《单片机原理及应用课程设计洗衣机控制器设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《单片机原理及应用课程设计洗衣机控制器设计（33页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、单片机原理及应用课程设计专 业： 自动化 设计题目： 洗衣机控制器设计 班级：自0856 学生姓名： 郜辉学号： 24 指导教师： 分院院长：教研室主任： 电气工程学院一、课程设计任务书 1.设计内容1）以89C51单片机为核心器件组成控制器，采用定时中断实现精确时间定时；用A/D转换对水温进行检测。2）利用提供的单元模块构成硬件系统。2.设计要求要求：1）基本功能：使用6位LED显示器，4位用来显示时间；显示格式为“分分秒秒”；2位显示温度值，4个键组成键盘，可设置洗衣机整个工作过程中各段时间，热加热温度设定。按键启动、停止等。键盘：功能键、移位键、加1键、启动/停止键。2）扩展功能： 增加
2、定时启动功能。3. 课程设计报告要求 1）自行设计系统硬件结构，硬件图纸要求B5图纸打印；图纸符合电气规范、美观。2）编写系统程序，要求程序书写规范，功能完全；3）书写报告，3千字左右，报告按照设计过程来进行撰写，文后需要附系统硬件原理图一份。4）课程设计总结（可包括课程设计过程中的收获、体会及对该课程设计的意见、建议等）。5）参考图书及文献清单。3、参考资料1李广弟,朱月秀,王秀山编著.单片机基础. 北京:北京航空航天大学出版社,20012 何立民编著.MCS-51系列单片机应用系统设计系统配置与接口技术.北京:北京航空航天大学出版社,19993 蔡美琴等编著.MCS-51 单片机系统及应用
3、.北京:高等教育出版社.19924.设计进度（2010年6月14日至6月27日） 时间设计内容第1-2天查阅资料，方案比较、设计与论证，理论分析与计算第3-5天硬件焊接、单元电路调试第6-8天系统调试第9-10天书写报告、答辩5.设计地点新实验楼 308、313二、评语及成绩评分项目评分标准量化分数1.独立分析与解决问题的能力很强较强一般不能102单片机系统设计能力很强较强一般较差很差353.报告撰写情况规范整洁逻辑杂乱有错误254.辅导答疑积极认真应付消极105.设计态度积极认真应付消极106.出勤全勤缺勤次数10附加评语量化总分成绩：指导教师：单片机课程设计报告班 级： 自0856 姓 名
4、： 郜辉 学 号： 24 指导教师： 唐耀武 撰写日期： 2010-7-6 目录目 录第一章 课程设计内容与要求分析11.1课程设计内容11.2课程设计要求分析11.2.1系统单元电路组成1 1. 2. 2 加热器的工作原理 .11 .2 .3 显示接口的设计1 1. 2. 4 键盘接口的设计. 2 1. 2. 5 74LS16的简介.3 1. 2. 6 74LS39的简介.4 1. 2. 7 ADC0809的工作原理.5第二章 控制系统程序设计6 2. 1 加热器程序的程图20 2.2加热器程序清单.20单片机原理及应用课程设计总结21参考文献22附录23第二章课程设计内容与要求分析第一章
5、课程设计内容与要求分析1.1课程设计内容以89C51单片机为核心器件组成控制器，采用定时中断实现精确时钟定时；用A/D转换对水温进行检测。利用提供的单元模块构成硬件系统。1.2课程设计要求分析基本功能：使用6位LED显示器，4位用来显示时间；显示格式为“时时分分”；秒用LED指示；2位显示温度值，4个键组成键盘，可设置热水器启动和停止时间，加热温度设定。随时按键启动、停止等。键盘：功能键、移位键、加1键、启动/停止键。扩展功能： 增加多时段启动/停止功1.2.1加热器的工作原理 加热器开始工作进行程序初始化，等待按键如果有按键按下判断是否是启动键，如果是内部标志位取反进行启动。利用A/D转换来
6、控制温度是否达到预定值。否则是功能键进行设定。如果没有按键，是否有定时启动和时间对比是否到时，时间到即开始启动。1.2.2系统单元电路组成8031单片机是Intel公司生产的MCS-51系列单片机中的一种，除无片内ROM外，其余特性与MCS-51单片机基本一样。8031单片机都采用40引脚的直插封装（DIP方式），在单片机的40条引脚中有2条专用于主电源的引脚，2条外接晶体的引脚，4条控制或与其它电源复用的引脚，32条输入/输出（I/O）引脚。8031单片机的引脚除了电源、复位、时钟接入，用户I/O口外，其余管脚是为实现系统扩展而设置的。这些引脚构成8031单片机片外三总线结构，即： 地址总线
7、（AB）：地址总线宽为16位，因此，其外部存储器直接寻址为64K字节，16位地址总线由P0口经地址锁存器提供8位地址（A0至A7）；P2口直接提供8位地址（A8至A15）。 数据总线（DB）：数据总线宽度为8位，由P0提供。控制总线（CB）：由P3口的第二功能状态和4根独立控制线RESET、EA、ALE、PSEN组成。1. 2 .3 显示接口电路的设计键盘和显示电路是人机交互的重要手段。控制键是用户干预系统运行的唯一接口，也是用户比较关心的问题。为了实现控制器对时间与温度的设定及显示功能，串行显示电路采用串入并出芯片74LS164驱动4位数码管实现时间与温度的静态显示。该电路只使用80C51的
8、3个端口，配接4片串入并出移位寄存器74LS164与1片三端可调稳压器LM317T。其中74LS164的引脚Q0Q7为8位并行输出端;引脚A、B为串行输入端;引脚CL K为时钟脉冲输入端，在CLK脉冲的上升沿作用下实现移位，在CLK=0、清除端MR=1时，74LS164保持原来数据状态;MR=0时，74LS164输出清零，其显示电路如图:74ls164其工作过程如下:80C51的串行口设定在方式0移位寄存器状态下，串行数据由P3.0发送，移位时钟由P3.1送出。在移位时钟的作用下，串行口发送缓冲器的数据一位一位地移入74LS164中。4片74LS164串级扩展为4个8位并行输出口，分别连接到4
9、个LED显示器的段选端作静态显示。需要指出的是，由于74LS164无并行输出控制端，因而在串行输入过程中，其输出端的状态会不断变化，造成不应显示的字段仍有较暗的亮度，影响了显示的效果。以往的做法是在74LS164的输出端加接4片锁存器或三态门，使移位寄存器串行输入数据时其输出端的变化不反映到LED上，待串行输入结束后再打开锁存器或三态门，将稳定的显示数据送给LED。本设计电路的独特之处在于仅采用了1片三端可调稳压器LM317T，317T的3、2脚分别是电压输入、输出端，317T的1脚是电压调整端，脚2输出电压随脚1电压而变化。脚1与接地电阻之间并一个NPN三极管，它的基极受P1.7口线控制，串
10、行输入时P1.7口线为高电平，三极管饱和导通使317T的脚1约为0.3 V，脚2输出电压随之下降到1.5 V，不足以使共阳极LED发光，故此时串行输入的影响不会反映到LED上；串行输入结束后，使P1.7口线为低电平，三极管截止，脚2输出电压因脚1电压增高便上升到2.0V使LED正常发光。因此，1片三端可调稳压器LM317T起到了4片锁存器的作用使LED显示不会闪烁。本电路的另一优点是通过可调电位器P1可在线调整脚2的输出电压，使LED的显示亮度均匀可调，而且省掉了大量的LED限流电阻。1. 2. 4 键盘电路设计四键模式：功能键（P1.0）、移位键(P1.1)、加1键(P1.2)、启动键(P1
11、.3)在定时设定时，是定时功能取消键。启动键按一下启动，再按一下停止。键盘电路跟显示电路一样采用扫描方式，并利用动态显示时的数码管驱动位置信号来判断相应按键的状态单片机的P33P35口输出的BCD码经译码器译码后，相应的Y口呈低电平，而AT89C205 1的P37口平时为高电平(由于有上拉电阻)，只有当某一按键按下时，P37才被下拉为低，这时，单片机将利用程序查询P37是否为低，如果P37为低电平，则读回单片机P33P35口的值(从缓冲区读取)，并判断是那个按键按下然后调用相应的处理程序进行处理1.2.5 74LS164简介ls164为8位移位寄存器,其主要电特性的典型值如下：54/74164
12、 185mW 54/74LS164 80mW当清除端（CLEAR）为低电平时，输出端（QAQH）均为低电平。 串行数据输入端（A，B）可控制数据。当 A、B任意一个为 低电平，则禁止新数据输入，在时钟端（CLOCK）脉冲上升沿作用下Q0 为低电平。当A、B 有一个为高电平，则另一个就允许输入数据，并在CLOCK 上升沿作用下决定Q0 的状态.164为8位移位寄存器, 门控(赋能/禁止)串行输入,并行输出; 全为缓冲的时钟和串行输入; 异步清除其主要电特性的典型值如下: 型号 fm pn 54/74164 36mhz 185mw 54/74ls16436 mhz 80mw 当清除端(clear)
13、为低电平时,输出端(qa-qh)均为低电平. 串行数据输入端(a,b)可控制数据.当a,b任意一个为低电平,则禁止新数据输入,在时钟端(clock)脉冲上升沿作用下q0为低电平.当a,b有一个为高电平,则另一个就允许输入数据,并在clock上升沿作用下决定q0的状态. 引出端符号 clock 时钟输入端 clear 同步清除输入端(低电平有效) a,b 串行数据输入端 qa-qh 输出端 逻辑及封装图 双列直插封装 极限值 电源电压7v 输入电压为5.5v 工作环境温度 54164 -55125 74164 -070 储存温度-65150 真值表 h-高电平 l-低电平 x-任意电平 -低到高电平跳变 qa0,qb0,qh0 -规定的稳态条件建立前的电平 qan,qgn -时钟最近的前的电平 时序图为推荐工作条件: 54/74164 最小 额定 最大 单位 54 4.5 5 5.5 电源电压vcc74 4.75 5 5.25 v 输入高电平电压vih2 v 输入低电平电压vil 0.8 v 输出高电平电流ioh -400 ua 输出低电平电流iol 8 ma 时钟频率fcp0 25 mhz 脉冲宽度tw clock,clear 20 ns 建立时间tset 25 ns 保持时间th5 ns
