基于单片机的全自动洗衣机控制系统设计毕业设计

图1.1系统整体构架

2.3芯片选择

2.3.1什么是单片机

单片机即单片微型计算机。（Single-Chip Microcomputer ），是 集CPU 、RAM 、ROM 、定时器、计数器和多种接口于一体的微控制器。这样所组成的芯片级芯片级微型计算机称为单片微型计算机（Single-Chip Microcomputer ），简称位单片微机或单片机。他体积小，成本低，功能强，广泛应用于智能产品和工业自动化上。由于单片机的硬件结构与指令系统都是按工业控制要求设计的，常用于工业的检测、控制装置中，因而也称为微控制器或嵌入式控制器。单片机按用途可分为通用型和专用型两大类，按内部数据通道的宽度又可分为４位、８位、１６位及３２位。而51 单片机是各单片机中最为典型和最有代表性的一种。 2.3.2单片机的应用领域

单片机广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制等领域，大致可分为如下几个范畴：

1.在智能仪器仪表的应用

单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化和使用方便等优点，广泛应用于仪器仪表中，结合不同类型的传感器，可实现诸如电压、功率、频率、湿度、温度、流量、速度、厚度、角度、长度、硬度、元素、压力等物理量的测量。采用单片机控制使得仪器仪表数字化、智能化、微型化，且功能比起采用电子或数字电路更加强大。例如精密的测量设备（功率计，示波器，各种分析仪）。

2.在家用电器中的应用

可以这样说，现在的家用电器基本上都采用了单片机控制，从电饭煲、洗衣机、电冰箱、空调机、彩电、其他音响视频器材、再到电子秤量设备，五花八门，无所不在。

3.在工业控制中的应用

用单片机可以构成形式多样的控制系统、数据采集系统。例如工厂流水线的智能化管理，电梯智能化控制、各种报警系统，与计算机联网构成二级控制系统等。

4.在计算机网络和通信领域中的应用

现代的单片机普遍具备通信接口，可以很方便地与计算机进行数据通信，为在计算机网络和通信设备间的应用提供了极好的物质条件，现在的通信设备基本上都实现了单片机智能控制，从手机、电话机、小型程控交换机、楼宇自动通信呼叫系统、列车无线通信、再到日常工作中随处可见的移动电话，集群移动通信，无线电对讲机等。

5.单片机在医用设备领域中的应用

单片机在医用设备中的用途亦相当广泛，例如医用呼吸机，各种分析仪，监护仪，超声诊断设备及病床呼叫系统等等。

此外，单片机在工商、金融、科研、教育、国防航空等领域都有着十分广泛的用途。

2.3.3单片机的确定

通过设计方案整体分析，根据单片机的使用性、技术性、经济性、以及对控制系统的设计要求与性能，本系统选择STC89C516RD单片机作为核心控制对象。其中STC89C516RD单片机具有以下基本特性：STC89C516RD是一种带128K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压，高性能CMOS8位微处理器，外围电路简单、硬件设计方便、I/O口操作简单、资源丰富、能满足一般的使用功能、 价格便宜、容易购买。

通过以上的介绍和分析，STC89C516RD完全满足设计要求和性能。因此，本系统选择STC89C516RD单片机作为核心控制对象。

2.4单片机的结构

STC89C516RD芯片内部集成了 CPU、RAM、ROM、定时/计数器和I/O口等各功能部件，并由内部总线把这些部件连接在一起。

STC89C516RD单片机内部包含以下一些功能部件： 1. 一个8位CPU；

2. 一个片内振荡器和时钟电路； 3. 4KB 的ROM

4. 128x8字节内部RAM；

5. 可寻址64KB的外ROM和外RAM控制电路； 6. 两个16位定时/计数器； 7. 21个特殊功能寄存器；

8. 4个8位并行I/O口，共32条可编程I/O端线； 9. 一个可编程全双工串行口； 10. 5个中断源；

2.4.1 STC89C516RD单片机的引脚功能

STC89C516RD单片机一般采用双列直插DIP封装，共40个引脚，图1.2为单片机引脚排列图。40个引脚大致可分为4类：电源、时钟、控制和I/O引脚。

图1.2 单片机引脚排列图

2.4.2电源

1.VCC（40脚）——芯片电源，接+５Ｖ； 2.VSS（GND20脚）——接地端。

2.4.3时钟

XTAL1（19脚）、XTAL2（18脚）——晶体振荡电路反相输入端和输出端。使用内部振荡电路时外接石英晶体如图1.3。

图1.3晶体振荡电路

2.4.4控制信号引脚线

控制线共有4根，其中3根是复用线。所谓复用线是指具有两种功能，正常使用时是一种功能，在某种条件下是另一种功能。

1.ALE/PROG（30脚）地址锁存允许/片内EPROM编程脉冲。 (1)ALE功能：用来锁存P0口送出的低8位地址。

STC89C516RD在并行扩展外存储器（包括并行扩展I/O口）时，P0口用于分时传送低8位地址和数据信号，且均为二进制数。那么如何区分是低8位地址还是8位数据信号呢？当ALE为高电平时，P0口传送的是低8位地址信号；ALE为低电平时，P0口传送的是8位数据信号。在ALE信号的下降沿，锁定P0口传送的内容，即低8位地址信号。

需要指出的是，当CPU不执行访问外RAM指令（MOVX）时，ALE以时钟振荡频率1 / 6的固定频率输出，因此ALE信号也可作为外部芯片CLK时钟或其他需要。但是，当CPU执行MOVX指令时，ALE将跳过一个ALE脉冲。ALE端可驱动8个LSTTL门电路。

(2)PROG功能：片内有EPROM的芯片，在EPROM编程期间，此引脚输入编程脉冲。 2.PSEN（29脚）——外ROM读选通信号。

80C51读外ROM时，没个机器周期内PSEN两次有效输出。PSEN可作为外ROM芯片输出允许OE的选通信号。在读内ROM或读外RAM时，PSEN无效。PSEN可驱动8个LSTTL门电路。

3. RST/Vpd（9脚）——复位/备用电源。