基于单片机的洗衣机控制系统

题目基于单片机的洗衣机控制系统

专业姓名学号

一、任务

以AT89C51单片机为控制核心，利用独立键盘、LED显示电路、直流电机等部分模拟一套完整的洗衣机模型控制系统。

二、设计要求

[1] 利用独立键盘模拟洗衣机操作按钮，K1为设置洗衣操作时间，K2为电机启动按钮，当K2按下后，电机正转30秒后，反转30秒后，反复执行此操作到洗衣操作时间结束。

[2] 利用LED显示单元，显示时间信息。

[3] 基本电路包括：单片机最小系统、电机驱动电路、LED显示电路等。

[4] 提交设计报告、电路图及程序源码。

三、参考资料

[1] 张毅刚.单片机原理及应用[M]. 北京：高等教育出版社.2003:160-190.

[2] 李光飞.单片机C程序设计实例指导[M].北京:北京航天航空大学出版社.2005.9.

[3]王晓娟.单片机原理及应用系统设计.[M].北京:机械工业出版社.2012.8

[4] 韩全立，赵德申.微机控制技术及应用[M]北京:机械工业出版社.2003.6

[5]. 周润景.基于Proteus的电路与单片机仿真系统设计与仿真[M]. 北京:北京航空航天大学出版社. 2005..7

[6] 万光毅.单片机实验与实践教程[M]. 北京：北京航空航天大学出版

社.2005.1.

完成期限2013.7.1 - 2013.7.10

指导教师

专业负责人

2013年6月29

目录

第1章绪论 (1)

1.1什么是单片机 (1)

1.2单片机的结构 (1)

1.3 AT89C51单片机的引脚功能 (1)

1.4 本设计任务 (5)

第2 章总体方案论证与设计 (6)

2.1 总体硬件组成框图 (6)

第3章系统硬件设计 (8)

3.1 显示电路与按键控制设计 (8)

3.2 电动机的控制电路 (8)

3.3 硬件总体电路设计 (8)

第4章系统的软件设计 (10)

4.1 主程序设计 (10)

4.2 显示程序设计 (11)

4.3 电机程序设计 (11)

结论 (12)

参考文献 (13)

附录1 仿真效果图 (14)

附录2 程序 (15)

第1章绪论

1.1什么是单片机

单片机即单片微型计算机。（Single-Chip Microcomputer ），是集CPU 、RAM 、ROM 、定时器、计数器和多种接口于一体的微控制器。这样所组成的芯片级芯片级微型计算机称为单片微型计算机（Single-Chip Microcomputer ），简称位单片微机或单片机。他体积小，成本低，功能强，广泛应用于智能产品和工业自动化上。由于单片机的硬件结构与指令系统都是按工业控制要求设计的，常用于工业的检测、控制装置中，因而也称为微控制器或嵌入式控制器。单片机按用途可分为通用型和专用型两大类，按内部数据通道的宽度又可分为４位、８位、１６位及３２位。而51 单片机是各单片机中最有代表性的一种[1]。

1.2单片机的结构

AT89C51 芯片内部集成了CPU、RAM、ROM、定时/计数器和I/O口等各功能部件，并由内部总线把这些部件连接在一起。

AT89C51 单片机内部包含以下一些功能部件：

(1) 一个8位CPU；

(2) 一个片内振荡器和时钟电路；

(3) 4KB 的ROM

(4) 128x8字节内部RAM；

(5) 可寻址64KB的外ROM和外RAM控制电路；

(6) 两个16位定时/计数器；

(7) 21个特殊功能寄存器；

(8) 4个8位并行I/O口，共32条可编程I/O端线；

(9) 一个可编程全双工串行口；

(10) 5个中断源；

1.3 AT89C51单片机的引脚功能

AT89C51单片机一般采用双列直插DIP封装，共40个引脚，图1-2为单片机引脚排列图。40个引脚大致可分为4类：电源、时钟、控制和I/O引脚。

图1-2 单片机引脚排列图

1.3.1电源

(1)VCC（40脚）——芯片电源，接+５Ｖ；

(2)VSS（GND20脚）——接地端。

1.3.2时钟

XTAL1（19脚）、XTAL2（18脚）——晶体振荡电路反相输入端和输出端。使用内部振荡电路时外接石英晶体如图1-3[2]。

图1-3晶体振荡电路

1.3.3控制信号引脚线

控制线共有4根，其中3根是复用线。所谓复用线是指具有两种功能，正常使用时是一种功能，在某种条件下是另一种功能。

（1）ALE/PROG（30脚）地址锁存允许/片内EPROM编程脉冲。

①ALE功能：用来锁存P0口送出的低8位地址。

AT89C51在并行扩展外存储器（包括并行扩展I/O口）时，P0口用于分时传送低8位地址和数据信号，且均为二进制数。那么如何区分是低8位地址还是8位数据信号呢？当ALE为高电平时，P0口传送的是低8位地址信号；ALE为低电平时，P0口传送的是8位数据信号。在ALE信号的下降沿，锁定P0口传送的内容，即低8位地址信号[3]。

②PROG功能：片内有EPROM的芯片，在EPROM编程期间，此引脚输入编程脉冲。

PSEN（29脚）——外ROM读选通信号。

80C51读外ROM时，没个机器周期内PSEN两次有效输出。PSEN可作为外ROM芯片输出允许OE的选通信号。在读内ROM或读外RAM时，PSEN无效。PSEN可驱动8个LSTTL门电路。

(3) RST/Vpd（9脚）——复位/备用电源。

①正常工作时，RST（Reset）端为复位信号输入端，只要在该引脚上连续保持两个机器周期以上高电平，80C51芯片即实现复位操作，复位后一切从头开始，CPU从0000H开始执行指令。8051的复位方式可以是自动复位，也可以是手动复位，见下图1—4上电自动复位电路和图1—5手动复位电路。

图1-4上电自动复位电路图1-5 手动复位电路

②Vpd功能：在Vcc掉电情况下，该引脚可接上备用电源，由Vpd向片内供电，以保持片内RAM中的数据不丢失[4]。

(4) EA/VPP（31脚）——内外ROM选择/片内EPROM编程电源。

①EA功能：正常工作时，EA为内外ROM选择端。AT89C51单片机ROM 寻址范围为64KB，其中4KB在片内，60KB在片外。当EA保持高电平时，先访问内部ROM，但当PC（程序计数器）值超过4KB（0FFFH）时，将自动转向