基于单片机的洗衣机控制系统设计与制作.pdf

目录第1章任务与要求.11.1课题概述.11.2课题设计内容与功能.11.2.1主要设计内容.11.2.2 要求.1第2章洗衣机控制系统的设计与分析.32.1设计背景.32.2设计目的与意义.32.3需求与分析.32.3.1功能指标要求.32.3.2工艺要求.32.4产品设计实施计划.4第3章 方案设计与论证.53.1设计依据.53.2总体方案框架设计分析.53.3方案的选择与设计.53.3.1单片机的选择与确定.53.3.2 显示模块的选择与确定.63.3.3电机驱动电路的选择与确定.63.3.4电机的选择与确定.63.3.5传感器的选择与确定.73.4方案确定（论证）.73.5成本预算.7第4章 各单元设计.94.1硬件电路设计.94.1.1 STC 8 9C 52单片机最小系统.94.1.2蜂鸣器报警电路.1 14.1.3数码管驱动电路.1 14.1.4数码管显示电路.1 24.1.5继电器驱动电机正反转电路.1 24.1.6进水阀与出水阀控制电路.1 44.1.7水位传感器电路.1 44.2程序设计.1 54.2.1主程序设计思路.1 54.2.2数码管子程序设计.1 74.2.3电机正反转子程序设计.1 74.2.4洗衣机脱水子程序设计.1 84.2.5中断服务函数子程序设计.1 8第5章样机试制.2 05.1样机试制条件分析.2 05.2试制步骤.2 05.2.1试制准备.2 05.2.2试制过程.2 05.3成本核算.2 4总结.2 5参考文献.2 6致谢.2 7附录I电路图.2 8附录II实物.3 1II第1章任务与要求1.1课题概述洗衣机作为现代社会的产物，早在上个世纪就进入了我们的生活。大型的经济建设，尤 其是蓬勃发展的房地行业，为国内洗衣机行业开辟了更广阔的市场。随着经济建设的不断高 速发展，我国对洗衣机的需求不断增长。因此，中国形成了一个更大的洗衣机市场。过去，中国主要依靠进口技术，国内洗衣机制造商主要依靠进口洗衣机作为销售代理或售后维修运 营。但随着技术的创新和对外交流，中国几乎可以生产出当今经济建设所需的各种洗衣机。作为一个国家的新兴产业，洗衣机的生产可以减轻人口增长对环境的巨大压力，在中国注定 有着光明的未来。洗衣机的控制电路由单片机STC 8 9C 52设计，STC 8 9C 52是扩展外部电路的主控单元，来 实现我们所设计的功能，组成一个能实现我们所想要实现的洗衣机控制器。1.2课题设计内容与功能1.2.1主要设计内容主要设计内容(1)对洗衣机控制系统的设计组成及基本原理进行阐述；(2)设计并仿真电路原理图；(3)依据所设计的原理图列出元件清单，购买清单中的传感器、电机、直流小型继电 器、单片机等相关元件；(4)分析其硬件组成，焊接洗衣机实物，并调试成功；(5)根据所实现的功能，画出软件流程图，编写程序，调试成功；(6)程序写入单片机，实现软硬件联调；(7)观察动作过程和实验结果进行记录分析，对方案进行完善。1.2.2要求要求洗涤功能：正常洗涤时间为30分钟分为清洗25分钟和脱水5分钟，为方便观察设定总 洗涤时间为40s,分为清洗30s：脱水10s。按键功能：洗衣机上有3个按键分别为S1电源启动键、S2复位键、SW1洗衣机启动按 钮。提示报警功能：洗衣机能在洗衣完成后提示人们洗衣完成。1水位检测功能：在水位达到预设值时，单片机能控制进水阀排水阀的打开及关闭。为方 便观看用LED灯代替水阀的状态。洗衣过程：在正常接通电源后，按下洗衣机启动按钮，进水阀指示灯亮起，进水阀打开，洗衣机开始进水，数码管显示“一一水位传感器检测到水位达到预设值，进水阀关闭，停止进水。电机M电源接通，开始进入清洗过程。所设计的电路，使电机M能够正反转，产 生不同方向的水流，这样容易把衣服洗干净。数码管倒计时30s,倒计时结束，排水阀指示 灯亮起，排水阀打开，电机停止转动，数码管显示“一一等待排水完毕，排水阀继续打 开，电机正转开始脱水，数码管倒计时10s,倒计时结束，排水阀关闭，电机停止，数码管 不显示。蜂鸣器报警提示洗衣完成。结束洗衣，即洗衣机恢复初始状态。2第2章 洗衣机控制系统的设计与分析2.1设计背景随着科学技术的发展，人们的生活水平显著提高。洗衣机已成为社会上每个家庭的必需 品。在使用洗衣机时，人们对洗衣机的功能要求越来越高，对洗衣机功能的要求越来越全面 和智能化。现在洗衣机只需要几个简单的步骤就可以把衣服放进洗衣机里，这样洗衣机就可 以自动进水、洗涤、排水、脱水和洗涤衣物。在整个洗涤过程中，不仅节省了时间，而且解 放了我们的双手，让我们有更多的时间去做其他想做的事情，提高了工作效率，让我们的心 更舒畅。对于当今社会来说，只要有技术突破，就能带动洗衣机的发展。2.2设计目的与意义目前，由于现代技术的不断进步和创新，我国进入了洗衣机升级换代的快速时期，市场 潜力巨大。洗衣机更新换代越来越快，这使得人们对洗衣机的综合功能要求越来越高。毕业设计之所以选择单片机来完成“基于单片机的洗衣机控制系统设计”，这是因为自 己所学专业。我们所学的专业主要的知识就是单片机，使我们与单片机接触最多。我们可以 把课本上学到的知识更好地运用到现实生活中去，也就是说，我们可以丰富所学，也可以发 现理论与实践的区别，锻炼自己的动手能力，提高动手能力。不盲目只知道理论不做物理，通过实践我们的生活才能有质的飞跃。2.3需求与分析从古至今，从中国到外国，洗衣服都是一种不得不做的家务劳动，然而，洗衣机的出现 对很多人来说是一种解放。它以一种简单、易操作、方便实用的方式征服了我们，让我们接 受它，使它能够广泛应用于社会生活中。经过长时间的手洗，人们终于向机械清洗迈出了新 的一步。2.3.1功能指标要求功能指标要求(1)水位感器能够准确判别洗衣机是否达到所需水位；(2)数码管能准确及时显示洗衣机当前洗涤状态；(3)洗衣机能够满足洗涤及脱水两个模式；(4)当洗衣机完成洗衣时，能够报警提示洗衣完成。2.3.2工艺要求工艺要求(1)焊点要求3在焊接过程中，应注意保证焊点和电路连接的美观和稳定性。在焊接元器件时不应出现 短路、断路、漏焊、虚焊等情况。确保电子元器件表面清晰，元器件无发黑、变色现象。元 器件应平放在万用板上，不得一端翘起或悬挂。（2）元器件整型要求元器件的整型是在保证不损坏元件的情况下对元器件进行处理，以便于焊接和美观，并 确保电路的耐久性。对于插件元件，在其底部引脚过长的可适当进行适当的剪除，应保留在 2-3mm为佳。（3）焊接过程要求对静电要求高的元器件进行焊接时，应采取防静电措施，避免损坏元器件；对元器件进 行焊接时，应保持电烙铁温度在350-38 0度之间，整个板件焊接完毕后，应对板子和焊接过 的元件位置用洗板水进行清洗，把焊接过程中产生的污渍进行清洗。2.4产品设计实施计划（1）根据任务书的任务需求，分析完成任务所必备的知识和技能，查阅相关文献，理 清思路，为编写毕业设计方案做准备。（2）针对继电器、传感器、电机驱动等关键问题进行查找资料，以修改设计方案及参 数、元器件定型。（3）查阅文献，归纳整理，根据要实施的功能设计电路原理图。（4）根据电路原理图采购元件，焊出实物，并调试硬件电路图，基本实现其硬件功能 并优化。（5）编写软件流程图及与硬件匹配的程序，并写入单片机，调试程序与硬件部分。（6）观察洗衣机控制系统设计的效果，并根据不足做出改进。（7）对设计方案、电路原理图、元器件清单、硬件框图，软件流程图，文件数据进行 整理，撰写毕业设计作品。（8）写毕业设计成果报告书，对此次毕业设计进行归纳总结，记录毕业设计作品的特 点及不足，提出改进的思路及措施。（9）毕业设计相关文件资料给指导老师进行评阅，为毕业设计答辩做准备。（10）完成毕业答辩。4第3章方案设计与论证3.1设计依据洗衣机的功能由单片机为主控制。单片机芯片具有体积小、灵活性强、成本低、方便、功能性强等特点。控制简单、功能强大，因此主电路的设计是基于单片机对自动洗衣机的控 制，具有良好的功能性和可靠性，形成洗衣机的控制电路，控制洗衣机不同功能的实现与配 合，达到我们想要实现的目的。赫脱水图图3.1整体方案流程图整体方案流程图3.2总体方案框架设计分析为实现选题的功能，由以上单元模块完成：（1）供电模块：给单片机供电；（2）传感器模块：负责信息感应采集，传送信号给单片机；（3）显示模块：显示洗衣机的状态；（4）电机模块：单片机通过继电器控制电机正反转；（5）报警模块：完成洗衣有源蜂鸣器发出警报；（6）按键模块：通过按键控制洗衣机运行。3.3方案的选择与设计3-3.1单片机的选择与确定单片机的选择与确定方案一：AT8 9C 52单片机，AT8 9C 52是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低 5电压，高性能C M0S8位微处理器，俗称单片机。AT8 9C 52单片机是我们经常用到的单片机型号，功能也能满足设计要求，但是下载接口 有10跟线，如果要修改程序会比较麻烦方案二：STC 8 9C 52单片机，STC 8 9C 52RC是STC公司生产的一种低功耗、高性能C M0S8 位微控制系统，具有8 K字节系统可编程Flash存储器。STC 8 9C 52使用经典的MC S-51内核，但是做了很多的改进使得芯片具有传统51单片机不具备的功能。在单芯片上，拥有灵巧的 8位C PU和在系统可编程Flash,使得STC 8 9C 52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。综合以上两种方案，选用方案二STC 8 9C 52芯片，该方案程序下载程序简单，便于使用，且两者价格相差不大。3.3.2显示模块的选择与确定显示模块的选择与确定方案一:使用LC D 1602液晶显示屏显示,显示屏的功能强大,可以显示大量文字，清晰可 见，但是成本偏高，相比之下程序编写较为复杂。方案二：采用数码管来显示，成本低，编程简单，相对LC D 1602而言，数码管显示较为 普遍。3.3.3电机驱动电路的选择与确定电机驱动电路的选择与确定方案一：继电器驱动，继电器能驱动大电流大电压负载，满足电机正反转的大电流，以 及不易发热发烫。继电器结构简单，程序驱动简单。方案二：三极管构成H桥驱动，三极管具有动作时间快，和继电器一样也能驱动大电流 大电压负载，还具有PWM调速功能，缺点是电路复杂，调试麻烦。两者进行比较，虽然三极管与继电器相比具有较大优势，但考虑到实际情况，洗衣机的 正反转不需要调速，也不需要响应速度达到微秒级别。所以本次选用继电器做驱动电路。综上分析，选用方案一继电器驱动更加适合我的设计。3.3.4电机的选择与确定电机的选择与确定方案一：直流电机，只需要几伏电压就可以将电机驱动，起动和调速性能好，调速范围 广平滑，过载能力较强，受电磁干扰影响小。直流电机的直流相对于交流比较节能环保，但 是电机转速较快，而且扭矩较小，无法作为洗衣机的正反转电机使用。且直流电机制造比较 贵，有碳刷。方案二：直流减速电机，直流减速电机是在直流电机的基础上加上一个机械装置，加工 6精密。使得电机的转速大大降低的同时，大大增加了电机的扭矩，使得带负载能力增强。方案三：直流步进电机，步进电机的转速和扭矩满足本设计的要求，但是其电机有5 根线，控制起来比较复杂。综合考虑三者的优劣，无疑方案二直流减速电机更加满足设计要求。所以本次选用方案 二作为洗衣机的正反转电机。3.3.5传感器的选择与确定传感器的选择与确定在本设计中，传感器主要用于检测洗衣机水阀的水位。水位传感器是一种能够检测水位 的传感器。下面是对水位传感器的分析，以便更好地选择。方案一：超声波式水位传感器超声波式水位传感器，这是一种振动频率高于声波的机械波，由换能晶片在电压的激励 下发生振动产生的超声波，超声波在碰到液体会产生显著反射形成反射成回波。因此以超声 波作为检测手段，产生超声波和接收超声波。这就是超声波式的水位传感器工作原理。超声 波式水位传感器特点：频率高、波长短、绕射现象小，特别是方向性好、能够成为射线而定 向传播。方案二：光电式水位传感器光电水位传感器是利用光在两种不同介质界面发生反射折射原理而开发的新型接触式 点液位测控装置。光电水位传感器具有结构简单、定位精度高，没有机械部件，不需调试,灵敏度高及耐腐蚀、耗电少、体积小等诸多优点，还具有耐高温、耐高压、耐强腐蚀，化学 性质稳定，对被测介质影响小等特征。综合两个设计方案，选用方案二光电式水位传感器。光电式水位传感器液面控制非常精确,并且不需调校，就可以直接安装使用。控制简单，效果明显而且比较常用更适合本设计方案。3.4方案确定（论证）根据综合分析方案设计，单片机采用STC 8 9C 52,数码管进行显示，电机采用继电器驱 动，洗衣机的正反转电机使用直流减速电机，继电器控制水阀的开关，使用LED灯模拟状态。3.5成本预算通过方案确定选择元件进行成本预算如（表3.1）所示。表表3.1成本预算元件型号数量单价/元总价/元成本预算元件型号数量单价/元总价/元7单片机STC 8 9C 52188减速电机D C 5V155数码管四位共阳144继电器D C 5V42.510水位传感器11.71.7万能板15x20cm1668第4章各单元设计4.1硬件电路设计图图4.1系统硬件电路组成框图系统硬件电路组成框图该系统的硬件电路由单片机最小系统（时钟电路、复位电路、电源电路），继电器驱动 电路，水阀控制电路，电机正反转电路，数码管显示电路，数码管驱动电路，蜂鸣器报警电 路，按键电路，水位传感器电路构成。系统整体硬件框图如（图4.1）所示。正常通电状态下，按下电源开关，电源指示灯亮起后，再按下洗衣机启动按钮即洗衣机 进水阀打开，数码管显示“-”，水位传感器检测到水位达到预设值，洗衣机开始洗衣即进水阀关闭，电机开始正反转，数码管进入30s倒计时，等待倒计时结束，排水阀打开，电 机停止，数码管再次显示-”，等待排水完后，洗衣机排水阀继续打开，电机正转开始脱水，数码管进入10s倒计时，倒计时结束时，排水阀关闭，电机停止，数码管不显示，蜂 鸣器报警提示洗衣完成，返回初始状态。4.1.1 STC89C52单片机最小系统单片机最小系统单片机的最小系统包括时钟、复位和电源电路。时钟电路单片机是一种复杂的同步时序电路，电路应在唯一时钟信号的控制下严格地按时序进行 工作。时钟电路用于产生单片机所需的时钟信号。如（图4.2）所示，一般地电容C 2和C 3取33pF,起稳定频率和快速起振的作用。晶体 振荡器简称晶振。通常情况下，使用振荡频率应小于12 MHz,典型值为6 MHz或12 MHz。如 果系统中使用了单片机的串行口通信,则一般采用振荡频率为11.0592 MHz的晶振（图4.3）。9C2Hl-i sip n 冲|卜，C3 5HP 33PXTAL1jXTAL 11O592MXTAL2图图4.2时钟电路图时钟电路图4.3晶振晶振复位电路单片机复位电路的复位条件是使C PU和系统中的其他功能部件都恢复到一个确定的初 始状态，并从这个状态开始工作。单片机的复位电路（如图4.4）包括两部分上电复位和按键复位。图图4.4复位电路复位电路上电复位电路在单片机通电的瞬间会使单片机复位一次，利用电容C 1充电来实现复位。在接电瞬间，RST端的电位与VC C相同，随着充电电流的减小，RST的电位逐渐下降。只要 保证RST为高电平的时间大于2个周期，便能正常复位。按键复位电路比较简单，电源VC C经电阻R2、R3分压，因R2的阻值比R3小很多，使得RST得到一个高电平复位单片机，所以R2和R3不能互换。电源电路本电路如（图4.5）所示，P1为排针1脚和4脚接5V直流电给单片机供电不能接反，LED 1为电源指示灯，S1为电源开关，使用的是6脚自锁开关，当按下开关S1时LED 1亮表 示电路正常工作。R1为限流分压电阻，D 1二极管在电路中做起开关作用，当电源接通后，可防止LED和芯片不被烧坏，起反接保护作用。注意二极管需反向接入电路中，这样才能起 到反接保护作用。1 01N4001GND.LED1、电源指示灯R1 口IkPl电源接口图图4.5电源电路电源电路4 1.2蜂鸣器报警电路蜂鸣器报警电路蜂鸣器报警电路（如图4.6）由有源蜂鸣器，三极管和电阻构成。Q1在电路中起开关作 用，NPN三极管的基极由单片机pi.o控制，P1.0低电平时三极管导通，蜂鸣器与电源的通 路接通，蜂鸣器报警。P1.0高电平时三极管截止，蜂鸣器的通路断开不报警。电路中R4的 作用是限流，如果基极电流太大会把三极管烧坏。主要用于提示你洗衣完成，在洗衣完成时 蜂鸣器会滴滴滴的报警，提醒你洗衣完成了。VCCJ-P1 0图图4.6蜂鸣器报警电路蜂鸣器报警电路4-1-3数码管驱动电路数码管驱动电路数码管驱动电路（如图4.7）主要是为了保护数码管和驱动数码管发光。R5R8用于限制 电流并连接由P2.0P2.3控制的4个PNP三极管的基极，即低电平时，三极管接通，反之截 止。三极管集电极连接到数码管的位选。每个发射器都连接到VC C电源，由此可见是共阳极 数码管。图图4.7数码管驱动电路数码管驱动电路1 14.1.4数码管显示电路数码管显示电路DS1VIV2V3V4图图4.8数码管显示电路数码管显示电路数码管显示电路（如图4.8）：用于显示洗衣机当前状态，显示“-”为水阀打开；30s倒计时一-洗衣；10s倒计时一脱水。R矿R16也用于限制电路中的电流简称限流。该电 路采用四位一体共阳极数码管，它由单片机的P0 口控制数码管的断码，公共端通过三极管 与电源的正极相连（详述在数码管的循环中）。在电路中使用的四位一体共阳极数码管实物（如图4.9所示），引脚图（如图4.10所示）。图图4.9实物图实物图I I I I I I日.日日.S.Ie d 中 c g I图图4.10引脚图引脚图数码管内部结构图（如图4.11）：由图可知共阳极数码管公共端接电源正极，当给对应 数码管的abcdedp低电平时，对应的断码就会发光，共阴极则反之。图图4.11数码管内部结构图数码管内部结构图4.1.5继电器驱动电机正反转电路继电器驱动电机正反转电路1 2继电器驱动电路（图4.12）用于控制洗衣机的正反转。4.12继电器驱动电机正反转电路继电器驱动电机正反转电路如图所示，单片机的P1.4 口输出低电平时，会使PNP三极管Q8导通，继电器K3的线 圈得电，使得继电器K3的常开触点闭合，电机通过外部电源供电开始正转。单片机的P1.5 口输出低电平时，会使PNP三极管Q9导通，继电器K4的线圈得电，使得继电器K4的常开 触点闭合，电机通过外部电源供电开始反转。电路采用外部电源供电，R23为限流作用，为 防止电机速度过快，D 6、D 7起稳压作用，D 4、D 5起反接保护作用。SRD-D C-SL-C继电器（图4.13）是一种直流小型继电器，用于隔离交直流和强弱电的隔 离开关器件。当给继电器的线圈通电时，正反接都可以，线圈会产生磁场吸合继电器的常开 触点，断开继电器的常闭触点。达到小控大的目的，以单片机引脚的小电流，小电压，控制 触点端的大电流、大电压的关断与导通。继电器内部引脚图如（图4.14）所示。2脚和5 脚为线圈引脚，1脚为公共端，1脚和3脚为常开，1脚和4脚为常闭。曰熟图图4.13继电器实物图 图继电器实物图 图4.14继电器实物图继电器实物图直流继电器有几种电压类型，因单片机的电压为5V,所以选择D C 5V的继电器最好，不 需对电压进行处理，继电器的参数参考（表4.1）所示。1 3表表4.1继电器参数表继电器参数表额定电压5V6V9V12V24V0.36W_ 线圈阻值69 Q100 0225 Q400 Q16000额定电流71.4A60A40.5A30A15A亶!大吸合电压3.75V4.5V6.75V9V18 V_最小释放电压0.25V0.3V0.45V0.6V1.2V4.1.6进水阀与出水阀控制电路进水阀与出水阀控制电路进水阀与出水阀控制电路（图4.15）主要用于洗衣机进水、出水控制。每个水阀分别 接入一个发光二极管来模拟水阀的当前状态，灯亮代表水阀打开，灯灭代表水阀关闭。如图 所示，图中继电器KI、K2工作状态如上面正反转电路中继电器工作状态一样。三极管Q6、Q7起开关作用，当单片机的P 1.2 口和P1.3 口为低电平时，三极管导通，继电器线圈得电 吸合，发光二极管导通，水阀打开。当单片机的P1.2 和P1.3 口为高电平时则反之。图图4.15进水阀与出水阀控制电路进水阀与出水阀控制电路4.1.7水位传感器电路水位传感器电路水位传感器是指能将被测点水位参量实时地转变为相应电量信号的仪器。其工作原理是:容器内的水位传感器，将感受到的水位信号传送到控制器，控制器内的单片机将实测的水位 信号与设定信号进行比较，得出偏差，然后根据偏差的性质，向给水电动阀发出“开”和“关”的指令，此项目使用发光二极管模拟水电动阀的“开”和“关”，灯亮代表水阀打开，灯灭 则代表水阀关闭。水位传感器电路如（图4.16）所示。共3个引脚，1号脚接单片机P1.1 口，2号脚接 电源正极，3号脚接电源负极。当水位传感器探头接触液面时，通过暴露在外的平行导线与 水接触进行导电，信号端口 S给P1.1 口传递高电平信号,单片机得此信号进行下一步动作。水位传感器实物图如（图4.17）所示。1 4水位传蛾器GNU图图4.16水位传感器电路图 图水位传感器电路图 图4.17水位传感器实物图水位传感器实物图4.2程序设计4.2.1主踏设计思路主踏设计思路1 5图图4.18主程序流程图主程序流程图1 6洗衣机的主程序首先对中断进行初始化，打开中断，然后判断洗衣机启动按钮是否按下,如果没有按下，程序回到上一步初始化指令：如果确定按下，执行下一步指令：进水阀打开，数码管显示“一一”，洗衣机开始进水。继续判断是否达到预设水位值，如果没有回到上一 步指令，如果有将开始洗衣，进水阀关闭，数码管进行30s倒计时，进入正反转子程序，倒 计时结束，排水阀打开，电机停止，数码管显示“一一延时5s,进入脱水子程序，倒计 时10s结束，排水阀关闭，数码管不显示，电机停止，蜂鸣器提示洗衣完成。然后返回初始 化，程序一直在这循环。主程序流程图如上（图4.18）所示。4 2.2数码管子程序设计数码管子程序设计数码管子程序流程图如下（图4.19）所示，用于给数码管显示，洗衣机的数码管需要 对按键的指令进行处理及判断，从而判断按键执行的先后顺序。|千位|百位|十位|J/图图4 19数码管子程序流程图数码管子程序流程图4.2.3电机正反转子程序设计电机正反转子程序设计在洗衣机运行过程中，需要电机正反转来驱动洗衣机清洗衣物，电机正反转子程序的设 计如下（图4.20）流程图所示，首先进入清洗模式，电机正转延时2s,电机停止延时2s,电机反转延时2s,电机停止延时2s,然后判断数码管显示10s倒计时是否结束，如果没有，倒计时结束后返回电机正反转，如果倒计时结束，电机正反转子程序结束。1 74.20电机正反转子程序流程图图电机正反转子程序流程图图4.21脱水子程序流程图脱水子程序流程图4.2.4洗衣机脱水子洗衣机脱水子W*设计设计洗衣机脱水子程序的设计如上（图4.21）流程图所示，首先排水阀打开，给数码管赋 值10s,打开T0中断，电机正转，洗衣机脱水子程序结束。4.2.5中断服务函数子程序设计中断服务函数子程序设计在洗衣机运行过程中，需要对洗衣机程序的运行方向做出判断，中断服务函数子程序的 设计分为T0中断服务函数子程序如下（图4.22）和T1中断服务函数子程序如下（图4.23）流程图所示。图图4.22 T0中断服务函数流程图图中断服务函数流程图图4.23 T1中断服务函数流程图中断服务函数流程图1 8TO开始赋初值50ms,判断是否到达20次，20X50ms=ls,如否，返回上面赋初值，如 果是，进入下一步数码管开始倒计时，等待计数值清0,继续判断数码管倒计时是否结束，如否，返回上一步数码管倒计时，如果是，进行下一步，数码管保持0,TO、T1关闭，TO 中断服务函数子程序结束。T1开始赋初值Inis,调用数码管显示子程序，T1中断服务函数子程序结束。1 9第5章样机试制5.1样机试制条件分析本系统设计的样机在通直流5V电源之后，便能模拟洗衣机运行，通过电机的正反转来 对以为进行清洗，通过数码管来显示洗衣机运行的状态。5.2试制步骤先测试硬件，在测试软件。硬件则是从各单元电路开始逐步检测，确保它们的功能能够 满足我们的需求；软件部分则是对照主函数满足的功能逐步检查。5.2.1试制准备试制准备样机试制之前先将需要的材料购买，然后将（表5.1）所示工具准备完毕之后就可以开 始试制。表表5.1工具准备工具准备工具用途电烙铁用于硬件电路的故障检测与排除焊锡丝跳线杜邦线万用表直流稳压电源电脑用于软件调试下载线5.2.2试制过程图试制过程图5.1试制过程试制过程在硬件电路焊接好及软件编写完毕之后对作品的调试过程如（图5.1）所示。2 0（1）观察硬件焊接完之后首先观察电路板，看有没有漏焊，跳线短路，脱落的现象，看芯片有 没有插反。（2）硬件调试通电如（图5.2）所示，按下电源开关，观察电源指示灯，灯亮表示电路接通，如果电 源指示灯没有亮则观察电路是否有接错而产生短路使电路冒烟，发热等现象。如果出现此现 象，应立即关断电源，待排除故障后再通电重新检测。图图5.2通电状态图通电状态图（3）软件调试首先，并不是把编好的程序直接烧进单片机，而先用Keil C 51编译器进行调试。在使 用Keil C 51编译器时，对工程成功地进行编译、连接以后，运行正常再将在Keil C 51编译 器中调试好的程序烧写至单片机。（4）整机联调第一步：通电之后按下电源开关，电源指示灯亮，按下洗衣机启动按钮，洗衣机会停在 初始位置如（图5.3）所示，这个时候洗衣机的电机处于静止状态，进水阀打开，数码管显 示“-”图图5.3启动状态图启动状态图2 1第二步：熟悉各个单元电路的功能如（图5.4）所示，下图为洗衣机的清洗模式，数码 管处于30s倒计时状态，这个时候洗衣机的电机处于正反转状态。图图5.4 30s清洗模式状态图清洗模式状态图第三步：下图为洗衣机的排水模式，数码管显示“一一，这个时候洗衣机的电机处于 静止状态，排水阀处于打开状态。图图5.5排水状态图排水状态图第四步：洗衣机继续运行，数码管显示如下（图5.6）所示，数码管处于5s倒计时状 态，这个时候洗衣机的电机处于正转状态，并且排水阀处于打开状态。图图5.6洗衣机脱水状态图洗衣机脱水状态图第五步：当洗衣机脱水结束时，数码管不显示，进水阀排水阀都关闭，电机停止运行,蜂鸣器发声报警，洗衣完成。第六步：重复实验，发现实验中的问题，并做出优化。最后完成该设计。2 22 35.3成本核算表表5.2元件清单名称电路中的标识型号数量/个单价/元总价/元元件清单名称电路中的标识型号数量/个单价/元总价/元电阻R2、R9R16200 Q90.01680.1344电阻Rl、R3、R18、R20lk40.01680.02电阻R4R8、R17、R19、R21、R224.7k90.01680.08三极管QPQ9901210.040.04二极管D PD 51N400150.10.5稳压二极管D 6、D 72.4V20.10.2发光二极管LED广LED 3LED30.10.3继电器KPK4D C 5V42.510电解电容C llOuf10.110.11瓷片电容C 2、C 333p20.01160.0232瓷片电容C 4、C 510420.01160.0232蜂鸣器Speaker有源10.20.2直流电机MD C 3V12.672.67按键S2、S34脚20.01980.0396自锁开关SI6脚10.1660.166晶振XTALU.0592M10.20.2数码管D S14位共阳12.52.5排针Pl、P2100.010.1芯片座40P12.252.25单片机U1STC 8 9C 52RC13.353.35万能板15X20166总计29元2 4总结随着这个学期的结束，在大学的时光也接近了尾声。经过几周的努力，我的毕业设计终 于完成了。在没有做毕业设计以前觉得毕业设计只是对这三年来所学知识的简单总结，但是 通过这次做毕业设计发现自我的看法有点太片面了。毕业设计不仅仅是对以往知识的检验,更是对自身潜能的提升。通过这次毕业设计使我明白了我原先的知识还比较欠缺，我需要学 习的东西还太多。在这次毕业设计中也进一步加深了我们同学之间的关系，同学间互帮互助，如果你不明 白什么，可以一起讨论，听听不同的意见，以便更好地理解知识，所以在这里非常感谢帮助 我的同学。在此要感谢我的指导老师谢永超对我的悉心指导和帮助，在设计过程中，我学到了很多 知识，经历了很多困难，但通过查阅大量相关资料，与同学、老师咨询交流及自学也收获很 大。在整个设计中我懂得了许多东西，也培养了我独立工作的潜力，树立了对自我工作潜力 的信心，相信在未来它会对我的学习、工作和生活产生非常重要的影响。而且大大提高了动 手的能力，让我充分认识到在探索创作过程的困难和成功的喜悦。虽然这个设计做的也不太 好，但是在设计过程中所学到的东西是这次毕业设计的最大收获和财富，使我终身受益。2 5参考文献1 李勋.单片机微型计算机大学读本M.北京航空航天大学出版社,2002.2 王治刚.单片机应用技术与实训国.清华大学出版社,2004.3 彭为.单片机典型系统设计实例精讲M.电子工业出版社,2006.4 卢艳军.单片机基本原理及应用系统M.机械工业出版社,2005.5 周美娟.单片机技术及系统设计国.清华大学出版社,2007.6 杨素行.模拟电子技术基础简明教程M.高等教育出版社,2005.7 谢维成.单片机原理与应用及C 51程序设计M.清华大学出版社,2009.8 张毅刚，彭喜元，彭宇.单片机原理及应用M.高等教育出版社,2010.2 6致谢时光如歌飞逝，大学三年终究抵不过如梭的时光，渐渐地，渐渐地，离我们而去。三年 的学习生活使我受益匪浅。回首完成毕业设计的一幕幕，从收集、整理、思索、停滞、修改 直至最终完成的过程，我得到了许多的关怀和帮忙，此时此刻，我要向他们表示我最诚挚的 谢意，感谢他们春风如沐般的关心与指导。首先,我要感谢一直陪伴我大学三年的班主任及辅导员顾振华老师。在大学的三年里，他不仅仅在学习上对我谆谆教导，更在大学三年也给了我无微不至的关爱。让我坚信“既然 选择了远方，便只顾风雨兼程”。一路上有他让我觉得倍感荣幸，感谢他一路上的陪伴。其次，我要感谢我所有的任课老师，是他们用知识浇灌我们，他们将毕生的心血倾注在 我们的学业上，他们为人师表的风范令我佩服，他们无私奉献的精神令我仰慕，严谨治学的 态度令我敬佩。感谢一路有他们，感谢生命中能有他们的帮助。最后，我要感谢我的指导老师谢永超老师，是他的辛勤的付出让我的大学生活画上完美 的句号。当我感到困惑时，引导我；当我感到沮丧时，鼓励我向前迈进。感谢大学最后能有 这样一位良师益友给予我数不清的帮助，让大学三年增添了更多的色彩。告诫我尽管前路坎 坷也要砥砺前行。此外，希望大学里的每一位老师和同学，在未来的几年里事业蒸蒸日上,生活欣欣向荣！2 7单片机最小系统3知一册5818电源指示灯赢电源及下载电路附录11实物3 1Iog2.匕皿空Tj,-*W?4”、1*4、IC=5&Mi*-、.*、*，3 2