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1、 西华大学课程设计说明书洗衣机控制电路设计摘 要：本文提出了一个洗衣机控制电路的设计方案，该装置通过AT89C51单片机控制电机动力模块，数码管显示模块，按键控制模块等单元电路来实现洗衣机的自动控制。经过软件控制，控制电机转动方向，并通过LED显示出洗衣机工作状态以及相应工作状态下地时间，控制设定工作状态和紧急情况制动。关键词：数码管，AT89C51，时钟电路，Abstract: This is a circuit design scheme of a washing machine,the device through the AT89C51 control motor driving mo
2、dule, the LED display module, button control module unit circuit to realize the automatic control of the washing machine. After software control, control motor rotation direction, and displayed by LED out of the washing machine working state and the corresponding working state and time, control conf
3、iguration working status and emergency brake.Keywords: LED，AT89C51，clock circuit，2目录1前言32 整体方案设计42.1 方案论证42.2方案比较53单元模块设计53.1CPU控制电路53.1.1AT89C51 介绍53.1.2晶振电路73.2 LED显示电路83.2.1 数码管02821A介绍93.3键盘输入电路93.4电机控制电路103.4.1 74LS00介绍113.4.2三极管9013介绍133.5报警电路133.5.1三极管9012介绍144软件设计155系统技术指标及精度和误差分析266设计结论277
4、设计小结288 参考文献29附录1 原理图301前言洗衣机是现代家庭必不可少的家电之一，它为人们的生活提供了很多得便捷。从第一台洗衣机发明到现在，洗衣机经过了几次重大的革命。其中70年代电子技术的引入使洗衣机自动化智能化便是最近的革命。洗衣机自动化使洗衣机使用更人性化，更便捷。洗衣机引入微机控制，使其更节省使用者洗衣时的时间，在洗涤衣物的时候，调好洗衣机的洗涤状态便可以让洗衣机自主洗涤，不用人力看管。微机的引入，让人机界面更加直观，使用更加方便。本文拟设计一个洗衣机的控制电路，包括各个模块硬件电路的设计和软件设计。2 整体方案设计本设计的整体思路是：以单片机AT89C51为核心，以74LS19
5、0，74LS48等外围器件构成洗涤时间控制输入，洗涤状态显示，电机控制电路，报警电路。达到洗衣机的自动控制。洗涤时，电机正转60秒，停5秒，再反转60秒，停5秒为一个洗涤周期。通过洗涤时间电路控制输入洗涤周期数。LED显示洗涤状态。报警电路提示人们洗涤完成或者洗涤出现故障。2.1 方案论证设计时，我考虑了两种方案，具体如下：方案一，全模拟电路实现方案全部采用模拟电路的方法搭建一个控制电路，实现洗衣机的自动控制。 方案二，微机自动控制式以AT89C51为核心，构建一个洗衣机自动控制电路。由按键输入系统输入洗涤时间交给CPU，经过CPU发出指令给电机控制电路，进行洗涤的自动控制，并且通过LED显示
6、出洗衣机工作状态，方便用户查看洗涤情况。洗涤完成，报警电路发出报警，提示用户洗涤完成。（如图1）CPUAT89C51按键输入 电路电机控制电路LED显示电路报警电路图12.2方案比较方案一的优点是成本低廉。但是模拟电路设计复杂，调试难度大，使用调节不够方便和直观。方案二的优点是，人机界面更人性化，电路设计简单，调试较容易，使用环境要求低，使用更方便，更加节约电能。因此我选择了第二种方案。3单元模块设计本设计单元模块包括：CPU控制模块，按键输入模块，LED显示模块，电机控制模块和报警模块。3.1CPU控制电路以AT89C51作为CPU，加上基本外围电路：复位电路，晶振电路，电源电路，构成CPU
7、控制电路。3.1.1AT89C51 介绍AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROMFalsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。AT89C2051是一种带2K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的单片机。单片机的可 擦除只读存储器可以反复擦除100次。该器件采用 ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多 功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，AT89C2051是它
8、的一种精简版本。AT89C单片机 为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。2管脚说明：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。在FIASH编程时，P0口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。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口被外部下拉为低电平时，将输出电
9、流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。 P2口：P2口为一个内部上拉电阻的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。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存 储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器 的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。P3口：P3口管脚是
10、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。P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示：口管脚 备选功能P3.0 RXD（串行输入口）P3.1 TXD（串行输出口）P3.2 /INT0（外部中断0）P3.3 /INT1（外部中断1）P3.4 T0（记时器0外部输入）P3.5 T1（记时器1外部输入）P3.6 /WR（外部数据存储器写选通）P3.7 /RD（外部数据存储器读选通）P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。RS
11、T：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。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器 时，将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。此时， ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。/PSEN：外部程序存储器
12、的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。/EA/VPP：当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时， /EA将内部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时，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）。XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。XTAL2：来自反向振荡器的输出。3.1.2晶振电路XTAL1和XTAL2分别为反向放大器的输入和输出。该反向放大器可以配置为片内振荡
13、器。石晶振荡和陶瓷振荡均可采用。如采用外部时钟源驱动器 件，XTAL2应不接。有余输入至内部时钟信号要通过一个二分频触发器，因此对外部时钟信号的脉宽无任何要求，但必须保证脉冲的高低电平要求的宽度。电路连接(如图2)图23.2 LED显示电路通过单片机的P0口的0至7控制数码管的ah管脚，P20和P21为数码管的片选信号。（如图3）图33.2.1 数码管02821A介绍02821A是一种两位数共阴极码管，表面颜色为黑色胶体颜色为乳白色。（如图4）图4引脚排布(如图5) 图5参数（Ta=25）3.3键盘输入电路用三个按键控制洗衣机循环次数，S1表示次数加，S2表示次数减，S3表示确定。其中S1接单
14、片机P1.0口，S2接单片机P1.1口，S3接单片机P1.2口。（如图6） 图63.4电机控制电路用三个发光二极管(LED)表示三个工作状态，其中红色表示正转，黄色表示待机，绿色表示反转。用单片机的P2.2控制正转通路，P2.3控制反转通路，如果电机正转，P2.2输出高电平使T1和LED1导通，如果反转，P2.3输出一个高电平使T2和LED3导通。如果待机，P2.2和P2.3都输出低电平。经过与非门IC2后，使LED2导通，显示待机状态。电路图（如图7）图73.4.1 74LS00介绍00系列为四组2输入端与非门（正逻辑），共有54/7400、54/74H00、54/74S00、54/74LS00四种线路结构形式，其主要电特性的典型值如下：型号Tplh(ns)tPHL(ns)Pd(mW)5400/74001174054H00/74H005.96.29054S00/74S00337554LS00/74LS009109引出端符号 1A4A，1B4B输入端 1Y4Y输出端 封装图（如图8）双列直插封装 图8极限值电源电压.7V 输入电压 54/7400、54/74H00、54/74S00.5.5V 54/74LS007V AB间电压 除54/74LS00外5.5V 工作环境温度54XXX . -55125 74XXX .
