全自動洗衣機(jī)畢業(yè)設(shè)計論文

1、<p><b>　　第一章 緒論</b></p><p>　　1.1全自動洗衣機(jī)的基本構(gòu)造及工作原理</p><p>　　1.1.1全自動波輪洗衣機(jī)結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　如圖1-1所示，為全自動波輪洗衣機(jī)結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　圖1-1全自動波輪洗衣機(jī)結(jié)構(gòu)圖</p><p>　

2、　1-平衡圈；2-脫水桶；3-盛水桶；4-箱體；5-波輪；6-電動機(jī)；7-離合器；8-棘輪；9-離合器皮帶輪；10-棘爪；11-排水機(jī)構(gòu)；12-傳動架；13-牽引電磁鐵；14-吊桿；15-蓋開關(guān)；16-程序控制器</p><p>　　1.1.2全自動洗衣機(jī)工作原理</p><p>　　全自動洗衣機(jī)是通過電磁閥和繼電器一起配合來控制進(jìn)水、排水以及電機(jī)的通斷，從而實(shí)現(xiàn)自動控制。電磁進(jìn)水閥起著通

3、、斷水源的作用。當(dāng)電磁進(jìn)水閥的線圈斷電時，移動鐵芯在重力以及彈簧力的作用下，緊緊地頂著橡膠膜片，并將膜片的中心小孔堵塞，此時閥門關(guān)閉，切斷水源。當(dāng)電磁進(jìn)水閥線圈得電后，移動鐵芯在磁力作用下上移，離開膜片，并使膜片的中心小孔打開，于是膜片上方的水通過中心小孔流入洗衣桶內(nèi)，實(shí)現(xiàn)進(jìn)水。由于中心小孔的流通能力大于膜片兩側(cè)小孔的流通能力，膜片上方壓強(qiáng)迅速減小，膜片將在壓力差的作用下上移，閉門開啟，水流導(dǎo)通。</p><p>

4、;　　進(jìn)水時采用重力感應(yīng)傳感器對水位進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測。洗衣機(jī)進(jìn)水過程，重力感應(yīng)傳感器對盛水桶中的水位進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測。當(dāng)水位到達(dá)預(yù)設(shè)水位時，自動停止進(jìn)水，開始洗滌/漂洗。</p><p>　　全自動洗衣機(jī)的洗滌過程主要是在機(jī)械產(chǎn)生的排滲、沖刷等機(jī)械作用和洗滌劑的潤濕、分散作用下，將污垢拉入水中來實(shí)現(xiàn)洗凈的目的。首先充滿于波輪葉片間的洗滌液，在離心力作用下被高速地甩向桶壁，同時沿桶壁上升。在波輪的中心處，因甩出液體從而形成

5、低壓區(qū)，使得洗滌液流回到波輪附近。這樣，在波輪附近形成了以波輪軸線為中心的渦流。衣服在渦流的作用下，作螺旋式的回轉(zhuǎn)運(yùn)動，吸入中心后又被甩向桶壁，與桶壁發(fā)生摩擦。又因?yàn)椴ㄝ喌闹行氖堑蛪簠^(qū)，衣物比較易被吸在波輪附近，不斷地與波輪發(fā)生摩擦，就如同人工揉搓衣服，從而迫使污垢脫離衣服。其次，當(dāng)在放進(jìn)洗滌液之后，由于慣性作用衣服的運(yùn)動開始變得緩慢，在水流與衣服之間存在著速度差，使得兩者發(fā)生相對運(yùn)動，水流與衣服便開始相對摩擦，這種水流沖刷力同樣有助于

6、污垢脫離衣物。再者由于洗衣涌不規(guī)則的形狀，當(dāng)旋轉(zhuǎn)著的水流碰到桶壁后，其速度及方向都會發(fā)生改變，從而形成湍流。在湍流的作用下，衣物做無規(guī)則地運(yùn)動并且不斷翻滾，其纖維不斷地被彎曲、絞紐和拉長，衣物開始相互相摩擦，增大了洗滌的有效面積，提高衣物洗凈的均勻性。</p><p>　　1.2全自動洗衣機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)</p><p>　　全自動洗衣機(jī)是集洗滌、漂洗和甩干于一體，并且能自動完成洗衣全過程的洗衣

7、機(jī)。全自動洗衣機(jī)可提供多種洗滌方式供用戶選擇，用戶可以自己根據(jù)自己需要洗滌的衣服的多少自由選擇。全自動洗衣機(jī)還能自動處理脫水不平衡（具有各種故障以及高低電壓自動保護(hù)功能），工作結(jié)束或電源故障會自動斷電，無需用戶看管，確保用電安全。</p><p>　　目前，有的全自動洗衣機(jī)上還采用了模糊技術(shù)，即洗衣機(jī)能對傳感器提供的信息進(jìn)行邏輯推理，自動判斷衣服的質(zhì)地、重量和臟污的程度，從而可以自動選擇最佳的洗滌、漂洗和甩干時間

8、，進(jìn)水量的多少和洗滌劑的使用量，使用方便，節(jié)能減排，真正地實(shí)現(xiàn)了洗滌衣物的自動化。</p><p>　　全自動洗衣機(jī)也有一些不可避免的缺點(diǎn)，比如耗水、衣物易纏繞、耗電量偏大、清潔性不佳、故障率偏高、洗滌劑使用量偏大和適用范圍有限等。</p><p>　　1.3我國全自動洗衣機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀</p><p>　　2013年10月起，洗衣機(jī)能效新標(biāo)準(zhǔn)正式實(shí)施，我國洗衣機(jī)產(chǎn)品

9、將發(fā)生結(jié)構(gòu)性的變化。與現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)相比，新標(biāo)準(zhǔn)對洗衣機(jī)耗電量和用水量的限定值的要求提高了幾個臺階，洗衣機(jī)的耗電量大幅下降。尤其是滾筒洗衣機(jī)現(xiàn)行1級能效僅相當(dāng)于新標(biāo)準(zhǔn)的5級。洗衣機(jī)市場的準(zhǔn)入門檻提高，考驗(yàn)洗衣機(jī)企業(yè)技術(shù)研發(fā)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整、成本控制、市場布局等各方面的綜合能力，洗衣機(jī)行業(yè)格局將發(fā)生改變。</p><p>　　前瞻產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《中國洗衣機(jī)行業(yè)產(chǎn)銷需求與投資預(yù)測分析報告》顯示，2013年1-9月，我國共生

10、產(chǎn)洗衣機(jī)4208.95萬臺，同比增長2.66%；內(nèi)銷洗衣機(jī)2752.35萬臺，同比增長7.78%；出口洗衣機(jī)1337.96萬臺，同比下降15.05%。</p><p>　　隨著一線城市競爭日趨白熱化和城鎮(zhèn)化進(jìn)程加快，三四級市場已經(jīng)成為了洗衣機(jī)企業(yè)的競爭戰(zhàn)場?，F(xiàn)階段我國三四級市場消費(fèi)者對價格的承受能力上限逐漸與城市市場趨同，消費(fèi)需求逐漸由價格焦點(diǎn)轉(zhuǎn)向品牌質(zhì)量焦點(diǎn)。這種背景下，能效新標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施使這種形勢更為嚴(yán)峻，誰能

11、在技術(shù)研發(fā)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整、成本控制、市場布局等各方面的綜合能力獲得競爭優(yōu)勢，誰將在三四級市場獲得市場占有率.</p><p>　　逐漸從價格戰(zhàn)中脫離出來的三四級市場將迎來新的競爭模式，在三四級市場的競爭格局將有可能使得整個洗衣機(jī)行業(yè)格局發(fā)生改變。三四級市場會是未來洗衣機(jī)企業(yè)重點(diǎn)競爭的區(qū)域，但一二級市場更新?lián)Q代帶來的存量市場也不可忽視，一二級市場與三四線市場共同產(chǎn)生新的行業(yè)格局。</p><p&

12、gt;　　1.4 設(shè)計思路及選題意義</p><p>　　此次設(shè)計中的洗衣機(jī)設(shè)有不同水位，用戶可以根據(jù)自己的需求選擇不同水位。設(shè)置水位后，洗衣機(jī)會根據(jù)用戶設(shè)置的水位自動控制進(jìn)水量的多少，最佳的洗滌、漂洗和甩干的時間，從而真正做到了節(jié)能減排。此次設(shè)計的洗衣機(jī)定位為中低檔洗衣機(jī)，主要用于學(xué)校、小型賓館等場所。主要用于洗滌中低檔、不易手洗的大件衣物。</p><p>　　隨著計算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展

13、，單片機(jī)作為嵌入式微控制器，因其具有體積小、價格低、可靠性高和使用靈活方便的特點(diǎn)，在工業(yè)測控系統(tǒng)、智能儀器和家用電器中得到了廣泛的應(yīng)用，將此次課題選為基于C51單片機(jī)的全自動洗衣機(jī)設(shè)計，主要是為了更加貼近我們的實(shí)際生活，為了將在書本上學(xué)到的知識應(yīng)用到實(shí)際設(shè)計成產(chǎn)中。并在設(shè)計過程中對已學(xué)習(xí)到的知識進(jìn)一步鞏固，使自己對單片機(jī)的應(yīng)用有更深入的認(rèn)識。</p><p>　　第二章 全自動洗衣機(jī)元器件選擇</p>

14、<p>　　2.1 51系列單片機(jī)選擇</p><p>　　全自動洗衣機(jī)的控制系統(tǒng)主要由51系列單片機(jī)組成。單片機(jī)控制模塊采用87C51作為主控制芯片。87C51作為普通的單片機(jī)廣泛應(yīng)用于各種產(chǎn)品中，其接口方便簡單，應(yīng)用廣泛并且功能強(qiáng)大。89C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory

15、）的低電壓、高性能CMOS8位微處理器，俗稱單片機(jī)。單片機(jī)的可擦除只讀存儲器可以反復(fù)擦除100次。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術(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。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中，ATMEL的89C51是一種高效微控制器，89C2051是它的一種精簡版本。89C51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廉的方案。 </p><p&g

16、t;　　單片機(jī)的主要特征是將CPU、RAM、ROM、定時器/計時器和多功能可編程I/O接口等計算機(jī)所需要的基本功能部件集成在一塊大規(guī)模集成電路中。</p><p>　　2.1.1 51系列單片機(jī)內(nèi)部總體結(jié)構(gòu)</p><p>　　從結(jié)構(gòu)上來說，單片機(jī)的主要特征是將CPU、RAM、ROM、定時器/計數(shù)器和多功能可編程I/O接口等計算機(jī)所需的基本功能部件集成在一塊大規(guī)模集成電路中。這些部件通過高

17、速片內(nèi)總線連接在一起，在軟件和控制邏輯的作用下構(gòu)成了一個有機(jī)的整體。51系列單片機(jī)的內(nèi)部基本結(jié)構(gòu)及基本特性如下：</p><p>　　一個CPU,一個片內(nèi)振蕩器及時鐘電路。</p><p>　　4KB程序存儲器，128B數(shù)據(jù)存儲器。</p><p>　　21個特殊功能寄存器。</p><p>　　32條可編程的I/O線（4個8位并行I/O口）

18、。</p><p>　　可尋址64KB外部數(shù)據(jù)存儲器和64KB外部程序存儲器的控制電路。</p><p>　　兩個16位定時器/計數(shù)器。</p><p>　　5個中斷源，兩個優(yōu)先級嵌套中斷系統(tǒng)。</p><p>　　一個可編程全雙工串行接口。</p><p>　　一個具有位尋址功能、適于邏輯運(yùn)算的位處理機(jī)。</p

19、><p>　　2.1.2 51系列單片機(jī)引腳的定義與功能</p><p>　　圖2-1所示為51系列單片機(jī)按總線功能分類排列的引腳圖，下面將詳細(xì)介紹各引腳定義及功能。</p><p><b>　　1）主電源引腳</b></p><p>　　Vcc(40腳)：單片機(jī)供電電源引腳，一般接+5V電源正端。</p>&

20、lt;p>　　Vss(20腳)：單片機(jī)供電電源引腳，一般接+5V電源地端。</p><p>　　2）外接晶體振蕩器引腳</p><p>　　XTAL1（19腳）：外接晶體振蕩器的一端。它是片內(nèi)振蕩電路中反相放大器的輸入端。當(dāng)不使用片內(nèi)時鐘電路而外接時鐘信號時，對于HMOS單片機(jī)，該引腳接地；對于CHMOS單片機(jī)，該引腳作為外接時鐘信號的輸入端。</p><p>

21、;　　XTAL2（18腳）：外接晶體振蕩器的另一端。它是片內(nèi)振蕩電路中反相放大器的輸出端。當(dāng)不使用片內(nèi)時鐘電路而外接時鐘信號時，對于HMOS單片機(jī)，該引腳作為外接時鐘信號的輸入端；對于CHMOS單片機(jī)，該引腳懸空不接。</p><p>　　圖2-1 51系列單片機(jī)按總線功能分類排列的引腳圖</p><p><b>　　3）控制線</b></p><

22、p>　　RST/VPD（9腳） 復(fù)位/備用電源線。RST的含義為復(fù)位（RESET），VPD的含義為備用電源，該引腳為單片機(jī)的上電復(fù)位或掉電保護(hù)輸入端。復(fù)位分為上電復(fù)位和系統(tǒng)運(yùn)行中復(fù)位。在上電時，考慮到振蕩器有一定的起振時間，因此該引腳上的高電平必須持續(xù)10ms以上才能保證有效復(fù)位，最簡單的復(fù)位電路形式是在此引腳和Vss引腳之間連接一個約8.2千歐的下拉電阻，與Vcc引腳之間連接一個約10uF的電容，以保證可靠復(fù)位。單片機(jī)系統(tǒng)正常運(yùn)

23、行時該引腳上出現(xiàn)持續(xù)兩個機(jī)器周期的高電平，可是單片機(jī)恢復(fù)到初始狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)單片機(jī)的復(fù)位操作</p><p>　　在Vcc掉電期間，此引腳可接上備用電源，以保持內(nèi)部RAM數(shù)據(jù)不會丟失。當(dāng)Vcc的電壓值下降到低于規(guī)定的水平時，接到VPD引腳的備用電源就向內(nèi)部RAM供電。</p><p>　　ALE/PROG（30腳） 地址鎖存允許/編程線。51系列單片機(jī)為減少外部引腳的數(shù)量，采用了地址/數(shù)據(jù)總線

24、復(fù)用技術(shù)。</p><p>　　ALE信號為振蕩器頻率的1/6，在訪問片外存儲器的時候，ALE輸出的脈沖下降沿用于鎖存P0口輸出的低8位地址線，與P2口結(jié)合形成16位地址總線；在不訪問外部存儲器時，該引腳仍以不變的頻率周期性的輸出脈沖信號，可以用作對外輸出的時鐘或定時的目的。</p><p>　　PSEN（29腳） 片外程序存儲器讀選通信號輸出端，低電平有效。從外部程序存儲器讀取指令或常數(shù)

25、期間，該信號在每個機(jī)器周期兩次有效，通過數(shù)據(jù)總線P0口讀回指令或常數(shù)。在訪問片外數(shù)據(jù)存儲器的時候，該信號將不出現(xiàn)。</p><p>　　EA/Vpp（31腳） 片外程序存儲器選用端，低電平有效。該引腳為高電平時，訪問內(nèi)部程序存儲器，當(dāng)PC（程序計數(shù)器）值超過片內(nèi)程序存儲器空間時，則自動轉(zhuǎn)向外部程序存儲器的程序。該引腳為低電平時，只訪問外部程序存儲器，不管是否有內(nèi)部程序存儲器。</p><p&g

26、t;<b>　　4）輸入/輸出口</b></p><p>　　P0口（39～32腳） 輸入/輸出線P0.0～P0.7統(tǒng)稱為P0口。在不進(jìn)行片外存儲器擴(kuò)展或I/O擴(kuò)展時，可作為準(zhǔn)雙向輸入/輸出口使用，由于內(nèi)部無上拉電阻，一般需要外接上拉電阻；在進(jìn)行片外存儲器擴(kuò)展或I/O擴(kuò)展時，P0口作為分時復(fù)用的低8位地址總線和雙向數(shù)據(jù)總線。</p><p>　　P1口（1～8腳）輸入

27、/輸出線P1.0～P1.7統(tǒng)稱為P1口。P1口可作為準(zhǔn)雙向I/O口使用。</p><p>　　P2口（21～28腳）輸入/輸出線P2.0～P2.7統(tǒng)稱為P2口。在進(jìn)行片外存儲器擴(kuò)展或I/O擴(kuò)展時，P0口作為高8位地址總線；在不進(jìn)行片外存儲器擴(kuò)展或I/O擴(kuò)展時，可作為準(zhǔn)雙向輸入/輸出口使用。</p><p>　　P3口（10～17腳）輸入/輸出線P3.0～P3.7統(tǒng)稱為P3口。P3口除作為準(zhǔn)

28、雙向I/O口使用外，每條端口線還可以用于第二功能。P3口的每一條端口線均可定義為第一功能或第二功能。</p><p>　　P3口的第二功能如表2-1所示。</p><p>　　表2-1 P3口的第二功能表</p><p>　　2.1.3 存儲器的配置</p><p>　　微型計算機(jī)的存儲器地址空間有兩種結(jié)構(gòu)形式：普林斯頓結(jié)構(gòu)和哈佛結(jié)構(gòu)。

29、普林斯頓結(jié)構(gòu)是將數(shù)據(jù)存儲器和程序存儲器空間合二為一，一個地址對應(yīng)唯一的一個存儲單元，CPU訪問ROM和RAM使用相同的指令；哈佛結(jié)構(gòu)是將ROM和RAM分別安排在兩個不同的地址空間，ROM和RAM可以有相同的地址，CPU訪問ROM和RAM使用不相同的指令。單片機(jī)面向的控制對象一般需要有較大的程序存儲器用來固化調(diào)試好的程序，需要較小的數(shù)據(jù)存儲器來存儲程序執(zhí)行過程中的數(shù)據(jù)，所以51系列單片機(jī)采用的結(jié)構(gòu)是哈佛結(jié)構(gòu)。</p><

30、;p>　　51系列單片機(jī)存儲器從物理地址空間上可分為片內(nèi)、片外程序存儲器和片內(nèi)、片外數(shù)據(jù)存儲器4部分。由于片內(nèi)、片外程序存儲器統(tǒng)一編址，因此，從用戶使用角度，其尋址（邏輯地址）空間可劃分為：片內(nèi)外統(tǒng)一的64KB程序存儲器、128B內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器和64KB外部數(shù)據(jù)存儲器3個獨(dú)立的地址空間。在訪問這3個不同的邏輯空間時采用的是不同形式的指令。</p><p>　　MCS-51單片機(jī)存儲器的空間分配如表2-2所示

31、。</p><p>　　表2-2 MCS-51單片機(jī)存儲器的空間分配</p><p><b>　　2.2直流電機(jī)選擇</b></p><p>　　直流電動機(jī)是指能將直流電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的旋轉(zhuǎn)電機(jī)。它是能實(shí)現(xiàn)直流電能和機(jī)械能互相轉(zhuǎn)換的電機(jī)。直流電動機(jī)的結(jié)構(gòu)由定子和轉(zhuǎn)子兩大部分組成。直流電動機(jī)運(yùn)行時靜止不動的部分稱為定子，定子的主要作用是產(chǎn)生磁場

32、，由機(jī)座、主磁極、換向極、端蓋、軸承和電刷裝置等組成。運(yùn)行時轉(zhuǎn)動的部分稱為轉(zhuǎn)子，其主要作用是產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩和感應(yīng)電動勢，是直流電動機(jī)進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的樞紐，所以通常又稱為電樞，由轉(zhuǎn)軸、電樞鐵心、電樞繞組、換向器和風(fēng)扇等組成。</p><p>　　1）設(shè)計中使用的電動機(jī)基本參數(shù) </p><p>　　本設(shè)計中使用的電動機(jī)基本參數(shù)如表2-3所示</p><p>　　表 2

33、-3設(shè)計中使用的電動機(jī)基本參數(shù)</p><p>　　2.3 A/D轉(zhuǎn)換器的選擇</p><p>　　ADC0808是8路8位、逐次逼近式、單片CMOS A/D轉(zhuǎn)換器件，它在產(chǎn)品設(shè)計是融匯了若干種模/數(shù)轉(zhuǎn)換技術(shù)的長處。8路8位A/D轉(zhuǎn)換器ADC0808常用于生產(chǎn)過程中微電腦自動化控制和機(jī)床微電腦自動化控制中。</p><p>　　ADC0808 8路8位A/D轉(zhuǎn)換器的

34、內(nèi)部包括8位的模/數(shù)轉(zhuǎn)換器、8通道多路轉(zhuǎn)換器和微處理器兼容的控制邏輯電路。其內(nèi)部設(shè)計有8通道多路轉(zhuǎn)換器，它能起到電路的裝換連接作用。8通道多路轉(zhuǎn)換器能夠直接連通8個單端模擬信號中的任何一個。</p><p>　　ADC0808 8路8位A/D轉(zhuǎn)換器芯片內(nèi)具有帶有鎖存功能的8路模擬多路開關(guān)（即8通道多路轉(zhuǎn)換器），該開關(guān)可以對8路0~5V的輸入模擬電壓分時進(jìn)行轉(zhuǎn)換。片內(nèi)具有多路開關(guān)的地址譯碼和鎖存電路，以及比較器、2

35、56R電阻T型網(wǎng)絡(luò)、樹狀電子開關(guān)、逐次逼近寄存器SAR、控制電路和時序電路等。ADC0808 8路8位A/D轉(zhuǎn)換器的輸出具有TTL三態(tài)鎖存緩沖器，可以直接連接到單片機(jī)數(shù)據(jù)總線上。</p><p>　　ADC0808 8路8位A/D轉(zhuǎn)換器的綜合功能是：</p><p><b>　　分辨率為8位；</b></p><p>　　最大不可調(diào)誤差小于&#

36、177;1/2LSB；</p><p>　　單一+5V供電，模擬輸入范圍0~5V；</p><p>　　具有鎖存控制的8路模擬開關(guān)；</p><p>　　可以鎖存三態(tài)輸出，輸出與TTL電平兼容；</p><p><b>　　功耗為15mW；</b></p><p>　　不必進(jìn)行零點(diǎn)和滿刻度調(diào)整；&

37、lt;/p><p>　　轉(zhuǎn)換速度取決于芯片的時鐘頻率。時鐘頻率的范圍是10~1280kHz。當(dāng)CLK=500kHz是，轉(zhuǎn)換速度位128微秒。</p><p>　　ADC0808 8路8位A/D轉(zhuǎn)換器的芯片引腳排列圖，如圖2-2</p><p>　　圖2-2 ADC0808 8路8位A/D轉(zhuǎn)換器的芯片引腳排列圖</p><p>　　IN0~IN7

38、：8路輸入通道的模擬量輸入端口。</p><p>　　OUT1~OUT8：8位數(shù)字量輸出端口。</p><p>　　START，ALE：START位啟動控制輸入端口，ALE位地址鎖存控制信號端口。這兩個信號端口可以連接在一起，當(dāng)通過軟件輸入一個正脈沖的時候，便立即啟動ADC0808 8路8位A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。</p><p>　　EOC，OE：EOC為轉(zhuǎn)換

39、結(jié)束信號脈沖輸出端口，OE位輸出允許控制端口，這兩個信號端口可以連接在一起，用來表示A/D轉(zhuǎn)換的結(jié)束。當(dāng)OE端的電平發(fā)生由低變高跳變時，該跳變就會打開三態(tài)輸入鎖存器，將轉(zhuǎn)換結(jié)果的數(shù)字量輸出到數(shù)據(jù)總線上。</p><p>　　VREF(+)，VREF(-)：VREF(+)和VREF(-)為參考電壓輸入端。一般情況下，VREF(+)與Vcc連接在一起，VREF(-)與GND連接在一起。</p><

40、p>　　CLK：時鐘輸入端。</p><p>　　ADDA，ADDB，ADDC：這是8路模擬開關(guān)的三位地址選通輸入端。</p><p>　　在ADC0808 8路8位A/D轉(zhuǎn)換器中，ADDA，ADDB，ADDC8路模擬開關(guān)的三位地址選通輸入端與輸入通道的對應(yīng)關(guān)系，如表2-4所示</p><p>　　表 2-4 三位地址選通輸入端與輸入通道的對應(yīng)關(guān)系</

41、p><p>　　ADC0808 8路8位A/D轉(zhuǎn)換器與C51單片機(jī)的硬件接口有三種方式，即查詢方式、中斷方式和等待方式。這三種硬件接口方式中，最常用的是查詢方式和中斷方式。實(shí)際應(yīng)用中，究竟采用哪種方式，應(yīng)當(dāng)根據(jù)具體情況和總體要求進(jìn)行選擇。</p><p>　　2.4重力感應(yīng)傳感器的選擇</p><p>　　重力傳感器是根據(jù)壓電效應(yīng)的原理來工作的。此次設(shè)計中使用的重力感應(yīng)

42、傳感器用于在洗衣機(jī)進(jìn)水過程中對滾筒內(nèi)水位的實(shí)時監(jiān)測，并將檢測到的電壓信號傳輸給A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。</p><p>　　在PROTEUS模擬中，由于沒有重力感應(yīng)傳感器模型，于是用如圖2-5所示的滑動變阻器代替重力感應(yīng)傳感器模型，模擬實(shí)際中重力感應(yīng)傳感器實(shí)時監(jiān)測到的洗衣機(jī)滾筒內(nèi)的水位。</p><p>　　實(shí)際設(shè)計中選用的傳感器基本參數(shù)如表2-5所示</p><p

43、>　　表2-5 傳感器基本參數(shù)</p><p>　　2.5進(jìn)/出水電磁閥的選擇</p><p>　　電磁閥（Electromagnetic valve）是用電磁控制的工業(yè)設(shè)備，是用來控制流體的自動化基礎(chǔ)元件，屬于執(zhí)行器，并不限于液壓、氣動。用在工業(yè)控制系統(tǒng)中調(diào)整介質(zhì)的方向、流量、速度和其他的參數(shù)。電磁閥可以配合不同的電路來實(shí)現(xiàn)預(yù)期的控制，而控制的精度和靈活性都能夠保證。電磁閥有很多

44、種，不同的電磁閥在控制系統(tǒng)的不同位置發(fā)揮作用，最常用的是單向閥、安全閥、方向控制閥、速度調(diào)節(jié)閥等。</p><p>　　圖2-3 電磁閥實(shí)物圖</p><p><b>　　1)工作原理</b></p><p>　　電磁閥里有密閉的腔，在不同位置開有通孔，每個孔連接不同的油管，腔中間是活塞，兩面是兩塊電磁鐵，哪面的磁鐵線圈通電閥體就會被吸引到哪邊

45、，通過控制閥體的移動來開啟或關(guān)閉不同的排油孔，而進(jìn)油孔是常開的，液壓油就會進(jìn)入不同的排油管，然后通過油的壓力來推動油缸的活塞，活塞又帶動活塞桿，活塞桿帶動機(jī)械裝置。這樣通過控制電磁鐵的電流通斷就控制了機(jī)械運(yùn)動。</p><p>　　圖2-4所示為電磁閥內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。</p><p>　　圖2-4 電磁閥內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖</p><p><b>　　2)主要

46、分類</b></p><p>　　(1)電磁閥從原理上分為三大類：</p><p><b>　　直動式電磁閥：</b></p><p><b>　　分步直動式電磁閥：</b></p><p><b>　　先導(dǎo)式電磁閥：</b></p><p>

47、;　　(2)電磁閥從閥結(jié)構(gòu)和材料上的不同與原理上的區(qū)別，分為六個分支小類：直動膜片結(jié)構(gòu)、分步直動膜片結(jié)構(gòu)、先導(dǎo)膜片結(jié)構(gòu)、直動活塞結(jié)構(gòu)、分步直動活塞結(jié)構(gòu)、先導(dǎo)活塞結(jié)構(gòu)。</p><p>　　(3)電磁閥按照功能分類：水用電磁閥、蒸汽電磁閥、制冷電磁閥、低溫電磁閥、燃?xì)怆姶砰y、消防電磁閥、氨用電磁閥、氣體電磁閥、液體電磁閥、微型電磁閥、脈沖電磁閥、液壓電磁閥 常開電磁閥、油用電磁閥、直流電磁閥、高壓電磁閥、防爆電磁閥

48、等。</p><p>　　此次設(shè)計中使用的電磁閥基本參數(shù)如表2-6所示</p><p>　　表2-6 電磁閥基本參數(shù)</p><p><b>　　2.6元器件匯總表</b></p><p>　　2.7 全自動洗衣機(jī)的基本參數(shù)</p><p><b>　　顏色分類: 灰色<

49、/b></p><p>　　產(chǎn)品類型: 波輪洗衣機(jī)</p><p><b>　　使用方式: 全自動</b></p><p><b>　　能效等級: 二級</b></p><p>　　箱體材質(zhì): 滲鋅鋼板</p><p><b

50、>　　內(nèi)桶材質(zhì): 不銹鋼</b></p><p>　　電機(jī)類型: 普通電機(jī)</p><p><b>　　排水方式: 下排水</b></p><p><b>　　開合方式: 頂開式</b></p><p>　　洗滌功率（值）: 400

51、W</p><p>　　洗滌公斤量（值）: 7.0kg</p><p>　　脫水功率: 400W</p><p><b>　　凈重: 32kg</b></p><p>　　尺寸: 550*564*910mm</p><p>　　第三章 uVision4集成開

52、發(fā)環(huán)境的使用</p><p>　　3.1 uVision4簡介</p><p>　　1997年，Keil Software公司推出了基于Windows的開發(fā)工具軟件uVision2，該軟件將編輯器、編譯器、調(diào)試器及輔助工具集成在一起，為51系列單片機(jī)應(yīng)用程序的開發(fā)和調(diào)試提供了完整的解決方案。由于該軟件性能優(yōu)異、易學(xué)易用，所以國內(nèi)51系列單片機(jī)的開發(fā)都使用uVision2軟件開發(fā)平臺。200

53、3年，Keil Software公司在uVision2版本的基礎(chǔ)上，更新了集成的工具軟件，推出了功能更強(qiáng)的uVision3。</p><p>　　本章將對uVision4集成開發(fā)環(huán)境的使用進(jìn)行介紹。uVision4作為51系列單片機(jī)的開發(fā)平臺，提供了一套應(yīng)用軟件開發(fā)工具的集合，開發(fā)人員可以利用這些工具來編譯C語言源代碼、匯編語言源程序、連接和重定位目標(biāo)文件和庫文件、創(chuàng)建HEX文件和調(diào)試目標(biāo)程序。uVision4的

54、軟件界面如圖3-1所示。</p><p>　　圖3-1 uVision4的軟件界面</p><p>　　3.2 uVision4的軟件組成</p><p>　　uVision4 IDE</p><p>　　C51編譯器和A51匯編器</p><p><b>　　LIB51庫管理器</b></

55、p><p>　　BL51連接器/定位器</p><p><b>　　OH51格式轉(zhuǎn)換器</b></p><p>　　uVision4調(diào)試器</p><p>　　Monitor-51</p><p><b>　　ISD51</b></p><p><b

56、>　　RTX51</b></p><p>　　3.3使用uVision4工具的軟件開發(fā)流程</p><p>　　使用uVision4進(jìn)行單片機(jī)項(xiàng)目開發(fā)時，開發(fā)流程和通常的軟件開發(fā)項(xiàng)目流程極其相似。基本過程如下：</p><p>　　創(chuàng)建一個項(xiàng)目，從元件庫中選擇目標(biāo)器件，配置工具設(shè)置。</p><p>　　用編輯器創(chuàng)建C51程

57、序或匯編語言程序。</p><p><b>　　編譯生成目標(biāo)文件。</b></p><p>　　修改原程序中的錯誤。</p><p><b>　　測試，連接應(yīng)用。</b></p><p><b>　　仿真調(diào)試目標(biāo)程序。</b></p><p>　　3.4

58、使用uVision4調(diào)試應(yīng)用程序</p><p>　　單片機(jī)的應(yīng)用程序分為軟件模擬調(diào)試和硬件調(diào)試兩種。軟件模擬調(diào)試是用計算機(jī)去模擬單片機(jī)的指令執(zhí)行，并虛擬單片機(jī)片內(nèi)資源，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)試目的。但是軟件調(diào)試存在一些問題，如計算機(jī)本身是多任務(wù)系統(tǒng)，執(zhí)行時間片的劃分是由操作系統(tǒng)完成的，無法實(shí)時的模擬單片機(jī)的執(zhí)行時序，也就是說，不可能完全真實(shí)的模擬單片機(jī)的運(yùn)行環(huán)境。硬件調(diào)試其實(shí)也需要計算機(jī)軟件的配合，一般的過程是：計算機(jī)軟件

59、把編譯好的程序通過串行口、并行口或者USB口輸出到硬件調(diào)試設(shè)備中（這種設(shè)備較仿真器），仿真器仿真單片機(jī)的全部資源并與目標(biāo)板相連接，其程序執(zhí)行的過程與單片機(jī)一致并能保存程序執(zhí)行時的信息，通過計算機(jī)的輔助軟件可以了解程序執(zhí)行的真實(shí)情況。不僅如此，還可以通過計算機(jī)軟件來控制程序的執(zhí)行，實(shí)現(xiàn)斷點(diǎn)、單步、全速、運(yùn)行到光標(biāo)等常規(guī)調(diào)試手段。uVision4調(diào)試器提供了強(qiáng)大的軟件模擬功能，配合功能仿真器或監(jiān)控駐留程序可以實(shí)現(xiàn)硬件調(diào)試功能。uVision

60、4調(diào)試器提供了軟件模擬調(diào)試和硬件調(diào)試兩種操作方式。</p><p>　　第四章 全自動洗衣機(jī)的PROTEUS仿真</p><p>　　4.1PROTEUS簡介</p><p>　　Proteus軟件是英國Lab Center Electronics公司出版的EDA工具軟件（該軟件中國總代理為廣州風(fēng)標(biāo)電子技術(shù)有限公司）。它不僅具有其它EDA工具軟件的仿真功能，還能仿真

61、單片機(jī)及外圍器件。它是目前比較好的仿真單片機(jī)及外圍器件的工具。雖然目前國內(nèi)推廣剛起步，但已受到單片機(jī)愛好者、從事單片機(jī)教學(xué)的教師、致力于單片機(jī)開發(fā)應(yīng)用的科技工作者的青睞。</p><p>　　Proteus是世界上著名的EDA工具(仿真軟件)，從原理圖布圖、代碼調(diào)試到單片機(jī)與外圍電路協(xié)同仿真，一鍵切換到PCB設(shè)計，真正實(shí)現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計。是目前世界上唯一將電路仿真軟件、PCB設(shè)計軟件和虛擬模型仿真軟件三

62、合一的設(shè)計平臺，其處理器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、AVR、ARM、8086和MSP430等，2010年又增加了Cortex和DSP系列處理器，并持續(xù)增加其他系列處理器模型。在編譯方面，它也支持IAR、Keil和MATLAB等多種編譯器。</p><p>　　4.1.1Proteus功能模塊</p><p><b>　　1

63、）智能原理圖設(shè)計</b></p><p>　　2）完善的電路仿真功能</p><p>　　3）單片機(jī)協(xié)同仿真功能</p><p>　　4）實(shí)用的PCB設(shè)計平臺</p><p><b>　　4.1.2資源豐富</b></p><p>　　1）Proteus可提供的仿真元器件資源</

64、p><p>　　2）Proteus可提供的仿真儀表資源</p><p>　　3）Proteus還提供了一個圖形顯示功能，可以將線路上變化的信號，以圖形的方式實(shí)時地顯示出來，其作用與示波器相似，但功能更多。</p><p>　　4）Proteus可提供的調(diào)試手段 Proteus提供了比較豐富的測試信號用于電路的測試。</p><p><b&g

65、t;　　4.1.4應(yīng)用領(lǐng)域</b></p><p><b>　　1）教學(xué)</b></p><p><b>　　2）技能考評</b></p><p><b>　　3）產(chǎn)品開發(fā)</b></p><p>　　4.2 全自動洗衣機(jī)PROTEUS模擬電路圖</p>

66、<p>　　圖4-1所示為全自動洗衣機(jī)PROTEUS模擬電路圖</p><p>　　4.2.1A/D轉(zhuǎn)換器電路圖</p><p>　　ADC0808 8路8位A/D轉(zhuǎn)換器與C51單片機(jī)的中斷硬件接口，如圖4-2所示</p><p>　　圖2-4中，將ADC0808作為一個外部I/O設(shè)備來擴(kuò)展，采用線選法尋址。由P2.7和WRL聯(lián)合控制ADC0808的S

67、TART和ALE端，低3位地址線加到AD0808的ADDA、ADDB和ADDC端，所以，ADC0808的IN0~IN7通道的地址為7FF8H~7FFFH。</p><p>　　啟動ADC0808的工作過程是：先送通道號地址到ADDA、ADDB和ADDC，由ALE信號鎖存通道號地址后，使START有效，啟動A/D轉(zhuǎn)換，即執(zhí)行一條“MOVX @DPTR,A”指令產(chǎn)生WR信號，使ALE和START有效，鎖存通道號并啟動

68、A/D轉(zhuǎn)換。A/D轉(zhuǎn)換完畢，EOC端發(fā)出一正脈沖，申請中斷。在中斷服務(wù)程序中，“MOVX @DPTR,A”指令產(chǎn)生RD信號，使OE端有效，打開輸出鎖存器三態(tài)門，8位數(shù)據(jù)便讀入CPU中。</p><p>　　4.2.2 晶振電路圖</p><p>　　片內(nèi)振蕩電路的反相放大器的輸入端XTAL1和反相放大器的輸出端XTAL2，兩個引腳接晶體振蕩器的兩端，這樣就構(gòu)成了穩(wěn)定的晶體振蕩器。單片機(jī)的晶

69、振電路可以采用6MHz或者是11.0592MHz的晶振。單片機(jī)采用的晶振頻率越高，單片機(jī)的處理速度就越快。單片機(jī)晶振電路的起振電容C1和C2一般采用15pF到30pF。其中起振電容C1和C2對晶振器的頻率有微調(diào)的作用。為了給單片機(jī)的CPU提供穩(wěn)定的時鐘信號和減少寄生的電容，我們要求起振電容盡可能的靠近晶振X1，晶振X1盡可能的靠近X1和X2。</p><p>　　圖4-3 晶振電路</p><

70、;p>　　4.2.3復(fù)位電路圖</p><p><b>　　1）復(fù)位操作</b></p><p>　　復(fù)位操作完成單片機(jī)內(nèi)部電路的初始化。除系統(tǒng)上電時進(jìn)行復(fù)位操作外，系統(tǒng)出錯處于死鎖狀態(tài)時，也需要進(jìn)行復(fù)位操作，是單片機(jī)重新啟動，這時只要單片機(jī)的復(fù)位引腳RST上出現(xiàn)兩個機(jī)器周期以上的高電平，單片機(jī)就進(jìn)行復(fù)位操作。</p><p><b

71、>　　2）復(fù)位電路</b></p><p>　　與其他計算機(jī)一樣，51系列單片機(jī)系統(tǒng)通常有上電復(fù)位和按鍵復(fù)位兩種方式。最簡單的一種上電復(fù)位及按鍵復(fù)位電路圖如圖4-4所示。上電后，由于電容充電，是RST持續(xù)一段時間的高電平，完成復(fù)位操作；當(dāng)單片機(jī)處于運(yùn)行中或鎖死時，按下復(fù)位按鈕，也可以使單片機(jī)進(jìn)入復(fù)位狀態(tài)。通常選擇C=10～30uF，R=100～1000歐姆。</p><p&g

72、t;<b>　　圖4-4 復(fù)位電路</b></p><p><b>　　4.2.4按鍵電路</b></p><p>　　為了實(shí)現(xiàn)水位的預(yù)設(shè)置，而又在不采用鍵盤的前提下，設(shè)計了如下圖所示的按鍵開關(guān)電路。</p><p>　　電路圖中，3個按鍵分別為低水位、中水位和高水位預(yù)設(shè)按鍵。洗滌之前，按下需要設(shè)置水位對應(yīng)的按鍵。按鍵按下

73、后，給51單片機(jī)對應(yīng)的I/O口高電平，以實(shí)現(xiàn)水位設(shè)置。</p><p><b>　　圖4-5按鍵電路</b></p><p>　　4.2.5水位顯示電路圖</p><p>　　預(yù)設(shè)水位設(shè)置后，51單片機(jī)會將預(yù)設(shè)的信息進(jìn)行處理并對應(yīng)的通過I/O口輸出高電平，進(jìn)而使對應(yīng)的水位顯示燈亮，以實(shí)現(xiàn)預(yù)設(shè)水位的顯示。</p><p>

74、　　設(shè)計中使用的水位顯示電路圖如圖4-6所示</p><p>　　圖4-6水位顯示電路</p><p>　　4.2.6光電隔離電路</p><p>　　為了防止強(qiáng)電干擾以及其他干擾信號通過I/O控制電路進(jìn)入計算機(jī)，影響其工作通常的辦法是首先采用濾波吸收，抑制干擾信號產(chǎn)生，然后采用光電隔離的辦法，使微機(jī)與強(qiáng)電部分不共地，阻斷干擾信號的傳導(dǎo)。光電隔離線路主要由光電耦合器

75、的光電轉(zhuǎn)換元件組成，如圖4-7所示</p><p>　　圖4-7光電隔離電路</p><p>　　4.2.7電磁閥電路圖</p><p>　　此次設(shè)計中使用的電磁閥為兩位兩通電磁閥。如圖4-8所示，實(shí)際工作中通過控制進(jìn)/出水繼電器的通斷來控制進(jìn)/出水電磁閥線圈是否得電，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)洗衣機(jī)的進(jìn)水和排水功能。</p><p>　　圖4-8 進(jìn)/出水電

76、磁閥線圈接線圖</p><p>　　4.2.8直流電動機(jī)正反裝控制電路圖</p><p>　　圖4-9所示為直流電動機(jī)正反轉(zhuǎn)控制線路圖及整流電路線路圖</p><p>　　圖4-9直流電動機(jī)正反轉(zhuǎn)控制線路圖及整流電路線路圖</p><p>　　如圖4-9所示，如果在VT1和VT3的基極上加以正脈沖的同時，在VT2和VT4的基極加以負(fù)脈沖，這時

77、VT1和VT3導(dǎo)通，VT2和VT4截止，電流沿C→VT1→D→M→B→VT3→A的路徑流通，設(shè)此時電動機(jī)的轉(zhuǎn)向?yàn)檎?。反之，如果在VT1和VT3的基極上加以負(fù)脈沖的同時，在VT2和VT4的基極加以正脈沖，這時VT1和VT3截止，VT2和VT4導(dǎo)通，電流沿C→VT2→B→M→D→VT4→A的路徑流通，電流的方向與前一情況相反，此時，電機(jī)反轉(zhuǎn)。</p><p>　　3.3 全自動洗衣機(jī)PROTEUS模擬匯編程序<

78、;/p><p>　　如果需要完整程序，發(fā)郵件到1165864375@qq。Com</p><p><b>　　第四章 結(jié)論</b></p><p>　　此次設(shè)計成功將全自動洗衣機(jī)的洗滌、漂洗和甩干等基本功能進(jìn)行了PROTEUS模擬仿真，設(shè)計之初預(yù)想的設(shè)計目標(biāo)也都已實(shí)現(xiàn)，并在實(shí)際設(shè)計過程中進(jìn)行了改良。設(shè)計中用于控制洗衣機(jī)自動洗滌的匯編語言程序也在不

79、斷修改中調(diào)試成功，使洗衣機(jī)可以完全按照預(yù)先設(shè)定的工作方式對衣物進(jìn)行洗滌。</p><p>　　此次設(shè)計使我在較少的時間內(nèi)掌握了匯編語言的編寫、PROTEUS模擬仿真和應(yīng)用單片機(jī)技術(shù)直接解決實(shí)際問題，同時又較系統(tǒng)的獲取了單片機(jī)原理的基礎(chǔ)知識與基礎(chǔ)理論，為以后進(jìn)一步拓展微機(jī)應(yīng)用的深度和廣度打下了基礎(chǔ)。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p>&

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