有数字显示的洗衣机时控电路的设计Word格式.docx

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AT89C2051isalow-costbuthigh-performed8single-chipcomputerproductionofATMELCorporation,whichcouldpreventillegalproceduresread,havegoodsafetyperformanceandallthefunctionsof80C31single-chipcomputer.Thedesign,throughusingAT89C2051single-chipcomputertorealizetimecontrolofprocesstimeofwashingmachines,increasingexternalcircuittoachievearbitrarytime-setofwashingprocedureandrealizingthetimecountdowndisplaybyLEDdigitalshowtubesatthesametime,istoachieveconnectionandcutofthedehydrationcircuitandwashingbyswitchingtubes.Resultsshowthatthecircuit,comparedwithtraditionaltimecircuitsofwashingmachines,hasfunctionslikesimplecircuit,flexiblewashingprocessandparameteradjustment,digitaltimedisplayofworkprocedureandsoundwarning.

Keyword:

single-chip-computer,timer,LEDdigitalshowtubes,buzzer

1引言

我国洗衣机业经过20多年的发展，已成为一个较成熟的产业。

随着中国经济的日益发展，对洗衣机的要求也愈来愈高，节水、节能等环保意识的提高，是消费者进行洗衣机更新换代的重要因素，成为重要的增长点。

在此期间全自动洗衣机便逐渐发展壮大起来，很多全自动洗衣机都已具有了洗、漂、甩、烘等一系列功能，然而若在洗涤、脱水时显示其时间，就更能使洗衣机可视化，从而有利于人们合理安排时间，不必为盲目的等待而苦恼。

计时器在生活非常有用，目前洗衣机电路中也利用计时器来控制洗涤、脱水时间来实现其自动功能，用单片机自制，不但电路简单，而且功能可根据需要自行设计。

由74系列、40系列小规模数字芯片设计的倒计时器非常多，但有显示不直观（无LED数码管）；

调整参数不灵活；

计时精度低（采用RC振荡）等缺点。

而AT89C2051具有80C31单片机所有的功能，是一种廉价高性能8位单片机，采用20引脚封装，体积小，可防止程序的非法读出，安全性能好等优点。

在此介绍用AT89C2051单片机制作洗衣机时控电路，本篇文章主要在于制作洗衣机的倒计时显示电路，以使其电路结构较为简单，成本低廉，时间可调可显为目的。

2AT89C2051单片机简介

2.1AT89C2051主要特点

AT89C2051是低电压，高性能的8位微控制器。

有PDIP（双列直接塑封）和SOIC（表面封装塑封）两种封装形式。

其主要有以下一些特点：

与MCS－51产品完全兼容；

2.7V－6.0V工作电压范围；

2K字节可编程闪烁存储器，编程次数可达1000次，同进数据可保存10年以上；

全静态操作，工作频率为0－24MHz；

128×

8字节的SRAM；

15个可编程I/O口线；

2个16位定时器/计数器；

具有空闲和掉电工作模式；

体积小。

2.2AT89C2051单片机引脚功能

AT89C2051主要由算术逻辑运算单元（ALU）、各种寄存器单元、端口锁存器及驱动和闪烁存储器等组成，引脚如图1所示，各引脚功能为：

（1）RST：

复位端，高电平复位，复位后所有I/O口均为高电平，除SP为07外，其余寄存器均清零。

（2）XTAL1、XTAL2：

分别为片内振荡器中反相放大器的输入和输出端，接晶体振荡器和陶瓷振荡器均可以，连接方式如图2所示。

采用晶体振荡器时，两个无极性电容的值可选用30pF±

10pF，采用陶瓷振荡器时，值可选用40pF±

10pF。

当外接时钟信号时，可直接连至XTAL1端，XTAL2悬空。

（3）P1口：

8位双向I/O口，P1.1～P1.7均有内部上拉电阻，而P1.0、P1.1因具有第二功能，分别作为片内精密比较器的同相、反相输入端，内部没有上拉电阻。

P1在闪烁存储器编程、校验时，接收和输出数据用。

（4）P3口：

P3.0～P3.5和P3.7是7位双向I/O口，均有内部上拉电阻，同P1口一样，能提供20mA的驱动吸收电流。

P3.6口为内部比较器的输出端，没有硬件输出引线，其中P3.0～P3.5还具有第二功能，如表1所示。

P3口在闪烁存储器编程和校验时主要作控制信号用。

表1P3.0～P3.5的第二功能

脚名

扩展第二功能

P3.0

RXD（串行数据输入端）

P3.1

TXD（串行数据输入端）

P3.2

INTO（外部中断0）

P3.3

INTO（外部中断1）

P3.4

T0（外部定时器0输入）

P3.5

T0（外部定时器1输入）

2.3芯片擦除

整个PEROM阵列和三个锁定位的电擦除可通过正确的控制信号组合，并保持ALE管脚处于低电平10ms来完成。

在芯片擦操作中，代码阵列全被写“1”且在任何非空存储字节被重复编程以前，该操作必须被执行。

此外，AT89C2051设有稳态逻辑，可以在低到零频率的条件下静态逻辑，支持两种软件可选的掉电模式。

在闲置模式下，CPU停止工作。

但RAM，定时器，计数器，串口和中断系统仍在工作。

在掉电模式下，保存RAM的内容并且冻结振荡器，禁止所用其他芯片功能，直到下一个硬件复位为止。

2.4振荡器特性

XTAL1和XTAL2分别为反向放大器的输入和输出。

该反向放大器可以配置为片内振荡器。

石晶振荡和陶瓷振荡均可采用。

如采用外部时钟源驱动器件，XTAL2应不接。

有余输入至内部时钟信号要通过一个二分频触发器，因此对外部时钟信号的脉宽无任何要求，但必须保证脉冲的高低电平要求的宽度。

3硬件电路设计

3.1功能介绍

电路如图3所示

（1）独立的倒计时。

均可独立设置启动、关闭。

（2）范围：

0~1小时，可任意设定。

关机后数据不丢失。

计时精度高：

<

0.1S

（3）独立的三路输出：

a:

第1路蜂鸣器输出：

蜂鸣器报警；

b:

第2路LED数码显示管输出：

显示剩余工作时间；

c:

第3路PNP晶体管输出：

控制D1，D2

图3电路原理图

3.2工作原理

电路说明：

LED数码管采用共阴高亮型，发光二极管D1，D2分别代表洗衣机的洗涤和脱水电路。

如图3整机由AT89C2051、两位LED数码管、K1-K3、R、T等元器件组成。

AT89C2051内部T1定时器完成定时中断功能。

为了减少硬件，由AT89C2051的P1口直接输出LED的段码，BCD转换由软件完成。

位选码由P3.0，P3.1输出。

键盘与单片机P3.7，P3.3脚相接，另一端接地。

由于89C2051的灌入电流：

20mA。

故直接驱动：

蜂鸣器、PNP晶体管、LED数码管。

接通电源后，C1，C2，CY起振，产生一个时钟周期信号（1/12us），单片机开始工作。

K1用着调整电路工作的时间，电路进入工作状态，第一次按下K2键，由P3.4脚发出一个低电平，三极管Q1导通，发光二极管D1亮（即接通洗衣机洗涤电路），此时LED数码管所显示的时间进入倒计时。

当时间显示为0时，P3.4脚发出高电平信号，Q1截止，D1熄灭，蜂鸣器报警；

当第二次按K2键时，通过K1确定工作时间过后，管脚P3.5发出一个低电平，Q2导通，D1亮（即接通洗衣机脱水电路），LED开始倒计时。

当时间显示为0时，P3.5脚发出一个高电平，Q2截止，D2熄灭，蜂鸣器报警；

K3直接使单片机复位，从新开始工作。

3.3操作说明

电路中设有K1~K3三个开关：

功能如下：

K1：

电路工作时间设置。

接上电源后：

LED显示定时时间，每按下一次时间就会增加5分钟，当增加到60分钟时，若再按一次K1时间又变成0，再次按K1时时间又会依次增加5分钟。

K2：

转换两个电路D1，D2的工作状态。

K3：

复位。

复位AT89C2051，把MCU从掉电模式拉出重新启动。

以上电路定时初值及启动状态均可时时改变。

3.4注意事项

（1）当MCU用6MHz晶振时，工作电压可在2.6-5.5V之间。

（2）外接继电器，请注意工作电压，及晶体管的保护。

4软件编制

4.1指令使用限制

（1）At89C2051内部有19个专用寄存器，比At89C51少了P0、P2两个专用寄存器。

（2）At89C2051含有2k字节闪电存储器用来存放程序，与MCS-51体系结构完全兼容，可用MCS-51指令系统对其进行程序设计。

（3）因为At89C2051内部只有2k字节程序存储器，所以，所有跳转指令之目的地址必须落在该器件2k字节的程序存储器物理空间之内。

例如：

LJMP7EOH指令有效，而LJMP900H则无效。

分支指令：

LCALL、LJMP、ACALL、SJMP等无条件分支指令，只要保证它们的目的地址一定落在000H～7FFH范围内就可执行无误；

超出物理空间的界限就会引起不可知的程序执行结果。

CJNE、DJNE、JB、JNB等无条件分支指令，也须遵从上述规则。

另外，MOVX指令：

At89C2051不可外扩数据存储器，亦不可外扩程序存储器。

故在程序中不应包括访问片外数据存储器的MOVX指令。

4.2闪电存储器的编程

AT89C2051片内存储器售后通常处于擦除状态，即每个地址单元内容均为FFH，人们可随时对其编程。

编程电压Vpp有高压12V的，也有低压5V的。

低压编程方式可以实现在用户系统内对AT89C2051进行编程；

而高压编程方式则与常规闪电存储器或EPROM编程相兼容。

　　在这两种编程方式下，AT89C2051代入程序阵列均是逐个字节编程的，为了对片内闪电存储器任一非空白字节进行编程，必须用芯片擦除方式将整个存储器擦掉。

4.3程序设计

软件流程图4在T1中断程序中做一个软时钟，在定时处理程序不查寻时间，并根据每路的启动状态，判别是否要加减数。

每路倒计时到"

0"

后，均要判别其它两路是否已启动。

如果没有启动，则CPU进入掉电模式，电流<

1.5uA，因此电路中无电源开关，再次启动，由K3（复位键）完成。

每路倒计数的初值、启动状态（是否开始倒计数），均可单独设定并存在89c2015的RAM中，只要不断电，数据不会改变。

5结论与展望

本系统经过多次测试，本洗衣机数显时间控制系统结构简单，时间控制精确，具有一定的实际应用价值。

电路都能正常工作，能对时间控制程序作出很快的反应，实时性较好，完全可以应用于洗衣机的时间控制电路。

同时，本系统也还有需要完善的地方，如通过不同的按键实现时间的加减，以及自动从洗涤程序和进入脱水程序的控制，以达到更加智能的目的。

全自动洗衣机是目前洗衣机当中自能化、可视化性能较好的一种高端产品。

目前只应用于高档次洗衣机中，且成本较高，使用寿命较短。

因此今后洗衣机会朝着更加自能化，普及化，延长其使用寿命，降低其成本等这种方向发展。

参考文献

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[12]袁建虎.黄石红.尤峻，LCD液晶显示模块在工程装备计时系统中应用[J]《微计算机信息》2003，48—

附录

软件程序

#include"

reg52.h"

#defineucharunsignedchar

#defineuintunsignedint

#defineulongunsignedlong

sbitP3_0=P3^0;

sbitP3_1=P3^1;

sbitP3_3=P3^3;

sbitP3_7=P3^7;

sbitP3_4=P3^4;

sbitP3_5=P3^5;

sbitP3_2=P3^2;

sbitP1_7=P1^7;

bitflag;

bitflaglow;

bitflaghigh;

ucharcodetable[]={0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F};

ucharcodetablebit[]={0xbf,0x86,0xdb,0xcf,0xe6,0xed,0xfd,0x87,0xff,0xef};

ucharcodetable1[]={0xfd,0xfe};

ucharbuffer[2];

ucharsecond,minte,count;

unsignedcharcountlow;

voidcheckbell（void）;

voiddelay（void）

{

uchari;

for（i=0;

i<

255;

i++）;

}

voiddelay1（void）

uchari,j;

180;

i++）

for（j=0;

j<

j++）;

voiddisplay（void）

if（flaglow==0）

P1=table[buffer[0]];

delay（）;

P3_0=0;

P3_1=1;

P1=table[buffer[1]];

P3_1=0;

P3_0=1;

if（flaglow==1）

P1=tablebit[buffer[0]];

P1=tablebit[buffer[1]];

if（flaghigh==1）

}

voidmain（void）

TMOD=0x11;

TH0=（65536-50000）/256;

TL0=（65536-50000）%256;

TH1=（65536-50000）/256;

TL1=（65536-50000）%256;

ET0=1;

TR0=1;

ET1=1;

TR1=1;

EA=1;

minte=1;

second=30;

while

（1）

{

display（）;

}

voidtimer0（void）interrupt1using0

count++;

if（count==10）

flaglow=0;

count=0;

countlow++;

if（countlow==2）

flaglow=1;

countlow=0;

if（second==0）

{

second=60;

minte--;

if（minte==0）{checkbell（）;

second--;

if（second==-1）

second=59;

TR0=0;

if（minte==-1）

flaghigh=1;

second=0;

minte=0;

}

//buffer[0]=second%10;

//buffer[1]=second/10;

buffer[0]=minte%10;

buffer[1]=minte/10;

voidtimer1（void）interrupt3using3

if（P3_3==0）

delay1（）;

minte=minte+5;

if（minte>

=60）{minte=0;

if（minte==64）{minte=0;

if（flag==0）

if（P3_7==0）

P3_4=0;

P3_5=1;

flag=1;

}

if（flag==1）

P3_4=1;

P3_5=0;

flag=0;

voidcheckbell（void）

P1_7=0;

while

（1）

for（i=0;

150;

P3_2=~P3_2;

=50;

100;

=100;