智能洗衣机系统的设计与实现.docVIP

目 录 1. 智能洗衣机的设计方案 1 2. 单元模块设计 1 2.1 主控制器简介 1 2.1.1 STC89C52单片机特点 1 2.1.2 STC89C52最小系统电路设计 2 2.2洗衣机电机驱动电路设计 4 2.3 显示电路设计 4 2.3.1 数码管简介 4 2.3.2 数码管显示电路设计 6 2.4 水位检测模块设计 7 2.5 按键控制模块设计 7 2.6蜂鸣器模块设计 9 3.系统软件设计 10 3.1 系统软件结构 10 3.2 主程序流程图 10 3.3 控制程序流程图 11 4.系统调试 12 4.1 测试环境及工具 12 4.2 硬件调试 12 4.3 软件调试 12 5.设计总结 14 6.参考文献 15 附录1：作品实物图 16 附录2：作品原理图 17 附录3：作品PCB图 18 附录4：作品仿真图 19 附录5：作品程序 20 1. 智能洗衣机的设计方案 智能洗衣机系统主要由水位采集模块、驱动模块、显示模块、控制模块四部分组成。控制模块由按键控制组成，用于实时时间的设置，洗衣机根据控制模块的输入值选择不同的工作状态。 显示模块用于人机信息交换，显示当前工作时间和工作状态。水位采集模块用于采集当前洗衣机水的深度。智能洗衣机系统的设计方案图如图1所示。 图1 智能洗衣机系统的设计方案图 2. 单元模块设计 2.1 主控制器简介 本设计主控制器采用软件编程自由度大，外围模块丰富，硬件电路简单的可编程控制芯片STC89C52。STC89C52一类具有8位总线的单片机,由于其性价比和集成度高,受到广大技术开发人员的青睐。 2.1.1 STC89C52单片机特点 STC89C52芯片具有如下特点：低具有串行在线编程能力；强大的中断功能；抗干扰力强；运行环境温度范围为-40～+85，适合于工业环境。单片机的所有外围模块的控制都是通过特殊寄存器来实现的，故其程序的编写相对简单。 图2 STC89C52 2.1.2 STC89C52最小系统电路设计 ★ 电源电路 该电源电路采用直接由电源适配器提供+5V电压,经过稳压电路后供STC98C52工作。并且将数字电源与模拟电源通过电感隔离。通过发光二极管指明电源电路工作正常。电源电路图如图3所示。 图3 电源电路图 ★ 晶振电路?STC89C52RC内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器，引脚RXD和TXD分别是此放大器的输入端和输出端。时钟可以由内部方式产生或外部方式产生。在RXD和TXD引脚上外接定时元件，内部振荡器就产生自激振荡。定时元件通常采用石英晶体和电容组成的并联谐振回路。晶体振荡频率可以在1.2～12MHz之间选择，电容值在5～30pF之间选择，电容值的大小可对频率起微调的作用。 外部方式的时钟电路如图4所示，RXD接地，TXD接外部振荡器。对外部振荡信号无特殊要求，只要求保证脉冲宽度，一般采用频率低于12MHz的方波信号。片内时钟发生器把振荡频率两分频，产生一个两相时钟P1和P2，供单片机使用。 RXD接地，TXD接外部振荡器。对外部振荡信号无特殊要求，只要求保证脉冲宽度，一般采用频率低于12MHz的方波信号。片内时钟发生器把振荡频率两分频，产生一个两相时钟P1和P2，供单片机使用。 图4 晶振电路图 2.2洗衣机电机驱动电路设计 在本设计中电机驱动电路采用了H桥驱动电路，电机驱动电路图如图5所示。 当p26接高电平，p27接低电平时；Q7导通，Q6截止。Q5为NPN，此时Q5基极的电平高于发射极导通；Q4为PNP，此时Q4基极的电平低于发射极导通。Q3、Q8截止，电流经Q4到电机，电机到Q5，再经Q5到地，此时电机正转。当p27接高电平，p26接低电平时；Q6导通，Q7截止。Q8为NPN，此时Q8基极的电平高于发射极导通；Q4为PNP，此时Q4基极的电平低于发射极导通。Q5、Q4截止，电流经Q3到电机，电机到Q8，再经Q8到地，此时电机正转。 在设计中为了避免电机的反电动势的危害，我们在晶体管的两端接了开关二极管1N4148，因为电机线圈在电机开闭瞬间的反电动势通过会高过电源，这样对晶体管电路会有很大影响甚至烧毁。 图5 电风扇驱动电路图 2.3 显示电路设计 2.3.1 数码管简介 LED数码管（LED Segment Displays）是由多个发光二极管封装在一起组成“8”字型的器件，引线已在内部连接完成，只需引出它们的各个笔划，公共电极。LED数码管常用段数一般为7段有的另加一个小数点，还有一种是类似于3位“+1”型。位数有半位，1，2，3，4，5，6，8，10位等等，led数码管根据LED的接法不同分为共阴和共阳两类，LED的这些特性，对编程是很重要的，因为不同类