洗衣機程序

單片機實習(xí)指導(dǎo)書 一、單片機的介紹

（1）單片機的原理

到底是什么呢？就是一個電腦，只不過是微型的，麻雀雖小，五臟俱全：它內(nèi)部也用和電腦功能類似的模塊，比如CPU，內(nèi)存，并行總線，還有和硬盤作用相同的存儲器件，不同的是它的這些部件性能都相對我們的家用電腦弱很多，不過價錢也是低的，一般不超過10元即可......用它來做一些控制電器一類不是很復(fù)雜的工作足矣了。我們現(xiàn)在用的全自動滾筒洗衣機，排煙罩VCD等等的家電里面都可以看到它的身影！......它主要是作為控制部分的核心部件。

它是一種在線式實時控制計算機，在線式就是現(xiàn)場控制，需要的是有較強的抗干擾能力，較低的成本，這也是和離線式計算機的（比如家用PC）的主要區(qū)別。

單片機是靠程序的，并且可以修改。通過不同的程序?qū)崿F(xiàn)不同的功能，尤其是特殊的獨特的一些功能，這是別的器件需要費很大力氣才能做到的，有些則是花大力氣也很難做到的。一個不是很復(fù)雜的功能要是用美國50年代開發(fā)的74系列，或者60年代的CD4000系列這些純硬件來搞定的話，電路一定是一塊大PCB板！但是如果要是用美國70年代成功投放市場的系列單片機，結(jié)果就會有天壤之別！只因為單片機的通過你編寫的程序可以實現(xiàn)高智能，高效率，以及高可靠性！

由于單片機對成本是敏感的，所以目前占統(tǒng)治地位的軟件還是最低級匯編語言，它是除了二進制機器碼以上最低級的語言了，既然這么低級為什么還要用呢？很多高級的語言已經(jīng)達到了可視化編程的水平為什么不用呢？原因很簡單，就是單片機沒有家用計算機那樣的CPU，也沒有像硬盤那樣的海量存儲設(shè)備。一個可視化高級語言編寫的小程序里面即使只有一個按鈕，也會達到幾十K的尺寸！對于家用PC的硬盤來講沒什么，可是對于單片機來講是不能接受的。 單片機在硬件資源方面的利用率必須很高才行，所以匯編雖然原始卻還是在大量使用。一樣的道理，如果把巨型計算機上的操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件拿到家用PC上來運行，家用PC的也是承受不了的。

單片機的應(yīng)用領(lǐng)域

單片機廣泛應(yīng)用于儀器儀表、家用電器、醫(yī)用設(shè)備、航空航天、專用設(shè)備的智能化管理及過程控制等領(lǐng)域，大致可分如下幾個范疇：

1.在智能儀器儀表上的應(yīng)用

單片機具有體積小、功耗低、控制功能強、擴展靈活、微型化和使用方便等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于儀器儀表中，結(jié)合不同類型的傳感器，可實現(xiàn)諸如電壓、功率、頻率、濕度、溫度、流量、速度、厚度、角度、長度、硬度、元素、壓力等物理量的測量。采用單片機控制使得儀器儀表數(shù)字化、智能化、微型化，且功能比起采用電子或數(shù)字電路更加強大。例如精密的測量設(shè)備（功率計，示波器，各種分析儀）。 2.在工業(yè)控制中的應(yīng)用

用單片機可以構(gòu)成形式多樣的控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。例如工廠流水線的智能化管理，電梯智能化控制、各種報警系統(tǒng)，與計算機聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成二級控制系統(tǒng)等。

3.在家用電器中的應(yīng)用 可以這樣說，現(xiàn)在的家用電器基本上都采用了單片機控制，從電飯褒、洗衣機、電冰箱、空調(diào)機、彩電、其他音響視頻器材、再到電子秤量設(shè)備，五花八門，無所不在。

4.在計算機網(wǎng)絡(luò)和通信領(lǐng)域中的應(yīng)用

現(xiàn)代的單片機普遍具備通信接口，可以很方便地與計算機進行數(shù)據(jù)通信，為在計算機網(wǎng)絡(luò)和通信設(shè)備間的應(yīng)用提供了極好的物質(zhì)條件，現(xiàn)在的通信設(shè)備基本上都實現(xiàn)了單片機智能控制，從手機，電話機、小型程控交換機、樓宇自動通信呼叫系統(tǒng)、列車無線通信、再到日常工作中隨處可見的移動電話，集群移動通信，無線電對講機等。

5.單片機在醫(yī)用設(shè)備領(lǐng)域中的應(yīng)用

單片機在醫(yī)用設(shè)備中的用途亦相當(dāng)廣泛，例如醫(yī)用呼吸機，各種分析儀，監(jiān)護儀，超聲診斷設(shè)備及病床呼叫系統(tǒng)等等。 此外，單片機在工商，金融，科研、教育，國防航空航天等領(lǐng)域都有著十分廣泛的用途。

光電耦合器介紹

光電耦合器是以光為媒介傳輸電信號的一種電一光一電轉(zhuǎn)換器件。它由發(fā)光源和受光器兩部分組成。把發(fā)光源和受光器組裝在同一密閉的殼體內(nèi)，彼此間用透明絕緣體隔離。發(fā)光源的引腳為輸入端，受光器的引腳為輸出端，常見的發(fā)光源為發(fā)光二極管，受光器為光敏二極管、光敏三極管等等。光電耦合器的種類較多，常見有光電二極管型、光電三極管型、光敏電阻型、光控晶閘管型、光電達林頓型、集成電路型等。如下圖1（外形有金屬圓殼封裝，塑封雙列直插等）。

工作原理

在光電耦合器輸入端加電信號使發(fā)光源發(fā)光，光的強度取決于激勵電流的大小，此光照射到封裝在一起的受光器上后，因光電效應(yīng)而產(chǎn)生了光電流，由受光器輸出端引出，這樣就實現(xiàn)了電一光一電的轉(zhuǎn)換。

基本工作特性（以光敏三極管為例） 1、共模抑制比很高

在光電耦合器內(nèi)部，由于發(fā)光管和受光器之間的耦合電容很�。�2pF以內(nèi)）所以共模輸入電壓通過極間耦合電容對輸出電流的影響很小，因而共模抑制比很高。 2、輸出特性

光電耦合器的輸出特性是指在一定的發(fā)光電流IF下，光敏管所加偏置電壓VCE與輸出電流IC之間的關(guān)系，當(dāng)IF=0時，發(fā)光二極管不發(fā)光，此時的光敏晶體管集電極輸出電流稱為暗電流，一般很小。當(dāng)IF>0時，在一定的IF作用下，所對應(yīng)的IC基本上與VCE無關(guān)。IC與IF之間的變化成線性關(guān)系，用半導(dǎo)體管特性圖示儀測出的光電耦合器的輸出特性與普通晶體三極管輸出特性相似。其測試連線如圖2，圖中D、C、E三根線分別對應(yīng)B、C、E極，接在儀器插座上。

3、光電耦合器可作為線性耦合器使用。

在發(fā)光二極管上提供一個偏置電流，再把信號電壓通過電阻耦合到發(fā)光二極管上，這樣光電晶體管接收到的是在偏置電流上增、減變化的光信號，其輸出電流將隨輸入的信號電壓作線性變化。光電耦合器也可工作于開關(guān)狀態(tài)，傳輸脈沖信號。在傳輸脈沖信號時，輸入信號和輸出信號之間存在一定的延遲時間，不同結(jié)構(gòu)的光電耦合器輸入、輸出延遲時間相差很大。

固體繼電器的介紹

固體繼電器( SSR) 是一種全部由電子元器件組成的新型無觸點開關(guān)器件,具有高可靠性、長壽命、低噪音、開關(guān)速度快、抗干擾能力強、耐振動、耐沖擊、防濕、防潮、防腐蝕、能與TTL 、CMOS 等邏輯電路兼容的優(yōu)點,逐漸被越來越多的應(yīng)用領(lǐng)域所接

受。在電力無功補償?shù)目刂祁I(lǐng)域中,對于免維護設(shè)備的操作要求,傳統(tǒng)的交流接觸器控制容性負(fù)載受到了巨大的挑戰(zhàn)。雖然通用交流SSR 以其獨特的過零導(dǎo)通的特點被廣大用戶所青睞,但是對于高電壓高沖擊電流的容性負(fù)載,通用交流SSR 難以滿足控制要求,制約著SSR 在這一領(lǐng)域的推廣應(yīng)用。 本文介紹一種新型高電壓高沖擊電流交流SSR ,與通用SSR 比較,該產(chǎn)品具有1 200V的斷態(tài)峰值過電壓、高浪涌電流和高d i/ d t值的特點。它與交流接觸器組成的組合開關(guān)可謂珠聯(lián)璧合,交流接觸器彌補了固體繼電器需散熱的不足,而固體繼電器的過零導(dǎo)通、長壽命的特點彌補了交流接觸器投切高電壓大電流、觸點腐蝕、壽命短的缺點,解決了控制容性負(fù)載的開關(guān)問題。 簡單重復(fù)序列(Simple Sequence Repeat，SSR)

簡單重復(fù)序(SSR)也稱微衛(wèi)星DNA，其串聯(lián)重復(fù)的核心序列為1一6 bp，其中最常見是雙核昔酸重復(fù)，即(CA) n和(TG) n每個微衛(wèi)星DNA的核心序列結(jié)構(gòu)相同，重復(fù)單位數(shù)目10一60個，其高度多態(tài)性主要來源于串聯(lián)數(shù)目的不同。SSR標(biāo)記的基本原理：根據(jù)微衛(wèi)星序列兩端互補序列設(shè)計引物，通過PCR反應(yīng)擴增微衛(wèi)星片段，由于核心序列串聯(lián)重復(fù)數(shù)目不同，因而能夠用PCR的方法擴增出不同長度的PCR產(chǎn)物，將擴增產(chǎn)物進行凝膠電泳，根據(jù)分離片段的大小決定基因型并計算等位基因頻率。在真核生物中，存在許多2-5bp簡單重復(fù)序列，稱為“微衛(wèi)星DNA”其兩端的序列高度保守，可設(shè)計雙引物進行PCR擴增，揭示其多態(tài)性。

SSR具有以下一些優(yōu)點：(l)一般檢測到的是一個單一的多等位基因位點；(2)微衛(wèi)星呈共顯性遺傳，故可鑒別雜合子和純合子；(3)所需DNA量少。顯然，在采用SSR技術(shù)分析微衛(wèi)星DNA多態(tài)性時必須知道重復(fù)序列兩端的DNA序列的信息。如不能直接從DNA數(shù)據(jù)庫查尋則首先必須對其進行測序。

(2)芯片AT89C2051的結(jié)構(gòu)

AT89C2051單片機的主要特點:

ATC89C2051單片機采用Flash存儲器技術(shù)，降低了制造成本，其軟件、硬件與MCS-51完全兼容。

AT89C2051片內(nèi)含有2K字節(jié)的Flash程序存儲器，128字節(jié)的片內(nèi)RAM。 允許工作的時鐘為0—24MHz。 AT89C2051不允許構(gòu)造外部總線來擴充程序/數(shù)據(jù)存儲器，所以它不需要ALE、PSEN、RA、WR一類的引腳。 AT89C2051共有20個引腳，它只繼承了8031最重要的引腳，體積小巧。

二、自動洗衣機實驗

（1）、實驗設(shè)備

計算機一臺，AT89C2051芯片一個，小天鵝牌半自動洗衣機一

臺，TOP

（2）、洗衣機的原理及電路圖

? 洗衣機有留水、標(biāo)洗、柔洗三個開關(guān) ? 項目要求

標(biāo)洗：啟動，選標(biāo)洗鍵洗衣機自動進水，到達限位開關(guān)停

止進水，然后進入正轉(zhuǎn)3秒停1秒反轉(zhuǎn)3秒的周期進行一百次，其次停止轉(zhuǎn)排水40秒，排水完進入脫排，正轉(zhuǎn)30秒，返回上述過程重復(fù)兩次為漂洗，若排水前要留水則按留水鍵即可。

柔洗：啟動，選標(biāo)洗鍵洗衣機自動進水，到達限位開關(guān)停

止進水，然后進入正轉(zhuǎn)2秒停2秒反轉(zhuǎn)3秒的周期進行一百次，其次停止轉(zhuǎn)排水40秒，排水完進入脫排，正轉(zhuǎn)30秒，返回上述過程重復(fù)兩次為漂洗，若排水前要留水則按留水鍵即可

（3）、設(shè)計思路

在這個項目中，先要確定洗衣機運行的流程，對于這個流程，我們首先要找出每一步中不同的最小化過程，其次是找出相同的過程，因為這些小的步驟就組成了洗衣機的運行過程，找出最小步驟的原因是避免我們在寫程序時對多次出先的過程我們重復(fù)去寫，這樣就不會讓我們的程序現(xiàn)得更多，我們可以通過調(diào)用子程序或循環(huán)來解決這個問題。洗衣機運行，對于它的兩個主要過程：標(biāo)準(zhǔn)洗和柔和洗，的公共部分放到主程序中，由于程序是按順序一次執(zhí)行下來的，所以在進入不同洗滌方式前都要判一次，運用判斷不同階段各位的值不同作為判斷的條件，從而達到有目的轉(zhuǎn)移的效果。

（4）洗衣機的外部接線圖

（5）洗衣機的流程圖和編程調(diào)試

洗衣機流程圖

進水

排水

標(biāo)洗和柔洗

脫排

MC1413是摩托羅拉公司出品的高耐壓、大電流達林頓陳列反向驅(qū)動器，由七個硅NPN達林頓管組成。MC1413的每一對達林頓管都串聯(lián)一個2.7K的基極電阻，在5V的工作電壓下它能與TTL和CMOS電路直接相連，可以直接處理原先需要標(biāo)準(zhǔn)邏輯緩沖器來處理的數(shù)據(jù)。MC1413工作電壓高，工作電流大，灌電流可以達到500mA,并且能夠在關(guān)態(tài)時承受50V的電壓，輸出還可以在高負(fù)載電流并行運行。

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