全自动洗衣机综合性开放性实验考试设计报告最终版.docx
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全自动洗衣机综合性开放性实验考试设计报告最终版
河北工业大学计算机硬件技术基础
综合性、开放性实验考试设计报告
学院
土木工程学院
班级
道桥101班
成绩
姓名
朱忠
学号
101265
同组人
邓达
学号
101244
一、题目:
全自动洗衣机
二、目的与要求:
1.目的:
1.进一步加深对MCS-51单片机内部结构和程序设计方法的理解。
2.提高综合运用MCS-51单片机的软硬件进行程序设计的能力。
3.模拟出实际洗衣机在运作时的所有动作,使设计具有实际效应
2.基本要求:
(1)要求使用面向对象和结构化程序设计的编程思路。
(2)学校的刷卡式全自动洗衣机给同学们的生活带来了很大便利,现利用MCS—51单片机,通过延时、定时、中断等操作实现全自动洗衣机工作过程的模拟控制,并使用直流电机的正反转模拟洗衣过程更加接近生活实际,具有实用价值。
3.设计说明:
运用了中断,延时等来模拟全自动洗衣机工作的全过程,用指示的点亮,熄灭来表示洗衣机的正转反转及开盖,刷卡,注水,脱水等全部过程并配以直流电机的正反转和停止来进行实际的模拟更加真实。
三、设计方法和基本原理:
1.问题描述:
分析全自动洗衣机的工作过程:
接通电源后,打开洗衣机盖子放入衣物和洗衣粉,盖上盖子。
通过刷卡启动注水,利用外部中断0模拟注水达标志位,停止注水并开始洗衣。
洗衣过程为:
正转10秒(利用延时实现),间歇4秒,然后反转10秒,间歇4秒,再正转(这里认为已洗静),然后开始排水,同样利用延时(3S)模拟排水达标志位,排水结束,如此循环往复3次(注水—洗涤—排水过程),认为洗衣过程结束。
然后开始脱水操作,通过调用4次延时1S子程序来进行脱水计时,打开洗衣机盖子取出衣物,等待下一次刷卡,即下一次洗衣任务。
试验中用各指示灯的亮灭来表示洗衣过各环节的相应状态。
2.涉及到的硬件:
LED指示灯
连线说明:
A2取P1口排线接D6区LED,P1.0接SW1,P1.3接直流电机A口,P1.4接直流电机B口,P3.0接KEY1,P3.2接KEY2
3.流程图
开始
开电源,灯光警示通电,电源灯亮起,开盖放入衣物和洗涤剂
等待刷卡
外部中断0运行表示注水达标
开始注水
正转调用子程序,电机正转
延时调用子程序,电机停止
反转调用子程序,电机反转
排水调用子程序,电机停止
R1>0
R1=0
脱水调用子程序,电机正转
全灯闪烁,提醒洗衣结束,返回等待刷卡主程序
结束
四、程序清单:
ORG8000H
LJMPMAIN
ORG8003H
LJMPINT0SV
MAIN:
MOVP1,#11100111B;电机不转的情况下全灯闪亮警示通电,程序开始执行
LCALLDEL1S
MOVP1,#00H
LCALLDEL1S
MOVP1,#11100111B
LCALLDEL1S
MOVP1,#00H
LCALLDEL1S
MOVP1,#11100111B
AGAIN:
CLRP1.7;警示结束后电源指示灯亮起
MOVSP,#5FH;堆栈赋初始值
SETBEA;cpu总中断开
SETBEX0;外部中断0开中断
SETBIT0;外部中断0边沿触发
MOVR1,#03H;洗衣次数赋初始值
SK:
JBP3.0,SK;判断刷卡标志位
ZS:
MOVR3,#00H;注水达标位赋初始值
CLRP1.1;注水灯亮
CJNER3,#01H,ZS;等待注水达标
CLRP1.3;正转灯亮开始正转
SETBP1.4;电机开始正转
SETBP1.1;注水灯灭
MOV20H,#0AH;正转时间赋初始值
ZZ:
LCALLDEL1S
DJNZ20H,ZZ;判断正转时间是否到达
CLRP1.2;间断灯亮起
CLRP1.3;电机停止转动
CLRP1.4
MOV20H,#04;间断计时赋初始值
JD:
LCALLDEL1S
CPLP1.2
DJNZ20H,JD;判断间断计时是否到达
SETBP1.2;间断灯灭
SETBP1.3;电机开始反转,反转灯亮起
CLRP1.4
MOV20H,#0AH;反转时间赋初始值
FZ:
LCALLDEL1S
DJNZ20H,FZ;反转时间达标判断
CLRP1.3;电机停止转动
CLRP1.6;排水灯亮起
MOV20H,#03H;排水时间赋初始值
PS0:
LCALLDEL1S
DJNZ20H,PS0;判断排水时候完成
SETBP1.6;排水灯灭
DJNZR1,ZS;判断三次洗衣过程完成与否,若没有则继续再次开始注水,否则,开始脱水
TS0:
CLRP1.5;脱水灯亮起
SETBP1.4;电机开始正转
LCALLDEL1S;脱水延时5S
LCALLDEL1S
LCALLDEL1S
LCALLDEL1S
LCALLDEL1S
CLRP1.4;电机停止
CLRP1.0;0号灯和7号灯最先亮起
CLRP1.7
LCALLDEL1S;延时1S
CLRP1.1;1号灯和6号灯接着亮起
CLRP1.6
LCALLDEL1S;延时1S
CLRP1.2;2号灯和5号灯接着亮起,此时灯全亮
CLRP1.5
LCALLDEL1S;延时1S
LCALLDEL1S;延时1S
SETBP1.5;2号灯和5号灯开始熄灭
SETBP1.2
LCALLDEL1S;延时1S
SETBP1.6;1号灯和6号灯熄灭
SETBP1.2
LCALLDEL1S;延时1S
SETBP1.7;0号灯和7号灯熄灭
SETBP1.0
MOVP1,#01100110B;警示过程结束,LED灯呈现应该出现的状态
LJMPAGAIN
INT0SV:
MOVR3,#01;外部中断0服务程序,给注水达标位赋达标值
SETBP1.1
RETI
DEL1S:
MOVR5,#226;延时子程序,共
(255*2*8+1+1+1)*226+2+1=922761个机器周期,产生延时时间为1.001259766s
DEL:
MOVR6,#0FFH
DJNZR6,$
DJNZR6,$
DJNZR6,$
DJNZR6,$
DJNZR6,$
DJNZR6,$
DJNZR6,$
DJNZR6,$
DJNZR5,DEL
RET
END
五.程序调试:
(1)将所编写的程序在windows系统下进行编译,看是否有错误出现,根据编译提示进行修改,进行编译,如果还不能达到要求的结果,继续进行修改,直到所编写的程序0个错误0个警告。
(2)运行实验,看是否遵循设计的要求,指示灯的闪亮与否表示洗衣过程各环节的相应状态。
如果不符,则仍然继续修改直到符合设计要求为止。
六.最终实现功能:
首先由使用者通电,同时所有显示灯同时闪亮3次(P1.3和P1.4灯因为连接直流电机的A口和B口故电机不转时一直保持亮的状态),然后由SW1直接控制0号灯(洗衣机盖的状态位)的亮灭,而7号电源指示灯从此开始一直处于亮的状态,再由是使用者打开洗衣机盖放入衣物和洗衣粉进行准备阶段,在准备好之后由使用者进行刷卡开始洗衣过程,洗衣过程是这样进行的,在刷卡完成之后程序注水灯已经亮起,直到执行完外部中断0然后程序继续执行此时1号灯灭,3号灯亮洗衣机开始正转,电机也同时开始正转,此过程维持时间10S,然后电机停止转动,2号灯开始闪亮表示洗衣间断过程开始执行,持续时间为4S,下面电机开始反方向转动,4号灯同时亮起,持续时间为10S,此过程结束之后开始排水过程,此时6号灯亮起,电机停止转动,排水时间为3S,此时一次洗衣过程已经结束,开始第二次的注水过程同样和上次一样等待外部中断响应然后继续执行,此过程连续执行3次,在3次洗衣过程执行完成之后我们认为此时衣服已经洗净,所以第3次洗衣的排水过程完成之后开始进行脱水处理时间是4S,此阶段5号灯亮起,电机正转脱水直到脱水过程完成,然后由0号灯和7号灯同时亮起,1S之后1号灯和6号灯同时亮起,再过1S之后2号灯和5号灯同时亮起,之后由2号灯和5号灯开始又依次间隔1S逐渐全部熄灭,然后所有指示灯闪亮3次表示洗衣结束提醒使用者此次任务已经完成,亮起7号电源灯等待下一次刷卡洗衣。
七.实验程序执行结果
接线实际图
首次运行通电警示状态
通电预警后等待刷卡状态
正转洗衣状态
间断4S状态
反转10S状态
排水3S状态
第二次注水等待达标状态
三次洗衣过程完成后脱水正转状态
洗衣过程全部完成提示状态
等待下一次刷卡状态
连续运行的实验结果压缩包参见:
“全自动洗衣机程序运行记录”
八.遇到的困难及解决办法
1.设计外部0中断表示注水达标时由于硬件设施不稳定致使外部0中断总是按下多次才会开始响应,外部0中断响应不够稳定
2.在设计延时1s的子程序时经过反复修改运算得到的机器周期是(255*2*8+1+1+1)*226+2+1=922761,产生延时时间为1.001259766s
3.在做创新部分设计的时候对于电动机的把握不够,程序了解不深产生很多错误,最后经过仔细的研究和修正最后得到想要的结果
九、创新部分
添加利用直流电动机来模拟洗衣机的正反转更加具有现实性使得洗衣程序表现更为明显!
十、体会心得
经过近一个月的潜心思考和不断的修改程序调试程序,在克服了许许多多的困难包括机器硬件故障,程序调试故障,接线故障和陌生领域的探求过程之后我们最终收获了自己想要的结果。
总得来说,虽然我自己为此投入了大量的时间和精力,有时候自己也非常想要放弃,感觉太累,可是总是会想想都已经决定要做了何必有半途而废呢,所以最终还是历经辛苦做出来了。
在对程序的不断调试和修改完善过程中我自己确实学到了很多东西,很实际的东西,我自己觉得以后也会很有用是贴近生活实际的,所以总的来说我认为是值得的,即使以后再看也是一份回忆,一份骄傲,弥足珍贵!
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- 全自动 洗衣机 综合性 开放性 实验 考试 设计 报告 最终版