基于单片机的洗衣机控制新版专业系统设计.doc

题 目:基于单片机洗衣机控制系统设计（硬件）

英文题目：Design of the Washing Machine Based on Single-chip Microcomputer(Hardware)

声 明

本人以信誉郑重声明：所呈交学位毕业设计（论文），是本人在指引教师指引下由本人独立撰写完毕，没有抄袭、抄袭、造假等违背道德、学术规范和其她侵权行为。文中引用她人文献、数据、图件、资料均已明确标注出，不包括她人成果及为获得东华理工大学或其她教诲机构学位或证书而使用过材料。对本设计（论文）研究做出重要贡献个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本毕业设计（论文）引起法律成果完全由本人承担。
本毕业设计（论文）成果归东华理工大学所有。
特此声明。

毕业设计（论文）者（签字）： 王威威

签字日期： 5月30日

本人声明：该学位论文是本人指引学生完毕研究成果，已经审视过论文所有内容，并可以保证题目、核心词、摘要某些中英文内容一致性和精确性。
学位论文指引教师签名： 涂绪坚
6月3日
摘 要
在中华人民共和国洗衣机自1980年代初进去家庭,慢慢从单缸洗衣机发展到双缸洗衣机再到全自动洗衣机。全自动洗衣机也从最初普通式全自动洗衣机到有微机控制自动洗衣机,然后到采用模糊控制技术模糊控制全自动洗衣机。全自动洗衣机是一种洗涤、漂洗、脱水三种功能之间可以互相切换洗衣机,无需人工干预状况下完毕。随着科学技术高速发展，人们生活质量有了质奔腾，智能化生活越来越普遍。全自动洗衣机在咱们生活越来越重要，它能更好地解放人们双手。缓和人们在家务劳动中压力。本设计采用AT89C51单片机作为洗衣机控制系统核心芯片，它以体积小、功能全、价格低、开发以便等优势得到了电子工作者承认。洗衣机在单片机控制下具备对洗衣机智能控制，当设立完毕后，通过自动检测水位，对衣物进行洗涤，洗涤结束进行自动报警提示，系统能依照不同洗衣方式对电机速度进行控制并显示。

核心词：洗衣机； STC89C51单片机； 智能控制
ABSTRACT
Washing machine in China since the early 1980 s in the family，slowly developed from single cylinder washing machine to two cylinder washing machine and fully automatic washing machine. Fully automatic washing machine is also from the initial ordinary type full-automatic washing machine to the microcomputer control automatic washing machine，and then to the fuzzy control technology of fuzzy control is fully automatic washing machine. Fully automatic washing machine is a kind of wash，rinse，dehydration can switch between three functions of washing machines，without human intervention. With the rapid development of science and technology，people's quality of life has a qualitative leap，intelligent life is becoming more common. Fully automatic washing machine is more and more important in our life，it can better liberate people's hands. Alleviate the pressure of the people in the household chores. This design USES STC89C51 as the core of the washing machine control system chips，it with small volume，complete functions，low price，development advantages of the convenient won the acceptance of electronic workers. Washing machine under the control of the single chip microcomputer with the intelligent control of the washing machine，when set to end，through the water level automatic detection，to wash clothes，wash over automatically alarm prompt，the system can according to the different way of laundry to control the motor speed and display.

Key words：Washing machine；STC89C51 single-chip；Microcomputer intelligent control

目 录

摘 要 III
ABSTRACT IV
绪论 1
1.1 课题开发背景 1
1.2 全自动洗衣机发展历史 1
1.3 国内外现状与发展趋势 2
1.3.1 洗衣机分类 2
1.3.2 自动洗衣机在国内外发展水平与现状 2
1.4 研究本课题目与意义 4
第二章 系统总体设计方案 5
2.1 重要设计内容与功能 5
2.2 方案论证与选取 6
2.2.1 方案一 6
2.2.2 方案二 7
2.2.3 方案论证与选取 7
2.3 系统总体方案设计 8
2.4 系统原理图 8
2.5 本章小结 10
第三章 系统控制芯片分析 11
3.1 STC89C51单片机简介 11
3.1.1 重要功能、性能参数 11
3.2 单片机最小系统 12
3.2.1 时钟电路 13
3.2.2 复位电路 13
3.3 ADC0832芯片简介 14
3.4 本章小结 15
第四章 系统硬件设计 16
4.1 总体设计及功能描述 16
4.2 各功能模块硬件设计 17
4.2.1 单片机控制模块设计 17
4.2.2 显示电路设计 19
4.2.3 直流电机驱动电路设计 21
4.2.4 报警电路 21
4.2.5 进/排水电路 22
4.2.6 按键模块设计 23
4.2.7 水位检测系统 24
4.2.8 A/D转换电路 24
4.3 本章小结 25
第五章 软件某些设计 26
5.1 主程序流程图 26
5.2 工作子程序流程图 27
5.3 按键子程序流程图 29
5.4 显示子程序工作流程图 30
5.5 本章小结 31
第六章 仿真与调试 32
6.1 原则方式仿真图 32
结 论 33
致 谢 34
参照文献 35
附录1 系统设计原理图 36
附录2 元件清单 37
附录3 系统源程序 38

绪论
1.1.1 课题开发背景
随着科技发展，人们生活水平也有了明显提高，洗衣机成了当前社会每个家庭必须品，人们在使用洗衣机过程中对洗衣机功能规定也越来越多，随着人们需求提高，对洗衣机功能规定也越来越全面。智能化越来越普遍。当前洗衣机只要把衣服放进洗衣机里只需简朴几步，就能让洗衣机自动进水、自动洗涤、自动排水、自动脱水，把衣服洗好。在整个洗衣过程不但节约了咱们时间。还解放了咱们双手。使咱们有更多时间去做其她想做事。提高了咱们工作效率之余更能愉悦咱们内心。对于当今社会来说，每当有一项技术突破都能带动洗衣机该革。
单片机作为洗衣机主控制器。以它向外延伸必要控制电路，形成一种洗衣机控制电路。来控制洗衣机各种功能实现与配合。达到咱们想实现目。更好将咱们在课本中学到知识运用到实际生活中，让咱们动手能力得到提高。不一味只懂得理论不去做实物，通过实践咱们生活才干有质奔腾。
1.2 全自动洗衣机发展历史
从古至今，从中华人民共和国到外国，洗衣服都是一种不得不做家务劳动，然而洗衣机浮现对于诸多人来说都是一种解放。它以简朴、易操着、以便实用方式征服了咱们，让咱们接受了它，从而在社会生活中得以广泛运用。通过漫长手工洗衣时代，人们终于向机械洗衣迈出了崭新一步。
1858年，最原始洗衣机‘诞生’了，它是在匹茨堡一种美国人制成。该洗衣机重要有一种圆柱形圆桶构成，桶内重要有一种浆状轴承。与它相连曲柄转动从而带动轴承转动，达到洗衣效果。它是有美国人汉密尔顿·史密斯创造。然而又过了几年，洗衣机通过后人改良发展到新型洗衣机，它是有一种用手柄转动八角形洗衣缸构成洗衣机，为了更好洗衣效果往里面加入热洗涤剂。等把衣服洗干净后来在用轧液装置把衣服里面水分轧干。  
1874年,木制手摇式洗衣机浮现手工洗衣服受到了空前绝后挑战，它是有一位美国人比尔·布莱克斯创造。木制手摇式洗衣机构重要是在木筒里装上几块叶片，由于手柄和齿轮转动让衣服在筒内不断翻转，让衣服与衣服、衣服与筒壁不断摩擦，从而达到洗衣目。这代洗衣机问世，让为了改进洗衣方式人得到很大启发。从而洗衣机进入了迅速改进进程中。
  1880年,由于蒸汽机浮现和发展,世界上第一台蒸汽洗衣机‘诞生’,通过蒸汽动力机械工作方式开始取代体力劳动。再通过一种世纪发展和完善，当代蒸汽洗衣机有了明显改进,几乎同样原理。当代蒸汽洗衣机使用了智能水循环系统,从而达到节约水效果，当代蒸汽洗衣机让高浓度洗涤液和高温蒸汽一起喷在衣服同步,通过蒸汽洗衣机洗涤,从而达到洗衣效果，它重要功能有蒸汽洗衣和蒸汽干燥。从而人们进入了实现了世界上全新洗涤方式—“蒸汽洗”。
  19,世界上第一台电动洗衣机在美国人费舍尔研制下终于成功问世了。电动洗衣机浮现象征着人类向自动化洗衣又迈进了重要一步。
1932年,美国本德航空公司成功实现了洗涤、漂洗、脱水能在同一种桶内完毕，这标志着第一台滚动式洗衣机‘诞生’。这意味着电动洗衣机从模型迈向了一种新高度,这也是自动化洗衣机一种巨大创新!
1937年,浮现了第一台“前置”式自动洗衣机，它标志着第一代自动洗衣机问世，它有一种圆柱形气缸构成，它可以容纳4 kg衣服。衣服都在装满水汽缸里不断上下翻滚着,这样就可以达到洗衣效果。
由于科技不断创新和发展,从而全自动洗衣机也加快了研制步伐。一方面由英国和推出了喷流式洗衣机,它是依赖于运营波轮产生强大漩涡,缸内洗衣服和洗涤剂一起不断地回来摩擦洗衣服，来达到净衣效果。
1.3 国内外现状与发展趋势
1.3.1 洗衣机分类
普通洗衣机不可以使洗涤、漂洗、脱水持续完毕，都要手动切换。
半自动洗衣机可以在洗涤、漂洗、脱水任意两个功能之间能实现互相切换，从而达到半自动效果。
全自动洗衣机可以在洗涤、漂洗、脱水等三个功能之间实现互相切换，从而达到全自动效果。
1.3.2 自动洗衣机在国内外发展水平与现状
当今社会依照构造构成不同可以把全自动洗衣机分为三大类分别为搅拌式全自动洗衣机滚筒式全自动洗衣机、和波轮式全自动洗衣机。滚筒式、波轮式、搅拌式全自动洗衣机分别在全球洗衣机市场比重为51%、34%和15%。由于国内市场上性质，滚筒式和波轮式全自动洗衣机都普遍存在，当前国内市场上还没有搅拌式全自动洗衣机浮现，如下是对波轮式和滚筒式全自动洗衣机做出简朴总结。
波轮式全自动洗衣机
由电动机正反转带动波轮转动，波轮转动带动水转动，从而达到洗衣效果，这就是波轮式全自动洗衣机工作原理。它可以用单桶、套桶、双桶洗涤衣服。它以相对来说比较简朴构造，维修起来比较以便，洗净率相对较高，洗衣率速率比较高，来让人们接受它。它重要缺陷是用水比较多，对衣服磨损比较严重。它长处是不会让衣服缠绕在一起，洗衣服比较均匀损害衣服也许性小；洗衣桶普通有不锈钢、铝合金、塑料等几类。它工作原理是：装在洗衣桶下面波轮带动洗衣桶正反转，从而让衣服上、下、左、右不断翻转，让衣服与衣服、桶、桶壁之间，在水中进行温柔摩擦，在洗涤剂辅助下实现去污。
长处：洗涤速度比滚筒式要强诸多。技术方面，滚筒式洗衣机运用越来越多创新技术，从而大大提高了它性能。它对衣物清洁力高，两个桶更能减少对水、电、洗涤剂消耗，它比较适合普通衣服洗涤，价格比较低，以便实用，省时省力。
缺陷：相比较来说对衣服损伤比较大，容易让衣服缠绕在一起，使用时相比较费事。
滚筒式全自动洗衣机
由机械化控制器、不锈钢内桶和通过磷化、电泳、喷漆三重保护外壳，构成了滚动式全自动洗衣机。为了防止在高速工作环境下做离心运动用两块笨重水泥板来平衡，再加上洗涤剂作用来达到净服。它重要材料由钢铁构成，因此寿命普通在左右。
长处：滚筒式全自动洗衣机普通是由微型电脑控制，使衣服洗涤均匀、不会缠绕在一起，因此磨损率要比波轮式小一点，因此某些贵重衣服也可以在其中洗涤，性能真正做到全面洗涤。由于它用水量小，因此可以在水中形成高浓度洗涤剂，充分发挥洗涤剂作用，使衣服洗净率更加高。从而在节水同步达到抱负净衣效果。滚筒式全自动洗衣机除了能洗衣、脱水外，还可以加热水温、消毒除菌、烘干等功能。
缺陷：相对来说比较耗费电量，洗涤过程要时间长；相对其她洗衣机来说洗衣时间比较长，比普通洗衣机洗衣时间还要长好几倍；噪音很大；洗衣机自身重量很大，移动不以便。
1.4 研究本课题目与意义
中华人民共和国当前洗衣机更新换代进入了一种非常快时期,从而使市场潜力巨大,由于当代科技不断进步与创新。洗衣机更新换代也越来越快，这样使人们对洗衣机功能全面性规定也越来越高。当前市场上所浮现洗衣机重要功能涉及有强洗、一键脱水、一键洗衣、弱洗、漂洗功能等功能,虽然市场上洗衣机功能有这样丰富，但是在诸多方面还不能满足人们所想要功能。这就规定设计师有较高专业技术水平,提出一种好建议和新解决问题办法,把人们所需要变成实际中有,这就需要设计师可以运用专业知识设计出一种更节能、在功能上更全面、更智能化全自动洗衣机。当前市场上所浮现洗衣机并不能满足所有洗衣机功能方面兼容性,当前许多洗衣机工厂为了保持自己洗衣机品牌所具备竞争能力,许多洗衣机功能创新方面不能实现知识产权交流，因此许多洗衣机厂商只能突出自己品牌所具备一种或两个洗衣机和其他洗衣机厂商不同个性化特性。洗衣机功能是由单片机这个芯片所控制，单片机主控制芯片特点是体积小、灵活、以便实用等特点。因而,设计出重要电路是由基于单片机控制全自动洗衣机控制系统具备较好实用性、与可靠性。
毕业设计之因此选取使用单片机来完毕“基于单片机洗衣机控制系统设计”,这是由于自己所学专业。咱们所学专业重要知识就是单片机，这使咱们与单片机接触最多。全自动洗衣机是寻常生活一种固定模式,开始洗涤后按照一种固定程序,在许多状况下,也许会导致不必要挥霍水和电。但如果你能设计出依照更合理规定去洗要洗衣服,从而可以减少诸多不必要挥霍水、电、洗涤液与空间。这个设计用设计好水位传感器来检测水位,拟定所需要水量来减少不必要挥霍,达到最佳洗衣效果,最经济洗衣解决方案。
第二章 系统总体设计方案
2.1 重要设计内容与功能
1 重要设计内容：
洗衣机控制电路是用STC89C51单片机进行设计。STC89C51单片机为重要控制单元，扩展咱们所需要外部电路，来实现咱们所设计功能，构成一种能实现咱们所想要实现洗衣机控制器。
2 重要功能：
（1） 洗涤功能：原则洗涤时间为30分钟。洗涤25分钟，漂洗2分钟，脱水3分钟。如有需要可循环。
（2） 启动/暂停按钮控制：按下启动按钮为原则洗涤；在运营状态再按则为暂停，再次按下恢复本来工作状态。洗涤、漂洗正转10秒，停止5秒，反转10秒，停止5秒。脱水时电机向一种方向高速运转。
（3） 在洗涤时相应洗涤批示灯亮；漂洗时相应漂洗批示灯亮；脱水时相应脱水批示灯亮；洗涤结束时发出报警，三个灯一起闪烁。
（4）水位检测功能。
（5）单独脱水功能。
3 按键功能
全智能洗衣机上有3个按键分别为K1、K2、K3。
K3 为复位键。
K2 是启动/暂停和确认键。
K1 为洗涤时间选取键和单独脱水键。
4 洗衣过程
在接通电源后，按启动电源键。可以选取自己想用洗衣时间15、20 、30分钟或单独脱水。然后按启动键洗涤工作开始。开始洗涤过程，一方面进水阀打开。开始向洗衣机进水，当达到所设定水位时，进水阀关闭，停止进水；电机M电源接通，开始进入洗涤过程。所设计电路，可以使电机M可以正反转。产生不同方向水流，这样更容易把衣服洗干净。

2.2 方案论证与选取
2.2.1 方案一
假设咱们采用模数电设计话，这个设计重要控制电路由由计数器、继电开关、秒脉冲发生器、译码器、控制门、功放电路和执行电机某些构成主体电路。来实现咱们所需要功能。涤时间计数器和数码管共同构成了洗衣机显示电路，显示电路重要是为了显示洗衣机洗涤时功能和显示所剩余时间功能。
框图如下：
洗涤时间显示
秒脉冲发生器
60进制计数器
洗涤时间计数器
控
制
门

功
放

继
电
开
关
执
行
电
机
时间译码
清零

置数

图2-1 方案一

2.2.2 方案二

CPU
控制模块
电机控制模块
显示模块
电源模块
复位模块
时钟模块
按键控制模块

图2-2 方案二

假设咱们采用了STC89C51单片机设计了一种智能洗衣机主控制器，这个控制器重要有时钟电路、电源电路、显示电路、复位电路、按键电路和执行电机某些等构成。电机电路某些是由于两个继电器吸和状态，让电机产生正转和反转。从而带动水流，达到洗衣效果。把STC89C51单片机与两位一体数码管连来一起，然后咱们再运用所学到C语言编程来控制它，最后实现智能洗衣机自动化显示功能。从而达到咱们所设计效果。
2.2.3 方案论证与选取
当前国内洗衣机市场发展状态为高速发展创新期，从而使更新换代比较迅速，因此国内市场当前与将来需求量都非常巨大，在科技飞速发展年代。人们不在满足与单一洗衣机模式，对于智能洗衣机所应当有功能规定也越来越多。对于实用性考虑也越来越高。从上面咱们所简介两种方案，通过详细分析比较，不难看出方案一虽然选用了计数器、译码器、秒脉冲发生器、功放电路等电路，但此类洗衣机功能比较单一，对于实用性来讲比较低，电路比较复杂，体积相对来说较大，单线性误差存在也许性大，实现不以便，不能满足人们对智能洗衣机规定。方案二相对于方案一来说电路简朴，功能能满足人们需要，体积较小，容易存储，使用起来比较灵活；洗衣机重要有洗涤功能、进排水系统、水位检测、暂停等几大功能。因而，设计出基于单片机全自动洗衣机控制电路系统具备很强经济、实用性。因此本次设计采用方案二。
2.3 系统总体方案设计
定期启动→正转10秒→暂停5秒→反转10秒→暂停5秒
定期未到
定期到
停机
洗涤常规模式为：

60进制计数器
控制门
洗涤时间计数器
电机驱动电路
电机
序列发生器
洗涤时间显示
秒脉冲
预置
T
Z1
Z2
图2-3 洗衣机控制器框图

2.4 系统原理图
用STC89C51单片机作为本系统重要控制单元，它重要控制对象涉及：电机正反转、进水阀、出水阀，洗涤时间，洗涤方式等。这些变量依照不同工作状态与时间来进行互相切换来实现，水位变化以及工作状态变化来控制进水阀和出水阀打开与关闭，为别用LED灯和数码管来显示出不同工作状态以及运营所剩余时间。洗涤时间和脱水时间用LED灯显示；洗衣机运营状态和运营时间重要是由按键完毕，，程序运营状态提示以及洗衣完毕报警重要有蜂鸣器报警来完毕。
下面是洗衣机控制电路系统框图：

CPU控制模块
电机控制模块
显示模块
电源模块
复位模块
时钟模块
按键控制模块

图2-4 洗衣机控制电路系统框图

各框图作用涉及：
① STC89C51单片机电路:程序控制重要芯片是所有单片机电路，这一块STC89C51单片机芯片上包括计算机上所有功能电路，它重要有中央解决器CPU、输入/输出接口电路及计时、分频、扫描、程序存储器ROM、数据存储器RAM、分频、扫描、定期、时间设定等电路构成，洗衣机操作程序已存在于程序存储器中、输入指令和监测到信号来调出相应内部相应程序，在通过其她电路路解决后，单片机输出相应控制信号，这样洗衣机就完毕了相应工作状态。
② 直流电源电路:重要为单片机其她电路进行供电功能，它重要功能是将顾客所得到220V交流电通过变压、整流、滤波、稳压后，得到稳定低压直流电。再送给洗衣机使用，最后让可控硅触发电路送给单片机和显示电路等所需要电路使用。
③ 复位电路:这个电路作用是使程序复位。单片机存储器进行复位因素是由于在电源给单片机通电后和电源浮现电压过低局限性产生，就会使整个电路处在初始状态也就是刚开机工作状态。来进行消除由于操作失误导致后果。
④ 时钟电路：单片机时钟电路是有晶振元件和单片机内部电路构成，让单片机有定期和计时功能是振荡频率，它还为单片机提供时钟信号。
⑤ 按键输入电路：所需按键开关按照一定规律排列，有按键被按下时，按键所相应工作状态随相应信号将输送到单片机。按键被按下同步单片机做出相应回应，及时调出单片机相应内部软件工作程序来进行相应工作，这样就会使洗衣机就会进入相应工作状态，完毕人们指令。 使顾客下达按键祈求得以实现。
⑥ 显示电路：LED灯和数码管构成了显示电路，顾客重要通过LED亮和灭和数码管显示来观测洗衣机工作状态。顾客在对洗衣机使用过程中，她们可以通过洗衣机洗衣状态以及批示灯状态来看出洗衣机与否接受了顾客所下达指令。判断洗衣机工作状态与否属于正常状态可以通过洗衣机工作状态和批示灯状态来观测出洗衣机与否纯在安全隐患。
⑦ 负载驱动电路：该电路多由双向可控硅及触发电路构成。无触点开关控制电机工作状态等负载电路开关和正常运营状态。单片机重要依照顾客在按键上所输入指令或接受到信号，可控硅控制使触发电路来进行导通，使电机等负载电路在有点状况下进行运转，来完毕顾客所输入相相应工作状态。
⑧ 报警电路：所设计报警电路在洗衣过程中重要是对在程序运营状态提示以及洗衣完毕状态自动报警。它重要依照程序安排与软件设定来工作，在顾客洗衣过程完毕后来，来提示顾客洗衣机以完毕工作。
2.5 本章小结
本章重要内容是智能洗衣机控制系统总体方案设计，各个功能模块数据解决涉及工作原理和总体设计规定，过程中需要注意问题以及要达到性能指标和技术指标。基于控制系统整体分析提供了基本，为下一步系统硬件和软件设计。
第三章 系统控制芯片分析
单片机型号选取是基于控制系统功能、目的、可靠性、性价比、速度和精度等来决定。依照本课题所要实现功能，所需要单片机型号重要从下面几点来考虑：它必要具备较强抗干扰能力。并且要有较高性价比。然而ATMEL公司推出89系列单片机中性比价比较高就是STC89C51单片机，它是ATMEL公司中比较典型一款产品。因此咱们就用它做为咱们所设计系统核心芯片，硬件构造非常简朴，功能比较强大、性价比较非常高、价格极低是STC89C51重要特点，它这些特点符合咱们所设计系统需要，能实现咱们所想要功能，因此我选用了它作为改系统核心芯片。
3.1 STC89C51单片机简介
近来美国STC公司向世界发布了，她们推出了一种具备新型51内核STC系列单片机。这种新型51内核具备Flash程序存储器、SRAM、UART、SPI、A\D、PWM等模块。这个具备新型内核51单片机与此前普通51单片机基本功能完全兼容，它就是STC89C51单片机。
3.1.1 重要功能、性能参数
1. 内置最新推出原则51内核；
2. 它增强型机器周期为6时钟，原则型为12时钟;
3.工作频率范畴为：0~40MHZ；
4.STC89C51RC相应Flash空间为：4KB;
5.内部存储器：512B(RAM);
6.定期器\计数器：3个16位定期器\计数器；
7.通用异步通信口（UART）：1个；
8.中断源有8个；
9.有系统可编程和应用可编程，无需专用编程器和仿真器；
10.通用I\O口：32或36个；
11.它工作电压是3.8到5V之间；
12.外形封装：40脚PDIP、44脚PLCC和PQFP等她们引脚如下。

图3-1 引脚图

3.2 单片机最小系统
51单片机最小系统普通指是单片机与晶振电路和复位电路构成系统，单片机最小系统有时也称为最小应用系统，用至少元件构成单片机可以工作系统称为单片机最小系统。下面给出一种51单片机最小系统电路图。

图3-2 最小系统电路图
3.2.1 时钟电路
1.内部时钟电路
内部时钟电路是有89C51自身用于构成内部振荡器高增益反相放大器和外部电路构成，引脚XTAL1是该放大器输入端，引脚XTAL2分别是该放大器输出端。放大器与外部谐振器构成自激振荡器，外部谐振器可以是石英晶体、陶瓷谐振器。外接两个电容与谐振器构成了并联振荡电路。为了保证系统工作稳定性对两个电容也有很高规定。石英晶体和陶瓷谐振器对两个电容规定分别为30pF士10pF和40pF士l0pF，这样选取最佳。

图3-3 内部时钟电路 图3-4 外部时钟电路

2.外部时钟电路
采用外部振荡器脉冲信号输入，如图3-4所示，XTAL1接地，XTAL2接外部振荡器，并通过XTAL2端输入到片内时钟发生器中。外接4.7～10k上拉电阻。
3.2.2 复位电路
通过某种方式，使单片机内部各类寄存器值变为初始状态操作叫做复位[11]。复位电平正脉冲宽度统设计采用上电复位模式。
1.上电复位方式
最简朴复位电路，无需增长硬件。在复位输入引脚和一种电容器连接到VCC，和一种电阻连接到GND，如图3-5所示。

图3-5 上电复位电路

由VCC，10uf有极性电容，10k电阻构成上电复位电路。实现通过电容器充电和放电外部复位电路，电容器第一输入一种暂时高水平，与VCC电容器充电时间增长而减小高水平，当电源接通时，只要VCC 上升时间不超过1ms，单片机就可以可靠地复位[12]。
2.手动复位电路

图3-6 手动复位电路

当咱们按下复位按键时，单片机引脚RST直接与高电压VCC相连，这时浮现2个以上高电平，让电路形成复位重置，复位同步电解电容被短路，形成放电电路；当咱们复位按键松开同步，电容充电，为下次放电做准备，此时电流流过电阻，单片机引脚RST这时为高电平，当前电路依然是复位状态，充电完毕后，电容不存在，形成开路，RST此时为低电平，电路为正常工作状态。

3.3 ADC0832芯片简介

图3-7 ADC0832 引脚图

ADC0832 是美国国家半导体公司生产一种8 位辨别率、双通道A/D转换芯片。体积比较小，对其她芯片兼容性强、性能好、价格低是ADC0832重要特点，由于它这些特点受到很对人爱慕与使用，当前用它做设计人已经非常多了。咱们通过学习和理解它原理，最后能把它纯熟掌握，非常有助于咱们单片机技术水平提高。 ADC0832 具备如下特点：
（1）具备8位辨别率；
（2）有两个通道A/D转换；
（3）输出电平与诸多芯片都兼容；
（4）输出电压能在最小与最大之间输出；
（5）250KHZ工作频率，使其转换时间仅为32μS；
（6）普通功耗仅为15mW；
（7）它工作温度环境范畴比较大；
3.4 本章小结
本章重要内容是分析系统控制芯片工作原理，电路实现，软件技术等有关设计。通过STC89C51最小系统分析，熟悉时钟电路，复位电路工作原理，掌握控制模块功能实现，为系统设计提供设计思路。
第四章 系统硬件设计
整个系统最基本就是系统硬件设计，设计这个系统要考虑许多方面因素，除了实现洗衣机基本功能以外，咱们还要考虑诸多因素：例如设计所用器件能不能买到、所做系统稳定性能不能达到、所设计功能能不能实现、价格是不是能接受、编程容不容易实现和器件兼容性等因素。因此咱们所设计硬件系统非常重要。如下是对所设计硬件系统各个模块详细分析。
4.1 总体设计及功能描述

CPU控制模块
电机控制模块
显示模块
电源模块
复位模块
时钟模块
按键控制模块

图4-1洗衣机控制系统总图

CPU控制模块采用了STC89C51单片机来控制各个系统运转。咱们系统采用了模块化设计，由于选用模块化设计更能直观反映出咱们所设计详细模块。设计功能模块涉及了一下几种功能：单片机控制系统、电源、时钟、复位、按键控制、直流电机控块和显示等模块。洗衣机重要功能有强弱洗涤功能、单独脱水功能、进排水功能、水位检测功能、控制电机正反转以及电机转速、显示洗涤时间和洗衣机运营状态功能。
4.2 各功能模块硬件设计
4.2.1 单片机控制模块设计
STC89C51单片机作为主控制因素是：它是一种高效微型控制器，具备能耗低、性能高等特点。因此咱们选用了STC89C51单片机作为该系统重要控制芯片。为了以便设计咱们采用40引脚PDIP双列直插封装形式，40引脚PDIP形式STC89C51单片机具备32个外部双向输入/输出（I/O）接口。40引脚单片机外形及引脚排列如图4-2所示。

图4-2 STC89C51单片机引脚图

STC89C51单片机中电源、时钟信号和复位电路是其工作基本条件，缺少一种都不能工作。电源电路、时钟电路、复位电路是单片机中最基本电路。其构成如图4-3所示。

CPU
控制
模块
电源电路
时钟电路
复位电路

图4-3 单片机控制系统基本硬件构成方框图

1. 电源电路
单片机系统电源某些原理图如图4-4所示。国内使用原则电压为220V，咱们所设计电路电压为5V，咱们需要通过一系列变化到咱们所需要电压5V。一方面将电压220V通过变压器T变压为15V交流电，然后用4个二极管进行全桥整流，在通过电容滤波得到光滑5V直流电压后，最后在通过通过三端稳压管稳压稳压效果，最后得到稳定+5V电压给各个电路模块进行供电。

图4-4 电源电路

2.时钟电路模块设计
由于咱们选用芯片STC89C51自己自身就有时钟振荡电路，因此咱们直接用就行了，不需要单独进行设计，只需要在单片机XTAL1和XTAL2引脚外接石英晶体和微调电容，就能得到设计所需要自激振荡器，她能在单片机内部产生时钟脉冲信号，从而得到咱们想要。详细电路设计如图4-5所示。

图4-5 时钟振荡电路
工作原理：
内部时钟电路是有89C51自身用于构成内部振荡器高增益反相放大器和外部电路构成，引脚XTAL1是该放大器输入端，引脚XTAL2分别是该放大器输出端。放大器与外部谐振器构成自激振荡器，外部谐振器可以是石英晶体、陶瓷谐振器。外接两个电容与谐振器构成了并联振荡电路。为了保证系统工作稳定性对两个电容也有很高规定。石英晶体和陶瓷谐振器对两个电容规定分别为30pF士10pF和40pF士l0pF，这样选取最佳。。为了加快单片机运营速率，咱们添加了晶体振荡器，它可以简称为晶振，它频率（fosc）可以调控，调控范畴为1.2MHz~12MHz,在这次设计中咱们选用最大值12MHz，选取12MHz重要因素是晶体振荡频率越高，系统时钟频率也越高，单片机系统运营速率越快。
3.复位电路模块和设计
复位电路使单片机或系统中其她部件处在某种拟定状态。当在STC89C51系列单片RST引脚处引入高电平形成2个高电平电位，单片机就会内部自己执行复位操作。总得来说，复位操作分为上电复位和按键复位。在这次设计中咱们采用按键复位方式。如图4-6所示。

图4-6 复位电路

工作原理：
当咱们按下复位按键时，单片机引脚RST直接与高电压VCC相连，这时浮现2个以上高电平，让电路形成复位重置，复位同步电解电容被短路，形成放电电路；当咱们复位按键松开同步，电容充电，为下次放电做准备，此时电流流过电阻，单片机引脚RST这时为高电平，当前电路依然是复位状态，充电完毕后，电容不存在，形成开路，RST此时为低电平，电路为正常工作状态。
4.2.2 显示电路设计
显示模块由发光二极管和LED显示屏构成。
1.发光二极管
发光二极管英文缩写为LED。咱们这次设计选用发光二极管重要用途是用来批示洗衣机工作状态和进排水状态。6个发光二极管分别跟单片机P1口6个I/O口连接，如图4-5所示。为了使导通发光二极管亮，只要在发光二极管负极所相应P1口通入低电平。

图4-7 发光二级管