基于51单片机的洗衣机控制器设计

基于51单片机的洗衣机控制器设计内容摘要：

a16 成为一个功能强大的单片机，为许多嵌入式控制应用提供了灵活而低成本的解决方案。 方案二：选用其他单片机。 无论从单片机的资源，还是执行速度进行比较， 51 单片机都要比其他单片机性价比高。 而且 51 单片机的价格比其他单片机便宜。 根据以上的两种方案的比较，所以在本电路设计时采用的是 AT89S52 芯片。 天津工程师范学院 2020 届本科生毕业设计 4 选用电机驱动模块 L298N 方案一：采用 L298N 作为直流电机的驱动器 L298N 是一款高集成度、双桥结构的直脚步进电机驱动器。 它具有高达 50v电压和 4A 电流的驱动能力。 电路简单 、 性能稳定 、 使用比较方便。 一片 L298N可以同时驱动两个电机。 方案二： 使用分立原件搭建电机驱动电路 使用分立原件搭建电机驱动电路造价低廉，在大规模生产中使用广泛。 但分立原件 H 桥电路工作性能不够稳定，较易出现硬件上的故障，故放弃了这一方案。 因此采用 L298N 作为驱动芯片，驱动电机的正反转。 5 4 硬件电路 设计 系统整体框图 图 41 系统整体框图 人机交互硬件 人机交互硬件主要包括液晶显示屏、键盘和单片机。 液晶显示屏 我选用了 OCM19264_1 是一种图形点阵液晶显示器，它主要由行驱动器 /列驱动器及 192 64 全点阵液晶显示器组成。 可完成图形显示，也可以显示 124 个（ 1616 点阵）汉字。 主要技术参数和性能： 电源： VDD： +5V； 显示内容： 192（列） 64 （行）点 全屏幕点阵 七种指令 与 CPU 接口采用 8位数据总线并行输入输出和 8条控制线 占空比 1/64 主 控 制 器 LED显 示 L298N驱动电路 单片机复位 时钟振荡 按键选择 6 工作温度： 20176。 C ∽ +70176。 C ，存储温度： 30176。 C ∽ +80176。 C 一 、主要硬件构成说明 图 42 主要硬件构成 IC4 为行驱动器。 IC1， IC2， IC3 为列驱动器。 IC1， IC2， IC3， IC4 含有以下主要功能器件。 了解如下器件有利于对模块编程。 指令寄存器（ IR） IR是用于寄存指令码，与数据寄存器数据相对应。 当 D/I=0 时，在 E信号下降沿的作用下，指令码写入 IR。 数据寄存器（ DR） DR是用于寄存数据的，与指令寄存器指令相对应。 当 D/I=1时，在下降沿作用下，图形显示数据写入 DR，或在 E信号高电平作用下由 DR读到 DB7∽ DB0数据总线。 DR 和 DDRAM之间的数据传输是模块内部自动执行的。 忙标志 （ BF） BF标志提供内部工作情况。 BF=1表示模块在内部操作，此时模块不接受外部指令和数据。 BF=0时，模块为准备状态，随时可接受外部指令和数据。 利用 STATUS READ指令，可以将 BF读到 DB7总线，从检验模块之工作状态。 显示控制触发器 （ DFF） 此触发器是用于模块屏幕显 示开和关的控制。 DFF=1为开显示（ DISPLAY ON），DDRAM 的内容就显示在屏幕上， DFF=0为关显示（ DISPLAY OFF）。 7 DDF的状态是指令 DISPLAY ON/OFF和 RST信号控制的。 XY地址计数器 XY地址计数器是一个 9位计数器。 高 3位是 X地址计数器，低 6位为 Y地址计数器，XY地址计数器实际上是作为 DDRAM的地址指针， X地址计数器为 DDRAM的页指针，Y地址计数器为 DDRAM的 Y地址指针。 X地址计数器是没有记数功能的，只能用指令设置。 Y地址计数器具有循环计数功能 ，各显示数据写入后， Y地址自动加 1， Y地址指针从 0到 63。 显示数据 RAM（ DDRAM） DDRAM是存储图形显示数据的。 数据为 1表示显示选择，数据为 0表示显示非选择。 DDRAM与地址和显示位置的关系见 DDRAM地址表（见第 6 页）。 Z地址计数器 Z地址计数器是一个 6位计数器，此计数器具备循环记数功能，它是用于显示行扫描同步。 当一行扫描完成，此地址计数器自动加 1，指向下一行扫描数据， RST复位后 Z地址计数器为 0。 Z 地址计数器可以用指令 DISPLAY START LINE预置。 因此 ，显示屏幕的起始行就由此指令控制，即 DDRAAM的数据从哪一行开始显示在屏幕的第一行。 此模块的 DDRAM共 64 行，屏幕可以循环滚动显示 64 行。 二、引脚说明 见表 31 三、指令说明 指令表： 1. 显示开关控制 (DISPLAY ON/OFF) 表 42 开关控制 代码表 代码 R/W D/I DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 形式 0 0 0 0 1 1 1 1 1 D D=1:开显示 (DISPLAY ON)意即显示器可以进行各种 显示操作 D=0:关显示 (DISPLAY OFF)意即不能对显示器可以进行各种显示操作 2. 设置显示起始行 表 43 显示起始行 代码表 代码 R/W D/I DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 形式 0 0 1 1 A5 A4 A3 A2 A1 A0 8 表 41 引脚说明 管脚号 管脚名称 电平 管脚功能描述 1 VSS 0V 电源地 2 VDD +5V 电源电压 3 VO 5V 液晶显示器驱动电压 4 D/I（ RS） H/L D/I=“H”，表示 DB7∽ DB0为显示数据 D/I=“L”，表示 DB7∽DB0为显示指令数据 5 R/W H/L R/W=“H”， E=“H”数据被读到 DB7∽ DB0 R/W=“L”， E=“H→ L”数据被写到 IR或 DR 6 E H/L R/W=“L”， E信号下降沿锁存 DB7∽ DB0 R/W=“H， E=“H”DDRAM数据读到 DB7∽ DB0 7 DB0 H/L 数据线 8 DB1 H/L 数据线 9 DB2 H/L 数据线 10 DB3 H/L 数据线 11 DB4 H/L 数据线 12 DB5 H/L 数据线 13 DB6 H/L 数据线 14 DB7 H/L 数据线 15 /CS1 L 选择 IC1，即左 64列 16 /RST L 复位控制信号，/RST=0有效 17 /CS2 L 选择 IC2，即中 64列 18 /CS3 L 选择 IC3，即右 64列 19 VEE 13V LCD驱动负电压 20 LED+ +5V LED背光电源正 9 前面在 Z地址计数器一节已经描述了显示起始行是由 Z地址计数器控 制的。 A5∽A0的 6位地址自动送入 Z地址计数器，起始行的地址可以是 0∽ 63 的任意一行。 例如： 选择 A5∽ A0是 62，则起始行与 DDRAM行的对应关系如下： DDRAM 行： 62 63 0 1 2 3 28 29 屏幕显示行： 1 2 3 4 5 6 31 32 3. 设置页地址 表 44 页地址 代码表 代码 R/W D/I DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 形式 0 0 1 0 1 1 1 A2 A1 A0 所谓页地址就是 DDRAM的行地址 ,8行为一页 ,模块共 64行即 8页 , A2 ∽ A0表示 0∽ 7页。 读写数据对地址没有影响，页地址由本指令或 RST信号 改变复位后页地址为 0。 页地址与 DDRAM的对应关系见 DDRAM地址表。 4. 设置 Y地址 (SET Y ADDRESS) 表 45 Y地址 代码表 代码 R/W D/I DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 形式 0 0 0 1 A5 A4 A3 A2 A1 A0 此指令的作用是将 A5∽ A0送入 Y地址计数器 ,作为 DDRAM的 Y地址指 针。 在对DDRAM进行读写操作后， Y地址指针自动加 1，指向下一个 DDRAM单元。 表 46 DDRAM地址表 IC1(左 ) IC2（中） IC3（右） Y= 0 1 62 63 0 1 62 63 0 1 62 63 行号 DB0 DB0 DB0 DBO DBO DBO DBO DBO DBO DBO DB0 DB0 DB0 DB0 DB0 0 ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ X=0 DB7 DB7 DB7 DB7 DB7 DB7 DB7 DB7 DB7 DB7 DB7 DB7 DB7 DB7 DB7 7 DB0 DB0 DB0 DB0 DB0 DB0 DB0 DB0 DB0 DB0 DB0 DB0 DB0 DB0 DB0 8 ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ DB7 DB7 DB7 DB7 DB7 DB7 DB7 DB7 DB7 DB7 DB7 DB7 DB7 DB7 DB7 55 X=7 DB0 DBO DBO DBO DBO DBO DBO DBO DBO DBO DB0 DB0 DB0 DB0 DB0 56 ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ DB7 DB7 DB7 DB7 DB7 DB7 DB7 DB7 DB7 DB7 DB7 DB7 DB7 DB7 DB7 63 10 (STATUS READ) 表 47 状态代码表 代码 R/W D/I DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 形式 1 0 BUSY 0 ON/ OFF RET 0 0 0 0 当 R/W=1 D/I=0 时，在 E信号为 “H” 的作用下，状态分别输出到数据总线（ DB7∽ DB0）的相应位。 BF：前面已叙述过（见 BF 标志位一节）。 ON/OFF：表示 DFF 触发器的状态（见 DFF 触发 器一节）。 RST： RST=1 表示内部正在初始化，此时组件不接受任何指令和数据。 (WRITE DISPLAY DATE) 表 48 写显示数据代码表 代码 R/W D/I DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 形式 0 1 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 D7∽ D0 为显示数据 ,此指令把 D7∽ D0 写入相应的 DDRAM 单元， Y 地指针自动加 1。 (READ DISPLAY DATE) 表 49 读显示数据代码表 代码 R/W D/I DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 形式 1 1 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 此指令把 DDRAM 的内容 D7∽ D0 读到数据总线 DB7∽ DB0， Y 地址指针自动加 1。 四．读写操作时序 11 图 43 写 操作时序图 图 44 读操作时序图 图 45 液晶显示器 原理图 VCC RS RWE D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7VCC10KR20VCC1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20P1 液晶 192X64CS1 CS2CS3RET 12 表 410 键盘 图 46 键盘 名 称 符 号 最小值 典型值 最大值 单位 E周期时间 Tcyc 1000 ns E高电平宽度 Pweh 450 ns E低电平宽度 Pwel 450 ns E上升时间 Tr 25 ns E下降时间 Tf 25 ns 地址建立时间 Tas 140 ns 地址保持时间 Tah 10 ns 数据建立时间 Tdsw 200 ns 数据延迟时间 Tddr 320 ns 写数据保持时间 Tdhw 10 ns S2S3S4模式选择确定暂停 13 按键功能有： 模式选择 键、确定键、 暂停键。 LED 及蜂鸣器 LED指示系统当前的通电情况，当完成洗衣时蜂鸣器提示报警，原理图如下： 图 47 蜂鸣器原理图 电机驱动模块 L298N 图 48 L298N 电机驱动芯片 功能特性 L298N。