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1、信息职业技术学院 毕业设计说明书 设计题目: 基于单片机 AT89C52 的模拟 洗衣机控制系统设计 专 业: 应用电子技术 班 级: 应 2 班 学 号: 姓 名: 指导教师: 二一年九月十日 信息职业技术学院毕业设计（论文）任务书信息职业技术学院毕业设计（论文）任务书 学 生 姓 名 学号 0 班级应电 08-2专业应用电子技术 设计（或论文）题目基于单片机 AT89C51 的模拟洗衣机控制系统设计 指导教师姓名职 称工作单位及所从事专业联系方式 备 注 工程师 设计（论文）内容： 运用单片机知识、技能设计一个模拟洗衣机。 功能要求如下： 1.模拟洗衣机：模拟洗衣机进行洗衣工作。 2.用不
2、同的 LED 显示洗衣机的工作状态。 3.设计的全自动洗衣机的主要功能有以下七项具有强、弱洗涤功能。 4.四种洗衣工作程序，既标准程序、经济程序、单独程序和排水程序；进、排水、脱水等功能。 进度安排（时间具体到周）： 第 23 周：消化课题，查找资料，选择参考方案； 第 45 周：确定设计方案并熟悉部分器件的用途； 第 67 周：查找资料，进行单元电路的设计； 第 89 周：分析电路原理，完成设计过程，撰写初稿； 第 1011 周：按毕业论文的各项要求，整理论文； 第 1213 周：修改、完善论文，检查定稿，制作答辩 PPT； 第 1415 周：答辩。 主要参考文献、资料(写清楚参考文献名称、
3、作者、出版单位)： 1 张洪润.单片机应用技术教程（第二版）.北京:清华大学出版社，2003 2 求是科.单片机典型模块设计实例导航.北京:人民邮电出版社，2004 3 孙进生.电子产品设计实例教程.北京:冶金工业出版社，2004 4 段九州.放大电路实用设计手册.辽宁:辽宁科学技术出版社，2002 5 潘新民.微型计算机控制技术.北京:电子工业出版社，2004 6 杨宁.单片机与控制技术.北京:北京航空航天大学出版社，2005 7 李庭贵.单片机应用技术及项目化训练.成都:西南交通大学出版社，2009 审 批 意 见 教研室负责人： 年 月 日 备注：任务书由指导教师填写，一式二份。其中学生
4、一份，指导教师一份 四川信息职业技术学院毕业设计说明书(论文) 目 录 摘 要 1 第章 绪论 2 第 2 章 方案设计与论证 3 2.1 方案一 3 2.2 方案二 3 2.3 方案论证与选择 4 第 3 章 系统硬件设计 5 3.1 总体设计及功能描述 5 3.2 各功能模块硬件设计 5 3.2.1 单片机控制模块的设计 5 3.2.2 控制电路设计 8 3.2.3 显示电路设计 9 3.2.4 直流电机驱动电路设计 .10 第 4 章 系统软件设计 .12 4.1 软件主要程序流程 .12 4.2 标准方式运行程序设计 .12 4.3 经济方式运行程序设计 .14 4.4 单独方式运行程
5、序设计 .15 4.5 排水方式运行程序设计 .15 4.6 强弱切换程序设计 .16 4.7 主程序设计 .16 第 5 章 仿真与调试 .18 四川信息职业技术学院毕业设计说明书(论文) I 5.1 洗衣机仿真图 .18 5.1.1 标准方式仿真图 .18 5.1.2 经济方式仿真图 .19 5.1.3 单独方式仿真图 .20 5.1.4 排水方式仿真图 .20 第 6 章 实物制作与调试 .22 6.1 印制电路板设计 .22 6.2 印刷板制作工艺流程 .22 6.3 整机装配与调试 .23 6.4 实物 .24 总 结 .25 参考文献 .26 附录 1 系统设计原理图27 附录 2
6、 元件明细表28 附录 3 系统源程序29 四川信息职业技术学院毕业设计说明书(论文) 第 0 页 共 39 页 摘 要 对于一台全自动洗衣机而言，首先要求能完成洗衣的基本功能；同时还要根据用 户的不同需求设置几种不同的洗衣程序；还要考虑水流的情况决定洗涤的强弱情况； 另外，还要对洗衣过程出现的故障进行诊断，保证高速运转等。 本设计是以单片机 AT89C52 芯片作为核心元件，与直流电机、LED 显示电路等构成 模拟洗衣机系统，利用单片机的电源电路、时钟电路、复位电路以及直流电机控制电 路、按键电路、显示电路组成该系统。具有实时显示洗衣机各种工作状态的特点，同 时还利用 C 语言编程，实现了洗
7、衣机自动化。本设计的模拟全自动洗衣机的主要功能 有七项：四种洗衣工作程序（即标准程序、经济程序、单独程序和排水程序） ；具有强、 弱洗涤功能；脱水功能。 关键词关键词 全自动洗衣机；AT89C52；C 语言 四川信息职业技术学院毕业设计说明书(论文) 第 1 页 共 39 页 第章 绪论 现今，高效，节能，环保型的洗衣机在市场上一直占据了主导地位。近年来随着 计算机在社会领域的渗透，单片机的应用正在不断地走向深入，同时带动传统洗衣机 的更新发展。单片机在日常生活中运用比较广泛，洗衣机智能控制系统就是以单片机 控制为核心的智能控制系统，它把以往洗衣机繁琐的操作简单化，不但其功能显著提 高，还增加
8、了难以实现的功能，同时也提高了控制精确度。硬件与软件相结合实现了 洗衣机智能化和自动化。随着人们生活水平的不断提高，单片机智能控制无疑是人们 追求的目标之一，它给人们所带来的方便也是不可估计的。单片机技术也在各个领域 应用越来越广泛，同时用单片机设计的各种家用电器也被人们所关注，一时间涌现出 大量各式各样的新型电器，这些家用电器的原理到底是怎样的呢？说到底也是单片机 运用的范畴，其中洗衣机就是一个典型的例子，但人们对它的要求越来越高，要为现 代人生活提供更好的更方便的设施就需要从单片机技术入手，一切向着数字化，智能 化控制方向发展。目前的洗衣机都没有实现全方面的兼容，大多洗衣的厂家都注重各 自
9、品牌的洗衣机的特长，突出一两个与别的洗衣机不同的个性化的功能。洗衣机的各 项功能是由单片机控制实现的，目前中国洗衣机市场正进入更新换代期，市场潜力巨 大，人们对于洗衣机的要求也越来越高，目前的洗衣机主要有强弱洗涤、进排水系统 故障自动诊断、暂停等七大功能，在许多方面还不能达到人们的需求。这就要求设计 者们有更高的专业和技术水平，能够提出更好的建议和新的课题，将人们的需要变成 现实，设计出更节能、功能更全面、更人性化的全自动洗衣机。 四川信息职业技术学院毕业设计说明书(论文) 第 2 页 共 39 页 第 2 章 方案设计与论证 2.1 方案一 采用模数电设计，由秒脉冲发生器、计数器、译码器、控
10、制门、继电开关、功放 和执行电机部分组成主体电路。显示电路由数码管和洗涤时间计数器组成，洗衣机在 进行洗涤时具有显示时间的功能。 洗涤时间显示 秒脉 冲发 生器 60 进 制计 数器 洗涤 时间 计数 器 控 制 门 功 放 继 电 开 关 执 行 电 机 时间译码 清零 置数 图 2-1 方案一 2.2 方案二 CPU 控制模 块 电机调速控制模块 显示模块 电源模块 复位模块 时钟模块 控制模块 图 2-2 方案二 采用单片机设计，以 AT89C52 单片机为核心元件，由时钟电路、复位电路、电源 四川信息职业技术学院毕业设计说明书(论文) 第 3 页 共 39 页 电路、显示电路、按键电路
11、和执行电机部分组成。电机电路部分是利用三极管产生的 压降，输入的高低电平使电机产生正转和反转。显示电路采用八个 LED 和八个电阻与 单片机相连，利用 C 语言编程实现洗衣机自动化显示功能。此方案设计的洗衣机主要 有强弱洗涤、进排水系统故障自动诊断、暂停等七大功能。 2.3 方案论证与选择 目前中国洗衣机市场正进入更新换代期，市场潜力巨大，人们对于洗衣机的要求 也越来越高。从以上两种方案，容易看出方案一选用了计数器、译码器、秒脉冲发生 器、功放等电路，功能比较单一，电路复杂，体积较大，单线性误差大，实现不方便。 方案二电路简单，功能相对强大，体积较小，方便灵活；洗衣机主要有强弱洗涤、进 排水系
12、统故障自动诊断、暂停等七大功能。因此，设计出基于单片机的全自动洗衣机 控制电路系统具有很强的实用性。故本次设计采用方案二。 四川信息职业技术学院毕业设计说明书(论文) 第 4 页 共 39 页 第 3 章 系统硬件设计 硬件设计是整个系统的基础，要考虑的方方面面很多，除了实现洗衣机基本功能 以外，主要还要考虑如下几个因素：系统稳定度；器件的通用性或易选购性； 软件编程的易实现性；系统其它功能及性能指标；因此硬件设计至关重要。现从各 功能模块的实现逐个进行分析探讨。 3.1 总体设计及功能描述 本设计以单片机 AT89C52 为控制核心，采用模块化设计，共分以下几个功能模块： 单片机控制系统模块
13、、电源模块、时钟模块、复位模块、按键控制模块、直流电机控 制模块和显示模块等。洗衣机主要有强弱洗涤、进排水系统故障自动诊断、暂停等七 大功能。 3.2 各功能模块硬件设计 3.2.1 单片机控制模块的设计 AT89C52 单片机是一种高效微控制器，也是低功耗高性能单片机。单片机是本设 计的核心主要起控制作用，采用 40 引脚双列直插封装形式，32 个外部双向输入/输出 （I/O）端口，同时内含 2 个外中断口，2 个 16 位可编程定时计数器,2 个全双工串行 通信口，因为受引脚数目的限制，所以有不少引脚具有第二功能。外形及引脚排列如 图 3-1 所示。 AT89C52 单片机的主要管脚功能：
14、 VCC：供电电压。 GND：接地。 P0 口：P0 口为一个 8 位漏级开路双向 I/O 口，每脚可吸收 8TTL 门电流。当 P1 口 的管脚第一次写 1 时，被定义为高阻输入。P0 能够用于外部程序数据存储器，它可以 被定义为数据/地址的第八位。 P1 口：P1 口是一个内部提供上拉电阻的 8 位双向 I/O 口，P1 口缓冲器能接收输出 4TTL 门电流。P1 口管脚写入 1 后，被内部上拉为高，可用作输入，P1 口被外部下拉为 四川信息职业技术学院毕业设计说明书(论文) 第 5 页 共 39 页 低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。 P2 口：P2 口为一个内部上拉电阻的
15、8 位双向 I/O 口，P2 口缓冲器可接收，输出 4 个 TTL 门电流，当 P2 口被写 1 时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此 作为输入时，P2 口的管脚被外部拉低，将输出电流。 P3 口：P3 口是 8 个带内部上拉电阻的双向 I/O 口，可接收输出 4 个 TTL 门电流。 当 P3 口写入 1 后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉 为低电平，P3 口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。RST：复位输入。当振荡器 复位器件时，要保持 RST 脚两个机器周期的高电平时间。 ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地
16、址的地位 字节。在 FLASH 编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE 端以不变的频率周 期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的 1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用 于定时目的。 ：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器PSEN 周期两次有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的信号将不出现。PSENPSEN /VPP：当保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH） ，不EAEA 管是否有内部程序存储器。注意加密方式 1 时，将内部锁定为 RESET；当端保EAEA 持高电平时，此间内部程序存储器。在 FLASH 编程期间，此引脚也用于施加 12V 编程 电源（VPP） 。 四川信息职业技术学院毕业设计说明书(论文) 第 6 页 共 39 页 图 3-1 AT89C52
