基于at89s52洗衣機(jī)控制電路設(shè)計畢業(yè)論文

1、<p><b>　　衢州學(xué)院</b></p><p><b>　　畢業(yè)設(shè)計（論文）</b></p><p>　　題　　目： 基于《AT89S52洗衣機(jī)控制電路》的設(shè)計 </p><p>　　作　　者： </p><p

2、>　　分 院： 電氣與信息工程學(xué)院 </p><p>　　專業(yè)班級： 0 9生產(chǎn)過程自動化技術(shù) 　 </p><p>　　指導(dǎo)教師： 　　 </p><p>　　職　　稱：　　

3、 </p><p>　　2012年 6月 8日</p><p><b>　　基</b></p><p><b>　　于</b></p><p><b>　　AT89S52</b></p><p><b>　　洗</

4、b></p><p><b>　　衣</b></p><p><b>　　機(jī)</b></p><p><b>　　控</b></p><p><b>　　制</b></p><p><b>　　電</b>

5、</p><p><b>　　路</b></p><p><b>　　的</b></p><p><b>　　設(shè)</b></p><p><b>　　計</b></p><p><b>　　摘 要</b>&l

6、t;/p><p>　　單片機(jī)已經(jīng)滲透到我們生活的各個領(lǐng)域，全自動洗衣機(jī)的控制就是其中的一個典型應(yīng)用。本系統(tǒng)利用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)了洗衣機(jī)的全自動控制，即洗滌、漂洗、脫水各工序之間的轉(zhuǎn)換無需人工介入而自動完成。并且了單片機(jī)控制的原理方法、特點(diǎn)及控制洗衣機(jī)的特色。本文在介紹洗衣機(jī)結(jié)構(gòu)的同時，對全自動洗衣機(jī)的控制系統(tǒng)進(jìn)行分析，在此基礎(chǔ)上提出了基于單片機(jī)的全自動洗衣機(jī)控制方案，并對方案進(jìn)行了深入的研究,根據(jù)洗衣機(jī)的工作原理對程序及其

7、流程進(jìn)行了設(shè)計,實(shí)現(xiàn)了洗衣機(jī)由進(jìn)水、洗滌、排水、脫水到自動停機(jī)的循環(huán)過程的自動控制，并且具有智能化程度高、安全可靠等特點(diǎn)。</p><p>　　關(guān)鍵詞：洗衣機(jī)； AT89S52；LED</p><p>　　A Washing Machine；AT89S52；LED</p><p><b>　　目錄</b></p><p>

8、;　　第1章 概 述1</p><p>　　1.1 全自動洗衣機(jī)1</p><p>　　1.1.1洗衣機(jī)的各種形式1</p><p>　　1.1.2全自動洗衣機(jī)的工作原理2</p><p>　　1.2單片機(jī)簡介3</p><p>　　1.2.1單片機(jī)的特點(diǎn)及應(yīng)用領(lǐng)域3</p>

9、<p>　　1.2.2常用單片機(jī)芯片4</p><p>　　第2章 硬件電路的設(shè)計5</p><p>　　2.1AT89S52單片機(jī)簡介5</p><p>　　2.1.1AT89S52的引腳及主要功能5</p><p>　　2.1.2振蕩器7</p><p>　　2.2單片機(jī)的存儲器8

10、</p><p>　　2.2.1程序存儲器8</p><p>　　2.2.2數(shù)據(jù)存儲器8</p><p>　　2.2.3特殊功能存儲器9</p><p>　　2.3定時器/計數(shù)器的概述9</p><p>　　2.3.1 定時/計數(shù)器的四種工作方式10</p><p>　　2.3

11、.2 定時器/計數(shù)器的定時/計數(shù)范圍11</p><p>　　2.3.3 AT89S52的中斷11</p><p>　　2.4AT89S52的各個電路11</p><p>　　2.4.1AT89S52電源電路12</p><p>　　2.4.2復(fù)位電路12</p><p>　　2.4.3報警電路

12、14</p><p>　　2.5LED顯示器14</p><p>　　2.5.1 LED顯示器的特點(diǎn)14</p><p>　　2.5.2 LED顯示電路15</p><p>　　2.5.3LED顯示器結(jié)構(gòu)15</p><p>　　2.5.4LED顯示器的分類16</p><p&g

13、t;　　第3章 洗衣機(jī)的檢測和觸發(fā)電路18</p><p>　　3.1 洗衣機(jī)水位檢測18</p><p>　　3.2洗衣機(jī)渾濁度檢測19</p><p>　　3.2.1光傳感器的介紹19</p><p>　　3.2.2光傳感器的工作原理19</p><p>　　3.3洗衣機(jī)的觸發(fā)電路20</

14、p><p>　　3.4 觸發(fā)元件21</p><p>　　3.4.1 雙向晶閘管的結(jié)構(gòu)及工作原理21</p><p>　　第4章 洗衣機(jī)的其他主要部件22</p><p>　　4.1洗衣機(jī)的電機(jī)22</p><p>　　4.1.1單相電機(jī)22</p><p>　　4.1.2單相電

15、機(jī)工作原理22</p><p>　　4.2固態(tài)繼電器的介紹23</p><p>　　4.2.1固態(tài)繼電器的技術(shù)參數(shù)23</p><p>　　4.2.2固態(tài)繼電器的優(yōu)缺點(diǎn)24</p><p>　　4.3電磁閥24</p><p>　　4.3.1 進(jìn)水電磁閥24</p><p>

16、;　　4.3.2排水電磁閥24</p><p>　　4.4水位開關(guān)25</p><p>　　4.5 安全開關(guān)25</p><p>　　4.674LS139譯碼器25</p><p>　　4.7 洗衣機(jī)的洗滌25</p><p>　　4.7.1洗衣機(jī)的功能要求25</p><p

17、>　　4.7.2 洗衣機(jī)的洗衣步驟26</p><p>　　4.8 系統(tǒng)總圖及總圖說明27</p><p>　　第5章 系統(tǒng)程序29</p><p>　　5.1程序框圖29</p><p>　　5.2主程序29</p><p>　　5.3 子程序32</p><p>　　

18、5.3.1 故障處理程序32</p><p>　　5.3.2 中斷服務(wù)程序33</p><p>　　5.3.3 延時子程序34</p><p>　　5.3.4水位檢測程序34</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)36</b></p><p><b>　　致 謝37&l

19、t;/b></p><p><b>　　附錄38</b></p><p>　　第1章 概 述</p><p>　　洗衣機(jī)是一種在家庭中不可缺少的家用電器,發(fā)展非?？?。全自動式洗衣機(jī)由于具有對衣物的磨損小、洗滌量大、節(jié)水等特點(diǎn),越來越得到廣大家庭的青睞。其主要依靠裝在洗衣桶底部的波輪正、反旋轉(zhuǎn)，帶動衣物上、下、左、右不停地翻轉(zhuǎn)，

20、使衣物之間、衣物與桶壁之間，在水中進(jìn)行柔和地摩擦，在洗滌劑的作用下實(shí)現(xiàn)去污清洗。全自動即進(jìn)水、洗滌、清洗、甩干等一系列過程自動完成，通過各種開關(guān)組成控制電路，來控制電動機(jī)、進(jìn)水閥、排水電磁鐵的電壓輸出，使洗衣機(jī)實(shí)現(xiàn)程序運(yùn)轉(zhuǎn)。隨著社會的進(jìn)步和生活水平的提高,人們對全自動洗衣機(jī)的功能多樣化、操作簡單化也提出了更高的要求。為適應(yīng)這種變化,全自動洗衣機(jī)的控制器已由機(jī)械式、混合式逐步過渡到全電子控制。</p><p>　　

21、單片機(jī)又稱微控制器，或稱嵌入式控制器。而現(xiàn)在的智能家電無一例外是采用微控制器來實(shí)現(xiàn)的，所以家用電器是單片機(jī)應(yīng)用最多的領(lǐng)域之一。它是家用電器實(shí)現(xiàn)智能化的心臟和大腦。</p><p>　　1.1 全自動洗衣機(jī)</p><p>　　在全自動洗衣機(jī)中，現(xiàn)在比較通用的控制手段是利用單片機(jī)或者PLC兩種方法，本課設(shè)選用的是單片機(jī)。之所以選用單片機(jī)主要考慮了以下原因。首先，單片機(jī)具有較強(qiáng)的抗干擾能力，當(dāng)

22、受到外部強(qiáng)干擾，程序出錯時，可以自動使系統(tǒng)復(fù)位重新執(zhí)行程序。并且采用無噪聲、無電磁干擾的雙向晶閘管作為控制元件，控制電磁閥和電機(jī)。其次，單片機(jī)具有欠壓和過壓保護(hù)，欠壓時，控制器不工作；超壓時，保護(hù)電路起作用。再次，單片機(jī)還具有瞬間掉電保護(hù)功能，電源短時間停電后，電壓恢復(fù)時，能夠維持原來運(yùn)行程序的工作狀態(tài)并繼續(xù)完成洗衣程序。最后，各種操作和洗衣機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)均可以用LED顯示。此外，在硬件規(guī)模方面，單片機(jī)相當(dāng)于將一個基本規(guī)模的單板機(jī)所具有的

23、資源復(fù)合在一塊芯片上，因此具有相當(dāng)?shù)囊?guī)模；在功能方面，單片機(jī)已經(jīng)超過了PLC的功能；在指令系統(tǒng)方面，如果將單片機(jī)的指令系統(tǒng)PLC的指令系統(tǒng)相比較，除單片機(jī)的數(shù)據(jù)傳送能力較弱一點(diǎn)之外，單片機(jī)的指令系統(tǒng)已大大超過PLC；此外，無論在性價比方面，還是在體積、重量方面相比較，單片機(jī)都比PLC優(yōu)越得多。</p><p>　　1.1.1洗衣機(jī)的各種形式</p><p>　　當(dāng)今主流洗衣機(jī)主要有三大類，

24、分別是波輪式洗衣機(jī)，滾筒式洗衣機(jī)和攪拌式洗衣機(jī)。三種洗衣機(jī)各有所長，下面我們詳細(xì)介紹一下三種洗衣機(jī)的特點(diǎn)：</p><p><b>　?。?）波輪式洗衣機(jī)</b></p><p>　　洗衣特點(diǎn)：微電腦控制洗衣及甩干功能、省時省力。</p><p>　　缺點(diǎn)：耗電、耗水、衣物易纏繞、清潔性不佳，適合洗滌衣物：除需要特別洗滌之外的所有衣物。輪式洗衣

25、機(jī)流行于日本、中國、東南亞等地。</p><p><b>　?。?）滾筒式洗衣機(jī)</b></p><p>　　洗衣特點(diǎn)：微電腦控制所有功能衣物無纏繞。最不會損耗衣物的方式。</p><p>　　缺點(diǎn)：耗時，時間是普通的幾倍，而且一旦關(guān)上門，洗衣過程中無法打開，潔凈力不強(qiáng)，適合洗滌衣物：羊毛、羊絨以及絲綢、純毛類織物。流行于歐洲、南美等主要穿毛

26、、綿為主的地區(qū)，幾乎100％的家庭使用的都是滾筒洗衣機(jī)。</p><p>　　滾筒洗衣機(jī)優(yōu)點(diǎn)：全面的洗滌能力鶴立雞群。因?yàn)橐挛镌谙礈爝^程中不纏繞、洗滌均勻、磨損小，所以就連羊絨、羊毛、真絲衣物也能在機(jī)內(nèi)洗滌，做到真正的全面洗滌性能?？梢岳眉訜峒せ钕匆路壑械幕钚悦?，充分發(fā)揮出洗衣粉的去污效能。由于用水量較小，可以在桶內(nèi)形成高濃度洗衣液，在節(jié)水的情況下帶來理想的洗衣效果。這種發(fā)源于歐洲的洗衣機(jī)是模仿棒錘擊打衣物原理

27、設(shè)計，利用電動機(jī)的機(jī)械 做功使?jié)L筒旋轉(zhuǎn)，衣物在滾筒中不斷地被提升摔下，再提升再摔下，做重復(fù)運(yùn)動，加上洗衣粉和水的共同作用使衣物洗滌干凈。滾筒洗衣機(jī)的發(fā)展最為成熟，多年來在結(jié)構(gòu)上沒有多少變化，基本是不銹鋼內(nèi)桶，機(jī)械程序控制器，經(jīng)過磷化、電泳、噴涂三重保護(hù)的外殼，和兩塊笨重的水泥塊用于平衡滾筒旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的巨大離心力，由于用料比波輪洗衣機(jī)好，所以壽命一般在15－20年，而以塑料件為主的波輪壽命一般只有8－10年左右。</p>&

28、lt;p><b>　?。?）攪拌式洗衣機(jī)</b></p><p>　　洗衣特點(diǎn)：衣物潔凈力最強(qiáng)，省洗衣粉。</p><p>　　缺點(diǎn)：喜歡纏繞相比前兩種方式損壞性加大，噪音最大，適合洗滌衣物，除需要特別洗滌之外的所有衣物，北美普遍使用。</p><p>　　全自動洗衣機(jī)的工作原理</p><p>　　全自動洗衣機(jī)由

29、洗衣系統(tǒng)和控制電路組成。其控制電路分為機(jī)械和電腦型，電腦型控制電路是以單片機(jī)作為控制電路的核心。</p><p>　　全自動洗衣機(jī)的洗衣程序，鍵盤上有兩個按鈕01鍵和02鍵。01鍵設(shè)為開始按鈕；02鍵設(shè)為停止按鈕，其功能是按下停止按鈕后洗完一個周期后停止，中間不能停。洗衣機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)洗衣程序是：開始——進(jìn)水——洗滌——排水——進(jìn)水——清洗——排水——脫水。1.洗滌過程通電后，洗衣機(jī)進(jìn)入暫停狀態(tài)，以便放好衣物并且等待按

30、下開始按鈕。當(dāng)按下開始按鈕01時，進(jìn)入洗滌過程。首先進(jìn)水閥打開，開始進(jìn)水，向洗衣機(jī)供水；當(dāng)?shù)竭_(dá)預(yù)定水位時，進(jìn)水閥關(guān)閉，停止進(jìn)水；步進(jìn)電動機(jī)接通電源，開始旋轉(zhuǎn)，形成洗衣水流。步進(jìn)電動機(jī)可以實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)功能，可以形成往返水流，有利于洗滌衣物。 2. 脫水過程洗滌或漂洗過程結(jié)束后，電機(jī)停止轉(zhuǎn)動，排水閥通電，開始排水。當(dāng)水位低到一定值時，排水停止，再經(jīng)過一段時間后，電機(jī)開始正轉(zhuǎn)，帶動內(nèi)桶高速旋轉(zhuǎn)，甩干衣物。 3.漂洗過程與洗滌過程操作相同，只是多

31、一個循環(huán)周期，清洗兩次。全部洗衣工作完成后，電機(jī)停止，停止指示燈亮。</p><p>　　全自動洗衣機(jī)是通過水位開關(guān)與電磁進(jìn)水閥配合來控制進(jìn)水、排水以及電機(jī)的通斷：從而實(shí)現(xiàn)自動控制的。電磁進(jìn)水閥起著通、斷水源的作用。當(dāng)電磁線圈斷電時，移動鐵芯在重力和彈簧力的作用下，緊緊頂在橡膠膜片上，并將膜片的中心小孔堵塞，這樣閥門關(guān)閉，水流不通。當(dāng)電磁線圈通電后，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

32、膜片上方的水通過中心小孔流入洗衣桶內(nèi)。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>　　水位開關(guān)實(shí)際上是一個壓力開關(guān)。氣室的入口與洗衣桶中的貯氣室相聯(lián)接。當(dāng)水注入洗衣桶后，貯氣室口很快被封閉，隨水位上升，貯氣室的水位也上升，被封閉的空氣壓強(qiáng)亦增大，水位開關(guān)中的波紋膜片2受壓而脹起，推動頂桿3運(yùn)動而使觸點(diǎn)4改變，從而實(shí)現(xiàn)自動

33、通斷。</p><p>　　智能型模糊控制的全自動洗衣機(jī)還可以自動判斷水溫、水位、衣質(zhì)衣量、衣物的臟污情況，決定投放適量的洗滌劑和最佳的洗滌程序。當(dāng)洗衣桶內(nèi)衣物的多少和質(zhì)地不同，而注入水使其達(dá)到相同的水位時，其總重量是不同的。利用這一點(diǎn)，通過對洗衣電動機(jī)低速轉(zhuǎn)動后的慣性測量，可以判斷衣質(zhì)和衣量。方法是：在洗衣桶內(nèi)注入一定量水后使電機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)，平穩(wěn)后快速斷電，洗衣桶在慣性作用下帶動電機(jī)繼續(xù)轉(zhuǎn)動。此時，電機(jī)繞組產(chǎn)生反

34、電動勢，對其半波整流并放大整形后獲得一矩形脈沖系列。通過分析脈沖個數(shù)和脈沖寬度。就能得到衣質(zhì)衣量情況。</p><p>　　物的臟污程度是通過水的透明度來判斷的。在洗衣桶的排水口處加一紅外光電傳感器，使紅外光通過水而進(jìn)入另一側(cè)的接收管。若水的透明度低，接收管獲得的光能小，說明衣物較臟。</p><p><b>　　單片機(jī)簡介</b></p><p&

35、gt;　　單片機(jī)是一個單芯片形態(tài),面向控制對象的嵌入式應(yīng)用計算機(jī)系統(tǒng)。它的出現(xiàn)及發(fā)展使計算機(jī)技術(shù)從通用型數(shù)值計算領(lǐng)域進(jìn)入到智能化的控制領(lǐng)域.從此,計算機(jī)技術(shù)在兩個重要領(lǐng)域——通用計算機(jī)領(lǐng)域和嵌入式計算機(jī)領(lǐng)域都得到了極其重要的發(fā)展,并正在深深地改變著我們的社會。</p><p>　　單片機(jī)的結(jié)構(gòu)特征是將組成計算機(jī)的基本部件集成在一塊晶體芯片上,構(gòu)成一臺功能獨(dú)特的,完整的單片微型計算機(jī)。</p><

36、;p>　　單片機(jī)的特點(diǎn)及應(yīng)用領(lǐng)域</p><p>　　1.單片機(jī)獨(dú)特的結(jié)構(gòu)決定了它具有如下特點(diǎn)：</p><p>　　（1）高集成度,高可靠性</p><p>　　單片機(jī)將各功能部件集成在一塊晶體芯片上,集成度很高,體積自然也是最小的。芯片本身是按工業(yè)測控環(huán)境要求設(shè)計的,內(nèi)部布線很短,其抗工業(yè)噪音性能優(yōu)于一般通用的CPU。單片機(jī)程序指令,常數(shù)及表格等固化在RO

37、M中不易破壞,許多信號通道均在一個芯片內(nèi),故可靠性高。</p><p><b>　?。?）控制功能強(qiáng)</b></p><p>　　為了滿足對對象的控制要求,單片機(jī)的指令系統(tǒng)均有極豐富的條件:分支轉(zhuǎn)移能力,I/O口的邏輯操作及位處理能力,非常適用于專門的控制功能。</p><p>　?。?）低電壓,低功耗</p><p>

38、　　為了滿足廣泛使用于便攜式系統(tǒng),許多單片機(jī)內(nèi)的工作電壓僅為1.8V～3.6V,而工作電流僅為數(shù)百微安。</p><p>　?。?）優(yōu)異的性能價格比</p><p>　　2.單片機(jī)的應(yīng)用范圍很廣，主要的應(yīng)用領(lǐng)域如下：</p><p>　?。?）在測控系統(tǒng)中的應(yīng)用</p><p>　　單片機(jī)可以用于構(gòu)成各種工業(yè)控制系統(tǒng),自適應(yīng)控制系統(tǒng),數(shù)據(jù)采集

39、系統(tǒng)等。例如,工業(yè)上的鍋爐控制,電機(jī)控制,車輛檢測系統(tǒng),水閘自動控制,數(shù)控機(jī)床及軍事上的雷達(dá),導(dǎo)彈系統(tǒng)等。</p><p>　?。?）在智能化儀器儀表中的應(yīng)用</p><p>　　單片機(jī)應(yīng)用于儀器儀表設(shè)備中促使儀器儀表向數(shù)字化,智能化,多功能化和綜合化等方向發(fā)展。單片機(jī)的軟件編程技術(shù)使長期以來測量儀表中的誤差修正,線性化的處理等難題迎刃而解。</p><p>　　（

40、3）在機(jī)電一體化中的應(yīng)用</p><p>　　單片機(jī)與傳統(tǒng)的機(jī)械產(chǎn)品結(jié)合使傳統(tǒng)的機(jī)械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡化,控制走向智能化,構(gòu)成新一代的機(jī)電一體化產(chǎn)品。這是機(jī)械工業(yè)發(fā)展的方向。</p><p>　　（4）在智能接口中的應(yīng)用</p><p><b>　　常用單片機(jī)芯片</b></p><p>　　常用的單片機(jī)芯片有STC單片機(jī)、PI

41、C單片機(jī)、ATMEL單片機(jī)(51單片機(jī))、EMC單片機(jī)、 PHLIPIS 51PLC系列單片機(jī)(51單片機(jī))、HOLTEK單片機(jī)、TI公司單片機(jī)(51單片機(jī))和松翰單片機(jī)（SONIX）。</p><p>　　本課設(shè)則采用ATMEL單片機(jī)(51單片機(jī))，選用型號為AT89S52。ATMEL單片機(jī)(51單片機(jī))是ATMEL公司的8位單片機(jī)，有AT89、AT90兩個系列，AT89系列是8位Flash單片機(jī)，與8051系

42、列單片機(jī)相兼容,靜態(tài)時鐘模式，AT90系列單片機(jī)是增強(qiáng)RISC結(jié)構(gòu)、全靜態(tài)工作方式、內(nèi)載在線可編程Flash的單片機(jī)，也叫AVR單片機(jī)。</p><p>　　第2章 硬件電路的設(shè)計</p><p>　　AT89S52單片機(jī)簡介</p><p>　　AT89S52為 ATMEL 所生產(chǎn)的一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系統(tǒng)可編程Flsah存儲器，是

43、一種20引腳雙列直插式芯片。它內(nèi)含2KB可反復(fù)燒錄的FLASH存儲器，RAM字節(jié)也有128個，15個I/O口，5個中斷，2個定時，已經(jīng)可以滿足程序的需要，指令也和51系列兼容。</p><p><b>　　主要性能特點(diǎn)如下：</b></p><p>　　片內(nèi)有2KBFPEROM,可以循環(huán)寫/擦1000次</p><p>　　片內(nèi)FPEROM具有

44、2級加密保護(hù)</p><p>　　128*8位片內(nèi)SRAM</p><p>　　15條可編程I/O 線,可以直接驅(qū)動LED</p><p>　　2個16位定時器/計數(shù)器</p><p><b>　　五個中斷源</b></p><p><b>　　可編程串行通道</b><

45、/p><p>　　片內(nèi)有精密模擬比較器</p><p>　　2.7~6V操作電壓</p><p>　　10)全靜態(tài)工作方式:0~24MHz</p><p>　　11)低功耗的空閑方式和掉電方式</p><p>　　其內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖見附錄一</p><p>　　AT89S52的引腳及主要功能</p&

46、gt;<p>　　AT89S52 是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程Flash 存儲器。使用Atmel公司高密度非易失性存儲器技術(shù)制造，與工業(yè)80C51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上Flash允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的8位CPU 和在系統(tǒng)可編程Flash，使得AT89S52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、有效的解決方案。</p>&l

47、t;p>　　AT89S52具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8k字節(jié)Flash，256字節(jié)RAM， 32 位I/O 口線，看門狗定時器，2個數(shù)據(jù)指針，三個16 位 定時器/計數(shù)器，一個6向量2級中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口， 片內(nèi)晶振及時鐘電路。另外，AT89S52 可降至0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下，CPU 停止工作，允許RAM、定時器/計數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片

48、機(jī)一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復(fù)位為止。 </p><p>　　AT89S52主要包括P0口、P1口、P2口和P3口。各口完成不同工作。</p><p>　　圖2-2 AT89S52的引腳圖</p><p>　?。?）P0 口：P0口是一個8位漏極開路的雙向I/O口。作為輸出口，每位能驅(qū)動8個TTL邏輯電平。對P0端口寫“1”時，引腳用作高阻抗輸入。當(dāng)訪問外部

49、程序和數(shù)據(jù)存儲器時，P0口也被作為低8位地址/數(shù)據(jù)復(fù)用。在這種模式下，P0具有內(nèi)部上拉電阻。在flash編程時，P0口也用來接收指令字節(jié)；在程序校驗(yàn)時，輸出指令字節(jié)。程序校驗(yàn)時，需要外部上拉電阻。 </p><p>　?。?）P1 口：P1 口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向I/O 口，p1 輸出緩沖器能驅(qū)動4個TTL 邏輯電平。對P1 端口寫“1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入 口使用。作為輸入

50、使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。此外，P1.0和P1.2分別作定時器/計數(shù)器2的外部計數(shù)輸入（P1.0/T2）和時器/計數(shù)器2的觸發(fā)輸入（P1.1/T2EX），具體如下表所示。在flash編程和校驗(yàn)時，P1口接收低8位地址字節(jié)。</p><p><b>　　引腳號第二功能 </b></p><p>　　P1.0 T2（定時器/計數(shù)器T

51、2的外部計數(shù)輸入），時鐘輸出 </p><p>　　P1.1 T2EX（定時器/計數(shù)器T2的捕捉/重載觸發(fā)信號和方向控制） </p><p>　　P1.5 MOSI（在系統(tǒng)編程用） </p><p>　　P1.6 MISO（在系統(tǒng)編程用） </p><p>　　P1.7 SCK（在系統(tǒng)編程用） </p><p>　?。?/p>

52、3）P2 口：P2 口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向I/O 口，P2 輸出緩沖器能驅(qū)動4個TTL 邏輯電平。對P2 端口寫“1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。在訪問外部程序存儲器或用16位地址讀取外部數(shù)據(jù)存儲器（例如執(zhí)行MOVX @DPTR）時，P2 口送出高八位地址。在這種應(yīng)用中，P2 口使用很強(qiáng)的內(nèi)部上拉發(fā)送1。在使用 8位地址（如M

53、OVX @RI）訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，P2口輸出P2鎖存器的內(nèi)容。在flash編程和校驗(yàn)時，P2口也接收高8位地址字節(jié)和一些控制信號。</p><p>　?。?）P3 口：P3 口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向I/O 口，p2 輸出緩沖器能驅(qū)動4個TTL 邏輯電平。對P3 端口寫“1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。

54、P3口亦作為AT89S52特殊功能（第二功能）使用，如下表所示。在flash編程和校驗(yàn)時，P3口也接收一些控制信號。 </p><p><b>　　端口引腳 第二功能</b></p><p>　　P3.0 RXD(串行輸入口)</p><p>　　P3.1 TXD(串行輸出口)</p><p>　　P3.2 INTO(外

55、中斷0)</p><p>　　P3.3 INT1(外中斷1)</p><p>　　P3.4 TO(定時/計數(shù)器0)</p><p>　　P3.5 T1(定時/計數(shù)器1)</p><p>　　P3.6 WR(外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通)</p><p>　　P3.7 RD(外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通)</p><

56、p>　　此外，P3口還接收一些用于FLASH閃存編程和程序校驗(yàn)的控制信號。</p><p><b>　　振蕩器</b></p><p>　　振蕩器是一種能量轉(zhuǎn)換裝置——將直流電能轉(zhuǎn)換為具有一定頻率的交流電能。其構(gòu)成的電路叫振蕩電路。 </p><p>　　XTAL1：作為振蕩器反相放大器的輸入和內(nèi)部時鐘發(fā)生器的輸入。</p>

57、<p>　　XTAL2：作為振蕩器反相放大器的輸出。</p><p>　　XTAL1, XTAL2為片內(nèi)振蕩器的反相放人器的輸入和輸出端，如下圖所示?？刹捎檬⒕w或陶瓷振蕩器組成時鐘振蕩器，如需從外部輸入時鐘驅(qū)動AT89C2051，時鐘信號從XTAL1輸入，XTAL2應(yīng)懸空。由于輸入到內(nèi)部電路是經(jīng)過一個2分頻觸發(fā)器，所以輸入的外部時鐘信號無需特殊要求，但它必須符合電平的最大和最小值及時序規(guī)范。<

58、;/p><p>　　石英晶體時:C1, C2=30pF1 10pF 外部驅(qū)動電路 </p><p>　　陶瓷濾波器:C1, C2=40pF士10pF </p><p>　　圖2-3內(nèi)部振蕩電路</p><p><b>　　單片機(jī)的存儲器<

59、;/b></p><p>　　存儲器是單片機(jī)的又一個重要組成部分，圖2.4給出了一種存儲容量為256個單元的存儲器實(shí)物圖。其中每個存儲單元對應(yīng)一個地址，256個單元共有256個地址，用兩位16進(jìn)制數(shù)表示，即存儲器的地址（00H～FFH）。存儲器中每個存儲單元可存放一個八位二進(jìn)制信息，通常用兩位16進(jìn)制數(shù)來表示，這就是存儲器的內(nèi)容。存儲器的存儲單元地址和存儲單元的內(nèi)容是不同的兩個概念，不能混淆。</p&

60、gt;<p>　　圖2-4存儲器實(shí)物圖</p><p><b>　　程序存儲器</b></p><p>　　程序存儲器是用于存放程序代碼的，是控制計算機(jī)動作的一系列命令，單片機(jī)只認(rèn)識由“0”和“1”代碼構(gòu)成的機(jī)器指令。如前述用助記符編寫的命令MOV A，#20H，換成機(jī)器認(rèn)識的代碼74H、20H：（寫成二進(jìn)制就是01110100B和00100000B）。

61、在單片機(jī)處理問題之前必須事先將編好的程序、表格、常數(shù)匯編成機(jī)器代碼后存入單片機(jī)的存儲器中，該存儲器稱為程序存儲器。</p><p><b>　　數(shù)據(jù)存儲器</b></p><p>　　單片機(jī)的數(shù)據(jù)存儲器由讀寫存儲器RAM組成。其最大容量可擴(kuò)展到64k，用于存儲實(shí)時輸入的數(shù)據(jù)。8051內(nèi)部有256個單元的內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器，其中00H～7FH為內(nèi)部隨機(jī)存儲器RAM，80H～

62、FFH為專用寄存器區(qū)。實(shí)際使用時應(yīng)首先充分利用內(nèi)部存儲器，從使用角度講，搞清內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器的結(jié)構(gòu)和地址分配是十分重要的。8051內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器地址由00H至FFH共有256個字節(jié)的地址空間，該空間被分為兩部分，其中內(nèi)部數(shù)據(jù)RAM的地址為00H～7FH（即0～127）。而用做特殊功能寄存器的地址為80H～FFH。在此256個字節(jié)中，還開辟有一個所謂“位地址”區(qū)，該區(qū)域內(nèi)不但可按字節(jié)尋址，還可按“位（bit）”尋址。對于那些需要進(jìn)行位操作的

63、數(shù)據(jù)，可以存放到這個區(qū)域。從00H到1FH安排了四組工作寄存器，每組占用8個RAM字節(jié)，記為R0～R7。究竟選用那一組寄存器，由前述標(biāo)志寄存器中的RS1和RS0來選用。在這兩位上放入不同的二進(jìn)制數(shù)，即可選用不同的寄存器組。</p><p><b>　　特殊功能存儲器</b></p><p>　　特殊功能寄存器（SFR）的地址范圍為80H～FFH。在MCS－51中，除程

64、序計數(shù)器PC和四個工作寄存器區(qū)外，其余21個特殊功能寄存器都在這SFR塊中。其中5個是雙字節(jié)寄存器，它們共占用了26個字節(jié)。片內(nèi)特殊功能寄存器(SFR)空間存儲區(qū)的映象圖如下所示</p><p>　　定時器/計數(shù)器的概述</p><p>　　在單片機(jī)中有兩個特殊功能寄存器與定時/計數(shù)有關(guān)，其作用主要包括產(chǎn)生各種時標(biāo)間隔、記錄外部事件的數(shù)量等，是微機(jī)中最常用、最基本的部件之一。</p&

65、gt;<p>　　圖2-5單片機(jī)定時器/計數(shù)器結(jié)構(gòu)</p><p>　　2.3.1 定時/計數(shù)器的四種工作方式</p><p><b>　　（1）工作方式0</b></p><p>　　定時器/計數(shù)器的工作方式0稱之為13位定時/計數(shù)方式。它由TL（1/0）的低5位和TH（0/1）的8位組成13位的計數(shù)器，此時TL（1/0）的高3

66、位未用。</p><p>　　圖2-6（a）工作方式0的結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　圖中，C/T為定時/計數(shù)選擇：</p><p>　　C/T＝0，T1為定時器，定時信號為振蕩周期12分頻后的脈沖；</p><p>　　C/T＝l，T1為計數(shù)器，計數(shù)信號來自引腳T1的外部信號。</p><p><b>　　(

67、2) 工作方式1</b></p><p>　　16位方式，與工作方式0基本相同，區(qū)別僅在于工作方式1的計數(shù)器由TL1和TH1組成16計數(shù)器。從而比工作方式0有根號更寬的定時/計數(shù)范圍，工作方式1的結(jié)構(gòu)見圖2-6（b）。</p><p>　　圖2-6（b） 工作方式1的結(jié)構(gòu)圖</p><p><b>　　(3) 工作方式2</b>&

68、lt;/p><p>　　8位自動裝入時間常數(shù)方式。由TL1構(gòu)成8位計數(shù)器，TH1僅用來存放時間常數(shù)。啟動T1前，TL1和TH1裝入相同的時間常數(shù)，當(dāng)TL1計滿后，除定時器回零標(biāo)志TF1置位，具有向CPU請求中斷的條件外，TH1中的時間常數(shù)還會自動地裝入TL1，并重新開始定時或計數(shù)。</p><p><b>　　(4) 工作方式3</b></p><p&

69、gt;　　2個8位方式。工作方式3只適用于定時器0。如果使定時器1為工作方式3，則定時器1將處于關(guān)閉狀態(tài)。當(dāng)T0為工作方式3時，TH0和TL0分成2個獨(dú)立的8位計數(shù)器。其中，TL0既可用作定時器，又可用作計數(shù)器，并使用原T0的所有控制位及其定時器回零標(biāo)志和中斷源。TH0只能用作定時器，并使用T1的控制位TR1、回零標(biāo)志TF1和中斷源。</p><p>　　2.3.2 定時器/計數(shù)器的定時/計數(shù)范圍</p&

70、gt;<p>　　工作方式0：13位定時/計數(shù)方式，因此，最多能計到2的13次方，也就是8192次。</p><p>　　工作方式1：16位定時/計數(shù)方式，因此，最多能計到2的16次方，也就是65536次。</p><p>　　工作方式2和工作方式3，都是8位的定時/計數(shù)方式，因此，最多能計到2的8次方，也說是256次。</p><p>　　2.3.3

71、 AT89S52的中斷</p><p>　　AT89S52單片機(jī)具有高、低2個中斷優(yōu)先級。高優(yōu)先級用“1”表示，低優(yōu)先級用“0”表示。各中斷源的優(yōu)先級由中斷優(yōu)先級寄存器IP進(jìn)行設(shè)定。IP寄存器字節(jié)地址為B8H，可以位尋址；位地址為0BFH～0B8H。寄存器的內(nèi)容及位地址表示如下表2-1所示：</p><p>　　表2-1寄存器的內(nèi)容及位地址</p><p>　　其

72、中與中斷有關(guān)的控制位共6位：</p><p>　　PX0：外部中斷0（）中斷優(yōu)先級控制位；</p><p>　　PT0：定時器0（T0）中斷優(yōu)先級控制位；</p><p>　　PX1：外部中斷1（）中斷優(yōu)先級控制位；</p><p>　　PT1：定時器1（T1）中斷優(yōu)先級控制位；</p><p>　　PS： 串行口中斷

73、優(yōu)先級控制位；</p><p>　　PT2：定時器2（T2）中斷優(yōu)先級控制位。</p><p>　　各中斷優(yōu)先級的設(shè)定，可用軟件對IP的各位置1或清0，為1時是高優(yōu)先級，為0時是低優(yōu)先級。</p><p>　　AT89S52的各個電路</p><p>　　選擇單片機(jī)AT89S52作為主要芯片后，根據(jù)它的特性，為了完成整個設(shè)計的功能，需要外接其

74、它電路，如電源電路、報警電路、復(fù)位電路等。</p><p>　　AT89S52電源電路</p><p>　　電源電路是指提供給用電設(shè)備電力供應(yīng)的電源部分的電路設(shè)計，使用的電路形式和特點(diǎn)。電源有交流電源也有直流電源。</p><p>　　單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)使用的電源電壓為弱電,而供電電源則為220V交流電，所以要進(jìn)行電壓的變換、整流、濾波、及穩(wěn)壓等工作。一般MCS－51單

75、片機(jī)使用的電源電壓為直流＋5V,而此處采用的是AT89系列單片機(jī)中的AT89C2051,使用的電壓范圍可以是2．3V～6V,因此同樣可以選用類似的方法。一般情況下有兩種電源的設(shè)計方法。</p><p>　　一種方法是通過變壓器變壓、整流、大電容濾波、集成穩(wěn)壓獲得電壓較穩(wěn)定的＋5V電源。另外一種方法是直接選用開關(guān)電源，主要有無工頻變壓器式集成開關(guān)電源，具體分為脈寬調(diào)制式（PWM）和脈頻調(diào)制式（PEM）兩種。但是開關(guān)

76、電源會帶來開關(guān)噪聲，對系統(tǒng)造成干擾，所以應(yīng)采取一定的屏蔽措施，對于系統(tǒng)本身就已經(jīng)有多出抗干擾設(shè)計這一角度來說，無疑會增大系統(tǒng)的復(fù)雜程度以及可靠程度。另外，開關(guān)電源的造價較高，很不經(jīng)濟(jì)。</p><p>　　前一種方法在選擇變壓器時，其電壓比要滿足后面的集成穩(wěn)壓器件對輸入電壓的要求。集成穩(wěn)壓器一般選擇7800系列三端固定式集成穩(wěn)壓器。7800系列集成穩(wěn)壓器的最大輸出電流為1.5Ａ，其中型號7805輸出＋5V電壓、7

77、806輸出電壓為+6V電壓。輸出電壓值允許有正負(fù)5％的偏差。最小輸入－輸出電壓之間的壓差為2V。所以為工作可靠起見，一般選4～6V。最高輸入電壓為35V。所以，變壓器一般選用9V變壓器，下圖2-7所示為一種供電電源電路圖，選用的是7805三端穩(wěn)壓器。</p><p>　　圖2-7供電電源電路圖</p><p><b>　　復(fù)位電路</b></p><

78、;p>　　在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)工作時，除了進(jìn)入系統(tǒng)正常的初始化之外，當(dāng)由于程序運(yùn)行出錯或操作錯誤使系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)時，為擺脫困境，也需要按復(fù)位鍵以重新啟動。所以，系統(tǒng)的復(fù)位電路必須準(zhǔn)確、可靠地工作。另外，單片機(jī)的復(fù)位狀態(tài)與應(yīng)用系統(tǒng)的復(fù)位狀態(tài)又是密切相關(guān)的，因此，必須熟悉單片機(jī)的復(fù)位狀態(tài)。</p><p>　　AT89S52的復(fù)位輸入引腳RST為AT89S52提供了初始化的手段有了它可以使程序從指定處開始執(zhí)行,即

79、從程序存儲器中的0000H地址單元開始執(zhí)行程序。在AT89S52的時鐘電路工作后，只要在RET引腳上出現(xiàn)10mS以上的高電平時，單片機(jī)內(nèi)部則初始復(fù)位。只要RET保持高電平，則AT89S52循環(huán)復(fù)位。只有當(dāng)RET由高電平變低電平以后，AT89S52才從0000H地址開始執(zhí)行程序。</p><p>　　AT89S52的復(fù)位電路是由外部的復(fù)位電路來實(shí)現(xiàn)的， 復(fù)位引腳RST通過一個斯密特觸發(fā)器與復(fù)位電路相連，斯密特觸發(fā)器

80、用來抑制噪聲，它的輸出在每個機(jī)器周期的S5P2，由復(fù)位電路采樣一次。復(fù)位電路通常有上電復(fù)位和按扭復(fù)位兩種方式，我們采用的復(fù)位方式是上電與按鈕復(fù)位電路。</p><p><b>　　復(fù)位操作</b></p><p>　　單片機(jī)的復(fù)位都是靠外部電路實(shí)現(xiàn)的，在時鐘電路工作后，只要在單片機(jī)的RST引腳上出現(xiàn)24個時鐘振蕩脈沖（2個機(jī)器周期）以上的高電平，單片機(jī)便實(shí)現(xiàn)初始化狀態(tài)

81、復(fù)位。為了保證應(yīng)用系統(tǒng)可靠地復(fù)位，在設(shè)計復(fù)位電路時，通常使RST引腳保持10ms以上的高電平。只要RST保持高電平，則MCS-51單片機(jī)就循環(huán)復(fù)位。單片機(jī)的復(fù)位狀態(tài)要注意以下幾點(diǎn)：</p><p>　　1.復(fù)位是單片機(jī)的初始化操作。其主要功能是把 PC初始化為0000H，使單片機(jī)從0000H單元開始執(zhí)行。</p><p>　　2.復(fù)位操作除了把PC初始化為0000H之外，還對一些特殊功能寄

82、存器（專用寄存器）有影響，它們的復(fù)位狀態(tài)見表2-2。</p><p>　　3.復(fù)位操作還對單片機(jī)的個別引腳信號有影響，例如把 ALE和PSEN信號變?yōu)闊o效狀態(tài)，即ALE=0,PSEN=1。但復(fù)位不影響單片機(jī)內(nèi)部的 RAM 狀態(tài)。</p><p>　　表2-2 復(fù)位時片內(nèi)各寄存器的狀態(tài)</p><p>　　說明：表中符號×為隨機(jī)狀態(tài)</p>

83、<p>　　由于單片機(jī)內(nèi)部的各個功能部件均受特殊存儲器控制，程序運(yùn)行直接受程序計數(shù)器（PC）指揮。表中各寄存器復(fù)位時的狀態(tài)決定了單片機(jī)內(nèi)有關(guān)功能部件的初始狀態(tài)。下面對表2-1中的內(nèi)容作進(jìn)一步的說明：</p><p>　　A＝00H，表明累加器已被清零；</p><p>　　PSW＝00H，表明選寄存器0組為工作寄存器組；SP＝07H，表明堆棧指針指向片內(nèi)RAM 07H字節(jié)單元，根

84、據(jù)堆棧操作的先加后壓法則，第一個被壓入的內(nèi)容寫入到08H單元中；</p><p>　　P0~P3＝FFH，表明已向各端口線寫入1，此時，各端口既可用于輸入又可用于輸出；</p><p>　　IP＝×××000000，表明各個中斷源處于低優(yōu)先級；</p><p>　　IE＝0××000000，表明各個中斷均被關(guān)斷；&l

85、t;/p><p>　　TMOD＝00H，表明TO，T1均為工作方式0，且運(yùn)行于定時器狀態(tài)；</p><p>　　TCON＝00H，表明T0，Tl均被關(guān)斷；</p><p>　　SCON＝00H，表明串行口處于工作方式0，允許發(fā)送，不允許接收；</p><p>　　PCON＝0××××××

86、×B，表明SMOD＝0，波特率不加倍。</p><p>　　2.3.2.2 基本時序單位</p><p>　　單片機(jī)以晶體振蕩器的振蕩周期(或外部引入的時鐘周期)為最小的時序單位，片內(nèi)的各種微操作都以此周期為時序基準(zhǔn)。</p><p>　　振蕩頻率二分頻后形成狀態(tài)周期或稱s周期，所以，1個狀態(tài)周期包含有2個振蕩周期。振蕩頻率foscl2分頻后形成機(jī)器周期

87、MC。所以，1個機(jī)器周期包含有6個狀態(tài)周期或12個振蕩周期。1個到4個機(jī)器周期確定一條指令的執(zhí)行時間，這個時間就是指令周期。AT89S52單片機(jī)指令系統(tǒng)中，各條指令的執(zhí)行時間都在1個到4個機(jī)器周期之間。</p><p>　　4種時序單位中，振蕩周期和機(jī)器周期是單片機(jī)內(nèi)計算其它時間值(例如，波特率、定時器的定時時間等)的基本時序單位。下面是單片機(jī)外接晶振頻率12MHZ時的各種時序單位的大?。?lt;/p>

88、<p>　　振蕩周期＝1/fosc=1/12MHZ=0.0833us</p><p><b>　　報警電路</b></p><p>　　報警電路在洗衣機(jī)硬件設(shè)計中是必需的，當(dāng)洗衣機(jī)完成指定任務(wù)或執(zhí)行程序時發(fā)生了錯誤，都會以報警來提示用戶，同時自動中止程序的執(zhí)行。</p><p>　　報警電路發(fā)生報警的情況有：</p>&

89、lt;p>　　（1）完成指定任務(wù)，可以是完整的洗衣程序，也可以是單獨(dú)的一個漂洗或脫水程序。</p><p>　?。?）在程序執(zhí)行過程中發(fā)生斷電等突然事件。</p><p>　　我們所采用的報警電路如圖2-8所示。報警電路和觸發(fā)電路經(jīng)過脈沖信號分別經(jīng)TR4和TR2驅(qū)動，達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)。</p><p>　　圖2-8 報警電路圖</p><p&

90、gt;<b>　　LED顯示器</b></p><p>　　2.5.1 LED顯示器的特點(diǎn)</p><p>　　近年來，單片機(jī)系統(tǒng)以其體積小、功能強(qiáng)、擴(kuò)展靈活、使用方便等優(yōu)點(diǎn)，逐漸滲透到各行業(yè)的工程實(shí)際應(yīng)用中。而LED顯示電路就像單片機(jī)系統(tǒng)的眼睛，實(shí)時地向人們傳遞著系統(tǒng)工作的各種狀態(tài)信息和處理結(jié)果。因此，高效、方便的LED顯示驅(qū)動電路是構(gòu)成完善的單片機(jī)系統(tǒng)必不可少的

91、元素。常用的LED顯示驅(qū)動電路有并行譯碼方式、串行—并行轉(zhuǎn)換方式、顯示驅(qū)動接口芯片方式等。</p><p>　　2.5.2 LED顯示電路</p><p>　　洗衣機(jī)有四種洗衣工作程序，因此必須有四種不同的顯示來加以區(qū)別。對于AT89S52單片機(jī)而言，輸入輸出口線較少。因此使用74LS139譯碼器來滿足這一要求。74LS139是2-4譯碼器它僅占用CPU的P3.0和P3.1兩口線即可提供

92、四種不同顯示的驅(qū)動。對于此譯碼器的具體敘述見附錄部分。其邏輯關(guān)系是：P3.0,P3.1為“11”時LED1亮，指示標(biāo)準(zhǔn)程序；為“10”時LED2亮，指示經(jīng)濟(jì)程序；為“01”時LED3亮，指示單獨(dú)程序；為“00” 時LED4亮，指示排水程序。要顯示則需要有顯示工具，本設(shè)計采用的是發(fā)光二極管（LED）通過譯碼器接入電路。顯示電路如下圖2-9所示：</p><p>　　圖2-9 LED顯示電路</p>

93、<p><b>　　LED顯示器結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　圖2-10 七段LED數(shù)碼管結(jié)構(gòu)</p><p>　　圖2-11 七段LED數(shù)碼管的驅(qū)動電路</p><p>　　基本的半導(dǎo)體數(shù)碼管是由七個條狀發(fā)光二極管芯片按圖12排列而成的?？蓪?shí)現(xiàn)0～9的顯示。其具體結(jié)構(gòu)有“反射罩式”、“條形七段式”及“單片集成式多位數(shù)字式”等&l

94、t;/p><p>　　（1）反射罩式數(shù)碼管一般用白色塑料做成帶反射腔的七段式外殼，將單個LED貼在與反射罩的七個反射腔互相對位的印刷電路板上，每個反射腔底部的中心位置就是LED芯片。在裝反射罩前，用壓焊方法在芯片和印刷電路上相應(yīng)金屬條之間連好φ30μm的硅鋁絲或金屬引線，在反射罩內(nèi)滴入環(huán)氧樹脂，再把帶有芯片的印刷電路板與反射罩對位粘合，然后固化。 </p><p>　　反射罩式數(shù)碼管的封裝方式

95、有空封和實(shí)封兩種。實(shí)封方式采用散射劑和染料的環(huán)氧樹脂，較多地用于一位或雙位器件?？辗夥绞绞窃谏戏缴w上濾波片和勻光膜，為提高器件的可靠性，必須在芯片和底板上涂以透明絕緣膠，這還可以提高光效率。這種方式一般用于四位以上的數(shù)字顯示（或符號顯示）。 </p><p>　?。?）條形七段式數(shù)碼管屬于混合封裝形式。它是把做好管芯的磷化鎵或磷化鎵圓片，劃成內(nèi)含一只或數(shù)只LED發(fā)光條，然后把同樣的七條粘在日字形“可伐”框上，用壓

96、焊工藝連好內(nèi)引線，再用環(huán)氧樹脂包封起來。 </p><p>　?。?）單片集成式多位數(shù)字顯示器是在發(fā)光材料基片上（大圓片），利用集成電路工藝制作出大量七段數(shù)字顯示圖形，通過劃片把合格芯片選出，對位貼在印刷電路板上，用壓焊工藝引出引線，再在上面蓋上“魚眼透鏡”外殼。它們適用于小型數(shù)字儀表中。 </p><p>　?。?）符號管、米字管的制作方式與數(shù)碼管類似。 </p><

97、p>　?。?）矩陣管（發(fā)光二極管點(diǎn)陣）也可采用類似于單片集成式多位數(shù)字顯示器工藝方法制作。</p><p><b>　　LED顯示器的分類</b></p><p><b>　　1.按管發(fā)光顏色分</b></p><p>　　按發(fā)光管發(fā)光顏色分，可分成紅色、橙色、綠色（又細(xì)分黃綠、標(biāo)準(zhǔn)綠和純綠）、藍(lán)光等。另外，有的發(fā)光

98、二極管中包含二種或三種顏色的芯片。根據(jù)發(fā)光二極管出光處摻或不摻散射劑、有色還是無色，上述各種顏色的發(fā)光二極管還可分成有色透明、無色透明、有色散射和無色散射四種類型。散射型發(fā)光二極管和達(dá)于做指示燈用。</p><p>　　2．按發(fā)光管出光面特征分</p><p>　　按發(fā)光管出光面特征分圓燈、方燈、矩形、面發(fā)光管、側(cè)向管、表面安裝用微型管等。圓形燈按直徑分為φ2mm、φ4.4mm、φ5m

99、m、φ8mm、φ10mm及φ20mm等。國外通常把φ3mm的發(fā)光二極管記作T-1；把φ5mm的記作T-1（3/4）；把φ4.4mm的記作T-1（1/4）。由半值角大小可以估計圓形發(fā)光強(qiáng)度角分布情況。從發(fā)光強(qiáng)度角分布圖來分有三類：</p><p>　?。?）高指向性。一般為尖頭環(huán)氧封裝，或是帶金屬反射腔封裝，且不加散射劑。半值角為5°～20°或更小，具有很高的指向性，可作局部照明光源用，或

100、與光檢出器聯(lián)用以組成自動檢測系統(tǒng)。</p><p>　?。?）標(biāo)準(zhǔn)型。通常作指示燈用，其半值角為20°～45°。</p><p>　?。?）散射型。這是視角較大的指示燈，半值角為45°～90°或更大，散射劑的量較大。</p><p>　　3．按發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)分</p><p>　　按發(fā)光二極

101、管的結(jié)構(gòu)分有全環(huán)氧包封、金屬底座環(huán)氧封裝、陶瓷底座環(huán)氧封裝及玻璃封裝等結(jié)構(gòu)。</p><p>　　4．按發(fā)光強(qiáng)度和工作電流分</p><p>　　按發(fā)光強(qiáng)度和工作電流分有普通亮度的LED（發(fā)光強(qiáng)度<10mcd）；超高亮度的LED（發(fā)光強(qiáng)度>100mcd）；把發(fā)光強(qiáng)度在10～100mcd間的叫高亮度發(fā)光二極管。一般LED的工作電流在十幾mA至幾十mA，而低電流LED的工作

102、電流在2mA以下（亮度與普通相同）除上述分類方法外，還有按芯片材料分類及按功能分類的方法。</p><p>　　第3章 洗衣機(jī)的檢測和觸發(fā)電路</p><p>　　3.1 洗衣機(jī)水位檢測</p><p>　　水位傳感器檢測電路 在洗衣機(jī)中采用兩種水位傳感器，分別是機(jī)械式和鑒頻式。機(jī)械式水位傳感器是最早出現(xiàn)的一種水位檢測裝置，當(dāng)達(dá)到設(shè)定水位后，水位傳感器閉合。MCU通

103、過檢測輸入的開關(guān)量的變化，以確定水位，檢測方式比較簡單。而在現(xiàn)在的洗衣機(jī)中大多采用鑒頻式水位傳感器，也稱之為諧振式水位傳感器。 水位的變化改變諧振式水位傳感器中磁芯的位置，等效于改變并聯(lián)諧振電路中的電感量，從而改變電路的諧振頻率。</p><p>　　全自動洗衣機(jī)水位控制，常用水位開關(guān)，線路比較簡單，但僅能檢測幾個固定的水位。若要求水位的檢測必須是連續(xù)的，則常采用諧振式水位傳感器。</p><

104、p>　　諧振式水位傳感器是利用電磁諧振電路的LC作為傳感器的敏感元件，將被測物體的變化轉(zhuǎn)換為LC參數(shù)的變化，最終以頻率參數(shù)輸出，結(jié)構(gòu)原理圖如圖3-1所示。</p><p>　　洗衣機(jī)桶內(nèi)的水位h，其水壓對導(dǎo)氣管內(nèi)的大氣產(chǎn)生壓力。由于水壓遠(yuǎn)小于大氣壓，因此氣體近似非壓縮傳遞壓力，水壓通過引入嘴進(jìn)入傳感器室4。氣室上面是封閉的，氣壓與水位h 成正比。氣壓傳到隔膜7上時，由于導(dǎo)板3嵌裝在隔膜上，當(dāng)水位上升是氣壓增

105、 大，導(dǎo)板向上移動。當(dāng)水位下降 時氣壓降低，在彈簧1的作用下，導(dǎo)板向下移動。導(dǎo)板中心部位裝有導(dǎo)面軸，受外殼6的支撐點(diǎn)限位，使導(dǎo)板上下移動，不致偏移。導(dǎo)板上固有支架，上面裝有磁性元件2，導(dǎo)板上下移動時，帶有磁性的使其與線圈5之間的相對位置發(fā)生變化，線圈中的電感量也發(fā)生變化。該電感與電容組成三點(diǎn)式振蕩電路，如圖3-2所示。諧振電路的固有頻率將隨著水位的變化而變化，故又稱為諧振式水位傳感器。 </p><

106、p>　　洗衣機(jī)被測水位一般均小于400mm，它所形成的壓力遠(yuǎn)小于大氣壓力。因此，由此引起的檢測內(nèi)腔的空氣體積變化很小，即氣腔內(nèi)外的壓差為</p><p><b>　　（3-1）</b></p><p>　　式中，ρ為水密度。壓差△S用作于一個薄膜上，驅(qū)動磁芯位移，磁芯同時受到彈簧反作用，壓差形成的壓力為</p><p><b>

107、　?。?-2）</b></p><p>　　式中，S為薄膜的有效面積。</p><p><b>　　彈簧的反作用力為</b></p><p><b>　?。?-3）</b></p><p>　　式中，為反作用的彈簧的彈性系數(shù)。</p><p>　　當(dāng)時，位移變化終

108、止，有</p><p><b>　?。?-4）</b></p><p>　　由此可見，水位h與位移成線性關(guān)系。</p><p>　　磁芯在線圈中位移，將引起電感量的變化，已知含磁芯的螺管線圈，如圖3-2所示，電感由下式?jīng)Q定</p><p><b>　　（3-5）</b></p><

109、;p>　　式中，為線圈匝數(shù)，為空氣導(dǎo)磁率，為磁芯導(dǎo)磁率，R為線圈平均半徑，為磁芯有效半徑，l為線圈長度。</p><p>　　為了便于與單片機(jī)接口，水位傳感器采用數(shù)字振蕩電路。LC電路經(jīng)C2耦合接入數(shù)字式諧振放大器。隨著水位變化，諧振頻率作用相應(yīng)改變，放大器在a點(diǎn)輸出，并經(jīng)A2整形，由C點(diǎn)輸出，此時即可將數(shù)字量接到單片機(jī)。頻率與水位的關(guān)系可以用軟件查表讀出。表3-1為水位與水位傳感器輸出頻率的對應(yīng)關(guān)系。&l

110、t;/p><p>　　表3-1 水位傳感器的輸出頻率與水位的對應(yīng)關(guān)系</p><p><b>　　洗衣機(jī)渾濁度檢測</b></p><p>　　在電子程控器中，確定洗衣時間主要是根據(jù)洗滌液的骯臟程度而決定。為了便于實(shí)現(xiàn)洗衣機(jī)的全自動化和更人性化，我們在此次設(shè)計中增加了新穎的模糊檢測，即渾濁度檢測。這樣，洗衣機(jī)就可以自動根據(jù)漂洗時水流的渾濁度來設(shè)定

111、漂洗的次數(shù)和時間，而這一信息的來源是由光傳感器提供的。所以我們采用了光傳感器來檢測水的渾濁度。</p><p><b>　　光傳感器的介紹</b></p><p>　　光傳感器是一種將光信號轉(zhuǎn)換成電信號的設(shè)備，屬傳感器的一種。最常用的光傳感器就應(yīng)是光控開關(guān)了，其核心元件是光敏電阻，因光強(qiáng)弱的變化而引起電阻阻值的變化，進(jìn)而引起電流的變化，這樣光信號就轉(zhuǎn)換成了電信號。光傳

112、感器時間的長短，取決于衣物是否洗干凈。在排水管的位置上安裝一個光傳感器，它的任務(wù)就是測定洗滌液的渾濁程度。在洗滌液較渾濁的時候，透光度較差，相反地在洗滌液較干凈時，它的透光性也就比較好。這樣安裝在排水管上的光敏傳感器就可以將排水管內(nèi)洗滌液透光度的變化轉(zhuǎn)變?yōu)樾盘栯娏鞯淖兓?，接到這一電流信號以后，電子程控器就可以根據(jù)這一數(shù)據(jù)來判斷所洗衣物的骯臟程度。</p><p><b>　　光傳感器的工作原理</

113、b></p><p>　　當(dāng)衣物上的污垢屬于油性時，需要洗滌的時間較長，洗滌液渾濁程度的變化也就變慢。相反，當(dāng)衣物上僅僅有沙性污垢時（俗稱為“浮土”），洗滌液很快就變渾濁了，并不再繼續(xù)增加渾濁度。在智能型洗衣機(jī)的測控器中，電子測控器的控制中心不斷地發(fā)出掃描信號。在一定時間內(nèi)，如果洗滌液渾濁度的變化較快，并且能很快的達(dá)到一定的飽和程度（也就是渾濁程度不再增加），這就說明污垢是沙性的。相反，在一定的時間內(nèi)，洗滌

114、液的渾濁程度變化的較慢，并且不斷的增加濃度，減小透光度，這就說明衣物的污垢是油性的，需要多洗一些時間。就這樣，根據(jù)洗滌液渾濁程度變化的快慢，及透光度的大小，也就是光敏元件內(nèi)電流的變化情況，程控器就可以按照事先編排好的程序來最后確定洗滌時間的長短和進(jìn)水量的多少。</p><p>　　根據(jù)洗滌液的透光度（渾濁程度），電子測控器可以判斷所洗衣物的骯臟程度。但是，僅憑這一點(diǎn)，還不能最后確定洗滌工作是否可以停止，衣物十分已