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1、烟台大学毕业论文（设计）第一章 绪 论1.1课题背景 洗衣机是一个在家庭中不可缺少的家用电器，发展非常的快，全自动式的洗衣机因为使用方便得到了大家的青睐，全自动就是进水、洗涤、漂洗、甩干等过程自动完成，控制器通常设几种不同的洗涤程序，对于不同的衣物可供用户进行选择。通过发展，洗衣服的性能将会不断提高，不断完善。 自动式洗衣机由于有对衣物磨损小、洗涤量大、节水等特点，所以越来越得到广大家庭的青睐，而且随着社会的不断进步和生活水平的不断提高，人们对于自动式洗衣机的功能多样化及操作简单化和操作简单化也提出了更高要求。为了适应这些变化，全自动式洗衣机控制器已由机械化和混合式逐步过渡到了全电子控制。 单
2、片机又称微控制器，又称嵌入式控制器。而现在的智能家电所有的都是采用微控制器来实现的，所以家用电器是单片机应用领域最多的。它是家用电器实现智能化的心脏以及大脑。 由于家用电器体积很小，因此要求控制器的体积以便能够嵌入到其机构之中。而家用电器的品种过多，功能差异很大，所以还要要求其控制器有灵活的控制功能。单片机以其小的体积及编程灵活性从而产生多种控制功能，因此完全能够满足家用电器的需求。 单片机是一种单芯片的形态，面向控制对象是嵌入式计算机系统。它的出现以及发展使计算机的技术从通用型的数值计算领域进入到了智能化控制领域，从这之后，计算机技术在两个领域通用计算机领域以及嵌入式计算机领域得到了重要的发
3、展，并且正在深深改变着我们社会。 本设计的目的是以单片机作为主控制器，扩展必要外部电路，并设计一个洗衣机控制电路，来实现对洗衣机各种功能控制，也将单片机原理等计算机技术应用到实际生活中，最重要的是将课本上的东西实际化。 1.2 单片机型号的选择 单片机的型号选择是基于控制系统的功能、目标、可靠性、性价比、速度和精度等来决定的。根据本课题，单片机的型号选择主要从下面两点考虑：不仅要有较强的抗干扰能力。而且要有较高的性价比。ATMEL公司推出的89系列单片机中典型产品AT89C51具有较高的性价比。本课题采用ATMEL公司生产的AT89C51是系统的核心部件,AT89C5不仅硬件结构非常简单，而且
4、功能强、价格低、性价比高，符合本课题的要求。 1.2.1 89系列单片机简述 89系列单片机是以8031作为核心构成的。因此，它和8051系列单片机是相兼容。这个系列对于以8051为基础的系统来说，是比较容易取代和构造的，因此对于熟悉8051的人来说，用ATMEL公司的89系列单片机来取代以8051为中心的系统设计是比较轻松的。 89系列单片机共有7种型号，分别是AT89LV51，AT89C51，AT89C52， AT89C2051，AT89C1051，AT89LV52，AT89S8252。在这之中AT89LV51和AT89LV52分别为AT89C51和AT89C52的低电压产品，电压可以低至
5、2.7V。而AT89C1051及AT89C2051是抵挡型的低电压产品。它们只有20根引脚，最低电压也是2.7V。1.2.2 AT89C51单片机介绍 AT89C51是一个高性能、低电压8位单片机并含有4K字节的可反复擦写的程序存储器以及128字节的存取数据存储器，这种器件用ATMEL公司的不容易丢失、高密度存储技术来生产，而且能与MCS-51系列的单片机相兼容。片内不仅含有8位中央处理器，而且含有闪烁存储单元，有较强功能的AT89C51单片机则被应用到控制领域之中。 功能特性: AT89C51会提供下面的功能标准：4K字节存储器、128字节存取数据存储器，32个I/O接口，2个16位的定时/
6、计数器，1个两级中断结构和1个串行数据通信口以及片内震荡器、时钟电路。同时，AT89C51还能够进行0HZ的静态逻辑操作功能，而且支持两种节电模式。闲散方式用来停止中央处理器的工作，并且能够允许存取数据存储器、定时/计数器、串行数据通信口以及中断系统来继续工作。掉电方式则保存存取数据存储器的内容，而震荡器会停止工作并禁止其它所有部件的工作直到下一个复位为止。AT89C51有三种封装方式，分别是DIP封装、PLCC封装及POFP/TOFP封装，如下图1-1所示 图1-1 89C51封装图各引脚说明： VCC、GND：单片机电源输入引脚 VCC为+5V引脚，VSS为接地线引脚 P0口：P0口是8位
7、漏极开路双向I/O口，也就是地址/数据总线复用口。当作为输出口的时候，一个管脚就能够驱动8个TTL电路。当“1”被写入P0口的时候，每个管脚就能够作为高阻抗输入端口。P0口还能在访问数据存储器或程序存储器的时候来转换地址和数据总线复用，并同时激活内部的上拉电阻。P0口在闪烁编程的时候，P0口就会接收指令，而在程序校验时，则会输出指令，但需要接电阻。 P1口：P1口是带内部上拉电阻的8位双向I/O口，P1的输出缓冲级可同时驱动4个TTL电路。通过对端口写“1”，并通过内部的电阻把端口拉到高电平，此时当作输入口。由于内部有电阻，某个引脚就会被外部信号拉低并输出一个电流。当闪烁编程时和程序校验时，P
8、1口就会收到低8位地址。 P2口：P2口是内部含有8位双向I/O口，P2的缓冲级可以驱动了4个TTL电路。并对端口写“1”，并会通过内部的电阻把端口拉高到高电平，此时，可用于输入口。因为内部有电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流。在访问外部的程序存储器以及16位地址的外部数据存储器时，P2口就会送出高8位的数据地址。在访问8位地址的外部的存储器时，在整个运行期间P2口线上的内容不变。在闪烁编程以及校验时，P2口会接收高位地址以及其它的控制信号。 P3口：P3口是内部含有电阻的8位双向I/O口，因此P3口输出缓冲能够驱动4个TTL电路。当对P3口写入如“1”时，它们就会被内部电阻拉高到高
9、电平并同时当作输入端的时候，当P3口被外部拉低的时候就会被用作电阻输出电流。 P3口不仅能够作为一般的I/O口，最为重要的是它的第二功能，如表1-1所示：表1-1 P3的第二功能P3口引脚第二功能说明P3口引脚第二功能说明P3.0RXD串行数据接收口P3.4T0计数器0计数脉冲输入P3.1TXD串行数据发送口P3.5T1计数器1计数脉冲输入P3.2INTO外部中断0输入P3.6WR外部数据存储器写选通信号P3.3INT1外部中断1输入P3.7RD外部数据存储器读选通信号P3口还能够接收一部分用于闪烁存储器编程以及程序校验时的控制信号。RST：复位输入引脚。当震荡器工作的时候，RET引脚就会出现
10、两个机器周期以上的高电平并将使单片机复位。 ALE：当访问外部程序存储器以及数据存储器的时候，ALE就会输出脉冲并会用于锁存地址的低8位bytes。即使当不访问片外存储器，ALE当以时钟震荡频率的1/16输出了固定的脉冲信号时，所以它可用于输出时钟以及定时用。需要我们注意是：当访问外部的数据存储器时就会跳过一个ALE脉冲的时候时以及闪烁存储器编程的时候，当然这个引脚还还将会用于输入编程脉冲。如果必要，可对特殊寄存器区中的8EH单元的D0位置禁止ALE操作。这个位置后只有一条MOVX和MOVC指令ALE才会被应用。此外，这个引脚会微弱拉高，单片机执行外部程 序时，应设置ALE无效。PSEN：程序
11、储存允许输出是片外存储器的读选通信号，当AT89C51由片外存储器读指令的时候，每个机器周期就会有两次PSEN有效，也就是输出了两个脉冲。在此期间，每当访问片外的数据存储器的时候，有效的这两次PSEN 信号就不出现。EA/VPP：外部访问允许。欲使中央处理器仅仅访问片外的存储器，而EA端必须要保持着低电平。最要注意的是：一旦加密位被编程了，这时当复位的时候内部就会锁存EA端的状态。如果EA端成为高电平的时候，CPU就会执行内部存储器之中的指令。每当闪烁存储器要编程时，该引脚就会加上一个+12V的允许电压VPP，但这也必须是该元件也使用一个12V的编程电压VPP。 XTAL1：接外晶体其中一个引
12、脚。在单片机的内部，它就是构成片内震荡器以及反相放大器的输入端。当采用外部震荡器的时候，该引脚就会接受来自震荡的信号，也就是把这个信号接到内部的时钟发生器的输入端。 XTAL2：接外部晶体的另外一个引脚。在单片机的内部，它就是上面震荡器的反相放大器输出端。每当用外部振荡器的时候，这个引脚就应该悬浮并且不连接。时钟震荡器：AT89C51之中用于构成内部的震荡器高增益的反相放大器，而引脚XTAL1以及XTAL2分别为该放大器的输入端和输出端。这个放大器与作为反馈元件的片外石英晶体或陶瓷谐振器一起构成自然震荡器。 外接石英晶体及电容C1，C2接在放大器的反馈回路中构成并联震荡电路。对外接电容C1，C2虽然没有十分严格的要求，但电容容量的大小会轻微影响震荡频率的高低、震荡器工作的稳定性、起振的难易程序及温度稳定性。如果使用石英晶体，我们推荐电容使用30PF10PF，而如果使用陶瓷振荡器建议选择40PF10PF。用户也可以采用外部时钟。当采用外部的时钟的电路如下图所示。在这种情况下，外部的时钟脉冲应该接到XTAL1的端口上，也就是内部的时钟发生器输入
