的目的本課題的目的就是設(shè)計(jì)一種比較合理的全自動(dòng)洗衣機(jī)模糊控制器，這種采用模糊控制的全自動(dòng)洗衣機(jī)能夠

22、自動(dòng)判斷被洗衣物的重量輕重、質(zhì)料軟硬，自動(dòng)檢測(cè)洗衣桶內(nèi)水的臟污程度和污漬性質(zhì)(油污或泥污)；能自動(dòng)預(yù)選水位、水流強(qiáng)度和洗滌時(shí)間，并能進(jìn)行衣物偏置的自動(dòng)糾正等，也應(yīng)該能在整個(gè)洗滌過(guò)程中實(shí)施監(jiān)控，并適時(shí)調(diào)整這些運(yùn)行參數(shù)，以達(dá)到最佳的洗滌效果。1.5洗衣機(jī)發(fā)展史1858年，一個(gè)叫漢密爾頓史密斯的美國(guó)人在匹茨堡制成了世界上第一臺(tái)洗衣機(jī)。該洗衣機(jī)的主件是一只圓桶，桶內(nèi)裝有一根帶有槳狀葉子的直軸。軸是通過(guò)搖動(dòng)和它相連的曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)的。同年史密斯取得了這臺(tái)洗衣機(jī)的專(zhuān)利權(quán)。但這臺(tái)洗衣機(jī)使用費(fèi)力，且損傷衣服，因而沒(méi)被廣泛使用，但這卻標(biāo)志了用機(jī)器洗衣的開(kāi)端。次年在德國(guó)出現(xiàn)了一種用搗衣杵作為攪拌器的洗衣機(jī)，當(dāng)搗衣杵上下

23、運(yùn)動(dòng)時(shí)，裝有彈簧的木釘便連續(xù)作用于衣服。19世紀(jì)末期的洗衣機(jī)已發(fā)展到一只用手柄轉(zhuǎn)動(dòng)的八角形洗衣缸，洗衣時(shí)缸內(nèi)放入熱肥皂水，衣服洗凈后，由軋液裝置把衣服擠干。1874年,“手洗時(shí)代”受到了前所未有的挑戰(zhàn)，美國(guó)人比爾布萊克斯發(fā)明了木制手搖洗衣機(jī)。布萊克斯的洗衣機(jī)構(gòu)造極為簡(jiǎn)單，是在木筒里裝上6塊葉片，用手柄和齒輪傳動(dòng)，使衣服在筒內(nèi)翻轉(zhuǎn)，從而達(dá)到“凈衣”的目的。這套裝置的問(wèn)世，讓那些為提高生活效率而冥思苦想的人士大受啟發(fā)，洗衣機(jī)的改進(jìn)過(guò)程開(kāi)始大大加快.1880年，美國(guó)又出現(xiàn)了蒸氣洗衣機(jī)，蒸氣動(dòng)力開(kāi)始取代人力。經(jīng)歷了上百年的發(fā)展改進(jìn)，現(xiàn)代蒸汽洗衣機(jī)較早期有了無(wú)與倫與的提高，但原理是相同的?，F(xiàn)代蒸汽洗衣機(jī)

24、的功能包括蒸汽洗滌和蒸汽烘干，采用了智能水循環(huán)系統(tǒng)，可將高濃度洗滌液與高溫蒸氣同時(shí)對(duì)衣物進(jìn)行雙重噴淋，貫穿全部洗滌過(guò)程，實(shí)現(xiàn)了全球獨(dú)創(chuàng)性的“蒸汽洗”全新洗滌方式。與普通滾筒洗衣機(jī)在洗滌時(shí)需要加熱整個(gè)滾筒的水不同，蒸汽洗滌是以深層清潔衣物為目的，當(dāng)少量的水進(jìn)入蒸汽發(fā)生盒并轉(zhuǎn)化為蒸汽后，通過(guò)高溫噴射分解衣物污漬。蒸汽洗滌快速、徹底，只需要少量的水，同時(shí)可節(jié)約時(shí)間。對(duì)于放在衣柜很長(zhǎng)時(shí)間產(chǎn)生褶皺、異味的冬季衣物，能讓其自然舒展，撫平褶皺?！罢羝娓伞钡墓ぷ髟韯t是把恒定的蒸汽噴灑在衣物上，將衣物舒展開(kāi)之后，再進(jìn)行恒溫冷凝式烘干。通過(guò)這種方式，厚重衣物不僅干得更快，并且具有舒展和熨燙的效果。蒸汽洗衣機(jī)之

25、后，水力洗衣機(jī)、內(nèi)燃機(jī)洗衣機(jī)也相繼出現(xiàn)。水力洗衣機(jī)包括洗衣筒、動(dòng)力源和與船相連接的連接件，洗衣機(jī)上設(shè)有進(jìn)、出水孔，洗衣機(jī)外殼上設(shè)有動(dòng)力源，洗衣筒上設(shè)有衣物進(jìn)口孔，其進(jìn)口上設(shè)有密封蓋，洗衣機(jī)通過(guò)連接件與船相連。它無(wú)需任何電力，只需自然的河流水力就能洗滌衣物，解脫了船民在船上洗滌衣物的煩惱，節(jié)約時(shí)間，減輕家務(wù)勞動(dòng)強(qiáng)度。1910年，美國(guó)的費(fèi)希爾在芝加哥試制成功世界上第一臺(tái)電動(dòng)洗衣機(jī)。電動(dòng)洗衣機(jī)的問(wèn)世，標(biāo)志著人類(lèi)家務(wù)勞動(dòng)自動(dòng)化的開(kāi)端。1922年，美國(guó)瑪塔依格公司改造了洗衣機(jī)的洗滌結(jié)構(gòu)，把拖動(dòng)式改為攪拌式，使洗衣機(jī)的結(jié)構(gòu)固定下來(lái)，這也就是第一臺(tái)攪拌式洗衣機(jī)的誕生。這種洗衣機(jī)是在筒中心裝上一個(gè)立軸，在立軸

26、下端裝有攪拌翼，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)立軸，進(jìn)行周期性的正反擺動(dòng)，使衣物和水流不斷翻滾，相互摩擦，以此滌蕩污垢。攪拌式洗衣機(jī)結(jié)構(gòu)科學(xué)合理，受到人們的普遍歡迎。1932年，美國(guó)本德克斯航空公司宣布，他們研制成功第一臺(tái)前裝式滾筒洗衣機(jī)，洗滌、漂洗、脫水在同一個(gè)滾筒內(nèi)完成。這意味著電動(dòng)洗衣機(jī)的型式躍上一個(gè)新臺(tái)階，朝自動(dòng)化又前進(jìn)了一大步！第一臺(tái)自動(dòng)洗衣機(jī)于1937年問(wèn)世。這是一種前置式自動(dòng)洗衣機(jī)?？恳桓降妮S帶動(dòng)的缸可容納4000克衣服。衣服在注滿(mǎn)水的缸內(nèi)不停地上下翻滾，使之去污除垢。到了40年代便出現(xiàn)了現(xiàn)代的上置式自動(dòng)洗衣機(jī)。隨著工業(yè)化的加速，世界各國(guó)也加快了洗衣機(jī)研制的步伐。首先由英國(guó)研制并推出了一種噴流式

27、洗衣機(jī)，它是靠筒體一側(cè)的運(yùn)轉(zhuǎn)波輪產(chǎn)生的強(qiáng)烈渦流，使衣物和洗滌液一起在筒內(nèi)不斷翻滾，洗凈衣物。1955年，在引進(jìn)英國(guó)噴流式洗衣機(jī)的基礎(chǔ)之上，日本研制出獨(dú)具風(fēng)格、并流行至今的波輪式洗衣機(jī)。至此，波輪式、滾筒式、攪拌式在洗衣機(jī)生產(chǎn)領(lǐng)域三分天下的局面初步形成。60年代的日本出現(xiàn)了帶干桶的雙桶洗衣機(jī)，人們稱(chēng)之為“半自動(dòng)型洗衣機(jī)”。70年代，生產(chǎn)出波輪式套桶全自動(dòng)洗衣機(jī)。70年代后期，以電腦（實(shí)際上微處理器）控制的全自動(dòng)洗衣機(jī)在日本問(wèn)世，開(kāi)創(chuàng)了洗衣機(jī)發(fā)展史的新階段。80年代，“模糊控制”的應(yīng)用使得洗衣機(jī)操作更簡(jiǎn)便，功能更完備，洗衣程序更隨人意，外觀造型更為時(shí)尚90年代，由于電機(jī)調(diào)速技術(shù)的提高，洗衣機(jī)實(shí)現(xiàn)了

28、寬范圍的轉(zhuǎn)速變換與調(diào)節(jié)，誕生了許多新水流洗衣機(jī)。此后，隨著電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)的發(fā)展與提高，日本生產(chǎn)出了電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)式洗衣機(jī)，省去了齒輪傳動(dòng)和變速機(jī)構(gòu)，引發(fā)了洗衣機(jī)驅(qū)動(dòng)方式的巨大革命。 之后，隨著科技的進(jìn)一步發(fā)展，滾筒洗衣機(jī)已經(jīng)成了大家耳濡目染的產(chǎn)品。伴隨著科技的進(jìn)一步發(fā)展，相信新型更適合人們使用的洗衣機(jī)會(huì)給我們的生活帶來(lái)新的方式。2硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)2.1 全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制功能要求洗衣機(jī)完成洗滌過(guò)程，關(guān)鍵是對(duì)洗衣機(jī)內(nèi)的電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行進(jìn)行合理的控制，保證洗滌過(guò)程的有效，節(jié)約，方便等。 本題任務(wù)是：控制洗衣機(jī)總洗滌時(shí)間、定時(shí)正反轉(zhuǎn)及洗滌強(qiáng)度控制。 洗滌按鈕 標(biāo)準(zhǔn)：洗滌12分鐘；漂洗5分鐘二次；脫水3分鐘。輕

29、柔：洗滌3分鐘；漂洗3分鐘，二次；脫水2分鐘?？焖伲合礈?分鐘；漂洗1分鐘，二次；脫水2分鐘 洗滌時(shí) 洗滌指示燈閃爍；漂洗時(shí)漂洗指示燈閃爍；脫水時(shí) 脫水指示燈閃爍 有啟動(dòng)/暫停按鈕控制：第一次啟動(dòng)，標(biāo)準(zhǔn)洗滌；工作時(shí)按此按鈕暫停，再按則恢復(fù)工作；有電源開(kāi)關(guān)。洗滌、漂洗22秒正轉(zhuǎn)，停8秒，反轉(zhuǎn)22秒，停8秒。 有水位控制洗衣機(jī)的整體電路模塊洗衣機(jī)的電路模塊如圖2.1組成部件有8051 單片機(jī)、74138 譯碼器、水位檢測(cè)機(jī)構(gòu)、指示燈、電動(dòng)機(jī)、蜂鳴器、進(jìn)水閥，出水閥，led 顯示器及4只按鍵。水位檢測(cè)機(jī)構(gòu)由玻璃管、浮子、金屬滑桿等組成，玻璃管與洗衣桶相連，玻璃管中的水位就是洗衣桶內(nèi)的水位，在放水或進(jìn)

30、水的過(guò)程中，浮子帶動(dòng)金屬管上下移動(dòng)，當(dāng)水位處于最高點(diǎn)或最低點(diǎn)時(shí)，金屬滑桿都與金屬地相連，致使引腳int1處于低電平，向cpu 申請(qǐng)中斷，否則int1 被上拉電阻上拉為高電平。電動(dòng)機(jī)有2 個(gè)控制端，一端控制電動(dòng)機(jī)正向運(yùn)轉(zhuǎn)，該端與p1.0 相連，另一端控制電動(dòng)機(jī)反向運(yùn)轉(zhuǎn)，該端與p1.1 相連。電控水龍頭共2 只，一只為進(jìn)水龍頭，受p3.0 控制，另一只為出水龍頭，受p3.1 控制，當(dāng)電控水龍頭的控制端為“1”時(shí)，水龍頭打開(kāi)，當(dāng)電控水龍頭的控制端為“0”時(shí)，水龍頭關(guān)閉。led 顯示器共2 只，本設(shè)計(jì)鍵盤(pán)輸入及顯示部分，我采用8279芯片作為電路的核心。當(dāng)用戶(hù)從鍵盤(pán)輸入命令時(shí)，8279芯片將自動(dòng)產(chǎn)生一

31、個(gè)中斷信號(hào)，向單片機(jī)發(fā)送請(qǐng)求將ram中的數(shù)據(jù)取走。圖2.5中8279的地址由p2.7和a0決定，故數(shù)據(jù)口地址為7ffeh，命令口地址為7fffh。所接的5個(gè)按鍵，掃描線接在74ls138的譯碼輸出端y0和y1上，當(dāng)y0為0（sl2sl1sl0=000時(shí)），掃描第1列按鍵，當(dāng)y1為0（sl2sl1sl0=001時(shí)）掃描第2列按鍵。當(dāng)某一按鍵被按下后，鍵值就自動(dòng)進(jìn)入8279緩沖區(qū)，當(dāng)8279不空時(shí)由int輸出高電平告知cpu取走緩沖區(qū)數(shù)據(jù)，故int連接cpu的中斷輸入需加一反向器。電路中，ale連接8279的clk以提供8279工作需要的100khz ，則時(shí)鐘必須在8279編程時(shí)提供分頻系數(shù)為可得

32、到100khz。本設(shè)計(jì)單片機(jī)的時(shí)鐘頻率為12mhz，則ale輸出頻率為時(shí)鐘的1/6，等于2mhz，要得到100mhz的頻率需進(jìn)行2mhz/100khz=20分頻。，蜂鳴器由p1.2 控制，當(dāng)p1.2輸出為“1”時(shí)，蜂鳴器發(fā)聲。本系統(tǒng)采用6m 的晶體振蕩器，定時(shí)器0 和定時(shí)器1 的初始值設(shè)置為每隔100 毫秒產(chǎn)生1 次中斷。圖2.1 洗衣機(jī)的整體電路結(jié)構(gòu)框圖2.2 系統(tǒng)工作流程完成一次洗衣過(guò)程所需的動(dòng)作有：（1）進(jìn)水動(dòng)作 進(jìn)行洗滌時(shí)，盛水桶內(nèi)的水量必須達(dá)到水位設(shè)定要求。洗衣機(jī)的進(jìn)水和水位判斷，是由水位開(kāi)關(guān)和進(jìn)水閥的開(kāi)合來(lái)進(jìn)行控制的，當(dāng)桶內(nèi)沒(méi)有水或水量達(dá)不到設(shè)定水位時(shí)，單片機(jī)程序?qū)⒖刂七M(jìn)水閥閉合，

33、開(kāi)始注水，當(dāng)桶內(nèi)的水位達(dá)到設(shè)定水位時(shí)，水位開(kāi)關(guān)受壓閉合，程序就可進(jìn)入下一步處理。（2）排水動(dòng)作 進(jìn)入脫水動(dòng)作前應(yīng)先排水。為了避免空排水造成時(shí)間浪費(fèi)以及排水不完而帶水脫水造成對(duì)電機(jī)的損害。洗衣機(jī)能夠根據(jù)實(shí)際水量對(duì)排水時(shí)間進(jìn)動(dòng)態(tài)控制。（3）洗滌動(dòng)作 洗滌動(dòng)作指的是電機(jī)周期性的“正轉(zhuǎn)-停止-反轉(zhuǎn)-停止”。不同的洗衣過(guò)程，控制電機(jī)執(zhí)行“正轉(zhuǎn)-停止-反轉(zhuǎn)-停止”的時(shí)間是不同的（4）脫水動(dòng)作 排水結(jié)束后進(jìn)入脫水動(dòng)作，脫水是通過(guò)電機(jī)的正轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，同時(shí)要求排水閥一直打開(kāi)，也正是由于排水閥的打開(kāi)，才使得脫水時(shí)的電機(jī)正轉(zhuǎn)速度不同于洗滌時(shí)的電機(jī)正轉(zhuǎn)速度。進(jìn)行脫水時(shí)若遇到洗衣機(jī)蓋打開(kāi)，則暫停脫水，并發(fā)出報(bào)警，直至用

34、戶(hù)合上桶蓋后，才繼續(xù)進(jìn)行脫水。脫水結(jié)束后，發(fā)出報(bào)警，并自動(dòng)關(guān)閉排水閥。（5）脫水不平衡修正 進(jìn)行脫水處理，電機(jī)要正轉(zhuǎn)，電機(jī)要進(jìn)行高速單向正轉(zhuǎn)，若此時(shí)衣物偏向于一邊，脫水桶會(huì)因離心的作用，在很短的時(shí)間內(nèi)碰撞安全開(kāi)關(guān)裝置，使安全開(kāi)關(guān)產(chǎn)生瞬時(shí)的關(guān)閉和斷開(kāi)，此時(shí)要進(jìn)行脫水不平衡修正。進(jìn)行脫水不平衡修正，洗衣機(jī)將停止脫水，并自動(dòng)插入“進(jìn)水-洗滌1分鐘-排水”動(dòng)作。通過(guò)這一插入動(dòng)作，衣服將調(diào)整到洗衣桶中心位置。在同一脫水過(guò)程中，如果連續(xù)修正3次仍達(dá)不到脫水平衡，則進(jìn)行報(bào)警，等用戶(hù)打開(kāi)洗衣機(jī)將衣物放置均勻再蓋上桶蓋，方可繼續(xù)進(jìn)行脫水。（6）其它動(dòng)作 洗衣機(jī)控制器在此控制面板上還配有啟動(dòng)/停止、電源、標(biāo)準(zhǔn)、輕

35、柔、快速、水位選擇按鈕。圖2.2 系統(tǒng)工作流程圖2.3 洗衣機(jī)控制器控制面板的設(shè)計(jì)洗衣機(jī)控制面板主要包括：?jiǎn)?dòng)/停止、電源、標(biāo)準(zhǔn)、輕柔、快速、水位選擇按鈕。圖2.3洗衣機(jī)控制面板圖2.4布質(zhì)、布量的檢測(cè)布質(zhì)和布量的檢測(cè)是在洗滌之前進(jìn)行的。在水位一定時(shí), 不同的布質(zhì)和布量的產(chǎn)生的布阻抗不同。布質(zhì)和布量檢測(cè)電路如圖2.4 所示。具體檢測(cè)布質(zhì)和布量時(shí), 首先注入一定的水位, 然后起動(dòng)主電機(jī)旋轉(zhuǎn), 接著斷電讓主電機(jī)以慣性繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)直到停止。在主電機(jī)斷電慣性旋轉(zhuǎn)時(shí)間內(nèi), 主電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài), 會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)輸出。顯然, 隨著布阻抗大小的不同, 主電機(jī)處于發(fā)電機(jī)狀態(tài)的時(shí)間長(zhǎng)短也不同。因此, 只要檢測(cè)出主電

36、機(jī)處于發(fā)電機(jī)狀態(tài)的時(shí)間長(zhǎng)短,就可以反過(guò)來(lái)推理出布阻抗的大小。主電機(jī)發(fā)電時(shí)間愈長(zhǎng), 布阻抗就愈小; 反之布阻抗就愈高。主電機(jī)發(fā)電時(shí)間可直接通過(guò)檢測(cè)起動(dòng)電容兩端輸出電勢(shì), 并將此電勢(shì)半波整流后, 由光電隔離后放大整形為一矩形脈沖系列的脈沖數(shù)而定。脈沖個(gè)數(shù)反映布阻抗的大小, 脈沖個(gè)數(shù)多, 布阻抗小, 反之亦然 。 圖2.4反電勢(shì)法測(cè)量布質(zhì)、布量電路電氣原理圖（1）光電隔離的作用：光電隔離一般在弱電環(huán)境中應(yīng)用。光電耦合器有四個(gè)腳，其中兩個(gè)是發(fā)光二極管的腳，用萬(wàn)用表檢測(cè)時(shí)有正反向?qū)ǖ姆磻?yīng)；另外兩個(gè)就是光敏三機(jī)關(guān)的管腳，用萬(wàn)用表檢測(cè)時(shí)沒(méi)有正反向?qū)ǖ姆磻?yīng)。兩者之間通過(guò)發(fā)光二極管所發(fā)的光進(jìn)行耦合，從而實(shí)現(xiàn)

37、內(nèi)外信號(hào)的傳遞。 隔離的目的是要將兩股需要與對(duì)方通信的電流隔離?？赏高^(guò)光電耦合器將電子信號(hào)轉(zhuǎn)換成光，到了另一端再將光轉(zhuǎn)換回電子信號(hào)。用此方法，就可將兩股電流完全隔離。（2）光耦合器：光耦合器（optical coupler，英文縮寫(xiě)為oc）亦稱(chēng)光電隔離器，簡(jiǎn)稱(chēng)光耦。光耦合器以光為媒介傳輸電信號(hào)。它對(duì)輸入、輸出電信號(hào)有良好的隔離作用，所以，它在各種電路中得到廣泛的應(yīng)用。目前它已成為種類(lèi)最多、用途最廣的光電器件之一。光耦合器一般由三部分組成：光的發(fā)射、光的接收及信號(hào)放大。輸入的電信號(hào)驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管（led），使之發(fā)出一定波長(zhǎng)的光，被光探測(cè)器接收而產(chǎn)生光電流，再經(jīng)過(guò)進(jìn)一步放大后輸出。這就完成了電光電

38、的轉(zhuǎn)換，從而起到輸入、輸出、隔離的作用。由于光耦合器輸入輸出間互相隔離，電信號(hào)傳輸具有單向性等特點(diǎn)，因而具有良好的電絕緣能力和抗干擾能力。又由于光耦合器的輸入端屬于電流型工作的低阻元件，因而具有很強(qiáng)的共模抑制能力。所以，它在長(zhǎng)線傳輸信息中作為終端隔離元件可以大大提高信噪比。在計(jì)算機(jī)數(shù)字通信及實(shí)時(shí)控制中作為信號(hào)隔離的接口器件，可以大大增加計(jì)算機(jī)工作的可靠性。 光耦合器的主要優(yōu)點(diǎn)是：信號(hào)單向傳輸，輸入端與輸出端完全實(shí)現(xiàn)了電氣隔離隔離，輸出信號(hào)對(duì)輸入端無(wú)影響，抗干擾能力強(qiáng)，工作穩(wěn)定，無(wú)觸點(diǎn)，使用壽命長(zhǎng)，傳輸效率高。光耦合器是70年代發(fā)展起來(lái)產(chǎn)新型器件，現(xiàn)已廣泛用于電氣絕緣、電平轉(zhuǎn)換、級(jí)間耦合、驅(qū)動(dòng)電

39、路、開(kāi)關(guān)電路、斬波器、多諧振蕩器、信號(hào)隔離、級(jí)間隔離 、脈沖放大電路、數(shù)字儀表、遠(yuǎn)距離信號(hào)傳輸、脈沖放大、固態(tài)繼電器(ssr)、儀器儀表、通信設(shè)備及微機(jī)接口中。在單片開(kāi)關(guān)電源中，利用線性光耦合器可構(gòu)成光耦反饋電路，通過(guò)調(diào)節(jié)控制端電流來(lái)改變占空比，達(dá)到精密穩(wěn)壓目的。2.5渾濁度的檢測(cè)渾濁度綜合反映了衣物的臟污程度、臟污性質(zhì)和洗凈程度。它是采用紅外光電傳感器, 利用紅外線在水中的透射率和時(shí)間的關(guān)系, 通過(guò)模糊推理, 獲得檢測(cè)結(jié)果。其檢測(cè)電路如圖2.5所示, 紅外發(fā)光二極管led 由恒流源供電, 由單片機(jī)脈寬調(diào)制pwm 信號(hào)控制led 發(fā)出調(diào)制紅外光, 穿過(guò)動(dòng)態(tài)的洗滌液, 到達(dá)光電三極管vt 335

40、4554射級(jí)輸出電壓隨洗滌液的渾濁程度而線性變化。圖2.5 渾濁度紅外光電檢測(cè)電路圖2.6水溫的檢測(cè)水溫檢測(cè)可用熱敏電阻或mts102 半導(dǎo)體溫度檢測(cè)器。洗衣機(jī)水溫一般為4 40, 在該溫度范圍內(nèi)mts102 線性好, 溫度敏感,水溫檢測(cè)常選用它。2.7 電動(dòng)機(jī)控制電氣原理電動(dòng)機(jī)控制電氣原理如圖2.6。電動(dòng)機(jī)有2 個(gè)控制端，一端控制電動(dòng)機(jī)正向運(yùn)轉(zhuǎn)，該端與p1.0 相連，另一端控制電動(dòng)機(jī)反向運(yùn)轉(zhuǎn)，該端與p1.1 相連。系統(tǒng)供電時(shí)，交流220v 電壓經(jīng)過(guò)雙向可控硅加在電動(dòng)機(jī)的2 個(gè)控制端，可控硅的控制端由單片機(jī)的p1.0、p1.1 控制，當(dāng)洗衣機(jī)接到“洗滌”指令時(shí)，p1.0 輸出高電平，經(jīng)過(guò)功率管

41、8050 放大后，觸發(fā)雙向可控硅，使雙向可控硅tr1 導(dǎo)通，電機(jī)正向旋轉(zhuǎn)，經(jīng)過(guò)一按時(shí)間后p1.1 輸出高電平，經(jīng)過(guò)功率管8050 放大后，觸發(fā)雙向可控硅，使雙向可控硅tr2 導(dǎo)通，電機(jī)反向旋轉(zhuǎn)。在整個(gè)洗衣過(guò)程中，程序會(huì)不斷判斷洗衣機(jī)的洗滌模式，從而不斷調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)方向。（1）雙向可控硅普通晶閘管(vs)實(shí)質(zhì)上屬于直流控制器件。要控制交流負(fù)載，必須將兩只晶閘管反極性并聯(lián)，讓每只scr控制一個(gè)半波，為此需兩套獨(dú)立的觸發(fā)電路，使用不夠方便。雙向晶閘管是在普通晶閘管的基礎(chǔ)上發(fā)展而成的，它不僅能代替兩只反極性并聯(lián)的晶閘管，而且僅需一個(gè)觸發(fā)電路，是目前比較理想的交流開(kāi)關(guān)器件。其英文名稱(chēng)triac即三端雙向

42、交流開(kāi)關(guān)之意。（2）功率管在放大電路中擔(dān)任未級(jí)輸出的管子叫功率管。 功率管分為大功率管和小功率管。一般pcm（集電極耗損功率）大于1w的叫大功率管如國(guó)產(chǎn)的3dd和3da型的和日產(chǎn)的2sd和2sc管子。pcm小于1w的叫小功率管。如3ax和3dg型的管子。有的較好的電路有cmos場(chǎng)效應(yīng)管做功率放大管。圖2.6電動(dòng)機(jī)控制電氣原理圖2.8 電源部分系統(tǒng)電源電氣原理圖如圖2.7。市電220v 經(jīng)過(guò)變壓器t 變壓為12v 交流電壓，通過(guò)4 只二極管1n4004 全橋整流后，再經(jīng)過(guò)電容c 濾波后得到光滑的直流電壓，經(jīng)過(guò)三端穩(wěn)壓7805 穩(wěn)壓后得到穩(wěn)定的+5v 電壓給各器件供電。圖2.7系統(tǒng)電源電氣原理圖（

43、1）系統(tǒng)電源部分的設(shè)計(jì)結(jié)論：如果要給at89c51供電，那麼要把220v交流的市電先降壓，在用全橋整流電路轉(zhuǎn)化成脈動(dòng)直流電，在用再經(jīng)過(guò)電容c濾波后得到光滑的直流電壓，之后再經(jīng)過(guò)三端穩(wěn)壓器穩(wěn)壓，輸出端再接一個(gè)電容是用于消除電路高頻噪聲。為了輸出端的電容不要回流沖擊三端穩(wěn)壓器，因此要在可在穩(wěn)壓器的輸入端和輸出端之間跨接一個(gè)二極管，起保護(hù)作用。（2）幾種電流的區(qū)別：直流電：是指電流的大小和方向都不隨時(shí)間而變化，即電流為一恒定值。 脈動(dòng)直流電：是指電流方向不變而大小呈周期性變化的直流電流。 交流電是指電流：的大小和方向隨時(shí)間而變化，即電流是時(shí)間的函數(shù)。 正弦交流電是指：電流的大小和方向隨時(shí)間按正弦規(guī)律

44、變化。電容c 濾波：經(jīng)過(guò)全橋整流電路的電流是脈動(dòng)直流電，不穩(wěn)定，應(yīng)該再使用電容并聯(lián)濾波，進(jìn)行濾波。電容并聯(lián)濾波得優(yōu)點(diǎn)，電容并聯(lián)時(shí)容量相加.并聯(lián)可以增大電容的容量.大電容濾波效果好.穩(wěn)壓電源：能為負(fù)載提供穩(wěn)定交流電源或直流電源的電子裝置。包括交流穩(wěn)壓電源和直流穩(wěn)壓電源兩大類(lèi)。三端穩(wěn)壓器：三端穩(wěn)壓器是穩(wěn)壓用的。2.9 鍵盤(pán)輸入及顯示電路2.9.1鍵盤(pán)輸入及顯示電路基本工作原理本設(shè)計(jì)鍵盤(pán)輸入及顯示部分，我采用8279芯片作為電路的核心。如圖2.5所示，當(dāng)用戶(hù)從鍵盤(pán)輸入命令時(shí)，8279芯片將自動(dòng)產(chǎn)生一個(gè)中斷信號(hào)，向單片機(jī)發(fā)送請(qǐng)求將ram中的數(shù)據(jù)取走。圖2.8中8279的地址由p0和a0決定，故數(shù)據(jù)口地

45、址為7ffeh，命令口地址為7fffh。所接的5個(gè)按鍵，掃描線接在74ls138的譯碼輸出端y0和y1上，當(dāng)y0為0（sl2sl1sl0=000時(shí)），掃描第1列按鍵，當(dāng)y1為0（sl2sl1sl0=001時(shí)）掃描第2列按鍵。當(dāng)某一按鍵被按下后，鍵值就自動(dòng)進(jìn)入8279緩沖區(qū)，當(dāng)8279不空時(shí)由int輸出高電平告知cpu取走緩沖區(qū)數(shù)據(jù)，故int連接cpu的中斷輸入需加一反向器。電路中，ale連接8279的clk以提供8279工作需要的100khz ，則時(shí)鐘必須在8279編程時(shí)提供分頻系數(shù)為可得到100khz。本設(shè)計(jì)單片機(jī)的時(shí)鐘頻率為12mhz，則ale輸出頻率為時(shí)鐘的1/6，等于2mhz，要得到1

46、00mhz的頻率需進(jìn)行2mhz/100khz=20分頻。圖 2.8 鍵盤(pán)輸入及顯示電路2.9.2 uln2803驅(qū)動(dòng)芯片介紹高電壓大電流八達(dá)林頓晶體管陣列：該陣列系列的八達(dá)林頓晶體管是低邏輯電平數(shù)字電路（如ttl、cmos或pmos/nmos）和大電流高電壓要求的燈、繼電器、打印機(jī)和其它類(lèi)似負(fù)載間的接口的理想器件。廣泛用于計(jì)算機(jī)，工業(yè)和消費(fèi)類(lèi)產(chǎn)品中。所有器件有集電極開(kāi)路輸出和用于瞬變抑制的續(xù)流箝位二極管。uln2803的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)ttl系列兼容。最大額定值（ta=25。c，額定值加于封裝內(nèi)任一器件，除非另外規(guī)定。）附表2 uln2803工作電壓及工作環(huán)境額定值符號(hào)值單位輸出電壓v050v輸入電

47、壓v130v集電極電流-連續(xù)lc500ma基極電流-連續(xù)lb25ma工作環(huán)境溫度范圍la0至+7。c保存溫度范圍tstg-55至+150。c結(jié)溫tj125。c3 單片機(jī)最小系統(tǒng)3.1 at89s51介紹at89s51是一個(gè)低功耗，高性能cmos 8位單片機(jī)，片內(nèi)含4k bytes isp(in-system programmable)的可反復(fù)擦寫(xiě)1000次的flash只讀程序存儲(chǔ)器，器件采用atmel公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)制造，兼容標(biāo)準(zhǔn)mcs-51指令系統(tǒng)及80c51引腳結(jié)構(gòu)，芯片內(nèi)集成了通用8位中央處理器和isp flash存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大的微型計(jì)算機(jī)的at89s51可為許多嵌入式

48、控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高性?xún)r(jià)比的解決方案。at89s51具有如下特點(diǎn)：40個(gè)引腳，4k bytes flash片內(nèi)程序存儲(chǔ)器，128 bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（ram），32個(gè)外部雙向輸入/輸出（i/o）口，5個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)2層中斷嵌套中斷，2個(gè)16位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器,2個(gè)全雙工串行通信口，看門(mén)狗（wdt）電路，片內(nèi)時(shí)鐘振蕩器。此外，at89s51設(shè)計(jì)和配置了振蕩頻率可為0hz并可通過(guò)軟件設(shè)置省電模式?？臻e模式下，cpu暫停工作，而ram定時(shí)計(jì)數(shù)器，串行口，外中斷系統(tǒng)可繼續(xù)工作，掉電模式凍結(jié)振蕩器而保存ram的數(shù)據(jù)，停止芯片其它功能直至外中斷激活或硬件復(fù)位。同時(shí)該芯片還具有pdip、tqfp和p

49、lcc等三種封裝形式，以適應(yīng)不同產(chǎn)品的需求。3.2 單片機(jī)最小系統(tǒng)介紹單片機(jī)要正常運(yùn)行，必須具備一定的硬件條件，其中最主要的就是三個(gè)基本條件：1.電源正常；2.時(shí)鐘正常；3.復(fù)位正常。在at89s51單片機(jī)的40個(gè)引腳中：電源引腳2根，晶振引腳2根，控制引腳4根，可編程輸入輸出引腳32根。1、工作電源：電源是單片機(jī)工作的動(dòng)力源泉，對(duì)應(yīng)的接線方法為：40腳（vcc）電源引腳，工作時(shí)接+5v電源，20腳（gnd）為接地線。2、時(shí)鐘電路：時(shí)鐘電路為單片機(jī)產(chǎn)生時(shí)序脈沖，單片機(jī)所有運(yùn)算與控制過(guò)程都是在統(tǒng)一的時(shí)序脈沖的驅(qū)動(dòng)下的進(jìn)行的，時(shí)鐘電路就好比人的心臟，如果人的心跳停止了，人就。同樣，如果單片機(jī)的時(shí)鐘

50、電路停止工作（晶振停振），那么單片機(jī)也就停止運(yùn)行了。當(dāng)采用內(nèi)部時(shí)鐘時(shí)，連接方法如下圖所示，在晶振引腳xtal1和xtal2引腳之間接入一個(gè)晶振，兩個(gè)引腳對(duì)地分別再接入一個(gè)電容即可產(chǎn)生所需的時(shí)鐘信號(hào)，電容的容量一般在幾十皮法，我用30pf。如果說(shuō)cpu是單片機(jī)的心臟，那么石英晶體震蕩器就相當(dāng)于心臟起搏器。單片機(jī)系統(tǒng)的各部分都要以時(shí)鐘頻率為基礎(chǔ)，才能在cpu指揮下有條不紊一拍一拍的協(xié)調(diào)工作。at89s51單片機(jī)的時(shí)鐘信號(hào)通常用兩種電路形式得到：內(nèi)部振蕩方式和外部振蕩方式。at89s51中有一個(gè)用于構(gòu)成內(nèi)部振蕩器的高增益反相放大器，引腳xtal1和xtal2分別時(shí)該放大器的輸入端和輸出端，這個(gè)放大器

51、與作為反饋元件的片外石英晶體或陶瓷諧振器一起構(gòu)成自激振蕩器。外界石英晶體（或陶瓷諧振器）及電容c1、c2接在放大器的反饋回路中構(gòu)成并聯(lián)振蕩電路。對(duì)外界電容c1、c2雖然沒(méi)有十分嚴(yán)格的要求，但電容容量使用的大小輕微影響振蕩頻率的高低、震蕩工作的穩(wěn)定性、起振的難易程序及溫度穩(wěn)定性。如果使用石英晶體，我們推薦電容使用30pf加減10f。用戶(hù)也可采用外部時(shí)鐘，這種情況下，外部時(shí)鐘脈沖接到xtal1端，即內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端，xtal2則懸空。由于外部時(shí)鐘信號(hào)通過(guò)一個(gè)2分頻觸發(fā)器后作為內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)的，所以對(duì)外部時(shí)鐘信號(hào)的占空比沒(méi)有特殊要求，但最小高電平持續(xù)時(shí)間和最大的低電平持續(xù)時(shí)間應(yīng)符合產(chǎn)品技術(shù)條件的

52、要求。在引腳xtal1和xtal2外接晶體振蕩器(簡(jiǎn)稱(chēng)晶振)或陶瓷諧振器，就構(gòu)成了內(nèi)部振蕩方式。由于單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)高增益反相放大器，當(dāng)外接晶振后，就構(gòu)成了自激振蕩器并產(chǎn)生振蕩時(shí)鐘脈沖。內(nèi)部振蕩方式的外部電路如下圖所示。外部振蕩方式是把外部已有的時(shí)鐘信號(hào)引入單片機(jī)內(nèi)。這種方式適宜用來(lái)使單片機(jī)的時(shí)鐘與外部信號(hào)保持同步。外部振蕩方式的外部電路如下圖所示。圖中，電容器cl，c2起穩(wěn)定振蕩頻率、快速起振的作用，其電容值一般在5-30pf。晶振頻率的典型值為12mh2，采用6mhz的情況也比較多。內(nèi)部振蕩方式所得的時(shí)鐘信號(hào)比較穩(wěn)定，實(shí)用電路中使用較多。3、復(fù)位電路：在復(fù)位引腳腳持續(xù)出現(xiàn)24個(gè)振蕩器脈沖周

53、期（即2個(gè)機(jī)器周期）的高電平信號(hào)將使單片機(jī)復(fù)位。如圖所示電容c和電阻r構(gòu)成了單片機(jī)上電自動(dòng)復(fù)位電路，復(fù)位后，單片機(jī)從0000h單元開(kāi)始執(zhí)行程序，并初始化一些專(zhuān)用寄存器為復(fù)位狀態(tài)值，3.3 at89s51最小系統(tǒng)制做我打算拿起電烙鐵，先按照下面的電路圖在洞洞板上搭建起最小系統(tǒng)，再買(mǎi)一條下載線寫(xiě)入并調(diào)試程序。圖 3.1 at89s51最小化應(yīng)用電路加一個(gè)11.0592mhz的晶振是為了以后做串口通信時(shí)和pc有相同的波特率。復(fù)位電路由電容串聯(lián)電阻構(gòu)成,由圖并結(jié)合電容電壓不能突變的性質(zhì),可以知道,當(dāng)系統(tǒng)一上電,rst腳將會(huì)出現(xiàn)高電平,并且,這個(gè)高電平持續(xù)的時(shí)間由電路的rc值來(lái)決定.典型的51單片機(jī)當(dāng)r

54、st腳的高電平持續(xù)兩個(gè)機(jī)器周期以上就將復(fù)位,所以,適當(dāng)組合rc的取值就可以保證可靠的復(fù)位.一般教科書(shū)推薦c 取10u,r取8.2k.當(dāng)然也有其他取法的,原則就是要讓rc組合可以在rst腳上產(chǎn)生不少于2個(gè)機(jī)周期的高電平。 晶振電路:典型的晶振取11.0592mhz(因?yàn)榭梢詼?zhǔn)確地得到9600波特率和19200波特率,用于有串口通訊的場(chǎng)合)/12mhz(產(chǎn)生精確的us級(jí)時(shí)歇,方便定時(shí)操作)注意事項(xiàng):對(duì)于31腳(ea/vpp),當(dāng)接高電平時(shí),單片機(jī)在復(fù)位后從內(nèi)部rom的0000h開(kāi)始執(zhí)行;當(dāng)接低電平時(shí),復(fù)位后直接從外部rom的0000h開(kāi)始執(zhí)行.這一點(diǎn)是初學(xué)者容易忽略的.因此可以看出,其實(shí)要熟悉51單片機(jī)的40個(gè)引腳功能也很容易:總共40個(gè)腳,電源用2個(gè)(vcc和gnd),