基于单片机AT89s52的家用洗衣机的程序设计

家用洗衣机程序设计I摘要单片机已经渗透到我们生活的各个领域，全自动洗衣机的控制就是其中的一个典型应用。本系统利用单片机实现了洗衣机的全自动控制，即洗涤、漂洗、脱水各工序之间的转换无需人工介入而自动完成。并且了单片机控制的原理方法、特点及控制洗衣机的特色。本文在介绍洗衣机结构的同时，对全自动洗衣机的控制系统进行分析，在此基础上提出了基于单片机的全自动洗衣机控制方案，并对方案进行了深入的研究,根据洗衣机的工作原理对程序及其流程进行了设计,实现了洗衣机由进水、洗涤、排水、脱水到自动停机的循环过程的自动控制，并且具有智能化程度高、安全可靠等特点。关键词：洗衣机；自动控制；单片机。家用洗衣机程序设计II目录1绪论.............................................................12总体方案设计分析..................................................22.1全自动洗衣机控制方法选择....................................22.2方案构思....................................................23硬件电路设计......................................................33.1单片机简介..................................................33.2AT89S52....................................................53.3步进电机模块简介...........................................73.48279简介..................................................104软件设计........................................................124.1程序流程...................................................124.2部分程序及功能简介.........................................135综合调试........................................................145.1实验导线连接与调试..........................................145.2实验结果分析................................................15实验体会..........................................................15附录Ⅰ硬件电路图.................................................17附录Ⅱ实验程序...................................................18参考文献..........................................................25家用洗衣机程序设计11绪论洗衣机是一种在家庭中不可缺少的家用电器,发展非常快。全自动式洗衣机由于具有对衣物的磨损小、洗涤量大、节水等特点,越来越得到广大家庭的青睐。其主要依靠装在洗衣桶底部的波轮正、反旋转，带动衣物上、下、左、右不停地翻转，使衣物之间、衣物与桶壁之间，在水中进行柔和地摩擦，在洗涤剂的作用下实现去污清洗。全自动即进水、洗涤、清洗、甩干等一系列过程自动完成，通过各种开关组成控制电路，来控制电动机、进水阀、排水电磁铁的电压输出，使洗衣机实现程序运转。随着社会的进步和生活水平的提高,人们对全自动洗衣机的功能多样化、操作简单化也提出了更高的要求。为适应这种变化,全自动洗衣机的控制器已由机械式、混合式逐步过渡到全电子控制。随着微电子技术的发展，大多数的科学技术广泛运用与人们的生活当中，使生活水平也随着科技的发展而大大提高。单片机在电器中的应用越来越广泛。单片机需要根据一定的控制规律控制电器中的一些功率部件工作。这些部件是实现电器功能的重要部件。以至于向硬件，软件合为一体的方向发展，以硬件电路设计为主的传统设计方向也向器件内部资源加以利用的方法转化，单片机是实现电路功能的重要部分，例如：洗衣机中的洗涤电机和脱水电机的控制从一开始是通过两个电机分别控制的，而现在可以共用同一个电机进行洗涤和脱水；更是由原来的手动控制提高到现在的全自动控制；而且，其他的功能也相应增加，让洗衣机的功能越来越智能化。洗衣机的各种洗衣程序运行在单片机（微电脑芯片）的控制下，使得洗涤、漂洗、脱水等各种功能的操作都能不需要手动，而是模拟人类智能行为完成，一般的微电脑控制程序全自动洗衣机由使用者根据洗涤衣物的质量、厚薄、脏污程度等，选择洗涤程度（包括洗涤水量、洗涤时间、漂洗方式、脱水时间等），洗衣机按照选定的洗涤程度自动进行工作。它的输入指令来自两个方面：一方面是使用者在控制面板上的选择。另一方面，洗衣机内具有各种传感器，在洗涤过程中可对洗涤量、洗净程度、排水情况、脱水情况等进行检测，调整洗涤过程，使洗衣机工作于最佳状态。家用洗衣机程序设计22总体方案设计分析2.1全自动洗衣机控制方法选择在全自动洗衣机中，现在比较通用的控制手段是利用单片机或者PLC两种方法，本课设选用的是单片机。之所以选用单片机主要考虑了以下原因。首先，单片机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。并且采用无噪声、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。其次，单片机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。再次，单片机还具有瞬间掉电保护功能，电源短时间停电后，电压恢复时，能够维持原来运行程序的工作状态并继续完成洗衣程序。最后，各种操作和洗衣机的运行状态均可以用LED显示。此外，在硬件规模方面，单片机相当于将一个基本规模的单板机所具有的资源复合在一块芯片上，因此具有相当的规模；在功能方面，单片机已经超过了PLC的功能；在指令系统方面，如果将单片机的指令系统PLC的指令系统相比较，除单片机的数据传送能力较弱一点之外，单片机的指令系统已大大超过PLC；此外，无论在性价比方面，还是在体积、重量方面相比较，单片机都比PLC优越得多。综合上述原因本课设采用单片机来完成。2.2方案构思全自动洗衣机由洗衣系统和控制电路组成。其控制电路分为机械和电脑型，电脑型控制电路是以单片机作为控制电路的核心。自动洗衣机的洗衣程序，键盘上有两个按钮01键和02键。01键设为开始按钮；02键设为停止按钮，其功能是按下停止按钮后洗完一个周期后停止，中间不能停。洗衣机的标准洗衣程序是：开始——进水——洗涤——排水——进水——清洗——排水——脱水。1.洗涤过程通电后，洗衣机进入暂停状态，以便放好衣物并且等待按下开始按钮。当按下开始按钮01时，进入洗涤过程。首先进水阀打开，开始进水，向洗衣机供水；当到达预定水位时，进水阀关闭，停止进水；步进电动机接通电源，开始旋转，形成洗衣水流。步进电动机可以实现正反家用洗衣机程序设计3转功能，可以形成往返水流，有利于洗涤衣物。2.脱水过程洗涤或漂洗过程结束后，电机停止转动，排水阀通电，开始排水。当水位低到一定值时，排水停止，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，只是多一个循环周期，清洗两次。全部洗衣工作完成后，电机停止，停止指示灯亮。3硬件电路设计本课设采用的单片机的型号为AT89S52,需要用到的模块有：步进电机模块、LED显示模块、8279键盘显示模块。以下是对其一一介绍。3.1单片机简介单片机是指一个集成在一块芯片上的完整计算机系统。尽管它的大部分功能集成在一块小芯片上，但是它具有一个完整计算机所需要的大部分部件：CPU、内存、内部和外部总线系统，目前大部分还会具有外存。同时集成诸如通讯接口、定时器，实时时钟等外围设备。而现在最强大的单片机系统甚至可以将声音、图像、网络、复杂的输入输出系统集成在一块芯片上。单片机又称单片微控制器,它不是完成某一个逻辑功能的芯片,而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。概括的讲：一块芯片就成了一台计算机。它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。同时，学习使用单片机是了解计算机原理与结构的最佳选择。单片机内部也用和电脑功能类似的模块，比如CPU，内存，并行总线，还有和硬盘作用相同的存储器件，不同的是它的这些部件性能都相对我们的家用电脑弱很多，不过价钱也是低的，一般不超过10元即可......用它来做一些控制电器一类不是很复杂的工作足矣了。我们现在用的全自动滚筒洗衣机、排烟罩、VCD等等的家电里面都可以看到它的身影。单片机是靠程序运行的，并且可以修改。通过不同的程序实现不同的功能，尤其是一些特殊的功能，这是别的器件需要费很大力气才能做到的，有些则是花大力气也很难做到的。目前占统治地位的软件还是最低级汇编语言，单片机没有家用洗衣机程序设计4家用计算机那样的CPU，也没有像硬盘那样的海量存储设备。一个可视化高级语言编写的小程序里面即使只有一个按钮，也会达到几十K的大小！对于家用PC的硬盘来讲没什么，可是对于单片机来讲是不能接受的。单片机在硬件资源方面的利用率必须很高才行，所以汇编虽然原始却还是在大量使用。一样的道理，如果把巨型计算机上的操作系统和应用软件拿到家用PC上来运行，家用PC的也是承受不了的。可以说，二十世纪跨越了三个“电”的时代，即电气时代、电子时代和现已进入的电脑时代。不过，这种电脑，通常是指个人计算机，简称PC机。它由主机、键盘、显示器等组成。还有一类计算机，大多数人却不怎么熟悉。这种计算机就是把智能赋予各种机械的单片机。顾名思义，这种计算机的最小系统只用了一片集成电路，即可进行简单运算和控制。因为它体积小，通常都藏在被控机械的“肚子”里。它在整个装置中，起着有如人类头脑的作用，它出了毛病，整个装置就瘫痪了。现在，这种单片机的使用领域已十分广泛，如智能仪表、实时工控、通讯设备、导航系统、家用电器等。各种产品一旦用上了单片机，就能起到使产品升级换代的功效，常在产品名称前冠以形容词——“智能型”，如智能型洗衣机等。现在有些工厂的技术人员或其它业余电子开发者搞出来的某些产品，不是电路太复杂，就是功能太简单且极易被仿制。究其原因，可能就卡在产品未使用单片机或其它可编程逻辑器件上。常用单片机芯片有以下几种：STC单片机、PIC单片机、ATMEL单片机(51单片机)、EMC单片机、PHLIPIS51PLC系列单片机(51单片机)、HOLTEK单片机、TI公司单片机(51单片机)和松翰单片机（SONIX）。本课设则采用ATMEL单片机(51单片机)，选用型号为AT89S52。ATMEL单片机(51单片机)是ATMEL公司的8位单片机，有AT89、AT90两个系列，AT89系列是8位Flash单片机，与8051系列单片机相兼容,静态时钟模式，AT90系列单片机是增强RISC结构、全静态工作方式、内载在线可编程Flash的单片机，也叫AVR单片机。家用洗衣机程序设计53.2AT89S52与MCS-51单片机产品兼容、8K字节在系统可编程Flash存储器、1000次擦写周期、全静态操作：0Hz～33Hz、三级加密程序存储器、32个可编程I/O口线、三个16位定时器/计数器、八个中断源、全双工UART串行通道、低功耗空闲和掉电模式、掉电后中断可唤醒、看门狗定时器、双数据指针、掉电标识符。AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存