基于at89s52洗衣機(jī)控制電路設(shè)計(jì)畢業(yè)論文

1、<p><b>　　衢州學(xué)院</b></p><p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）</b></p><p>　　題　　目： 基于《AT89S52洗衣機(jī)控制電路》的設(shè)計(jì) </p><p>　　作　　者： </p><p

2、>　　分 院： 電氣與信息工程學(xué)院 </p><p>　　專(zhuān)業(yè)班級(jí)： 0 9生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化技術(shù) 　 </p><p>　　指導(dǎo)教師： 　　 </p><p>　　職　　稱(chēng)：　　

3、 </p><p>　　2012年 6月 8日</p><p><b>　　基</b></p><p><b>　　于</b></p><p><b>　　AT89S52</b></p><p><b>　　洗</

4、b></p><p><b>　　衣</b></p><p><b>　　機(jī)</b></p><p><b>　　控</b></p><p><b>　　制</b></p><p><b>　　電</b>

5、</p><p><b>　　路</b></p><p><b>　　的</b></p><p><b>　　設(shè)</b></p><p><b>　　計(jì)</b></p><p><b>　　摘 要</b>&l

6、t;/p><p>　　單片機(jī)已經(jīng)滲透到我們生活的各個(gè)領(lǐng)域，全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制就是其中的一個(gè)典型應(yīng)用。本系統(tǒng)利用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)了洗衣機(jī)的全自動(dòng)控制，即洗滌、漂洗、脫水各工序之間的轉(zhuǎn)換無(wú)需人工介入而自動(dòng)完成。并且了單片機(jī)控制的原理方法、特點(diǎn)及控制洗衣機(jī)的特色。本文在介紹洗衣機(jī)結(jié)構(gòu)的同時(shí)，對(duì)全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制系統(tǒng)進(jìn)行分析，在此基礎(chǔ)上提出了基于單片機(jī)的全自動(dòng)洗衣機(jī)控制方案，并對(duì)方案進(jìn)行了深入的研究,根據(jù)洗衣機(jī)的工作原理對(duì)程序及其

7、流程進(jìn)行了設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)了洗衣機(jī)由進(jìn)水、洗滌、排水、脫水到自動(dòng)停機(jī)的循環(huán)過(guò)程的自動(dòng)控制，并且具有智能化程度高、安全可靠等特點(diǎn)。</p><p>　　關(guān)鍵詞：洗衣機(jī)； AT89S52；LED</p><p>　　A Washing Machine；AT89S52；LED</p><p><b>　　目錄</b></p><p>

8、;　　第1章 概 述1</p><p>　　1.1 全自動(dòng)洗衣機(jī)1</p><p>　　1.1.1洗衣機(jī)的各種形式1</p><p>　　1.1.2全自動(dòng)洗衣機(jī)的工作原理2</p><p>　　1.2單片機(jī)簡(jiǎn)介3</p><p>　　1.2.1單片機(jī)的特點(diǎn)及應(yīng)用領(lǐng)域3</p>

9、<p>　　1.2.2常用單片機(jī)芯片4</p><p>　　第2章 硬件電路的設(shè)計(jì)5</p><p>　　2.1AT89S52單片機(jī)簡(jiǎn)介5</p><p>　　2.1.1AT89S52的引腳及主要功能5</p><p>　　2.1.2振蕩器7</p><p>　　2.2單片機(jī)的存儲(chǔ)器8

10、</p><p>　　2.2.1程序存儲(chǔ)器8</p><p>　　2.2.2數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器8</p><p>　　2.2.3特殊功能存儲(chǔ)器9</p><p>　　2.3定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的概述9</p><p>　　2.3.1 定時(shí)/計(jì)數(shù)器的四種工作方式10</p><p>　　2.3

11、.2 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的定時(shí)/計(jì)數(shù)范圍11</p><p>　　2.3.3 AT89S52的中斷11</p><p>　　2.4AT89S52的各個(gè)電路11</p><p>　　2.4.1AT89S52電源電路12</p><p>　　2.4.2復(fù)位電路12</p><p>　　2.4.3報(bào)警電路

12、14</p><p>　　2.5LED顯示器14</p><p>　　2.5.1 LED顯示器的特點(diǎn)14</p><p>　　2.5.2 LED顯示電路15</p><p>　　2.5.3LED顯示器結(jié)構(gòu)15</p><p>　　2.5.4LED顯示器的分類(lèi)16</p><p&g

13、t;　　第3章 洗衣機(jī)的檢測(cè)和觸發(fā)電路18</p><p>　　3.1 洗衣機(jī)水位檢測(cè)18</p><p>　　3.2洗衣機(jī)渾濁度檢測(cè)19</p><p>　　3.2.1光傳感器的介紹19</p><p>　　3.2.2光傳感器的工作原理19</p><p>　　3.3洗衣機(jī)的觸發(fā)電路20</

14、p><p>　　3.4 觸發(fā)元件21</p><p>　　3.4.1 雙向晶閘管的結(jié)構(gòu)及工作原理21</p><p>　　第4章 洗衣機(jī)的其他主要部件22</p><p>　　4.1洗衣機(jī)的電機(jī)22</p><p>　　4.1.1單相電機(jī)22</p><p>　　4.1.2單相電

15、機(jī)工作原理22</p><p>　　4.2固態(tài)繼電器的介紹23</p><p>　　4.2.1固態(tài)繼電器的技術(shù)參數(shù)23</p><p>　　4.2.2固態(tài)繼電器的優(yōu)缺點(diǎn)24</p><p>　　4.3電磁閥24</p><p>　　4.3.1 進(jìn)水電磁閥24</p><p>

16、;　　4.3.2排水電磁閥24</p><p>　　4.4水位開(kāi)關(guān)25</p><p>　　4.5 安全開(kāi)關(guān)25</p><p>　　4.674LS139譯碼器25</p><p>　　4.7 洗衣機(jī)的洗滌25</p><p>　　4.7.1洗衣機(jī)的功能要求25</p><p

17、>　　4.7.2 洗衣機(jī)的洗衣步驟26</p><p>　　4.8 系統(tǒng)總圖及總圖說(shuō)明27</p><p>　　第5章 系統(tǒng)程序29</p><p>　　5.1程序框圖29</p><p>　　5.2主程序29</p><p>　　5.3 子程序32</p><p>　　

18、5.3.1 故障處理程序32</p><p>　　5.3.2 中斷服務(wù)程序33</p><p>　　5.3.3 延時(shí)子程序34</p><p>　　5.3.4水位檢測(cè)程序34</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)36</b></p><p><b>　　致 謝37&l

19、t;/b></p><p><b>　　附錄38</b></p><p>　　第1章 概 述</p><p>　　洗衣機(jī)是一種在家庭中不可缺少的家用電器,發(fā)展非?？?。全自動(dòng)式洗衣機(jī)由于具有對(duì)衣物的磨損小、洗滌量大、節(jié)水等特點(diǎn),越來(lái)越得到廣大家庭的青睞。其主要依靠裝在洗衣桶底部的波輪正、反旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)衣物上、下、左、右不停地翻轉(zhuǎn)，

20、使衣物之間、衣物與桶壁之間，在水中進(jìn)行柔和地摩擦，在洗滌劑的作用下實(shí)現(xiàn)去污清洗。全自動(dòng)即進(jìn)水、洗滌、清洗、甩干等一系列過(guò)程自動(dòng)完成，通過(guò)各種開(kāi)關(guān)組成控制電路，來(lái)控制電動(dòng)機(jī)、進(jìn)水閥、排水電磁鐵的電壓輸出，使洗衣機(jī)實(shí)現(xiàn)程序運(yùn)轉(zhuǎn)。隨著社會(huì)的進(jìn)步和生活水平的提高,人們對(duì)全自動(dòng)洗衣機(jī)的功能多樣化、操作簡(jiǎn)單化也提出了更高的要求。為適應(yīng)這種變化,全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制器已由機(jī)械式、混合式逐步過(guò)渡到全電子控制。</p><p>　　

21、單片機(jī)又稱(chēng)微控制器，或稱(chēng)嵌入式控制器。而現(xiàn)在的智能家電無(wú)一例外是采用微控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)的，所以家用電器是單片機(jī)應(yīng)用最多的領(lǐng)域之一。它是家用電器實(shí)現(xiàn)智能化的心臟和大腦。</p><p>　　1.1 全自動(dòng)洗衣機(jī)</p><p>　　在全自動(dòng)洗衣機(jī)中，現(xiàn)在比較通用的控制手段是利用單片機(jī)或者PLC兩種方法，本課設(shè)選用的是單片機(jī)。之所以選用單片機(jī)主要考慮了以下原因。首先，單片機(jī)具有較強(qiáng)的抗干擾能力，當(dāng)

22、受到外部強(qiáng)干擾，程序出錯(cuò)時(shí)，可以自動(dòng)使系統(tǒng)復(fù)位重新執(zhí)行程序。并且采用無(wú)噪聲、無(wú)電磁干擾的雙向晶閘管作為控制元件，控制電磁閥和電機(jī)。其次，單片機(jī)具有欠壓和過(guò)壓保護(hù)，欠壓時(shí)，控制器不工作；超壓時(shí)，保護(hù)電路起作用。再次，單片機(jī)還具有瞬間掉電保護(hù)功能，電源短時(shí)間停電后，電壓恢復(fù)時(shí)，能夠維持原來(lái)運(yùn)行程序的工作狀態(tài)并繼續(xù)完成洗衣程序。最后，各種操作和洗衣機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)均可以用LED顯示。此外，在硬件規(guī)模方面，單片機(jī)相當(dāng)于將一個(gè)基本規(guī)模的單板機(jī)所具有的

23、資源復(fù)合在一塊芯片上，因此具有相當(dāng)?shù)囊?guī)模；在功能方面，單片機(jī)已經(jīng)超過(guò)了PLC的功能；在指令系統(tǒng)方面，如果將單片機(jī)的指令系統(tǒng)PLC的指令系統(tǒng)相比較，除單片機(jī)的數(shù)據(jù)傳送能力較弱一點(diǎn)之外，單片機(jī)的指令系統(tǒng)已大大超過(guò)PLC；此外，無(wú)論在性?xún)r(jià)比方面，還是在體積、重量方面相比較，單片機(jī)都比PLC優(yōu)越得多。</p><p>　　1.1.1洗衣機(jī)的各種形式</p><p>　　當(dāng)今主流洗衣機(jī)主要有三大類(lèi)，

24、分別是波輪式洗衣機(jī)，滾筒式洗衣機(jī)和攪拌式洗衣機(jī)。三種洗衣機(jī)各有所長(zhǎng)，下面我們?cè)敿?xì)介紹一下三種洗衣機(jī)的特點(diǎn)：</p><p><b>　?。?）波輪式洗衣機(jī)</b></p><p>　　洗衣特點(diǎn)：微電腦控制洗衣及甩干功能、省時(shí)省力。</p><p>　　缺點(diǎn)：耗電、耗水、衣物易纏繞、清潔性不佳，適合洗滌衣物：除需要特別洗滌之外的所有衣物。輪式洗衣

25、機(jī)流行于日本、中國(guó)、東南亞等地。</p><p><b>　?。?）滾筒式洗衣機(jī)</b></p><p>　　洗衣特點(diǎn)：微電腦控制所有功能衣物無(wú)纏繞。最不會(huì)損耗衣物的方式。</p><p>　　缺點(diǎn)：耗時(shí)，時(shí)間是普通的幾倍，而且一旦關(guān)上門(mén)，洗衣過(guò)程中無(wú)法打開(kāi)，潔凈力不強(qiáng)，適合洗滌衣物：羊毛、羊絨以及絲綢、純毛類(lèi)織物。流行于歐洲、南美等主要穿毛

26、、綿為主的地區(qū)，幾乎100％的家庭使用的都是滾筒洗衣機(jī)。</p><p>　　滾筒洗衣機(jī)優(yōu)點(diǎn)：全面的洗滌能力鶴立雞群。因?yàn)橐挛镌谙礈爝^(guò)程中不纏繞、洗滌均勻、磨損小，所以就連羊絨、羊毛、真絲衣物也能在機(jī)內(nèi)洗滌，做到真正的全面洗滌性能?？梢岳眉訜峒せ钕匆路壑械幕钚悦?，充分發(fā)揮出洗衣粉的去污效能。由于用水量較小，可以在桶內(nèi)形成高濃度洗衣液，在節(jié)水的情況下帶來(lái)理想的洗衣效果。這種發(fā)源于歐洲的洗衣機(jī)是模仿棒錘擊打衣物原理

27、設(shè)計(jì)，利用電動(dòng)機(jī)的機(jī)械 做功使?jié)L筒旋轉(zhuǎn)，衣物在滾筒中不斷地被提升摔下，再提升再摔下，做重復(fù)運(yùn)動(dòng)，加上洗衣粉和水的共同作用使衣物洗滌干凈。滾筒洗衣機(jī)的發(fā)展最為成熟，多年來(lái)在結(jié)構(gòu)上沒(méi)有多少變化，基本是不銹鋼內(nèi)桶，機(jī)械程序控制器，經(jīng)過(guò)磷化、電泳、噴涂三重保護(hù)的外殼，和兩塊笨重的水泥塊用于平衡滾筒旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的巨大離心力，由于用料比波輪洗衣機(jī)好，所以壽命一般在15－20年，而以塑料件為主的波輪壽命一般只有8－10年左右。</p>&

28、lt;p><b>　?。?）攪拌式洗衣機(jī)</b></p><p>　　洗衣特點(diǎn)：衣物潔凈力最強(qiáng)，省洗衣粉。</p><p>　　缺點(diǎn)：喜歡纏繞相比前兩種方式損壞性加大，噪音最大，適合洗滌衣物，除需要特別洗滌之外的所有衣物，北美普遍使用。</p><p>　　全自動(dòng)洗衣機(jī)的工作原理</p><p>　　全自動(dòng)洗衣機(jī)由

29、洗衣系統(tǒng)和控制電路組成。其控制電路分為機(jī)械和電腦型，電腦型控制電路是以單片機(jī)作為控制電路的核心。</p><p>　　全自動(dòng)洗衣機(jī)的洗衣程序，鍵盤(pán)上有兩個(gè)按鈕01鍵和02鍵。01鍵設(shè)為開(kāi)始按鈕；02鍵設(shè)為停止按鈕，其功能是按下停止按鈕后洗完一個(gè)周期后停止，中間不能停。洗衣機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)洗衣程序是：開(kāi)始——進(jìn)水——洗滌——排水——進(jìn)水——清洗——排水——脫水。1.洗滌過(guò)程通電后，洗衣機(jī)進(jìn)入暫停狀態(tài)，以便放好衣物并且等待按

30、下開(kāi)始按鈕。當(dāng)按下開(kāi)始按鈕01時(shí)，進(jìn)入洗滌過(guò)程。首先進(jìn)水閥打開(kāi)，開(kāi)始進(jìn)水，向洗衣機(jī)供水；當(dāng)?shù)竭_(dá)預(yù)定水位時(shí)，進(jìn)水閥關(guān)閉，停止進(jìn)水；步進(jìn)電動(dòng)機(jī)接通電源，開(kāi)始旋轉(zhuǎn)，形成洗衣水流。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)可以實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)功能，可以形成往返水流，有利于洗滌衣物。 2. 脫水過(guò)程洗滌或漂洗過(guò)程結(jié)束后，電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，排水閥通電，開(kāi)始排水。當(dāng)水位低到一定值時(shí)，排水停止，再經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，電機(jī)開(kāi)始正轉(zhuǎn)，帶動(dòng)內(nèi)桶高速旋轉(zhuǎn)，甩干衣物。 3.漂洗過(guò)程與洗滌過(guò)程操作相同，只是多

31、一個(gè)循環(huán)周期，清洗兩次。全部洗衣工作完成后，電機(jī)停止，停止指示燈亮。</p><p>　　全自動(dòng)洗衣機(jī)是通過(guò)水位開(kāi)關(guān)與電磁進(jìn)水閥配合來(lái)控制進(jìn)水、排水以及電機(jī)的通斷：從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的。電磁進(jìn)水閥起著通、斷水源的作用。當(dāng)電磁線圈斷電時(shí)，移動(dòng)鐵芯在重力和彈簧力的作用下，緊緊頂在橡膠膜片上，并將膜片的中心小孔堵塞，這樣閥門(mén)關(guān)閉，水流不通。當(dāng)電磁線圈通電后，移動(dòng)鐵芯在磁力作用下上移，離開(kāi)膜片，并使膜片的中心小孔打開(kāi)，于是

32、膜片上方的水通過(guò)中心小孔流入洗衣桶內(nèi)。由于中心小孔的流通能力大于膜片兩側(cè)小孔的流通能力，膜片上方壓強(qiáng)迅速減小，膜片將在壓力差的作用下上移，閉門(mén)開(kāi)啟，水流導(dǎo)通。</p><p>　　水位開(kāi)關(guān)實(shí)際上是一個(gè)壓力開(kāi)關(guān)。氣室的入口與洗衣桶中的貯氣室相聯(lián)接。當(dāng)水注入洗衣桶后，貯氣室口很快被封閉，隨水位上升，貯氣室的水位也上升，被封閉的空氣壓強(qiáng)亦增大，水位開(kāi)關(guān)中的波紋膜片2受壓而脹起，推動(dòng)頂桿3運(yùn)動(dòng)而使觸點(diǎn)4改變，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)

33、通斷。</p><p>　　智能型模糊控制的全自動(dòng)洗衣機(jī)還可以自動(dòng)判斷水溫、水位、衣質(zhì)衣量、衣物的臟污情況，決定投放適量的洗滌劑和最佳的洗滌程序。當(dāng)洗衣桶內(nèi)衣物的多少和質(zhì)地不同，而注入水使其達(dá)到相同的水位時(shí)，其總重量是不同的。利用這一點(diǎn)，通過(guò)對(duì)洗衣電動(dòng)機(jī)低速轉(zhuǎn)動(dòng)后的慣性測(cè)量，可以判斷衣質(zhì)和衣量。方法是：在洗衣桶內(nèi)注入一定量水后使電機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)，平穩(wěn)后快速斷電，洗衣桶在慣性作用下帶動(dòng)電機(jī)繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。此時(shí)，電機(jī)繞組產(chǎn)生反

34、電動(dòng)勢(shì)，對(duì)其半波整流并放大整形后獲得一矩形脈沖系列。通過(guò)分析脈沖個(gè)數(shù)和脈沖寬度。就能得到衣質(zhì)衣量情況。</p><p>　　物的臟污程度是通過(guò)水的透明度來(lái)判斷的。在洗衣桶的排水口處加一紅外光電傳感器，使紅外光通過(guò)水而進(jìn)入另一側(cè)的接收管。若水的透明度低，接收管獲得的光能小，說(shuō)明衣物較臟。</p><p><b>　　單片機(jī)簡(jiǎn)介</b></p><p&

35、gt;　　單片機(jī)是一個(gè)單芯片形態(tài),面向控制對(duì)象的嵌入式應(yīng)用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。它的出現(xiàn)及發(fā)展使計(jì)算機(jī)技術(shù)從通用型數(shù)值計(jì)算領(lǐng)域進(jìn)入到智能化的控制領(lǐng)域.從此,計(jì)算機(jī)技術(shù)在兩個(gè)重要領(lǐng)域——通用計(jì)算機(jī)領(lǐng)域和嵌入式計(jì)算機(jī)領(lǐng)域都得到了極其重要的發(fā)展,并正在深深地改變著我們的社會(huì)。</p><p>　　單片機(jī)的結(jié)構(gòu)特征是將組成計(jì)算機(jī)的基本部件集成在一塊晶體芯片上,構(gòu)成一臺(tái)功能獨(dú)特的,完整的單片微型計(jì)算機(jī)。</p><

36、;p>　　單片機(jī)的特點(diǎn)及應(yīng)用領(lǐng)域</p><p>　　1.單片機(jī)獨(dú)特的結(jié)構(gòu)決定了它具有如下特點(diǎn)：</p><p>　?。?）高集成度,高可靠性</p><p>　　單片機(jī)將各功能部件集成在一塊晶體芯片上,集成度很高,體積自然也是最小的。芯片本身是按工業(yè)測(cè)控環(huán)境要求設(shè)計(jì)的,內(nèi)部布線很短,其抗工業(yè)噪音性能優(yōu)于一般通用的CPU。單片機(jī)程序指令,常數(shù)及表格等固化在RO

37、M中不易破壞,許多信號(hào)通道均在一個(gè)芯片內(nèi),故可靠性高。</p><p><b>　?。?）控制功能強(qiáng)</b></p><p>　　為了滿(mǎn)足對(duì)對(duì)象的控制要求,單片機(jī)的指令系統(tǒng)均有極豐富的條件:分支轉(zhuǎn)移能力,I/O口的邏輯操作及位處理能力,非常適用于專(zhuān)門(mén)的控制功能。</p><p>　?。?）低電壓,低功耗</p><p>

38、　　為了滿(mǎn)足廣泛使用于便攜式系統(tǒng),許多單片機(jī)內(nèi)的工作電壓僅為1.8V～3.6V,而工作電流僅為數(shù)百微安。</p><p>　?。?）優(yōu)異的性能價(jià)格比</p><p>　　2.單片機(jī)的應(yīng)用范圍很廣，主要的應(yīng)用領(lǐng)域如下：</p><p>　　（1）在測(cè)控系統(tǒng)中的應(yīng)用</p><p>　　單片機(jī)可以用于構(gòu)成各種工業(yè)控制系統(tǒng),自適應(yīng)控制系統(tǒng),數(shù)據(jù)采集

39、系統(tǒng)等。例如,工業(yè)上的鍋爐控制,電機(jī)控制,車(chē)輛檢測(cè)系統(tǒng),水閘自動(dòng)控制,數(shù)控機(jī)床及軍事上的雷達(dá),導(dǎo)彈系統(tǒng)等。</p><p>　?。?）在智能化儀器儀表中的應(yīng)用</p><p>　　單片機(jī)應(yīng)用于儀器儀表設(shè)備中促使儀器儀表向數(shù)字化,智能化,多功能化和綜合化等方向發(fā)展。單片機(jī)的軟件編程技術(shù)使長(zhǎng)期以來(lái)測(cè)量?jī)x表中的誤差修正,線性化的處理等難題迎刃而解。</p><p>　?。?/p>

40、3）在機(jī)電一體化中的應(yīng)用</p><p>　　單片機(jī)與傳統(tǒng)的機(jī)械產(chǎn)品結(jié)合使傳統(tǒng)的機(jī)械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化,控制走向智能化,構(gòu)成新一代的機(jī)電一體化產(chǎn)品。這是機(jī)械工業(yè)發(fā)展的方向。</p><p>　?。?）在智能接口中的應(yīng)用</p><p><b>　　常用單片機(jī)芯片</b></p><p>　　常用的單片機(jī)芯片有STC單片機(jī)、PI

41、C單片機(jī)、ATMEL單片機(jī)(51單片機(jī))、EMC單片機(jī)、 PHLIPIS 51PLC系列單片機(jī)(51單片機(jī))、HOLTEK單片機(jī)、TI公司單片機(jī)(51單片機(jī))和松翰單片機(jī)（SONIX）。</p><p>　　本課設(shè)則采用ATMEL單片機(jī)(51單片機(jī))，選用型號(hào)為AT89S52。ATMEL單片機(jī)(51單片機(jī))是ATMEL公司的8位單片機(jī)，有AT89、AT90兩個(gè)系列，AT89系列是8位Flash單片機(jī)，與8051系

42、列單片機(jī)相兼容,靜態(tài)時(shí)鐘模式，AT90系列單片機(jī)是增強(qiáng)RISC結(jié)構(gòu)、全靜態(tài)工作方式、內(nèi)載在線可編程Flash的單片機(jī)，也叫AVR單片機(jī)。</p><p>　　第2章 硬件電路的設(shè)計(jì)</p><p>　　AT89S52單片機(jī)簡(jiǎn)介</p><p>　　AT89S52為 ATMEL 所生產(chǎn)的一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系統(tǒng)可編程Flsah存儲(chǔ)器，是

43、一種20引腳雙列直插式芯片。它內(nèi)含2KB可反復(fù)燒錄的FLASH存儲(chǔ)器，RAM字節(jié)也有128個(gè)，15個(gè)I/O口，5個(gè)中斷，2個(gè)定時(shí)，已經(jīng)可以滿(mǎn)足程序的需要，指令也和51系列兼容。</p><p><b>　　主要性能特點(diǎn)如下：</b></p><p>　　片內(nèi)有2KBFPEROM,可以循環(huán)寫(xiě)/擦1000次</p><p>　　片內(nèi)FPEROM具有

44、2級(jí)加密保護(hù)</p><p>　　128*8位片內(nèi)SRAM</p><p>　　15條可編程I/O 線,可以直接驅(qū)動(dòng)LED</p><p>　　2個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器</p><p><b>　　五個(gè)中斷源</b></p><p><b>　　可編程串行通道</b><

45、/p><p>　　片內(nèi)有精密模擬比較器</p><p>　　2.7~6V操作電壓</p><p>　　10)全靜態(tài)工作方式:0~24MHz</p><p>　　11)低功耗的空閑方式和掉電方式</p><p>　　其內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖見(jiàn)附錄一</p><p>　　AT89S52的引腳及主要功能</p&

46、gt;<p>　　AT89S52 是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程Flash 存儲(chǔ)器。使用Atmel公司高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造，與工業(yè)80C51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上Flash允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的8位CPU 和在系統(tǒng)可編程Flash，使得AT89S52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、有效的解決方案。</p>&l

47、t;p>　　AT89S52具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8k字節(jié)Flash，256字節(jié)RAM， 32 位I/O 口線，看門(mén)狗定時(shí)器，2個(gè)數(shù)據(jù)指針，三個(gè)16 位 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，一個(gè)6向量2級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口， 片內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路。另外，AT89S52 可降至0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下，CPU 停止工作，允許RAM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片

48、機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。 </p><p>　　AT89S52主要包括P0口、P1口、P2口和P3口。各口完成不同工作。</p><p>　　圖2-2 AT89S52的引腳圖</p><p>　?。?）P0 口：P0口是一個(gè)8位漏極開(kāi)路的雙向I/O口。作為輸出口，每位能驅(qū)動(dòng)8個(gè)TTL邏輯電平。對(duì)P0端口寫(xiě)“1”時(shí)，引腳用作高阻抗輸入。當(dāng)訪問(wèn)外部

49、程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，P0口也被作為低8位地址/數(shù)據(jù)復(fù)用。在這種模式下，P0具有內(nèi)部上拉電阻。在flash編程時(shí)，P0口也用來(lái)接收指令字節(jié)；在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)。程序校驗(yàn)時(shí)，需要外部上拉電阻。 </p><p>　?。?）P1 口：P1 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向I/O 口，p1 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng)4個(gè)TTL 邏輯電平。對(duì)P1 端口寫(xiě)“1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入 口使用。作為輸入

50、使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。此外，P1.0和P1.2分別作定時(shí)器/計(jì)數(shù)器2的外部計(jì)數(shù)輸入（P1.0/T2）和時(shí)器/計(jì)數(shù)器2的觸發(fā)輸入（P1.1/T2EX），具體如下表所示。在flash編程和校驗(yàn)時(shí)，P1口接收低8位地址字節(jié)。</p><p><b>　　引腳號(hào)第二功能 </b></p><p>　　P1.0 T2（定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T

51、2的外部計(jì)數(shù)輸入），時(shí)鐘輸出 </p><p>　　P1.1 T2EX（定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T2的捕捉/重載觸發(fā)信號(hào)和方向控制） </p><p>　　P1.5 MOSI（在系統(tǒng)編程用） </p><p>　　P1.6 MISO（在系統(tǒng)編程用） </p><p>　　P1.7 SCK（在系統(tǒng)編程用） </p><p>　　（

52、3）P2 口：P2 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向I/O 口，P2 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng)4個(gè)TTL 邏輯電平。對(duì)P2 端口寫(xiě)“1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。在訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或用16位地址讀取外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（例如執(zhí)行MOVX @DPTR）時(shí)，P2 口送出高八位地址。在這種應(yīng)用中，P2 口使用很強(qiáng)的內(nèi)部上拉發(fā)送1。在使用 8位地址（如M

53、OVX @RI）訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，P2口輸出P2鎖存器的內(nèi)容。在flash編程和校驗(yàn)時(shí)，P2口也接收高8位地址字節(jié)和一些控制信號(hào)。</p><p>　　（4）P3 口：P3 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向I/O 口，p2 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng)4個(gè)TTL 邏輯電平。對(duì)P3 端口寫(xiě)“1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。

54、P3口亦作為AT89S52特殊功能（第二功能）使用，如下表所示。在flash編程和校驗(yàn)時(shí)，P3口也接收一些控制信號(hào)。 </p><p><b>　　端口引腳 第二功能</b></p><p>　　P3.0 RXD(串行輸入口)</p><p>　　P3.1 TXD(串行輸出口)</p><p>　　P3.2 INTO(外

55、中斷0)</p><p>　　P3.3 INT1(外中斷1)</p><p>　　P3.4 TO(定時(shí)/計(jì)數(shù)器0)</p><p>　　P3.5 T1(定時(shí)/計(jì)數(shù)器1)</p><p>　　P3.6 WR(外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通)</p><p>　　P3.7 RD(外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通)</p><

56、p>　　此外，P3口還接收一些用于FLASH閃存編程和程序校驗(yàn)的控制信號(hào)。</p><p><b>　　振蕩器</b></p><p>　　振蕩器是一種能量轉(zhuǎn)換裝置——將直流電能轉(zhuǎn)換為具有一定頻率的交流電能。其構(gòu)成的電路叫振蕩電路。 </p><p>　　XTAL1：作為振蕩器反相放大器的輸入和內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入。</p>

57、<p>　　XTAL2：作為振蕩器反相放大器的輸出。</p><p>　　XTAL1, XTAL2為片內(nèi)振蕩器的反相放人器的輸入和輸出端，如下圖所示。可采用石英晶體或陶瓷振蕩器組成時(shí)鐘振蕩器，如需從外部輸入時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)AT89C2051，時(shí)鐘信號(hào)從XTAL1輸入，XTAL2應(yīng)懸空。由于輸入到內(nèi)部電路是經(jīng)過(guò)一個(gè)2分頻觸發(fā)器，所以輸入的外部時(shí)鐘信號(hào)無(wú)需特殊要求，但它必須符合電平的最大和最小值及時(shí)序規(guī)范。<

58、;/p><p>　　石英晶體時(shí):C1, C2=30pF1 10pF 外部驅(qū)動(dòng)電路 </p><p>　　陶瓷濾波器:C1, C2=40pF士10pF </p><p>　　圖2-3內(nèi)部振蕩電路</p><p><b>　　單片機(jī)的存儲(chǔ)器<

59、;/b></p><p>　　存儲(chǔ)器是單片機(jī)的又一個(gè)重要組成部分，圖2.4給出了一種存儲(chǔ)容量為256個(gè)單元的存儲(chǔ)器實(shí)物圖。其中每個(gè)存儲(chǔ)單元對(duì)應(yīng)一個(gè)地址，256個(gè)單元共有256個(gè)地址，用兩位16進(jìn)制數(shù)表示，即存儲(chǔ)器的地址（00H～FFH）。存儲(chǔ)器中每個(gè)存儲(chǔ)單元可存放一個(gè)八位二進(jìn)制信息，通常用兩位16進(jìn)制數(shù)來(lái)表示，這就是存儲(chǔ)器的內(nèi)容。存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)單元地址和存儲(chǔ)單元的內(nèi)容是不同的兩個(gè)概念，不能混淆。</p&

60、gt;<p>　　圖2-4存儲(chǔ)器實(shí)物圖</p><p><b>　　程序存儲(chǔ)器</b></p><p>　　程序存儲(chǔ)器是用于存放程序代碼的，是控制計(jì)算機(jī)動(dòng)作的一系列命令，單片機(jī)只認(rèn)識(shí)由“0”和“1”代碼構(gòu)成的機(jī)器指令。如前述用助記符編寫(xiě)的命令MOV A，#20H，換成機(jī)器認(rèn)識(shí)的代碼74H、20H：（寫(xiě)成二進(jìn)制就是01110100B和00100000B）。

61、在單片機(jī)處理問(wèn)題之前必須事先將編好的程序、表格、常數(shù)匯編成機(jī)器代碼后存入單片機(jī)的存儲(chǔ)器中，該存儲(chǔ)器稱(chēng)為程序存儲(chǔ)器。</p><p><b>　　數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器</b></p><p>　　單片機(jī)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器由讀寫(xiě)存儲(chǔ)器RAM組成。其最大容量可擴(kuò)展到64k，用于存儲(chǔ)實(shí)時(shí)輸入的數(shù)據(jù)。8051內(nèi)部有256個(gè)單元的內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，其中00H～7FH為內(nèi)部隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM，80H～

62、FFH為專(zhuān)用寄存器區(qū)。實(shí)際使用時(shí)應(yīng)首先充分利用內(nèi)部存儲(chǔ)器，從使用角度講，搞清內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的結(jié)構(gòu)和地址分配是十分重要的。8051內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器地址由00H至FFH共有256個(gè)字節(jié)的地址空間，該空間被分為兩部分，其中內(nèi)部數(shù)據(jù)RAM的地址為00H～7FH（即0～127）。而用做特殊功能寄存器的地址為80H～FFH。在此256個(gè)字節(jié)中，還開(kāi)辟有一個(gè)所謂“位地址”區(qū)，該區(qū)域內(nèi)不但可按字節(jié)尋址，還可按“位（bit）”尋址。對(duì)于那些需要進(jìn)行位操作的

63、數(shù)據(jù)，可以存放到這個(gè)區(qū)域。從00H到1FH安排了四組工作寄存器，每組占用8個(gè)RAM字節(jié)，記為R0～R7。究竟選用那一組寄存器，由前述標(biāo)志寄存器中的RS1和RS0來(lái)選用。在這兩位上放入不同的二進(jìn)制數(shù)，即可選用不同的寄存器組。</p><p><b>　　特殊功能存儲(chǔ)器</b></p><p>　　特殊功能寄存器（SFR）的地址范圍為80H～FFH。在MCS－51中，除程

64、序計(jì)數(shù)器PC和四個(gè)工作寄存器區(qū)外，其余21個(gè)特殊功能寄存器都在這SFR塊中。其中5個(gè)是雙字節(jié)寄存器，它們共占用了26個(gè)字節(jié)。片內(nèi)特殊功能寄存器(SFR)空間存儲(chǔ)區(qū)的映象圖如下所示</p><p>　　定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的概述</p><p>　　在單片機(jī)中有兩個(gè)特殊功能寄存器與定時(shí)/計(jì)數(shù)有關(guān)，其作用主要包括產(chǎn)生各種時(shí)標(biāo)間隔、記錄外部事件的數(shù)量等，是微機(jī)中最常用、最基本的部件之一。</p&

65、gt;<p>　　圖2-5單片機(jī)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器結(jié)構(gòu)</p><p>　　2.3.1 定時(shí)/計(jì)數(shù)器的四種工作方式</p><p><b>　　（1）工作方式0</b></p><p>　　定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的工作方式0稱(chēng)之為13位定時(shí)/計(jì)數(shù)方式。它由TL（1/0）的低5位和TH（0/1）的8位組成13位的計(jì)數(shù)器，此時(shí)TL（1/0）的高3

66、位未用。</p><p>　　圖2-6（a）工作方式0的結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　圖中，C/T為定時(shí)/計(jì)數(shù)選擇：</p><p>　　C/T＝0，T1為定時(shí)器，定時(shí)信號(hào)為振蕩周期12分頻后的脈沖；</p><p>　　C/T＝l，T1為計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)信號(hào)來(lái)自引腳T1的外部信號(hào)。</p><p><b>　　(

67、2) 工作方式1</b></p><p>　　16位方式，與工作方式0基本相同，區(qū)別僅在于工作方式1的計(jì)數(shù)器由TL1和TH1組成16計(jì)數(shù)器。從而比工作方式0有根號(hào)更寬的定時(shí)/計(jì)數(shù)范圍，工作方式1的結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖2-6（b）。</p><p>　　圖2-6（b） 工作方式1的結(jié)構(gòu)圖</p><p><b>　　(3) 工作方式2</b>&

68、lt;/p><p>　　8位自動(dòng)裝入時(shí)間常數(shù)方式。由TL1構(gòu)成8位計(jì)數(shù)器，TH1僅用來(lái)存放時(shí)間常數(shù)。啟動(dòng)T1前，TL1和TH1裝入相同的時(shí)間常數(shù)，當(dāng)TL1計(jì)滿(mǎn)后，除定時(shí)器回零標(biāo)志TF1置位，具有向CPU請(qǐng)求中斷的條件外，TH1中的時(shí)間常數(shù)還會(huì)自動(dòng)地裝入TL1，并重新開(kāi)始定時(shí)或計(jì)數(shù)。</p><p><b>　　(4) 工作方式3</b></p><p&

69、gt;　　2個(gè)8位方式。工作方式3只適用于定時(shí)器0。如果使定時(shí)器1為工作方式3，則定時(shí)器1將處于關(guān)閉狀態(tài)。當(dāng)T0為工作方式3時(shí)，TH0和TL0分成2個(gè)獨(dú)立的8位計(jì)數(shù)器。其中，TL0既可用作定時(shí)器，又可用作計(jì)數(shù)器，并使用原T0的所有控制位及其定時(shí)器回零標(biāo)志和中斷源。TH0只能用作定時(shí)器，并使用T1的控制位TR1、回零標(biāo)志TF1和中斷源。</p><p>　　2.3.2 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的定時(shí)/計(jì)數(shù)范圍</p&

70、gt;<p>　　工作方式0：13位定時(shí)/計(jì)數(shù)方式，因此，最多能計(jì)到2的13次方，也就是8192次。</p><p>　　工作方式1：16位定時(shí)/計(jì)數(shù)方式，因此，最多能計(jì)到2的16次方，也就是65536次。</p><p>　　工作方式2和工作方式3，都是8位的定時(shí)/計(jì)數(shù)方式，因此，最多能計(jì)到2的8次方，也說(shuō)是256次。</p><p>　　2.3.3

71、 AT89S52的中斷</p><p>　　AT89S52單片機(jī)具有高、低2個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)。高優(yōu)先級(jí)用“1”表示，低優(yōu)先級(jí)用“0”表示。各中斷源的優(yōu)先級(jí)由中斷優(yōu)先級(jí)寄存器IP進(jìn)行設(shè)定。IP寄存器字節(jié)地址為B8H，可以位尋址；位地址為0BFH～0B8H。寄存器的內(nèi)容及位地址表示如下表2-1所示：</p><p>　　表2-1寄存器的內(nèi)容及位地址</p><p>　　其

72、中與中斷有關(guān)的控制位共6位：</p><p>　　PX0：外部中斷0（）中斷優(yōu)先級(jí)控制位；</p><p>　　PT0：定時(shí)器0（T0）中斷優(yōu)先級(jí)控制位；</p><p>　　PX1：外部中斷1（）中斷優(yōu)先級(jí)控制位；</p><p>　　PT1：定時(shí)器1（T1）中斷優(yōu)先級(jí)控制位；</p><p>　　PS： 串行口中斷

73、優(yōu)先級(jí)控制位；</p><p>　　PT2：定時(shí)器2（T2）中斷優(yōu)先級(jí)控制位。</p><p>　　各中斷優(yōu)先級(jí)的設(shè)定，可用軟件對(duì)IP的各位置1或清0，為1時(shí)是高優(yōu)先級(jí)，為0時(shí)是低優(yōu)先級(jí)。</p><p>　　AT89S52的各個(gè)電路</p><p>　　選擇單片機(jī)AT89S52作為主要芯片后，根據(jù)它的特性，為了完成整個(gè)設(shè)計(jì)的功能，需要外接其

74、它電路，如電源電路、報(bào)警電路、復(fù)位電路等。</p><p>　　AT89S52電源電路</p><p>　　電源電路是指提供給用電設(shè)備電力供應(yīng)的電源部分的電路設(shè)計(jì)，使用的電路形式和特點(diǎn)。電源有交流電源也有直流電源。</p><p>　　單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)使用的電源電壓為弱電,而供電電源則為220V交流電，所以要進(jìn)行電壓的變換、整流、濾波、及穩(wěn)壓等工作。一般MCS－51單

75、片機(jī)使用的電源電壓為直流＋5V,而此處采用的是AT89系列單片機(jī)中的AT89C2051,使用的電壓范圍可以是2．3V～6V,因此同樣可以選用類(lèi)似的方法。一般情況下有兩種電源的設(shè)計(jì)方法。</p><p>　　一種方法是通過(guò)變壓器變壓、整流、大電容濾波、集成穩(wěn)壓獲得電壓較穩(wěn)定的＋5V電源。另外一種方法是直接選用開(kāi)關(guān)電源，主要有無(wú)工頻變壓器式集成開(kāi)關(guān)電源，具體分為脈寬調(diào)制式（PWM）和脈頻調(diào)制式（PEM）兩種。但是開(kāi)關(guān)

76、電源會(huì)帶來(lái)開(kāi)關(guān)噪聲，對(duì)系統(tǒng)造成干擾，所以應(yīng)采取一定的屏蔽措施，對(duì)于系統(tǒng)本身就已經(jīng)有多出抗干擾設(shè)計(jì)這一角度來(lái)說(shuō)，無(wú)疑會(huì)增大系統(tǒng)的復(fù)雜程度以及可靠程度。另外，開(kāi)關(guān)電源的造價(jià)較高，很不經(jīng)濟(jì)。</p><p>　　前一種方法在選擇變壓器時(shí)，其電壓比要滿(mǎn)足后面的集成穩(wěn)壓器件對(duì)輸入電壓的要求。集成穩(wěn)壓器一般選擇7800系列三端固定式集成穩(wěn)壓器。7800系列集成穩(wěn)壓器的最大輸出電流為1.5Ａ，其中型號(hào)7805輸出＋5V電壓、7

77、806輸出電壓為+6V電壓。輸出電壓值允許有正負(fù)5％的偏差。最小輸入－輸出電壓之間的壓差為2V。所以為工作可靠起見(jiàn)，一般選4～6V。最高輸入電壓為35V。所以，變壓器一般選用9V變壓器，下圖2-7所示為一種供電電源電路圖，選用的是7805三端穩(wěn)壓器。</p><p>　　圖2-7供電電源電路圖</p><p><b>　　復(fù)位電路</b></p><

78、;p>　　在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)工作時(shí)，除了進(jìn)入系統(tǒng)正常的初始化之外，當(dāng)由于程序運(yùn)行出錯(cuò)或操作錯(cuò)誤使系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)時(shí)，為擺脫困境，也需要按復(fù)位鍵以重新啟動(dòng)。所以，系統(tǒng)的復(fù)位電路必須準(zhǔn)確、可靠地工作。另外，單片機(jī)的復(fù)位狀態(tài)與應(yīng)用系統(tǒng)的復(fù)位狀態(tài)又是密切相關(guān)的，因此，必須熟悉單片機(jī)的復(fù)位狀態(tài)。</p><p>　　AT89S52的復(fù)位輸入引腳RST為AT89S52提供了初始化的手段有了它可以使程序從指定處開(kāi)始執(zhí)行,即

79、從程序存儲(chǔ)器中的0000H地址單元開(kāi)始執(zhí)行程序。在AT89S52的時(shí)鐘電路工作后，只要在RET引腳上出現(xiàn)10mS以上的高電平時(shí)，單片機(jī)內(nèi)部則初始復(fù)位。只要RET保持高電平，則AT89S52循環(huán)復(fù)位。只有當(dāng)RET由高電平變低電平以后，AT89S52才從0000H地址開(kāi)始執(zhí)行程序。</p><p>　　AT89S52的復(fù)位電路是由外部的復(fù)位電路來(lái)實(shí)現(xiàn)的， 復(fù)位引腳RST通過(guò)一個(gè)斯密特觸發(fā)器與復(fù)位電路相連，斯密特觸發(fā)器

80、用來(lái)抑制噪聲，它的輸出在每個(gè)機(jī)器周期的S5P2，由復(fù)位電路采樣一次。復(fù)位電路通常有上電復(fù)位和按扭復(fù)位兩種方式，我們采用的復(fù)位方式是上電與按鈕復(fù)位電路。</p><p><b>　　復(fù)位操作</b></p><p>　　單片機(jī)的復(fù)位都是靠外部電路實(shí)現(xiàn)的，在時(shí)鐘電路工作后，只要在單片機(jī)的RST引腳上出現(xiàn)24個(gè)時(shí)鐘振蕩脈沖（2個(gè)機(jī)器周期）以上的高電平，單片機(jī)便實(shí)現(xiàn)初始化狀態(tài)

81、復(fù)位。為了保證應(yīng)用系統(tǒng)可靠地復(fù)位，在設(shè)計(jì)復(fù)位電路時(shí)，通常使RST引腳保持10ms以上的高電平。只要RST保持高電平，則MCS-51單片機(jī)就循環(huán)復(fù)位。單片機(jī)的復(fù)位狀態(tài)要注意以下幾點(diǎn)：</p><p>　　1.復(fù)位是單片機(jī)的初始化操作。其主要功能是把 PC初始化為0000H，使單片機(jī)從0000H單元開(kāi)始執(zhí)行。</p><p>　　2.復(fù)位操作除了把PC初始化為0000H之外，還對(duì)一些特殊功能寄

82、存器（專(zhuān)用寄存器）有影響，它們的復(fù)位狀態(tài)見(jiàn)表2-2。</p><p>　　3.復(fù)位操作還對(duì)單片機(jī)的個(gè)別引腳信號(hào)有影響，例如把 ALE和PSEN信號(hào)變?yōu)闊o(wú)效狀態(tài)，即ALE=0,PSEN=1。但復(fù)位不影響單片機(jī)內(nèi)部的 RAM 狀態(tài)。</p><p>　　表2-2 復(fù)位時(shí)片內(nèi)各寄存器的狀態(tài)</p><p>　　說(shuō)明：表中符號(hào)×為隨機(jī)狀態(tài)</p>

83、<p>　　由于單片機(jī)內(nèi)部的各個(gè)功能部件均受特殊存儲(chǔ)器控制，程序運(yùn)行直接受程序計(jì)數(shù)器（PC）指揮。表中各寄存器復(fù)位時(shí)的狀態(tài)決定了單片機(jī)內(nèi)有關(guān)功能部件的初始狀態(tài)。下面對(duì)表2-1中的內(nèi)容作進(jìn)一步的說(shuō)明：</p><p>　　A＝00H，表明累加器已被清零；</p><p>　　PSW＝00H，表明選寄存器0組為工作寄存器組；SP＝07H，表明堆棧指針指向片內(nèi)RAM 07H字節(jié)單元，根

84、據(jù)堆棧操作的先加后壓法則，第一個(gè)被壓入的內(nèi)容寫(xiě)入到08H單元中；</p><p>　　P0~P3＝FFH，表明已向各端口線寫(xiě)入1，此時(shí)，各端口既可用于輸入又可用于輸出；</p><p>　　IP＝×××000000，表明各個(gè)中斷源處于低優(yōu)先級(jí)；</p><p>　　IE＝0××000000，表明各個(gè)中斷均被關(guān)斷；&l

85、t;/p><p>　　TMOD＝00H，表明TO，T1均為工作方式0，且運(yùn)行于定時(shí)器狀態(tài)；</p><p>　　TCON＝00H，表明T0，Tl均被關(guān)斷；</p><p>　　SCON＝00H，表明串行口處于工作方式0，允許發(fā)送，不允許接收；</p><p>　　PCON＝0××××××

86、×B，表明SMOD＝0，波特率不加倍。</p><p>　　2.3.2.2 基本時(shí)序單位</p><p>　　單片機(jī)以晶體振蕩器的振蕩周期(或外部引入的時(shí)鐘周期)為最小的時(shí)序單位，片內(nèi)的各種微操作都以此周期為時(shí)序基準(zhǔn)。</p><p>　　振蕩頻率二分頻后形成狀態(tài)周期或稱(chēng)s周期，所以，1個(gè)狀態(tài)周期包含有2個(gè)振蕩周期。振蕩頻率foscl2分頻后形成機(jī)器周期

87、MC。所以，1個(gè)機(jī)器周期包含有6個(gè)狀態(tài)周期或12個(gè)振蕩周期。1個(gè)到4個(gè)機(jī)器周期確定一條指令的執(zhí)行時(shí)間，這個(gè)時(shí)間就是指令周期。AT89S52單片機(jī)指令系統(tǒng)中，各條指令的執(zhí)行時(shí)間都在1個(gè)到4個(gè)機(jī)器周期之間。</p><p>　　4種時(shí)序單位中，振蕩周期和機(jī)器周期是單片機(jī)內(nèi)計(jì)算其它時(shí)間值(例如，波特率、定時(shí)器的定時(shí)時(shí)間等)的基本時(shí)序單位。下面是單片機(jī)外接晶振頻率12MHZ時(shí)的各種時(shí)序單位的大?。?lt;/p>

88、<p>　　振蕩周期＝1/fosc=1/12MHZ=0.0833us</p><p><b>　　報(bào)警電路</b></p><p>　　報(bào)警電路在洗衣機(jī)硬件設(shè)計(jì)中是必需的，當(dāng)洗衣機(jī)完成指定任務(wù)或執(zhí)行程序時(shí)發(fā)生了錯(cuò)誤，都會(huì)以報(bào)警來(lái)提示用戶(hù)，同時(shí)自動(dòng)中止程序的執(zhí)行。</p><p>　　報(bào)警電路發(fā)生報(bào)警的情況有：</p>&

89、lt;p>　?。?）完成指定任務(wù)，可以是完整的洗衣程序，也可以是單獨(dú)的一個(gè)漂洗或脫水程序。</p><p>　?。?）在程序執(zhí)行過(guò)程中發(fā)生斷電等突然事件。</p><p>　　我們所采用的報(bào)警電路如圖2-8所示。報(bào)警電路和觸發(fā)電路經(jīng)過(guò)脈沖信號(hào)分別經(jīng)TR4和TR2驅(qū)動(dòng)，達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)。</p><p>　　圖2-8 報(bào)警電路圖</p><p&

90、gt;<b>　　LED顯示器</b></p><p>　　2.5.1 LED顯示器的特點(diǎn)</p><p>　　近年來(lái)，單片機(jī)系統(tǒng)以其體積小、功能強(qiáng)、擴(kuò)展靈活、使用方便等優(yōu)點(diǎn)，逐漸滲透到各行業(yè)的工程實(shí)際應(yīng)用中。而LED顯示電路就像單片機(jī)系統(tǒng)的眼睛，實(shí)時(shí)地向人們傳遞著系統(tǒng)工作的各種狀態(tài)信息和處理結(jié)果。因此，高效、方便的LED顯示驅(qū)動(dòng)電路是構(gòu)成完善的單片機(jī)系統(tǒng)必不可少的

91、元素。常用的LED顯示驅(qū)動(dòng)電路有并行譯碼方式、串行—并行轉(zhuǎn)換方式、顯示驅(qū)動(dòng)接口芯片方式等。</p><p>　　2.5.2 LED顯示電路</p><p>　　洗衣機(jī)有四種洗衣工作程序，因此必須有四種不同的顯示來(lái)加以區(qū)別。對(duì)于AT89S52單片機(jī)而言，輸入輸出口線較少。因此使用74LS139譯碼器來(lái)滿(mǎn)足這一要求。74LS139是2-4譯碼器它僅占用CPU的P3.0和P3.1兩口線即可提供

92、四種不同顯示的驅(qū)動(dòng)。對(duì)于此譯碼器的具體敘述見(jiàn)附錄部分。其邏輯關(guān)系是：P3.0,P3.1為“11”時(shí)LED1亮，指示標(biāo)準(zhǔn)程序；為“10”時(shí)LED2亮，指示經(jīng)濟(jì)程序；為“01”時(shí)LED3亮，指示單獨(dú)程序；為“00” 時(shí)LED4亮，指示排水程序。要顯示則需要有顯示工具，本設(shè)計(jì)采用的是發(fā)光二極管（LED）通過(guò)譯碼器接入電路。顯示電路如下圖2-9所示：</p><p>　　圖2-9 LED顯示電路</p>

93、<p><b>　　LED顯示器結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　圖2-10 七段LED數(shù)碼管結(jié)構(gòu)</p><p>　　圖2-11 七段LED數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)電路</p><p>　　基本的半導(dǎo)體數(shù)碼管是由七個(gè)條狀發(fā)光二極管芯片按圖12排列而成的?？蓪?shí)現(xiàn)0～9的顯示。其具體結(jié)構(gòu)有“反射罩式”、“條形七段式”及“單片集成式多位數(shù)字式”等&l

94、t;/p><p>　　（1）反射罩式數(shù)碼管一般用白色塑料做成帶反射腔的七段式外殼，將單個(gè)LED貼在與反射罩的七個(gè)反射腔互相對(duì)位的印刷電路板上，每個(gè)反射腔底部的中心位置就是LED芯片。在裝反射罩前，用壓焊方法在芯片和印刷電路上相應(yīng)金屬條之間連好φ30μm的硅鋁絲或金屬引線，在反射罩內(nèi)滴入環(huán)氧樹(shù)脂，再把帶有芯片的印刷電路板與反射罩對(duì)位粘合，然后固化。 </p><p>　　反射罩式數(shù)碼管的封裝方式

95、有空封和實(shí)封兩種。實(shí)封方式采用散射劑和染料的環(huán)氧樹(shù)脂，較多地用于一位或雙位器件?？辗夥绞绞窃谏戏缴w上濾波片和勻光膜，為提高器件的可靠性，必須在芯片和底板上涂以透明絕緣膠，這還可以提高光效率。這種方式一般用于四位以上的數(shù)字顯示（或符號(hào)顯示）。 </p><p>　?。?）條形七段式數(shù)碼管屬于混合封裝形式。它是把做好管芯的磷化鎵或磷化鎵圓片，劃成內(nèi)含一只或數(shù)只LED發(fā)光條，然后把同樣的七條粘在日字形“可伐”框上，用壓

96、焊工藝連好內(nèi)引線，再用環(huán)氧樹(shù)脂包封起來(lái)。 </p><p>　?。?）單片集成式多位數(shù)字顯示器是在發(fā)光材料基片上（大圓片），利用集成電路工藝制作出大量七段數(shù)字顯示圖形，通過(guò)劃片把合格芯片選出，對(duì)位貼在印刷電路板上，用壓焊工藝引出引線，再在上面蓋上“魚(yú)眼透鏡”外殼。它們適用于小型數(shù)字儀表中。 </p><p>　?。?）符號(hào)管、米字管的制作方式與數(shù)碼管類(lèi)似。 </p><

97、p>　　（5）矩陣管（發(fā)光二極管點(diǎn)陣）也可采用類(lèi)似于單片集成式多位數(shù)字顯示器工藝方法制作。</p><p><b>　　LED顯示器的分類(lèi)</b></p><p><b>　　1.按管發(fā)光顏色分</b></p><p>　　按發(fā)光管發(fā)光顏色分，可分成紅色、橙色、綠色（又細(xì)分黃綠、標(biāo)準(zhǔn)綠和純綠）、藍(lán)光等。另外，有的發(fā)光

98、二極管中包含二種或三種顏色的芯片。根據(jù)發(fā)光二極管出光處摻或不摻散射劑、有色還是無(wú)色，上述各種顏色的發(fā)光二極管還可分成有色透明、無(wú)色透明、有色散射和無(wú)色散射四種類(lèi)型。散射型發(fā)光二極管和達(dá)于做指示燈用。</p><p>　　2．按發(fā)光管出光面特征分</p><p>　　按發(fā)光管出光面特征分圓燈、方燈、矩形、面發(fā)光管、側(cè)向管、表面安裝用微型管等。圓形燈按直徑分為φ2mm、φ4.4mm、φ5m

99、m、φ8mm、φ10mm及φ20mm等。國(guó)外通常把φ3mm的發(fā)光二極管記作T-1；把φ5mm的記作T-1（3/4）；把φ4.4mm的記作T-1（1/4）。由半值角大小可以估計(jì)圓形發(fā)光強(qiáng)度角分布情況。從發(fā)光強(qiáng)度角分布圖來(lái)分有三類(lèi)：</p><p>　?。?）高指向性。一般為尖頭環(huán)氧封裝，或是帶金屬反射腔封裝，且不加散射劑。半值角為5°～20°或更小，具有很高的指向性，可作局部照明光源用，或

100、與光檢出器聯(lián)用以組成自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)。</p><p>　?。?）標(biāo)準(zhǔn)型。通常作指示燈用，其半值角為20°～45°。</p><p>　?。?）散射型。這是視角較大的指示燈，半值角為45°～90°或更大，散射劑的量較大。</p><p>　　3．按發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)分</p><p>　　按發(fā)光二極

101、管的結(jié)構(gòu)分有全環(huán)氧包封、金屬底座環(huán)氧封裝、陶瓷底座環(huán)氧封裝及玻璃封裝等結(jié)構(gòu)。</p><p>　　4．按發(fā)光強(qiáng)度和工作電流分</p><p>　　按發(fā)光強(qiáng)度和工作電流分有普通亮度的LED（發(fā)光強(qiáng)度<10mcd）；超高亮度的LED（發(fā)光強(qiáng)度>100mcd）；把發(fā)光強(qiáng)度在10～100mcd間的叫高亮度發(fā)光二極管。一般LED的工作電流在十幾mA至幾十mA，而低電流LED的工作

102、電流在2mA以下（亮度與普通相同）除上述分類(lèi)方法外，還有按芯片材料分類(lèi)及按功能分類(lèi)的方法。</p><p>　　第3章 洗衣機(jī)的檢測(cè)和觸發(fā)電路</p><p>　　3.1 洗衣機(jī)水位檢測(cè)</p><p>　　水位傳感器檢測(cè)電路 在洗衣機(jī)中采用兩種水位傳感器，分別是機(jī)械式和鑒頻式。機(jī)械式水位傳感器是最早出現(xiàn)的一種水位檢測(cè)裝置，當(dāng)達(dá)到設(shè)定水位后，水位傳感器閉合。MCU通

103、過(guò)檢測(cè)輸入的開(kāi)關(guān)量的變化，以確定水位，檢測(cè)方式比較簡(jiǎn)單。而在現(xiàn)在的洗衣機(jī)中大多采用鑒頻式水位傳感器，也稱(chēng)之為諧振式水位傳感器。 水位的變化改變諧振式水位傳感器中磁芯的位置，等效于改變并聯(lián)諧振電路中的電感量，從而改變電路的諧振頻率。</p><p>　　全自動(dòng)洗衣機(jī)水位控制，常用水位開(kāi)關(guān)，線路比較簡(jiǎn)單，但僅能檢測(cè)幾個(gè)固定的水位。若要求水位的檢測(cè)必須是連續(xù)的，則常采用諧振式水位傳感器。</p><

104、p>　　諧振式水位傳感器是利用電磁諧振電路的LC作為傳感器的敏感元件，將被測(cè)物體的變化轉(zhuǎn)換為L(zhǎng)C參數(shù)的變化，最終以頻率參數(shù)輸出，結(jié)構(gòu)原理圖如圖3-1所示。</p><p>　　洗衣機(jī)桶內(nèi)的水位h，其水壓對(duì)導(dǎo)氣管內(nèi)的大氣產(chǎn)生壓力。由于水壓遠(yuǎn)小于大氣壓，因此氣體近似非壓縮傳遞壓力，水壓通過(guò)引入嘴進(jìn)入傳感器室4。氣室上面是封閉的，氣壓與水位h 成正比。氣壓傳到隔膜7上時(shí)，由于導(dǎo)板3嵌裝在隔膜上，當(dāng)水位上升是氣壓增

105、 大，導(dǎo)板向上移動(dòng)。當(dāng)水位下降 時(shí)氣壓降低，在彈簧1的作用下，導(dǎo)板向下移動(dòng)。導(dǎo)板中心部位裝有導(dǎo)面軸，受外殼6的支撐點(diǎn)限位，使導(dǎo)板上下移動(dòng)，不致偏移。導(dǎo)板上固有支架，上面裝有磁性元件2，導(dǎo)板上下移動(dòng)時(shí)，帶有磁性的使其與線圈5之間的相對(duì)位置發(fā)生變化，線圈中的電感量也發(fā)生變化。該電感與電容組成三點(diǎn)式振蕩電路，如圖3-2所示。諧振電路的固有頻率將隨著水位的變化而變化，故又稱(chēng)為諧振式水位傳感器。 </p><

106、p>　　洗衣機(jī)被測(cè)水位一般均小于400mm，它所形成的壓力遠(yuǎn)小于大氣壓力。因此，由此引起的檢測(cè)內(nèi)腔的空氣體積變化很小，即氣腔內(nèi)外的壓差為</p><p><b>　?。?-1）</b></p><p>　　式中，ρ為水密度。壓差△S用作于一個(gè)薄膜上，驅(qū)動(dòng)磁芯位移，磁芯同時(shí)受到彈簧反作用，壓差形成的壓力為</p><p><b>

107、　?。?-2）</b></p><p>　　式中，S為薄膜的有效面積。</p><p><b>　　彈簧的反作用力為</b></p><p><b>　　（3-3）</b></p><p>　　式中，為反作用的彈簧的彈性系數(shù)。</p><p>　　當(dāng)時(shí)，位移變化終

108、止，有</p><p><b>　?。?-4）</b></p><p>　　由此可見(jiàn)，水位h與位移成線性關(guān)系。</p><p>　　磁芯在線圈中位移，將引起電感量的變化，已知含磁芯的螺管線圈，如圖3-2所示，電感由下式?jīng)Q定</p><p><b>　?。?-5）</b></p><

109、;p>　　式中，為線圈匝數(shù)，為空氣導(dǎo)磁率，為磁芯導(dǎo)磁率，R為線圈平均半徑，為磁芯有效半徑，l為線圈長(zhǎng)度。</p><p>　　為了便于與單片機(jī)接口，水位傳感器采用數(shù)字振蕩電路。LC電路經(jīng)C2耦合接入數(shù)字式諧振放大器。隨著水位變化，諧振頻率作用相應(yīng)改變，放大器在a點(diǎn)輸出，并經(jīng)A2整形，由C點(diǎn)輸出，此時(shí)即可將數(shù)字量接到單片機(jī)。頻率與水位的關(guān)系可以用軟件查表讀出。表3-1為水位與水位傳感器輸出頻率的對(duì)應(yīng)關(guān)系。&l

110、t;/p><p>　　表3-1 水位傳感器的輸出頻率與水位的對(duì)應(yīng)關(guān)系</p><p><b>　　洗衣機(jī)渾濁度檢測(cè)</b></p><p>　　在電子程控器中，確定洗衣時(shí)間主要是根據(jù)洗滌液的骯臟程度而決定。為了便于實(shí)現(xiàn)洗衣機(jī)的全自動(dòng)化和更人性化，我們?cè)诖舜卧O(shè)計(jì)中增加了新穎的模糊檢測(cè)，即渾濁度檢測(cè)。這樣，洗衣機(jī)就可以自動(dòng)根據(jù)漂洗時(shí)水流的渾濁度來(lái)設(shè)定

111、漂洗的次數(shù)和時(shí)間，而這一信息的來(lái)源是由光傳感器提供的。所以我們采用了光傳感器來(lái)檢測(cè)水的渾濁度。</p><p><b>　　光傳感器的介紹</b></p><p>　　光傳感器是一種將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的設(shè)備，屬傳感器的一種。最常用的光傳感器就應(yīng)是光控開(kāi)關(guān)了，其核心元件是光敏電阻，因光強(qiáng)弱的變化而引起電阻阻值的變化，進(jìn)而引起電流的變化，這樣光信號(hào)就轉(zhuǎn)換成了電信號(hào)。光傳

112、感器時(shí)間的長(zhǎng)短，取決于衣物是否洗干凈。在排水管的位置上安裝一個(gè)光傳感器，它的任務(wù)就是測(cè)定洗滌液的渾濁程度。在洗滌液較渾濁的時(shí)候，透光度較差，相反地在洗滌液較干凈時(shí)，它的透光性也就比較好。這樣安裝在排水管上的光敏傳感器就可以將排水管內(nèi)洗滌液透光度的變化轉(zhuǎn)變?yōu)樾盘?hào)電流的變化，接到這一電流信號(hào)以后，電子程控器就可以根據(jù)這一數(shù)據(jù)來(lái)判斷所洗衣物的骯臟程度。</p><p><b>　　光傳感器的工作原理</

113、b></p><p>　　當(dāng)衣物上的污垢屬于油性時(shí)，需要洗滌的時(shí)間較長(zhǎng)，洗滌液渾濁程度的變化也就變慢。相反，當(dāng)衣物上僅僅有沙性污垢時(shí)（俗稱(chēng)為“浮土”），洗滌液很快就變渾濁了，并不再繼續(xù)增加渾濁度。在智能型洗衣機(jī)的測(cè)控器中，電子測(cè)控器的控制中心不斷地發(fā)出掃描信號(hào)。在一定時(shí)間內(nèi)，如果洗滌液渾濁度的變化較快，并且能很快的達(dá)到一定的飽和程度（也就是渾濁程度不再增加），這就說(shuō)明污垢是沙性的。相反，在一定的時(shí)間內(nèi)，洗滌

114、液的渾濁程度變化的較慢，并且不斷的增加濃度，減小透光度，這就說(shuō)明衣物的污垢是油性的，需要多洗一些時(shí)間。就這樣，根據(jù)洗滌液渾濁程度變化的快慢，及透光度的大小，也就是光敏元件內(nèi)電流的變化情況，程控器就可以按照事先編排好的程序來(lái)最后確定洗滌時(shí)間的長(zhǎng)短和進(jìn)水量的多少。</p><p>　　根據(jù)洗滌液的透光度（渾濁程度），電子測(cè)控器可以判斷所洗衣物的骯臟程度。但是，僅憑這一點(diǎn)，還不能最后確定洗滌工作是否可以停止，衣物十分已