单片机在生活中的应用
单片机在生活中的应用
调查报告
单片机在全自动洗衣机中的应用实例
自动洗衣机的洗衣程序
洗衣机面板上有4个按钮K1、K2、K5和K6。K1用于水流选择，分两档：普通水流和柔和水流；K2用于洗衣周期选择，可以选择洗涤、漂洗和脱水三个过程；K5是暂停开关；K6是洗衣程序选择键。洗衣程序分为标准程序和经济程序。
洗衣机的标准洗衣程序是：洗涤——脱水——脱水——漂洗——脱水——漂洗——脱水。经济洗衣程序少一次漂洗和脱水过程。
1．涤过程
通电后，洗衣机进入暂停状态，以便放好衣物。若不选择洗衣周期，则洗衣机从洗涤过程开始。当按
暂停开关键K5时，进入洗涤过程。首先进水阀FV通电，打开进水开关，向洗衣杨供水；当到达预定水位时，水位开关K4接通，进水阀断电关闭，停止进水；电机MO接通电源，带动波轮旋转，形成洗衣水流。电机MO是一个正反转电机，可以形成往返水流，有利于洗涤衣物。
2．脱水过程
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洗涤或漂洗过程结束后，电机MO停止转动，排水阀MG通电，开始排水。排水阀动作时，带动离合器动作，使电机可以带动内桶转动。当水位低到一定值时，水位开关K4断开，再经过一段时间后，电机开始正转，带动内桶高速旋转，甩干衣物。
3．漂洗过程
与洗涤过程操作相同，只是时间短一些。全部洗衣工作完成后，由蜂鸣器发出音响，表示衣物已洗干净。
洗衣机控制器的硬件组成原理
洗衣机控制器由单片机AT89S051为控制器的核心所构成，该控制器具有以下特点：（1）具有较强的抗干扰能力，当受到外部强干扰，程序出错时，可以自动使系统复位重新执行程序。
（2）采用无噪声、无电磁干扰的双向晶闸管作为控制元件，控制电磁阀和电机。
（3）具有欠压和过压保护，欠压时，控制器不工作；超压时，保护电路起作用。
（4）具有瞬间掉电保护功能，电源短时间停电后，电压恢复时，能够维持原运行程序的工作状态并继续完成洗衣程序。
（5）各种操作和洗衣机的运行状态均用LED显示。
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1．单片机AT89S051
AT89S051内部含有2个多功能定时/计数器，2K字节的ROM和144字节的寄存器阵列。AT89S51是一个低功耗，高性能CMOS 8位单片机，片内含4k Bytes ISP(In-system programmable)的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元，AT89S51在众多嵌入式控制应用系统中得到广泛应用。主要性能特点:
1、4k Bytes Flash片内程序存储器；
2、128 bytes的随机存取数据存储器（RAM）；
3、32个外部双向输入/输出（I/O）口；
4、5个中断优先级、2层中断嵌套中断；
5、6个中断源；
6、2个16位可编程定时器/计数器；
7、2个全双工串行通信口；
8、看门狗（WDT）电路；
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9、片内振荡器和时钟电路；
10、与MCS-51兼容；
11、全静态工作：0Hz-33MHz；
12、三级程序存储器保密锁定；
13、可编程串行通道；
低功耗的闲置和掉电模式。管脚说明
VCC：电源电压输入端。
GND：电源地。
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。
XTAL1：片内振荡器反相放大器和时钟发生器的输入端。
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XTAL2：片内振荡器反相放大器的输出端。
电源电路部分
控制器的电源由变压器B、整流二极管D14~D19、滤波电容C1和稳压集成电路7806组成。7806输出的电压分三路分别用于晶闸管触发，提供键盘输入和LED显示，以及提供单片机的电源。后两路各经过一个二极管和一个电容，当7806的输出电压下降时，还可以依靠电容保持的能量，
持电路再工作一段时间。晶体管T11、T10和稳压管DW组成欠压保护电路。当电源电压不足，T11的基极电压小于
时，T11截止，T10也截止。AT89S051的端没有电压，常为低电平。T12截止，造成T5~T9的发射极均悬空，因此T5~T9截止，不受AT89S051控制。这时，虽然AT89S051能够正常工作，但外围控制元件全部关断，洗衣机不工作。单片机的端输入判别欠压保护电路工作状态的信号，只有当电压正常后，单片机才开始执行洗衣程序。
当电源电压超过使用电压时，压敏电阻MR的阻值会突然变小，使电压不能超过保护电压值，当过压时间较长时，则会烧断保险丝RD。
3．过零检测电路
过零检测电路由晶体管T14，变压器B和二极管D17~D19组成。D17起隔离作用，在电压为零时，
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脉动电压为零，T14截止。由于T14的集电极电阻接到T10的集电极，只有在T10导通，即电源电压正常，T14才能在电源电压过零时输出高电平。AT89S051的端检测过零信号。
4．键盘和显示电路
键盘由K1~K6组成，其中K3、K4是检测开关，按键状态的检测采用扫描方法，由单片机的~输出扫描信号，使晶体管T1~T3轮流导通，T1~T3输出的高电平通过二极管D1~D6后扫描每个键。6个键分为两组，按键信号由和输入。和常态为低电平，当按下某一键，并且高电平扫描到这个键时，或输入才变为高电平。AT89S051检测到这个高电平，再根据当前扫描到哪一位，即可判别出哪个键按下，D1~D6的作用是防止多个键同时按下时，对三条扫描线产生的短路。
显示电路由LED1~LED7组成。显示方式采用动态扫描方式，列扫帚信号线与行扫帚线共用，行显示信号直接由AT89S051的~驱动。由于LED要求的亮度不，所以驱动电流不大，约9mA。每个LED显示的时间是总的显示时间的1/3，平均电流约为3mA。
5．双向晶闸管触发电路
双向晶闸管采用直流触发，晶闸管的门极由晶体管T5~T8控制，晶体管导通时，触
发双向晶闸管
导通，第Ⅱ~Ⅲ象限触发，T5~T8的集电极电阻用于限流。由于1A和3A的双向晶闸管所需要的触发电流较小，容易受外界的干扰。为了提高系统的抗干扰能力，在1A和3A的双向晶闸管触发回路中各并联一个的电容，抑制瞬时的干扰信号。两个8A的双向晶闸管用于控制电机MO正转和反转。这两个晶闸管在任何时候最多只允许一个导通，如果两个同时导通，则会损坏晶闸管。两个8A双向晶闸管的两个主电极上并联一个100Ω的电阻和的电容组成阻容回路，用来吸收双向晶闸管两主电极之间的瞬时电压脉冲,保护双向晶闸管。