全自動洗衣機畢業設計論文

1、<p><b>　　第一章 緒論</b></p><p>　　1.1全自動洗衣機的基本構造及工作原理</p><p>　　1.1.1全自動波輪洗衣機結構圖</p><p>　　如圖1-1所示，為全自動波輪洗衣機結構圖</p><p>　　圖1-1全自動波輪洗衣機結構圖</p><p>　

2、　1-平衡圈；2-脫水桶；3-盛水桶；4-箱體；5-波輪；6-電動機；7-離合器；8-棘輪；9-離合器皮帶輪；10-棘爪；11-排水機構；12-傳動架；13-牽引電磁鐵；14-吊桿；15-蓋開關；16-程序控制器</p><p>　　1.1.2全自動洗衣機工作原理</p><p>　　全自動洗衣機是通過電磁閥和繼電器一起配合來控制進水、排水以及電機的通斷，從而實現自動控制。電磁進水閥起著通

3、、斷水源的作用。當電磁進水閥的線圈斷電時，移動鐵芯在重力以及彈簧力的作用下，緊緊地頂著橡膠膜片，并將膜片的中心小孔堵塞，此時閥門關閉，切斷水源。當電磁進水閥線圈得電后，移動鐵芯在磁力作用下上移，離開膜片，并使膜片的中心小孔打開，于是膜片上方的水通過中心小孔流入洗衣桶內，實現進水。由于中心小孔的流通能力大于膜片兩側小孔的流通能力，膜片上方壓強迅速減小，膜片將在壓力差的作用下上移，閉門開啟，水流導通。</p><p>

4、;　　進水時采用重力感應傳感器對水位進行實時監測。洗衣機進水過程，重力感應傳感器對盛水桶中的水位進行實時監測。當水位到達預設水位時，自動停止進水，開始洗滌/漂洗。</p><p>　　全自動洗衣機的洗滌過程主要是在機械產生的排滲、沖刷等機械作用和洗滌劑的潤濕、分散作用下，將污垢拉入水中來實現洗凈的目的。首先充滿于波輪葉片間的洗滌液，在離心力作用下被高速地甩向桶壁，同時沿桶壁上升。在波輪的中心處，因甩出液體從而形成

5、低壓區，使得洗滌液流回到波輪附近。這樣，在波輪附近形成了以波輪軸線為中心的渦流。衣服在渦流的作用下，作螺旋式的回轉運動，吸入中心后又被甩向桶壁，與桶壁發生摩擦。又因為波輪的中心是低壓區，衣物比較易被吸在波輪附近，不斷地與波輪發生摩擦，就如同人工揉搓衣服，從而迫使污垢脫離衣服。其次，當在放進洗滌液之后，由于慣性作用衣服的運動開始變得緩慢，在水流與衣服之間存在著速度差，使得兩者發生相對運動，水流與衣服便開始相對摩擦，這種水流沖刷力同樣有助于

6、污垢脫離衣物。再者由于洗衣涌不規則的形狀，當旋轉著的水流碰到桶壁后，其速度及方向都會發生改變，從而形成湍流。在湍流的作用下，衣物做無規則地運動并且不斷翻滾，其纖維不斷地被彎曲、絞紐和拉長，衣物開始相互相摩擦，增大了洗滌的有效面積，提高衣物洗凈的均勻性。</p><p>　　1.2全自動洗衣機的優缺點</p><p>　　全自動洗衣機是集洗滌、漂洗和甩干于一體，并且能自動完成洗衣全過程的洗衣

7、機。全自動洗衣機可提供多種洗滌方式供用戶選擇，用戶可以自己根據自己需要洗滌的衣服的多少自由選擇。全自動洗衣機還能自動處理脫水不平衡（具有各種故障以及高低電壓自動保護功能），工作結束或電源故障會自動斷電，無需用戶看管，確保用電安全。</p><p>　　目前，有的全自動洗衣機上還采用了模糊技術，即洗衣機能對傳感器提供的信息進行邏輯推理，自動判斷衣服的質地、重量和臟污的程度，從而可以自動選擇最佳的洗滌、漂洗和甩干時間

8、，進水量的多少和洗滌劑的使用量，使用方便，節能減排，真正地實現了洗滌衣物的自動化。</p><p>　　全自動洗衣機也有一些不可避免的缺點，比如耗水、衣物易纏繞、耗電量偏大、清潔性不佳、故障率偏高、洗滌劑使用量偏大和適用范圍有限等。</p><p>　　1.3我國全自動洗衣機的發展現狀</p><p>　　2013年10月起，洗衣機能效新標準正式實施，我國洗衣機產品

9、將發生結構性的變化。與現行標準相比，新標準對洗衣機耗電量和用水量的限定值的要求提高了幾個臺階，洗衣機的耗電量大幅下降。尤其是滾筒洗衣機現行1級能效僅相當于新標準的5級。洗衣機市場的準入門檻提高，考驗洗衣機企業技術研發、產品結構調整、成本控制、市場布局等各方面的綜合能力，洗衣機行業格局將發生改變。</p><p>　　前瞻產業研究院發布的《中國洗衣機行業產銷需求與投資預測分析報告》顯示，2013年1-9月，我國共生

10、產洗衣機4208.95萬臺，同比增長2.66%；內銷洗衣機2752.35萬臺，同比增長7.78%；出口洗衣機1337.96萬臺，同比下降15.05%。</p><p>　　隨著一線城市競爭日趨白熱化和城鎮化進程加快，三四級市場已經成為了洗衣機企業的競爭戰場?，F階段我國三四級市場消費者對價格的承受能力上限逐漸與城市市場趨同，消費需求逐漸由價格焦點轉向品牌質量焦點。這種背景下，能效新標準的實施使這種形勢更為嚴峻，誰能

11、在技術研發、產品結構調整、成本控制、市場布局等各方面的綜合能力獲得競爭優勢，誰將在三四級市場獲得市場占有率.</p><p>　　逐漸從價格戰中脫離出來的三四級市場將迎來新的競爭模式，在三四級市場的競爭格局將有可能使得整個洗衣機行業格局發生改變。三四級市場會是未來洗衣機企業重點競爭的區域，但一二級市場更新換代帶來的存量市場也不可忽視，一二級市場與三四線市場共同產生新的行業格局。</p><p&

12、gt;　　1.4 設計思路及選題意義</p><p>　　此次設計中的洗衣機設有不同水位，用戶可以根據自己的需求選擇不同水位。設置水位后，洗衣機會根據用戶設置的水位自動控制進水量的多少，最佳的洗滌、漂洗和甩干的時間，從而真正做到了節能減排。此次設計的洗衣機定位為中低檔洗衣機，主要用于學校、小型賓館等場所。主要用于洗滌中低檔、不易手洗的大件衣物。</p><p>　　隨著計算機技術的飛速發展

13、，單片機作為嵌入式微控制器，因其具有體積小、價格低、可靠性高和使用靈活方便的特點，在工業測控系統、智能儀器和家用電器中得到了廣泛的應用，將此次課題選為基于C51單片機的全自動洗衣機設計，主要是為了更加貼近我們的實際生活，為了將在書本上學到的知識應用到實際設計成產中。并在設計過程中對已學習到的知識進一步鞏固，使自己對單片機的應用有更深入的認識。</p><p>　　第二章 全自動洗衣機元器件選擇</p>

14、<p>　　2.1 51系列單片機選擇</p><p>　　全自動洗衣機的控制系統主要由51系列單片機組成。單片機控制模塊采用87C51作為主控制芯片。87C51作為普通的單片機廣泛應用于各種產品中，其接口方便簡單，應用廣泛并且功能強大。89C51是一種帶4K字節閃爍可編程可擦除只讀存儲器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory

15、）的低電壓、高性能CMOS8位微處理器，俗稱單片機。單片機的可擦除只讀存儲器可以反復擦除100次。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術制造，與工業標準的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中，ATMEL的89C51是一種高效微控制器，89C2051是它的一種精簡版本。89C51單片機為很多嵌入式控制系統提供了一種靈活性高且價廉的方案。 </p><p&g

16、t;　　單片機的主要特征是將CPU、RAM、ROM、定時器/計時器和多功能可編程I/O接口等計算機所需要的基本功能部件集成在一塊大規模集成電路中。</p><p>　　2.1.1 51系列單片機內部總體結構</p><p>　　從結構上來說，單片機的主要特征是將CPU、RAM、ROM、定時器/計數器和多功能可編程I/O接口等計算機所需的基本功能部件集成在一塊大規模集成電路中。這些部件通過高

17、速片內總線連接在一起，在軟件和控制邏輯的作用下構成了一個有機的整體。51系列單片機的內部基本結構及基本特性如下：</p><p>　　一個CPU,一個片內振蕩器及時鐘電路。</p><p>　　4KB程序存儲器，128B數據存儲器。</p><p>　　21個特殊功能寄存器。</p><p>　　32條可編程的I/O線（4個8位并行I/O口）

18、。</p><p>　　可尋址64KB外部數據存儲器和64KB外部程序存儲器的控制電路。</p><p>　　兩個16位定時器/計數器。</p><p>　　5個中斷源，兩個優先級嵌套中斷系統。</p><p>　　一個可編程全雙工串行接口。</p><p>　　一個具有位尋址功能、適于邏輯運算的位處理機。</p

19、><p>　　2.1.2 51系列單片機引腳的定義與功能</p><p>　　圖2-1所示為51系列單片機按總線功能分類排列的引腳圖，下面將詳細介紹各引腳定義及功能。</p><p><b>　　1）主電源引腳</b></p><p>　　Vcc(40腳)：單片機供電電源引腳，一般接+5V電源正端。</p>&

20、lt;p>　　Vss(20腳)：單片機供電電源引腳，一般接+5V電源地端。</p><p>　　2）外接晶體振蕩器引腳</p><p>　　XTAL1（19腳）：外接晶體振蕩器的一端。它是片內振蕩電路中反相放大器的輸入端。當不使用片內時鐘電路而外接時鐘信號時，對于HMOS單片機，該引腳接地；對于CHMOS單片機，該引腳作為外接時鐘信號的輸入端。</p><p>

21、;　　XTAL2（18腳）：外接晶體振蕩器的另一端。它是片內振蕩電路中反相放大器的輸出端。當不使用片內時鐘電路而外接時鐘信號時，對于HMOS單片機，該引腳作為外接時鐘信號的輸入端；對于CHMOS單片機，該引腳懸空不接。</p><p>　　圖2-1 51系列單片機按總線功能分類排列的引腳圖</p><p><b>　　3）控制線</b></p><

22、p>　　RST/VPD（9腳） 復位/備用電源線。RST的含義為復位（RESET），VPD的含義為備用電源，該引腳為單片機的上電復位或掉電保護輸入端。復位分為上電復位和系統運行中復位。在上電時，考慮到振蕩器有一定的起振時間，因此該引腳上的高電平必須持續10ms以上才能保證有效復位，最簡單的復位電路形式是在此引腳和Vss引腳之間連接一個約8.2千歐的下拉電阻，與Vcc引腳之間連接一個約10uF的電容，以保證可靠復位。單片機系統正常運

23、行時該引腳上出現持續兩個機器周期的高電平，可是單片機恢復到初始狀態，實現單片機的復位操作</p><p>　　在Vcc掉電期間，此引腳可接上備用電源，以保持內部RAM數據不會丟失。當Vcc的電壓值下降到低于規定的水平時，接到VPD引腳的備用電源就向內部RAM供電。</p><p>　　ALE/PROG（30腳） 地址鎖存允許/編程線。51系列單片機為減少外部引腳的數量，采用了地址/數據總線

24、復用技術。</p><p>　　ALE信號為振蕩器頻率的1/6，在訪問片外存儲器的時候，ALE輸出的脈沖下降沿用于鎖存P0口輸出的低8位地址線，與P2口結合形成16位地址總線；在不訪問外部存儲器時，該引腳仍以不變的頻率周期性的輸出脈沖信號，可以用作對外輸出的時鐘或定時的目的。</p><p>　　PSEN（29腳） 片外程序存儲器讀選通信號輸出端，低電平有效。從外部程序存儲器讀取指令或常數

25、期間，該信號在每個機器周期兩次有效，通過數據總線P0口讀回指令或常數。在訪問片外數據存儲器的時候，該信號將不出現。</p><p>　　EA/Vpp（31腳） 片外程序存儲器選用端，低電平有效。該引腳為高電平時，訪問內部程序存儲器，當PC（程序計數器）值超過片內程序存儲器空間時，則自動轉向外部程序存儲器的程序。該引腳為低電平時，只訪問外部程序存儲器，不管是否有內部程序存儲器。</p><p&g

26、t;<b>　　4）輸入/輸出口</b></p><p>　　P0口（39～32腳） 輸入/輸出線P0.0～P0.7統稱為P0口。在不進行片外存儲器擴展或I/O擴展時，可作為準雙向輸入/輸出口使用，由于內部無上拉電阻，一般需要外接上拉電阻；在進行片外存儲器擴展或I/O擴展時，P0口作為分時復用的低8位地址總線和雙向數據總線。</p><p>　　P1口（1～8腳）輸入

27、/輸出線P1.0～P1.7統稱為P1口。P1口可作為準雙向I/O口使用。</p><p>　　P2口（21～28腳）輸入/輸出線P2.0～P2.7統稱為P2口。在進行片外存儲器擴展或I/O擴展時，P0口作為高8位地址總線；在不進行片外存儲器擴展或I/O擴展時，可作為準雙向輸入/輸出口使用。</p><p>　　P3口（10～17腳）輸入/輸出線P3.0～P3.7統稱為P3口。P3口除作為準

28、雙向I/O口使用外，每條端口線還可以用于第二功能。P3口的每一條端口線均可定義為第一功能或第二功能。</p><p>　　P3口的第二功能如表2-1所示。</p><p>　　表2-1 P3口的第二功能表</p><p>　　2.1.3 存儲器的配置</p><p>　　微型計算機的存儲器地址空間有兩種結構形式：普林斯頓結構和哈佛結構。

29、普林斯頓結構是將數據存儲器和程序存儲器空間合二為一，一個地址對應唯一的一個存儲單元，CPU訪問ROM和RAM使用相同的指令；哈佛結構是將ROM和RAM分別安排在兩個不同的地址空間，ROM和RAM可以有相同的地址，CPU訪問ROM和RAM使用不相同的指令。單片機面向的控制對象一般需要有較大的程序存儲器用來固化調試好的程序，需要較小的數據存儲器來存儲程序執行過程中的數據，所以51系列單片機采用的結構是哈佛結構。</p><

30、;p>　　51系列單片機存儲器從物理地址空間上可分為片內、片外程序存儲器和片內、片外數據存儲器4部分。由于片內、片外程序存儲器統一編址，因此，從用戶使用角度，其尋址（邏輯地址）空間可劃分為：片內外統一的64KB程序存儲器、128B內部數據存儲器和64KB外部數據存儲器3個獨立的地址空間。在訪問這3個不同的邏輯空間時采用的是不同形式的指令。</p><p>　　MCS-51單片機存儲器的空間分配如表2-2所示

31、。</p><p>　　表2-2 MCS-51單片機存儲器的空間分配</p><p><b>　　2.2直流電機選擇</b></p><p>　　直流電動機是指能將直流電能轉換成機械能的旋轉電機。它是能實現直流電能和機械能互相轉換的電機。直流電動機的結構由定子和轉子兩大部分組成。直流電動機運行時靜止不動的部分稱為定子，定子的主要作用是產生磁場

32、，由機座、主磁極、換向極、端蓋、軸承和電刷裝置等組成。運行時轉動的部分稱為轉子，其主要作用是產生電磁轉矩和感應電動勢，是直流電動機進行能量轉換的樞紐，所以通常又稱為電樞，由轉軸、電樞鐵心、電樞繞組、換向器和風扇等組成。</p><p>　　1）設計中使用的電動機基本參數 </p><p>　　本設計中使用的電動機基本參數如表2-3所示</p><p>　　表 2

33、-3設計中使用的電動機基本參數</p><p>　　2.3 A/D轉換器的選擇</p><p>　　ADC0808是8路8位、逐次逼近式、單片CMOS A/D轉換器件，它在產品設計是融匯了若干種模/數轉換技術的長處。8路8位A/D轉換器ADC0808常用于生產過程中微電腦自動化控制和機床微電腦自動化控制中。</p><p>　　ADC0808 8路8位A/D轉換器的

34、內部包括8位的模/數轉換器、8通道多路轉換器和微處理器兼容的控制邏輯電路。其內部設計有8通道多路轉換器，它能起到電路的裝換連接作用。8通道多路轉換器能夠直接連通8個單端模擬信號中的任何一個。</p><p>　　ADC0808 8路8位A/D轉換器芯片內具有帶有鎖存功能的8路模擬多路開關（即8通道多路轉換器），該開關可以對8路0~5V的輸入模擬電壓分時進行轉換。片內具有多路開關的地址譯碼和鎖存電路，以及比較器、2

35、56R電阻T型網絡、樹狀電子開關、逐次逼近寄存器SAR、控制電路和時序電路等。ADC0808 8路8位A/D轉換器的輸出具有TTL三態鎖存緩沖器，可以直接連接到單片機數據總線上。</p><p>　　ADC0808 8路8位A/D轉換器的綜合功能是：</p><p><b>　　分辨率為8位；</b></p><p>　　最大不可調誤差小于&#

36、177;1/2LSB；</p><p>　　單一+5V供電，模擬輸入范圍0~5V；</p><p>　　具有鎖存控制的8路模擬開關；</p><p>　　可以鎖存三態輸出，輸出與TTL電平兼容；</p><p><b>　　功耗為15mW；</b></p><p>　　不必進行零點和滿刻度調整；&

37、lt;/p><p>　　轉換速度取決于芯片的時鐘頻率。時鐘頻率的范圍是10~1280kHz。當CLK=500kHz是，轉換速度位128微秒。</p><p>　　ADC0808 8路8位A/D轉換器的芯片引腳排列圖，如圖2-2</p><p>　　圖2-2 ADC0808 8路8位A/D轉換器的芯片引腳排列圖</p><p>　　IN0~IN7

38、：8路輸入通道的模擬量輸入端口。</p><p>　　OUT1~OUT8：8位數字量輸出端口。</p><p>　　START，ALE：START位啟動控制輸入端口，ALE位地址鎖存控制信號端口。這兩個信號端口可以連接在一起，當通過軟件輸入一個正脈沖的時候，便立即啟動ADC0808 8路8位A/D轉換器進行A/D轉換。</p><p>　　EOC，OE：EOC為轉換

39、結束信號脈沖輸出端口，OE位輸出允許控制端口，這兩個信號端口可以連接在一起，用來表示A/D轉換的結束。當OE端的電平發生由低變高跳變時，該跳變就會打開三態輸入鎖存器，將轉換結果的數字量輸出到數據總線上。</p><p>　　VREF(+)，VREF(-)：VREF(+)和VREF(-)為參考電壓輸入端。一般情況下，VREF(+)與Vcc連接在一起，VREF(-)與GND連接在一起。</p><

40、p>　　CLK：時鐘輸入端。</p><p>　　ADDA，ADDB，ADDC：這是8路模擬開關的三位地址選通輸入端。</p><p>　　在ADC0808 8路8位A/D轉換器中，ADDA，ADDB，ADDC8路模擬開關的三位地址選通輸入端與輸入通道的對應關系，如表2-4所示</p><p>　　表 2-4 三位地址選通輸入端與輸入通道的對應關系</

41、p><p>　　ADC0808 8路8位A/D轉換器與C51單片機的硬件接口有三種方式，即查詢方式、中斷方式和等待方式。這三種硬件接口方式中，最常用的是查詢方式和中斷方式。實際應用中，究竟采用哪種方式，應當根據具體情況和總體要求進行選擇。</p><p>　　2.4重力感應傳感器的選擇</p><p>　　重力傳感器是根據壓電效應的原理來工作的。此次設計中使用的重力感應

42、傳感器用于在洗衣機進水過程中對滾筒內水位的實時監測，并將檢測到的電壓信號傳輸給A/D轉換器進行A/D轉換。</p><p>　　在PROTEUS模擬中，由于沒有重力感應傳感器模型，于是用如圖2-5所示的滑動變阻器代替重力感應傳感器模型，模擬實際中重力感應傳感器實時監測到的洗衣機滾筒內的水位。</p><p>　　實際設計中選用的傳感器基本參數如表2-5所示</p><p

43、>　　表2-5 傳感器基本參數</p><p>　　2.5進/出水電磁閥的選擇</p><p>　　電磁閥（Electromagnetic valve）是用電磁控制的工業設備，是用來控制流體的自動化基礎元件，屬于執行器，并不限于液壓、氣動。用在工業控制系統中調整介質的方向、流量、速度和其他的參數。電磁閥可以配合不同的電路來實現預期的控制，而控制的精度和靈活性都能夠保證。電磁閥有很多

44、種，不同的電磁閥在控制系統的不同位置發揮作用，最常用的是單向閥、安全閥、方向控制閥、速度調節閥等。</p><p>　　圖2-3 電磁閥實物圖</p><p><b>　　1)工作原理</b></p><p>　　電磁閥里有密閉的腔，在不同位置開有通孔，每個孔連接不同的油管，腔中間是活塞，兩面是兩塊電磁鐵，哪面的磁鐵線圈通電閥體就會被吸引到哪邊

45、，通過控制閥體的移動來開啟或關閉不同的排油孔，而進油孔是常開的，液壓油就會進入不同的排油管，然后通過油的壓力來推動油缸的活塞，活塞又帶動活塞桿，活塞桿帶動機械裝置。這樣通過控制電磁鐵的電流通斷就控制了機械運動。</p><p>　　圖2-4所示為電磁閥內部結構示意圖。</p><p>　　圖2-4 電磁閥內部結構示意圖</p><p><b>　　2)主要

46、分類</b></p><p>　　(1)電磁閥從原理上分為三大類：</p><p><b>　　直動式電磁閥：</b></p><p><b>　　分步直動式電磁閥：</b></p><p><b>　　先導式電磁閥：</b></p><p>

47、;　　(2)電磁閥從閥結構和材料上的不同與原理上的區別，分為六個分支小類：直動膜片結構、分步直動膜片結構、先導膜片結構、直動活塞結構、分步直動活塞結構、先導活塞結構。</p><p>　　(3)電磁閥按照功能分類：水用電磁閥、蒸汽電磁閥、制冷電磁閥、低溫電磁閥、燃氣電磁閥、消防電磁閥、氨用電磁閥、氣體電磁閥、液體電磁閥、微型電磁閥、脈沖電磁閥、液壓電磁閥 常開電磁閥、油用電磁閥、直流電磁閥、高壓電磁閥、防爆電磁閥

48、等。</p><p>　　此次設計中使用的電磁閥基本參數如表2-6所示</p><p>　　表2-6 電磁閥基本參數</p><p><b>　　2.6元器件匯總表</b></p><p>　　2.7 全自動洗衣機的基本參數</p><p><b>　　顏色分類: 灰色<

49、/b></p><p>　　產品類型: 波輪洗衣機</p><p><b>　　使用方式: 全自動</b></p><p><b>　　能效等級: 二級</b></p><p>　　箱體材質: 滲鋅鋼板</p><p><b

50、>　　內桶材質: 不銹鋼</b></p><p>　　電機類型: 普通電機</p><p><b>　　排水方式: 下排水</b></p><p><b>　　開合方式: 頂開式</b></p><p>　　洗滌功率（值）: 400

51、W</p><p>　　洗滌公斤量（值）: 7.0kg</p><p>　　脫水功率: 400W</p><p><b>　　凈重: 32kg</b></p><p>　　尺寸: 550*564*910mm</p><p>　　第三章 uVision4集成開

52、發環境的使用</p><p>　　3.1 uVision4簡介</p><p>　　1997年，Keil Software公司推出了基于Windows的開發工具軟件uVision2，該軟件將編輯器、編譯器、調試器及輔助工具集成在一起，為51系列單片機應用程序的開發和調試提供了完整的解決方案。由于該軟件性能優異、易學易用，所以國內51系列單片機的開發都使用uVision2軟件開發平臺。200

53、3年，Keil Software公司在uVision2版本的基礎上，更新了集成的工具軟件，推出了功能更強的uVision3。</p><p>　　本章將對uVision4集成開發環境的使用進行介紹。uVision4作為51系列單片機的開發平臺，提供了一套應用軟件開發工具的集合，開發人員可以利用這些工具來編譯C語言源代碼、匯編語言源程序、連接和重定位目標文件和庫文件、創建HEX文件和調試目標程序。uVision4的

54、軟件界面如圖3-1所示。</p><p>　　圖3-1 uVision4的軟件界面</p><p>　　3.2 uVision4的軟件組成</p><p>　　uVision4 IDE</p><p>　　C51編譯器和A51匯編器</p><p><b>　　LIB51庫管理器</b></

55、p><p>　　BL51連接器/定位器</p><p><b>　　OH51格式轉換器</b></p><p>　　uVision4調試器</p><p>　　Monitor-51</p><p><b>　　ISD51</b></p><p><b

56、>　　RTX51</b></p><p>　　3.3使用uVision4工具的軟件開發流程</p><p>　　使用uVision4進行單片機項目開發時，開發流程和通常的軟件開發項目流程極其相似?；具^程如下：</p><p>　　創建一個項目，從元件庫中選擇目標器件，配置工具設置。</p><p>　　用編輯器創建C51程

57、序或匯編語言程序。</p><p><b>　　編譯生成目標文件。</b></p><p>　　修改原程序中的錯誤。</p><p><b>　　測試，連接應用。</b></p><p><b>　　仿真調試目標程序。</b></p><p>　　3.4

58、使用uVision4調試應用程序</p><p>　　單片機的應用程序分為軟件模擬調試和硬件調試兩種。軟件模擬調試是用計算機去模擬單片機的指令執行，并虛擬單片機片內資源，從而實現調試目的。但是軟件調試存在一些問題，如計算機本身是多任務系統，執行時間片的劃分是由操作系統完成的，無法實時的模擬單片機的執行時序，也就是說，不可能完全真實的模擬單片機的運行環境。硬件調試其實也需要計算機軟件的配合，一般的過程是：計算機軟件

59、把編譯好的程序通過串行口、并行口或者USB口輸出到硬件調試設備中（這種設備較仿真器），仿真器仿真單片機的全部資源并與目標板相連接，其程序執行的過程與單片機一致并能保存程序執行時的信息，通過計算機的輔助軟件可以了解程序執行的真實情況。不僅如此，還可以通過計算機軟件來控制程序的執行，實現斷點、單步、全速、運行到光標等常規調試手段。uVision4調試器提供了強大的軟件模擬功能，配合功能仿真器或監控駐留程序可以實現硬件調試功能。uVision

60、4調試器提供了軟件模擬調試和硬件調試兩種操作方式。</p><p>　　第四章 全自動洗衣機的PROTEUS仿真</p><p>　　4.1PROTEUS簡介</p><p>　　Proteus軟件是英國Lab Center Electronics公司出版的EDA工具軟件（該軟件中國總代理為廣州風標電子技術有限公司）。它不僅具有其它EDA工具軟件的仿真功能，還能仿真

61、單片機及外圍器件。它是目前比較好的仿真單片機及外圍器件的工具。雖然目前國內推廣剛起步，但已受到單片機愛好者、從事單片機教學的教師、致力于單片機開發應用的科技工作者的青睞。</p><p>　　Proteus是世界上著名的EDA工具(仿真軟件)，從原理圖布圖、代碼調試到單片機與外圍電路協同仿真，一鍵切換到PCB設計，真正實現了從概念到產品的完整設計。是目前世界上唯一將電路仿真軟件、PCB設計軟件和虛擬模型仿真軟件三

62、合一的設計平臺，其處理器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、AVR、ARM、8086和MSP430等，2010年又增加了Cortex和DSP系列處理器，并持續增加其他系列處理器模型。在編譯方面，它也支持IAR、Keil和MATLAB等多種編譯器。</p><p>　　4.1.1Proteus功能模塊</p><p><b>　　1

63、）智能原理圖設計</b></p><p>　　2）完善的電路仿真功能</p><p>　　3）單片機協同仿真功能</p><p>　　4）實用的PCB設計平臺</p><p><b>　　4.1.2資源豐富</b></p><p>　　1）Proteus可提供的仿真元器件資源</

64、p><p>　　2）Proteus可提供的仿真儀表資源</p><p>　　3）Proteus還提供了一個圖形顯示功能，可以將線路上變化的信號，以圖形的方式實時地顯示出來，其作用與示波器相似，但功能更多。</p><p>　　4）Proteus可提供的調試手段 Proteus提供了比較豐富的測試信號用于電路的測試。</p><p><b&g

65、t;　　4.1.4應用領域</b></p><p><b>　　1）教學</b></p><p><b>　　2）技能考評</b></p><p><b>　　3）產品開發</b></p><p>　　4.2 全自動洗衣機PROTEUS模擬電路圖</p>

66、<p>　　圖4-1所示為全自動洗衣機PROTEUS模擬電路圖</p><p>　　4.2.1A/D轉換器電路圖</p><p>　　ADC0808 8路8位A/D轉換器與C51單片機的中斷硬件接口，如圖4-2所示</p><p>　　圖2-4中，將ADC0808作為一個外部I/O設備來擴展，采用線選法尋址。由P2.7和WRL聯合控制ADC0808的S

67、TART和ALE端，低3位地址線加到AD0808的ADDA、ADDB和ADDC端，所以，ADC0808的IN0~IN7通道的地址為7FF8H~7FFFH。</p><p>　　啟動ADC0808的工作過程是：先送通道號地址到ADDA、ADDB和ADDC，由ALE信號鎖存通道號地址后，使START有效，啟動A/D轉換，即執行一條“MOVX @DPTR,A”指令產生WR信號，使ALE和START有效，鎖存通道號并啟動

68、A/D轉換。A/D轉換完畢，EOC端發出一正脈沖，申請中斷。在中斷服務程序中，“MOVX @DPTR,A”指令產生RD信號，使OE端有效，打開輸出鎖存器三態門，8位數據便讀入CPU中。</p><p>　　4.2.2 晶振電路圖</p><p>　　片內振蕩電路的反相放大器的輸入端XTAL1和反相放大器的輸出端XTAL2，兩個引腳接晶體振蕩器的兩端，這樣就構成了穩定的晶體振蕩器。單片機的晶

69、振電路可以采用6MHz或者是11.0592MHz的晶振。單片機采用的晶振頻率越高，單片機的處理速度就越快。單片機晶振電路的起振電容C1和C2一般采用15pF到30pF。其中起振電容C1和C2對晶振器的頻率有微調的作用。為了給單片機的CPU提供穩定的時鐘信號和減少寄生的電容，我們要求起振電容盡可能的靠近晶振X1，晶振X1盡可能的靠近X1和X2。</p><p>　　圖4-3 晶振電路</p><

70、;p>　　4.2.3復位電路圖</p><p><b>　　1）復位操作</b></p><p>　　復位操作完成單片機內部電路的初始化。除系統上電時進行復位操作外，系統出錯處于死鎖狀態時，也需要進行復位操作，是單片機重新啟動，這時只要單片機的復位引腳RST上出現兩個機器周期以上的高電平，單片機就進行復位操作。</p><p><b

71、>　　2）復位電路</b></p><p>　　與其他計算機一樣，51系列單片機系統通常有上電復位和按鍵復位兩種方式。最簡單的一種上電復位及按鍵復位電路圖如圖4-4所示。上電后，由于電容充電，是RST持續一段時間的高電平，完成復位操作；當單片機處于運行中或鎖死時，按下復位按鈕，也可以使單片機進入復位狀態。通常選擇C=10～30uF，R=100～1000歐姆。</p><p&g

72、t;<b>　　圖4-4 復位電路</b></p><p><b>　　4.2.4按鍵電路</b></p><p>　　為了實現水位的預設置，而又在不采用鍵盤的前提下，設計了如下圖所示的按鍵開關電路。</p><p>　　電路圖中，3個按鍵分別為低水位、中水位和高水位預設按鍵。洗滌之前，按下需要設置水位對應的按鍵。按鍵按下

73、后，給51單片機對應的I/O口高電平，以實現水位設置。</p><p><b>　　圖4-5按鍵電路</b></p><p>　　4.2.5水位顯示電路圖</p><p>　　預設水位設置后，51單片機會將預設的信息進行處理并對應的通過I/O口輸出高電平，進而使對應的水位顯示燈亮，以實現預設水位的顯示。</p><p>

74、　　設計中使用的水位顯示電路圖如圖4-6所示</p><p>　　圖4-6水位顯示電路</p><p>　　4.2.6光電隔離電路</p><p>　　為了防止強電干擾以及其他干擾信號通過I/O控制電路進入計算機，影響其工作通常的辦法是首先采用濾波吸收，抑制干擾信號產生，然后采用光電隔離的辦法，使微機與強電部分不共地，阻斷干擾信號的傳導。光電隔離線路主要由光電耦合器

75、的光電轉換元件組成，如圖4-7所示</p><p>　　圖4-7光電隔離電路</p><p>　　4.2.7電磁閥電路圖</p><p>　　此次設計中使用的電磁閥為兩位兩通電磁閥。如圖4-8所示，實際工作中通過控制進/出水繼電器的通斷來控制進/出水電磁閥線圈是否得電，進而實現洗衣機的進水和排水功能。</p><p>　　圖4-8 進/出水電

76、磁閥線圈接線圖</p><p>　　4.2.8直流電動機正反裝控制電路圖</p><p>　　圖4-9所示為直流電動機正反轉控制線路圖及整流電路線路圖</p><p>　　圖4-9直流電動機正反轉控制線路圖及整流電路線路圖</p><p>　　如圖4-9所示，如果在VT1和VT3的基極上加以正脈沖的同時，在VT2和VT4的基極加以負脈沖，這時

77、VT1和VT3導通，VT2和VT4截止，電流沿C→VT1→D→M→B→VT3→A的路徑流通，設此時電動機的轉向為正向。反之，如果在VT1和VT3的基極上加以負脈沖的同時，在VT2和VT4的基極加以正脈沖，這時VT1和VT3截止，VT2和VT4導通，電流沿C→VT2→B→M→D→VT4→A的路徑流通，電流的方向與前一情況相反，此時，電機反轉。</p><p>　　3.3 全自動洗衣機PROTEUS模擬匯編程序<

78、;/p><p>　　如果需要完整程序，發郵件到1165864375@qq。Com</p><p><b>　　第四章 結論</b></p><p>　　此次設計成功將全自動洗衣機的洗滌、漂洗和甩干等基本功能進行了PROTEUS模擬仿真，設計之初預想的設計目標也都已實現，并在實際設計過程中進行了改良。設計中用于控制洗衣機自動洗滌的匯編語言程序也在不

79、斷修改中調試成功，使洗衣機可以完全按照預先設定的工作方式對衣物進行洗滌。</p><p>　　此次設計使我在較少的時間內掌握了匯編語言的編寫、PROTEUS模擬仿真和應用單片機技術直接解決實際問題，同時又較系統的獲取了單片機原理的基礎知識與基礎理論，為以后進一步拓展微機應用的深度和廣度打下了基礎。</p><p><b>　　參考文獻</b></p>&

80、lt;p>　　張建民，機電一體化系統設計，北京：高等教育出版社，2007</p><p>　　汪貴平，李登峰，龔賢武，雷旭，新編單片機原理及應用，北京：機械工業出版社，2009</p><p>　　謝宜仁，單片機接口技術實用寶典，北京：機械工業出版社，2010</p><p>　　徐春輝，單片微機原理及應用，北京：電子工業出版社，2013</p>