洗衣机控制面板设计 近年来随着计算机在社会领域的渗透，单片机的应用正在不断的走向深入，同时带动传统控制检测的日新月异，在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往是作为一个核心部件来使用.仅单片机方面的知识是不够的还应根据具体硬件结构，以及针对具体应用对象特点的软件结合，以作完善。洗衣机的出现给人们的生活带来诸多的方便。本文首先描述系统硬件工作原理，并附以系统结构框图加以说明着重介绍了本系统所应用的各硬件接口技术和各个接口模块的功能及工作过程。其次，详细的阐述了程序的各个模块和实现过程本设计以数字集成电路技术为基础，单片机技术为核心。一、 洗衣机控制面板设计任务及技术要求1 主要内容设计一个用单片机控制的洗衣机控制面板。以单片机为主控制器，扩展必要的外部电路，设计制作一个洗衣机控制面板。(1) 洗涤按钮 洗涤时间20分钟。洗涤种类有：强洗、弱洗、轻柔等。通过按键改变洗涤种类。(2) 洗涤时 洗涤指示灯亮：强洗时强洗指示灯亮；弱洗时，弱洗指示灯亮；轻柔时，轻柔指示灯亮。(3)有启动/停止按钮控制：第一次启动时，标准洗涤；工作时，再按停止按键停止工作。默认洗涤时间为20分钟。2工程技术方案目前国内市场上有很多种类的洗衣机，采用的控制系统也各不相同，基于学习与实际的情况，本设计采用AT89S52系列单片机来实现洗衣机控制器的各控制要求。此设计以单片机为主体配以各种控制电路，构成洗衣机的程序控制系统。当有故障时，在排除了机械系统和程控器外接部件后。一般来说，先检测判定单片机外围控制电路，正常后，再判断单片机的故障。程序控制系统接受来自操作面板的动作指令，传送出相应的执行命令，并发出声音报警。重新控制系统的这些功能是由它的各种控制电路相互配合工作来实现的。二、 系统概述1 系统设计要求洗衣机控制面板主要包括：功能键 选择键 时间调整键 复位键设计内容：设计一个用单片机控制的洗衣机控制面板。以单片机为主控制器，扩展必要的外部电路，设计创作一个洗衣机控制器。完成一次洗涤过程需要的动作有：(1) 进水动作 进行洗涤时，桶内的水量必须达到水位设定要求。洗衣机的进水和水位判断，是由水位开关和进水阀的开合来进行控制的，当桶内没有水或水量达不到设定水位时，单片机程序奖可在进水阀闭合，开始注水，当桶内的水位达到设定水位时，水位开关受压闭合，程序就可进行下一步处理。(2) 排水动作 进入脱水动作前应先排水。为了避免空排水及排水不完造成对电机的损害。洗衣机能够根据实际水量对排水时间进行动态控制。(3) 洗涤动作 洗涤动作指的是点击周期性的“正传停止反转停止”。不同的洗衣过程，控制电机执行“正传停止反转停止”的时间是不同的。(4) 脱水动作 排水结束后进入脱水动作，脱水是通过电机的正转来实现的，同时要求排水阀一直打开。脱水结束后，发出报警，并自动关闭排水阀。(5) 其他动作 洗衣机控制面板上还配有启动，停止 电源，强洗，弱洗按钮。2 系统构成部件主控制系统运用的是AT89S52单片机其主要控制的对象包括：洗衣时间，洗衣种类及电机.。这些被控对象是根据不同的洗衣程序来设定他们不同的工作状况和工作时间的，同时需要液晶显示不同的工作状态及运行时间。发光二极管用来指示洗涤速度及洗涤种类；按键用来控制程序的运行和洗涤种类和洗涤时间；蜂鸣器用来进行程序运行提示及故障报警。下面是洗衣机控制器系统控制框图：ATS8952电源时钟信号LCD液晶显示电路按键控制电路复位电路报警电路各框图的作用包括：a) 单片机电路 单片机电路是程序控制的中心。它把计算机的各种功能电路都集成在一块芯片上。单片机根据输入指令和检测信号，调出内部的相应程序，通过电路处理后输出各种控制信号，是洗衣机自动完成操作过程。如果单片机自己出现故障或控制电路传送给单片机的信号不正确，洗衣机就不能正常工作。b) 直流电源电路 这是为单片机及其外围控制电路提供晓以电压直流电源的电路，它将输入的220V交流电经过变压、整流、滤波-稳压后，变为稳定的低压直流电，送给单片机、显示电路等。c) 复位电路 此电路的作应是复位。在单片机接上电源以后，或电源出现过低电压时，将单片机存储器复位，使其各项参数处于初始位置，即处于开机时的标准程序状态，以消除某种原因的程序紊乱。d) 时钟电路 由晶振元件与单片机内部电路组成，产生的振荡频率为单片机提供时钟信号，供单片机计时和定时。e) 按键输入电路 按键开关按照一定的矩阵排列，当按键被按动时，其接通的信号将输送到单片机。单片机将对应的调出内部软件进行工作，使洗衣机进入相应的洗涤程序。f) 显示电路 显示电路由发光二极管按一定的矩阵排列而成，它是程序控制系统向用户直接观察到洗衣机的工作状态的窗口。预设工作程序时，可根据指示灯的闪亮来判断洗衣机是否接受了指令；还可以通过指示灯的显示来判断洗衣机工作是否正常。g) 报警电路 此电路在洗衣机中起提示和报警作用。根据程序安排和软件设置，当洗衣完成后，洗衣机将发出声音以提示用户洗衣完成。三、系统硬件电路的设计1 单片机控制部分单片机 AT89S52AT89S52是一个低功耗,高性能CMOS 8位单片机,片内含8k 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,功能强大的微型计算机的AT89S52可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。单片机采用AT89S52，其采用最小化应用系统设计。P0口和P2口作为共阳LED数码管驱动用。P1口作为16键的键盘接口，其中T0-T3分别为百位，个位，小数位的频率操作键。百位数只能是0或1。当百位数为0时，十位数为8或9；当百位数为1时，十位数只能为0。个位及小数位为0-9之中任意数。T4-T14为发射频率预置键，T15为单声道立体声控制键。P3.0,P3.1和P3.2作为与BH1415F的通信端口，用于传送发射频率控制数据；P3.3用于立体声发射指标。芯片内部结构及性能AT89S52单片机包含中央处理器、程序存储器(ROM)、数据存储器(RAM)、定时器/计数器、并行I/O口、串行I/O口和中断系统等几大单元以及数据总线、地址总线和控制总线三大总线构成。图4-1为单片机内部结构框图13。(1) 中央处理器中央处理器(CPU)是整个单片机的核心部件，能处理8位二进制数据或代码，CPU负责控制、指挥和调度整个单元系统协调的工作，完成运算和控制输入输出功能等操作。(2) 程序存储器AT89S52共有8KB个E2PROM，用于存放用户程序，原始数据或表格。(3) 数据存储器（RAM）AT89S52内部有128个8位用户数据存储单元和128个专用寄存器单元，它们是统一编址的，专用寄存器只能用于存放控制指令数据，用户只能访问，而不能用于存放用户数据，所以，用户能使用的RAM只有128个，可存放读写的数据，运算的中间结果或用户定义的字型表。内部结构框图(4) 并行输入输出口AT89S52共有4组8位I/O口(P0、 P1、P2或P3)，用于对外部数据的传输。(5) 串行输入输出口AT89S52内置一个全双工串行通信口，用于与其它设备间的串行数据传送，该串行口既可以用作异步通信收发器，也可以当同步移位器使用。(6) 定时/计数器AT89S52有三个16位的可编程定时/计数器，以实现定时或计数功能，并以其定时或计数结果对单片机进行控制。(7) 中断系统AT89S52具备较完善的中断功能，有两个外中断、三个定时/计数器中断和一个串行中断，可满足不同的控制要求，并具有两级的优先级别选择。(8)主要性能8KB可改编程序Flash存储器（可经受1000次的写入/擦除周期） 全静态工作：0Hz24MHz三级程序存储器保密1288字节内部RAM32条可编程I/O线2个16位定时器/计数器6个中断源可编程串行通道片内时钟振荡器AT89S52的引脚及功能AT89S52芯片引脚图(1) 电源和晶振VCC：供电电压。GND：接地。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。(2) I/O口 P0口P0口的字节地址为80H，位地址为80H87H。P0口既可以作为通用I/O口使用，也可以作为单片机系统的地址/数据线使用。当作为输出口使用时，由于输出电路是漏极开路，必须外接上拉电阻才能有高电平输出。 P1口P1口的字节地址为90H，位地址为90H97H。P1口只能作为通用I/O口使用。当作为输出口使用时，已能对外提供推拉电流负载，外电路无需再接上拉电阻；当作为输入口使用时，应先向其锁存器写入“1”，使输出驱动电路的FET截止。 P2口P2口的字节地址为0A0H，位地址为0A0H0A7H。P2口用于为系统提供高位地址，但只作为地址线使用而不作为数据线使用。此外，P2口也可作为通用I/O口使用。 P3口P3口的字节地址为0B0H，位地址为0B0H0B7H。P3口可以作为通用I/O口使用，但在实际应用中它的第二功能信号更为重要。P3口引脚的第二功能，如下所示： 表4-1 P3端口的特殊功能 端口引脚 兼 用 功 能 P3.0RXD （串行输入口） P3.1TXD （串行输出口） P3.2 （外部中断0） P3.3 （外部中断1） P3.4T0 （ 定时器0的外部输入） P3.5T1 （定时器1的外部输入） P3.6 （外部数据存储器写选通） P3.7 （外部数据存储器读选通）(3) 4根控制线 RST：复位信号。保持RST脚两个机器周期以上的高电平，就可以完成CPU系统复位操作，使系统的一些单元内容回到规定值。 /PSEN：外部程序存储器读选通信号。在读外部ROM时，/PSEN有效（低电平），以实现外部ROM单元的读操作。 /EA/VPP：访问程序存储器控制信号。当/EA信号为低电平时，对ROM的读操作限定在外部程序存储器；而当/EA为高电平时，则对ROM的读操作是从内部程序存储器开始，并可延续至外部程序存储器。 ALE/PROG：地址锁存控制信号。在系统扩展时，ALE用于控制P0口输出的低8位地址送入锁存器锁存起来，以实现低位地址和数据的分时传送。此外由于ALE是以六分之一晶振频率的固定频率输出的正脉冲，因此也可作为外部时钟或外部定时脉冲使用.单片机时钟信号四、工作原理字符型LCD1602通常有14条引脚线或16条引脚线的LCD，多出来的2条线是背光电源线VCC(15脚)和地线GND(16脚)，其控制原理与14脚的LCD完全一样，引脚定义如下表所示： HD44780内置了DDRAM、CGROM和CGRAM。 DDRAM就是显示数据RAM，用来寄存待显示的字符代码。共80个字节，其地址和屏幕的对应关系如下表： 也就是说想要在LCD1602屏幕的第一行第一列显示一个A字,就要向DDRAM的00H地址写入“A”字的代码（指A的字模代码，0x200x7F为标