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1、目 錄 中文摘要 1 英文摘要 2 1 緒論 3 1.1 全自動(dòng)洗碗機(jī)的發(fā)展 3 1.2 全自動(dòng)洗碗機(jī)概述 4 1.2.1 全自動(dòng)洗碗機(jī)的分類 4 1.2.2 全自動(dòng)洗碗機(jī)的基本結(jié)構(gòu) 4 1.2.3 全自動(dòng)洗碗機(jī)的工作原理 6 1.2.4 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)框架和設(shè)計(jì)原則 7 2 全自動(dòng)洗碗機(jī)控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 8 2.1 控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu) 8 2.2 AT89C51單片機(jī)簡介 9 2.3 鍵盤/顯示電路 12 2.4 溫度檢測(cè)電路 13 2.5 水位檢測(cè)電路 14 2.6 看門狗復(fù)位電路 15 2.6.1 看門狗芯片MAX813簡介

2、 15 2.6.2 看門狗復(fù)位電路工作原理 16 2.7 過零檢測(cè)電路 16 2.8 輸出驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì) 17 2.8.1 電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路 18 2.8.2 進(jìn)水電磁閥驅(qū)動(dòng)電路 21 2.8.3 繼電器驅(qū)動(dòng)電路 21 2.9 音響提示電路 22 2.10 漏電檢測(cè)電路 23 2.11 源電路設(shè)計(jì) 23 3 全自動(dòng)洗碗機(jī)控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 25 3.1 系統(tǒng)主程序設(shè)計(jì) 25 3.2 各功能模塊子程序 26 3.3 匯編語言編程程序清單 30 結(jié)論 34 謝辭 35 參考文獻(xiàn) 36 附錄：全自動(dòng)洗碗機(jī)控制系統(tǒng)原理圖 37 摘要：目前我國

3、家電產(chǎn)品普及程度已經(jīng)相當(dāng)高，然而家用洗碗機(jī)卻一直是一塊存在巨大市場(chǎng)潛力而又未被開發(fā)的領(lǐng)域。這主要是由于傳統(tǒng)的洗碗機(jī)不能適應(yīng)中餐餐具的洗滌要求，并且能耗大，安全性不夠。針對(duì)這種問題，開發(fā)出一款節(jié)能環(huán)保安全型家用全自動(dòng)自動(dòng)洗碗機(jī)?；谌詣?dòng)洗碗機(jī)的功能要求，這款洗碗機(jī)在洗滌工藝、自動(dòng)控制和安全保障三個(gè)方面作出了全新設(shè)計(jì)。1. 自動(dòng)控制方面，選擇使用AT89C51單片機(jī)為控制核心，以各個(gè)部件的作用時(shí)間為邏輯順序，實(shí)現(xiàn)了洗滌過程的智能化控制；2.洗滌工藝方面，可提供三種不同方式的洗滌，即清洗、標(biāo)準(zhǔn)洗和烘干，使清洗效果達(dá)到最佳； 3.安全保障方面，采用漏電檢測(cè)和看門狗復(fù)位電路，充分保障洗滌過程的安全性要

4、求。該系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高，成本低的特點(diǎn)。 關(guān)鍵詞：洗碗機(jī)，鍵盤/顯示，雙向可控硅，AT89C51 Abstract：Now the popularization of our electrical household products has already reached to quite high degree. However, the field of home dishwasher has had enormous market potential but undeveloped field all the time. It is mainly because the

5、traditional dishwasher products cant meet the needs of washing of Chinese tableware, energy consumption is great and provide lessly safty . Aimed at these problems, an ultrasonic dishwasher with energy-conservation and environmental protection was encouraged to research and develop.with the function

6、 of automatic dishwasher,a bran-new design is made in three aspects of the dishwasher: washing technique,automatic control and Security. 1. In the aspect of automatic control,AT89C51 is chosen as the core of the control and the working time of every assembly unit is used as logic order.So the intell

7、ectualized control of washing process is realized；2.In the aspect of cleaning technique,these can supply there washing methods,washing, standard washing and dring to make the cleaning effect best； 3.In the aspect of Security,We uesd creepage detecting and watchdog rest circuit to ensure safety deman

8、ds adequately. This control system has simple structure,high dependability,and low costs. Key words：Dishwasher，Keybord/Display，D.U.T，AT89C51 32 1 緒 論 1.1 全自動(dòng)洗碗機(jī)的發(fā)展 隨著人們生活品質(zhì)的提高和工作節(jié)奏的加快，選購家用電器為自己減輕家務(wù)，享受更多的休閑時(shí)間，已經(jīng)是不爭的時(shí)尚。過去，人們對(duì)家用電器的需求，只是停留在“希望能幫助減輕家務(wù)勞動(dòng)”這種思想水平上，或者滿足某種簡單的功能水平上。但是，現(xiàn)在人們已不是單純處于

9、“有家用電器”這種狀態(tài)上，而是期望 “有智能家用電器”這種追求之中。這和現(xiàn)代生活進(jìn)程是息息相關(guān)的。 對(duì)于家庭主婦而言，洗碗是一件既臟又累的勞動(dòng)，隨著廚房現(xiàn)代化步伐的加快和深入，尤其在中國，人們喜歡飯后馬上洗碗，這無疑給家庭帶來了更大的負(fù)擔(dān)。洗碗過程是先用洗潔劑去油污，再用清水沖洗，然后擦干放入消毒柜中消毒。這個(gè)過程簡單枯燥，而且對(duì)手也有很大的傷害，因此人們迫切希望能有一種替代人洗碗的機(jī)器。順應(yīng)人們的這一要求，從1850年起，美國科學(xué)家開始著手研制洗碗機(jī)，經(jīng)15年的反復(fù)研究和試制，采用曲柄帶動(dòng)葉片或推桿的原理，終于制造出第一臺(tái)洗碗機(jī)。1912年，出現(xiàn)了電機(jī)驅(qū)動(dòng)的洗碗機(jī)，并于20年代在美國開始小

10、批量的生產(chǎn)。然而，由于電動(dòng)洗碗機(jī)自身的局限，它并未真正實(shí)現(xiàn)人的解放，至多只是實(shí)現(xiàn)了人的部分解放。于是，人們又設(shè)想一種能自動(dòng)進(jìn)行的洗碗機(jī)，終于在1940年研制出了第一臺(tái)自動(dòng)洗碗機(jī)，1960年開始走向歐洲市場(chǎng)，到八十年代以后，洗碗機(jī)在歐洲和北美等國己基本普及，普及率約在60%-70%之間。 在中國，全自動(dòng)洗碗機(jī)尚屬超前消費(fèi)產(chǎn)品，在大多數(shù)人認(rèn)識(shí)中還是一個(gè)新鮮事物，遠(yuǎn)沒有洗衣機(jī)、電風(fēng)扇和電冰箱那樣和人們的生活己緊密結(jié)合在一起。但其發(fā)展前景非常樂觀。從本世紀(jì)九十年代開始，國外品牌洗碗機(jī)開始在中國市場(chǎng)上出現(xiàn)，1997年低，無錫小天鵝集團(tuán)公司和意大利梅洛尼公司，合資成立了小天鵝梅洛尼洗碗機(jī)有限公司，引進(jìn)了

11、意大利全套國際先進(jìn)水平的生產(chǎn)和測(cè)試設(shè)備，最早開始正式生產(chǎn)家用全自動(dòng)柜式、臺(tái)式洗碗機(jī)，并投放市場(chǎng)，并且取得了不錯(cuò)的銷售成績。隨后，國內(nèi)各大電器廠商都相繼推出自己的產(chǎn)品，全自動(dòng)洗碗機(jī)在中國家電行業(yè)開始占據(jù)一定的市場(chǎng)。相信在不久的將來，隨著中國經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人們對(duì)生活質(zhì)量的追求日益提高及洗滌技術(shù)逐漸完善，全自動(dòng)洗碗機(jī)就會(huì)在中國得到普及。 1.2 全自動(dòng)洗碗機(jī)概述 洗碗機(jī)又稱洗碟機(jī)或餐具清洗機(jī)，是一種代替人工洗滌碗、碟、杯、盤、勺、筷等餐具的家用電器。它集洗滌、消毒、烘干和儲(chǔ)存于一體。具有造型美觀新穎、使用方便、省時(shí)省力、清潔衛(wèi)生和不需要特殊安裝等優(yōu)點(diǎn)，越來越受到廣大消費(fèi)者的青睞，成為現(xiàn)代家庭的好幫

12、手。 1.2.1 全自動(dòng)洗碗機(jī)的分類 現(xiàn)有的洗碗機(jī)種類繁多，款式多樣。按餐具的裝取方式的不同分為頂開門式(上掀蓋式)和前開門式(推拉式)；按洗滌方式的不同分為葉輪式、噴臂式、超聲波式及水流式；按控制方式的不同分為機(jī)械控制式和電腦控制式；按洗碗機(jī)的外形的不同分為柜式和臺(tái)式；按自動(dòng)化程度的高低的不同分為普通型(P)、半自動(dòng)型(B)和全自動(dòng)型(Q)三大類型。 1.2.2 全自動(dòng)洗碗機(jī)的基本結(jié)構(gòu) 本設(shè)計(jì)的全自動(dòng)洗碗機(jī)是前開門式結(jié)構(gòu)的，它的外部結(jié)構(gòu)如圖1.1所示，內(nèi)部還有加熱管、進(jìn)水電磁閥、洗滌裝置、排水電機(jī)、過濾網(wǎng)、碗架、導(dǎo)軌、漂洗劑供料裝置、排氣風(fēng)扇等。 1-排氣口 2-把手 3-

13、門扣 4-透明觀察窗 5-方式選擇按鈕 6-時(shí)間選擇按鈕 7-啟動(dòng)∕停止按鈕 8-狀態(tài)指示燈； 9-電源插頭 10-排水管 11-進(jìn)水管 12-機(jī)殼 圖1 .1 全自動(dòng)洗碗機(jī)外部結(jié)構(gòu)圖 （1）機(jī)殼 機(jī)殼多用塑料或薄鋼板制成。塑料機(jī)殼多用于頂開門式洗碗機(jī)如海爾WQP3-型、澳柯瑪WQP4-3型洗碗機(jī)等。塑料機(jī)殼優(yōu)點(diǎn)是整機(jī)重量輕，永不生銹，制作成本低，缺點(diǎn)是機(jī)械強(qiáng)度較低，久用易老化，耐熱性能差等。薄鋼板機(jī)殼多用于前開門式洗碗機(jī)，如海爾WQP4系列、WQP6系列以及WQP12系列、小天鵝WQP-4100型和美的WP5A和WP5B型洗碗機(jī)等。薄鋼板機(jī)殼優(yōu)點(diǎn)是機(jī)械強(qiáng)度高，

14、整機(jī)牢固，缺點(diǎn)是使用年限長會(huì)氧化銹蝕，制作成本較高等。 （2）機(jī)門 機(jī)門為雙層結(jié)構(gòu)，采用冷軋薄鋼板沖壓而成，表面噴涂白色環(huán)氧樹脂，不會(huì)生銹。對(duì)于上開式洗碗機(jī)機(jī)門設(shè)置在機(jī)殼上方;而前開式機(jī)門則設(shè)置在機(jī)殼的正前方。機(jī)門柜邊一般裝有門控開關(guān)，關(guān)門接通電源，開門切斷電源。有的洗碗機(jī)的機(jī)門還設(shè)置透明觀察窗，便于隨時(shí)觀察機(jī)內(nèi)洗滌情況。 （3）選擇按鈕 這里的選擇按鈕有3個(gè)，分別是方式選擇按鈕、時(shí)間選擇按鈕、啟動(dòng)/停止按鈕。方式選擇按鈕按下一、二、三次分別對(duì)應(yīng)于清洗、標(biāo)準(zhǔn)洗、烘干三種方式。時(shí)間選擇是用于烘干方式下的烘干時(shí)間，按下它一、二、三次分別對(duì)應(yīng)于15min、30min、45min三種時(shí)間。啟動(dòng)

15、/停止按鈕是控制洗碗機(jī)的工作/停機(jī)的，其中，按動(dòng)奇數(shù)次是啟動(dòng)，按動(dòng)偶數(shù)次是停止。 （4）進(jìn)水電磁閥 臺(tái)式洗碗機(jī)一般采用電磁閥進(jìn)行進(jìn)水。進(jìn)水電磁閥不通電時(shí)，堵頭受彈簧力作用而堵住進(jìn)水口，不進(jìn)水；電磁閥通電時(shí)，電磁力克服彈簧力作用并通過拉桿將堵頭提起，打開進(jìn)水口，進(jìn)水。 （5）洗滌裝置 洗滌裝置主要由旋轉(zhuǎn)噴臂、清洗水泵等構(gòu)成。清洗水泵安裝在機(jī)座的底部，由清洗電機(jī)與葉輪泵構(gòu)成。清洗電機(jī)直軸驅(qū)動(dòng)葉輪泵，把水進(jìn)行加壓,通過噴臂的噴水孔從三維方向噴出具有一定壓力的熱水流，從而對(duì)餐具進(jìn)行沖洗，結(jié)構(gòu)如圖1.2所示。由于噴水孔噴水時(shí)，受水的反作用力的作用，產(chǎn)生了一個(gè)轉(zhuǎn)矩，使噴臂連同軸套一起繞空心軸轉(zhuǎn)動(dòng)，

16、從而達(dá)到改變方向，從不同的角度清洗的目的。清洗和標(biāo)準(zhǔn)洗的區(qū)別在于，標(biāo)準(zhǔn)洗是包括清洗過程，在清洗后再加熱洗的過程。 圖1.2 旋轉(zhuǎn)噴臂裝置結(jié)構(gòu)圖 全自動(dòng)洗碗機(jī)即是通過控制器的程序運(yùn)行控制，由旋轉(zhuǎn)噴臂將水從不同的角度噴射到餐具上，依靠水的壓力、溫度和洗滌消毒劑的作用，實(shí)現(xiàn)對(duì)餐具的清洗、消毒，最后烘干。 1.2.3 全自動(dòng)洗碗機(jī)的工作原理 其工作原理是通過控制保護(hù)系統(tǒng)及電路的切換實(shí)現(xiàn)各系統(tǒng)的功能的。首先是上電先檢測(cè)洗碗機(jī)內(nèi)是否又殘余的水，如果有就須及時(shí)排出。在確保洗碗機(jī)內(nèi)為低水位后，再根據(jù)用戶的方式選擇進(jìn)行不同的操作。 如果是選擇清洗方式，首先打開進(jìn)水電磁閥，自動(dòng)進(jìn)水，到達(dá)高水位時(shí)停

17、止進(jìn)水，洗滌泵電機(jī)對(duì)水加壓，清洗電機(jī)驅(qū)動(dòng)洗滌泵使水在一定壓力下從上下噴臂的噴水孔噴出，由于噴臂受到噴水的反作用力而不斷地沿軸心均勻地反方向轉(zhuǎn)動(dòng)，噴臂不斷將帶有洗滌劑或漂洗劑的水以一定的壓力山上向下從三維方向均勻密集地噴射到餐具表面，進(jìn)行強(qiáng)力沖洗，然后將污水排出，這樣的過程重復(fù)三次。 如果是選擇標(biāo)準(zhǔn)洗方式，首先將清洗過程進(jìn)行一遍，然后再次進(jìn)水，到達(dá)高水位時(shí)啟動(dòng)加熱管對(duì)水進(jìn)行加熱，再加熱溫度到達(dá)60℃－65℃時(shí)清洗電機(jī)用熱水沖洗餐具，同時(shí)熱水對(duì)食物殘?jiān)M(jìn)行浸泡膨化，洗滌劑對(duì)污垢與殘油污乳化分解并殺菌消毒。然后，污水經(jīng)排水泵排出，最后利用高溫余熱完成餐具的烘干。 如果是選擇的是烘干方式，則首先啟

18、動(dòng)加熱管，再啟動(dòng)風(fēng)扇電機(jī)，待溫度到達(dá)70℃時(shí)停止加熱管，利用熱氣流對(duì)餐具表面殘留的水進(jìn)行烘干。 1.2.4 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)框架和設(shè)計(jì)原則 本設(shè)計(jì)將分為兩個(gè)大方面進(jìn)行闡述，一方面講述全自動(dòng)洗碗機(jī)控制系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì)，一方面講述實(shí)現(xiàn)其功能的軟件設(shè)計(jì)。全文將整個(gè)系統(tǒng)分為各個(gè)功能子模塊分別闡述，做到條例清晰，易懂。在設(shè)計(jì)上面，做到使洗碗機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，選擇器件的原則是在不影響功能的前提下盡量節(jié)省成本和能源。本控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)將會(huì)提供用Protel繪制的整個(gè)控制系統(tǒng)原理圖、各功能模塊的電路圖、工作流程圖以及程序清單，還有所用到的一些功能器件都將作簡單介紹。 2 全自動(dòng)洗碗機(jī)控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

19、 2.1 控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu) 為了實(shí)現(xiàn)對(duì)洗滌方式和時(shí)間的選擇設(shè)定以及洗滌過程的全自動(dòng)控制，全自動(dòng)洗碗機(jī)控制系統(tǒng)應(yīng)具有溫度檢測(cè)、過零檢測(cè)、漏電檢測(cè)、水位檢測(cè)、鍵盤輸入、狀態(tài)顯示、音響提示及輸出驅(qū)動(dòng)等功能。其硬件結(jié)構(gòu)如圖2.1所示。 AT89C51 鍵盤顯示電路 溫度檢測(cè)電路 水位檢測(cè)電路 輸出驅(qū)動(dòng)電路 音響提示電路 過零檢測(cè)電路 看門狗復(fù)位電路 漏電檢測(cè)電路 圖2.1 全自動(dòng)洗碗機(jī)控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖 設(shè)計(jì)中采用的微控制器AT89C51是美國ATMEL公司的閃電存儲(chǔ)器（Flash Memory）與MCS-51微控制器相結(jié)合開發(fā)生產(chǎn)的8位

20、單片機(jī)，具有性能高、功耗低、體積小、噪音小、價(jià)格便宜等特點(diǎn)。 輸出驅(qū)動(dòng)電路包括電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、進(jìn)水電磁閥驅(qū)動(dòng)電路以及繼電器驅(qū)動(dòng)電路。電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路用于驅(qū)動(dòng)清洗電機(jī)、排水電機(jī)、風(fēng)扇電機(jī)，進(jìn)水電磁閥驅(qū)動(dòng)電路用于驅(qū)動(dòng)進(jìn)水電磁閥，而加熱管由于功率較大，采用繼電器驅(qū)動(dòng)。 音響提示電路是由一個(gè)蜂鳴器組成，其目的是在洗滌過程結(jié)束時(shí)發(fā)出聲響提示用戶，以及在故障時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。 為了保證控制系統(tǒng)的穩(wěn)定工作和使用安全，系統(tǒng)中還設(shè)計(jì)有電流過零、漏電檢測(cè)、看門狗復(fù)位電路。電流過零檢測(cè)電路是為了向微控制器提供交流電源過零點(diǎn)信息，從而使控制系統(tǒng)對(duì)加熱管的投入或切除在電源過零點(diǎn)時(shí)附近操作，從而避免了繼電器在交流電源的波峰

21、或波谷時(shí)動(dòng)作對(duì)繼電器的觸頭造成的損傷；漏電檢測(cè)電路是為了防止漏電造成洗碗機(jī)的外殼帶電，從而保護(hù)人身的安全；看門狗復(fù)位電路是為了在電源電壓出現(xiàn)故障時(shí)使單片機(jī)復(fù)位從而保證洗碗機(jī)正常工作。 鍵盤顯示電路中鍵盤是選擇清洗方式和烘干時(shí)間以及啟動(dòng)/停止選擇，顯示電路以發(fā)光二極管顯示當(dāng)前狀態(tài)。 溫度檢測(cè)電路是為了隨時(shí)檢測(cè)洗碗機(jī)內(nèi)溫度，以保證某些操作在特定溫度區(qū)間內(nèi)進(jìn)行；水位檢測(cè)電路可以檢測(cè)洗碗機(jī)內(nèi)當(dāng)前水位狀態(tài)，它可以檢測(cè)出高低兩個(gè)水位，以便控制洗碗機(jī)的洗滌和排水操作。 2.2 AT89C51單片機(jī)簡介 AT89C51單片機(jī)是美國ATMEL公司生產(chǎn)的低電壓、高性能CMOS 8位單片機(jī),片內(nèi)含4K字節(jié)

22、的可反復(fù)擦寫的Flash只讀程序存儲(chǔ)器和128字節(jié)的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS－51單片機(jī)指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器和Flash存儲(chǔ)單元。 AT89C51單片機(jī)的主要性能參數(shù)： 1. 與 MCS-51產(chǎn)品指令系統(tǒng)完全兼容； 2. 4K字節(jié)可重檫寫flash閃速存儲(chǔ)器； 3. 1000次檫寫周期； 4. 全靜態(tài)操作: 0Hz到24MHz； 5. 三級(jí)加密程序存儲(chǔ)器； 圖2.2 AT89C51外部引腳 6. 128 x 8字節(jié)內(nèi)部存儲(chǔ)器； 7. 32個(gè)可編程 I/O 口線； 8. 兩個(gè) 16字節(jié)定

23、時(shí)記數(shù)器； 9. 六個(gè)中斷源； 10. 可編程串行URAT通道； 11. 低功耗空閑和掉電模式。 其主要功能可概述為：4K字節(jié)FLASH閃速存儲(chǔ)器，128字節(jié)內(nèi)部RAM，32個(gè)I/O口線，兩個(gè)16位定時(shí)計(jì)數(shù)器，一個(gè)5向量兩級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，一個(gè)全雙工串行通信口，片內(nèi)振蕩器及時(shí)鐘電路。同時(shí)，AT89C51可降至0HZ的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式，空閑方式停止CPU的工作，但允許RAM，定時(shí)/計(jì)數(shù)器，串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。掉電方式保存RAM中的內(nèi)容，但振蕩器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一個(gè)硬件復(fù)位。 它的外部引腳如圖2.2所示，其中P0、P1、P2三個(gè)端口均

24、為雙向I/O口。P3口除了作普通I/O口外,還接收一些用于FLASH閃速存儲(chǔ)器編程和程序校驗(yàn)的控制信號(hào)。更重要的是它的第二用途,如表2.1所示： 表2.1 P3口的第二用途 端口引腳 第二功能 P3.0 RXD(串行輸入口) P3.1 TXD(串行輸出口) P3.2 (外中斷0) P3.3 (外中斷1) P3.4 T0(定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0) P3.5 T1(定時(shí)器/計(jì)數(shù)器1) P3.6 (外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通) P3.7 (外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通) 其它引腳的定義為： VCC：電源電壓。 GND：地。 RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器工作時(shí)，

25、RST引腳出現(xiàn)兩個(gè)周期以上的高電平將單片機(jī)復(fù)位。 ALE/：當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器和程序存儲(chǔ)器時(shí),ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低8位字節(jié)。即使不訪問外部存儲(chǔ)器，ALE仍以時(shí)鐘振蕩頻率的1/6輸出固定的正脈沖信號(hào)，因此它可對(duì)外輸出時(shí)鐘或用于定時(shí)目的。要注意的是：每當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)將跳過一個(gè)ALE脈沖。 ：程序存儲(chǔ)允許輸出是外部程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)，當(dāng)AT89C51由外部程序存儲(chǔ)器取指令（或數(shù)據(jù)）時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期兩次有效，即輸出兩個(gè)脈沖。在此期間，當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，這兩次有效的信號(hào)不出現(xiàn)。 /VPP：外部訪問允許。欲使CPU僅訪問外部程序存儲(chǔ)器（地址為0000H-FFFFH

26、）, 端必須保持低電平(接地)。需注意的是：如果加密位LB1被編程，復(fù)位時(shí)內(nèi)部會(huì)鎖存端狀態(tài)。如端為高電平（接VCC端），CPU則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲(chǔ)器中的指令。FLASH存儲(chǔ)器編程時(shí)，該引腳上加+12V的編程允許電源VPP，當(dāng)然這必須是該器件是使用12V編程電壓VPP。 XTAL1：振蕩器反向放大器的及內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端。 XTAL2：振蕩器反向放大器的輸出端。 AT89C51有兩種可用軟件編程的節(jié)電模式，它們是空閑模式和掉電工作模式。在空閑工作模式狀態(tài)，CPU保持睡眠狀態(tài)而所有片內(nèi)的外設(shè)仍保持激活狀態(tài)，這種方式由軟件產(chǎn)生。此時(shí)，片內(nèi)RAM和所有特殊功能寄存器的內(nèi)容保持不變?？臻e模式可由

27、任何允許的中斷請(qǐng)求或硬件復(fù)位終止。終止空閑工作模式的方法有兩種，其一是任何一條被允許中斷的指令被激活；其二是通過硬件復(fù)位也可將空閑工作模式終止。在掉電模式下，振蕩器停止工作，進(jìn)入掉電模式的指令是最后一條被執(zhí)行的指令，片內(nèi) RAM和特殊功能寄存器的內(nèi)容在終止掉電模式前被凍結(jié)。退出掉電模式的唯一方法是硬件復(fù)位，復(fù)位后將重新定義全部特殊功能寄存器但不改變RAM中的內(nèi)容，在VCC恢復(fù)到正常工作電平前，復(fù)位應(yīng)無效，且必須保持一定時(shí)間以使振蕩器重啟動(dòng)和穩(wěn)定工作。 2.3 鍵盤/顯示電路 鍵盤/顯示電路設(shè)計(jì)了三個(gè)按鈕和七個(gè)LED顯示。三個(gè)按鈕為方式選擇、時(shí)間選擇和啟動(dòng)∕停止按鈕。方式選擇按鈕用于選擇清

28、洗、標(biāo)準(zhǔn)洗和烘干三種工作方式，并通過對(duì)應(yīng)的LED顯示狀態(tài)；時(shí)間選擇按鈕用于選擇烘干的工作時(shí)間，有15分鐘、30分鐘和45分鐘三檔工作時(shí)間可選，并通過對(duì)應(yīng)的LED顯示狀態(tài)；鍵盤/顯示電路如圖2.3所示。 圖2.3 鍵盤/顯示電路 圖中，D1-D8七個(gè)發(fā)光二極管分別代表啟動(dòng)/停止，三個(gè)方式選擇指示，三個(gè)時(shí)間選擇指示,故障指示，他們分別通過限流電阻和74LS04反向器驅(qū)動(dòng)分別連接與AT89C51的P1.0-P1.6，P3.4端口。AT89C51右側(cè)是鍵盤輸入電路，三個(gè)按鍵分別代表啟動(dòng)/停止按鈕，方式選擇按鈕，時(shí)間選擇按鈕。其中S1按奇數(shù)次是啟動(dòng)，指示燈D1亮，偶數(shù)次是停止，指示燈D1滅；按

29、S2一次是清洗，指示燈D2亮，按兩次是標(biāo)準(zhǔn)洗，指示燈D3亮，按三次是烘干，指示燈D4亮；按S3一次是表示烘干時(shí)間選擇為15min，按兩次是選擇為30min，按三次是選擇為45min。如果系統(tǒng)工作時(shí)發(fā)生故障D8燈亮與音響報(bào)警一起構(gòu)成聲光報(bào)警。 控制器工作原理是：由定時(shí)中斷控制CPU定時(shí)掃描鍵盤的輸入，當(dāng)S1奇數(shù)次按下時(shí)即P2.0口電平奇數(shù)次由高變低，即判斷為啟動(dòng)信號(hào)，于是P1.0輸出高電平，從而D1亮，當(dāng)S1偶數(shù)次按下時(shí)即P2.0口電平偶數(shù)次由高變低，即判斷為停止信號(hào)，于是P1.0輸出低電平，從而D1滅。當(dāng)檢測(cè)到P2.1口電平第一次由高變低則表示選擇清洗方式，P1.1輸出高電平，D2亮，當(dāng)檢測(cè)

30、到P2.1口電平第二次由高變低則表示選擇標(biāo)準(zhǔn)洗方式，P1.2輸出高電平，D3亮，同理，當(dāng)檢測(cè)到P2.1口電平第三次由高變低則表示選擇烘干方式，P1.3輸出高電平，D4亮；與方式選擇類似，S3按下一、二、三次分別對(duì)應(yīng)于15min、30min、45min，分別使D5、D6、D7亮。 2.4 溫度檢測(cè)電路 圖2.4 溫度檢測(cè)電路 全自動(dòng)洗碗機(jī)的溫度檢測(cè)電路是由熱敏電阻和三路比較器電路組成，為了滿足控制的需要，溫度檢測(cè)分60℃、65℃和70℃三個(gè)溫度檔次。其中這里所選用得熱敏電阻TR的屬性為負(fù)溫度系數(shù)（NTC），即隨著溫度上升其阻值下降。 溫度檢測(cè)電路如圖2.4所示。 由圖可知

31、，由三個(gè)運(yùn)算放大器組成三路比較器。在沒有下面熱敏電阻電路時(shí)，三組比較器輸出均為高電平，用二進(jìn)制代碼記為111。這里設(shè)定P2.5所連接的比較電路整定溫度為60℃，依次向上分別時(shí)65℃、70℃。當(dāng)洗碗機(jī)內(nèi)溫度上升到60℃，熱敏電阻阻值減小，于是R24分得電壓增大并超過運(yùn)放正端電壓，經(jīng)過比較電路，此時(shí)P2.5端口輸入低電平，用二進(jìn)制代碼記為110；同理當(dāng)溫度達(dá)到65℃，P2.4端口輸入低電平，記為100，溫度到達(dá)70℃時(shí)P2.3端口輸入低電平，記為000。因此只需檢測(cè)這三個(gè)端口電平得高低就可以測(cè)出當(dāng)前溫度范圍。圖中得R23和與其并聯(lián)得電容得作用是與熱敏電阻阻抗匹配，消除非線性因素。 2.5 水位

32、檢測(cè)電路 圖2.5 水位檢測(cè)電路 全自動(dòng)洗碗機(jī)的水位檢測(cè)電路是利用浮子帶動(dòng)傳感器測(cè)量水位，動(dòng)作開關(guān)采用干簧管，當(dāng)水位到達(dá)指定點(diǎn)時(shí)，干簧管吸合。根據(jù)控制的需要，控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)有高、低兩個(gè)檢測(cè)水位，分別用于洗碗機(jī)的進(jìn)水和排水的控制。水位檢測(cè)電路如圖2.5所示。 S1為高水位干簧管動(dòng)作開關(guān)，當(dāng)水位達(dá)到高水位指定點(diǎn)時(shí)，S1閉合，P2.6口電平由高變低，通知單片機(jī)此時(shí)已達(dá)高水位，可進(jìn)行下一步操作；S2為低水位干簧管動(dòng)作開關(guān)，當(dāng)水位達(dá)到低水位指定點(diǎn)時(shí)，S2閉合，P2.7口電平由高變低，通知單片機(jī)此時(shí)已達(dá)低水位。 2.6 看門狗復(fù)位電路 2.6.1 看門狗芯片MAX813簡介 圖2.6 M

33、AX813外部引腳 這里的看門狗復(fù)位電路采用的是MAXIM公司的MAX813芯片，外部引腳如圖2.6所示，目的是提高系統(tǒng)的抗干擾性。當(dāng)電源和單片機(jī)發(fā)生故障時(shí)可通過它產(chǎn)生中斷信號(hào)使單片機(jī)復(fù)位，確保單片機(jī)正常工作。 MAX813外部各引腳的定義為： ① VCC：電源輸入。為看門狗芯片提供直流穩(wěn)壓+5V電源； ② PFI：電源故障電壓輸入。在其輸入電壓小于1.25V時(shí)，輸出低電平； ③ ：手動(dòng)復(fù)位輸入。此引腳輸入電壓低于0.8V時(shí)，即產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)； ④ ：看門狗輸出，也叫監(jiān)視跟蹤定時(shí)器輸出。當(dāng)內(nèi)部監(jiān)視跟蹤定時(shí)器完成1.6s計(jì)時(shí)后，輸出低電平直到定時(shí)器被清零。VCC低于復(fù)位門限電壓時(shí)，

34、也保持低電平直到VCC上升到復(fù)位門限電壓以上； ⑤ GND：接地端； ⑥ ：電源故障輸出。當(dāng)PFI輸入電壓小于1.25V，輸出低電平； ⑦ WDI：看門狗輸入，也叫監(jiān)視跟蹤定時(shí)器輸入。若WDI保持高電平或低電平1.6s，就輸出低電平。有三種情況可使內(nèi)部監(jiān)視跟蹤定時(shí)器清零：發(fā)生復(fù)位、WDI處于三態(tài)及WDI檢測(cè)到一個(gè)上升沿或下降沿； ⑧ RESET：高電平有效復(fù)位輸出。當(dāng)引腳輸入電壓低于0.8V時(shí)，其輸出200ms正脈沖，只要VCC低于復(fù)位門限電壓，RESET就保持200ms正脈沖；當(dāng)輸出低電平，看門狗將不能觸發(fā)RESET。 2.6.2 看門狗復(fù)位電路工作原理 看門狗復(fù)位電路與單片

35、機(jī)接口電路如圖2.7所示。其中RESET引腳與AT89C51的RST相連，WDI引腳與AT89C51的P3.1口相連，引腳與AT89C51的P3.2口（）相連。具體工作原理如下： 圖2.7 看門狗復(fù)位電路與單片機(jī)接口電路 當(dāng)電源電壓出現(xiàn)故障，監(jiān)測(cè)點(diǎn)電壓小于1.25V (PFI輸入電壓<1.25V) , 就會(huì)輸出低電平，通過P3.2口（）對(duì)單片機(jī)產(chǎn)生中斷請(qǐng)求信號(hào)，單片機(jī)采取相應(yīng)保護(hù)措施；看門狗定時(shí)器的輸入WDI監(jiān)測(cè)單片機(jī)P3.1口的脈沖變化，當(dāng)單片機(jī)運(yùn)行有故障，P3.1口連續(xù)1.6s無上升沿或下降沿變化時(shí)，輸出低電平，由于通過二極管接，導(dǎo)致輸入電壓低于0.8V，使單片機(jī)復(fù)位后重新進(jìn)入正

36、常運(yùn)行。同時(shí)在這兩端接手動(dòng)復(fù)位按鈕，可以通過手動(dòng)產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)。當(dāng)電源電壓降至4.40V以下時(shí)，RESET輸出高電平，即AT89C51的RST口輸入高電平，單片機(jī)復(fù)位，直到VCC升到4.40V以上，RESET仍保持高電平，保證單片機(jī)的可靠復(fù)位，然后降為低電平，單片機(jī)正常工作。 2.7 過零檢測(cè)電路 本系統(tǒng)需直接控制加熱管220V交流負(fù)載的投入或切除，繼電器方式的開關(guān)量輸出，是目前最常用的方式。再驅(qū)動(dòng)交流負(fù)載時(shí)，我們利用繼電器作為測(cè)控系統(tǒng)輸出到驅(qū)動(dòng)級(jí)之間的第一執(zhí)行機(jī)構(gòu)，通過單片機(jī)控制繼電器的切換。 圖2.8 過零檢測(cè)電路 由于普通的機(jī)械式繼電器采用的是電磁吸合方式，因此在開關(guān)瞬間，

37、觸點(diǎn)容易產(chǎn)生火花對(duì)繼電器觸頭造成損傷，產(chǎn)生強(qiáng)電磁干擾通過輸出通道反串到測(cè)控系統(tǒng)。為了防止此類干擾，我們?cè)诶^電器投切時(shí)需要在交流電壓/電流過零點(diǎn)附近，因此首先需要檢測(cè)到過零信息以便通知單片機(jī)什么時(shí)候可以投切繼電器即啟動(dòng)/停止加熱管。 過零檢測(cè)電路如圖2.18所示，由于交流信號(hào)的負(fù)電壓信號(hào)不能驅(qū)動(dòng)三極管，所以這里的輸入端采用交流半波信號(hào)，其中輸入端a,b分別是電源設(shè)計(jì)電路(2.11節(jié))中的整流輸出端，此處輸出電壓是交流24V。整流后的電壓/電流波形如圖2.9所示。 圖2.9 經(jīng)整流后的電壓/電流波形 由圖2.8可見，交流電壓經(jīng)R13、R14分壓，以及電容濾波后，得到三極管Q2的的基極電

38、壓,當(dāng)電壓低于0.5V時(shí)，Q2的集電極C與發(fā)射極E間截止。當(dāng)大于1.6V時(shí)，Q2工作在飽和區(qū)，集電極C與發(fā)射極E間導(dǎo)通。當(dāng)Q2截止時(shí)，經(jīng)過反向器的P3.0口可測(cè)得低電平。當(dāng)Q2導(dǎo)通時(shí)，P3.0口可測(cè)得高電平。當(dāng)控制器測(cè)得P3.0口電平變化時(shí)，即判定為電壓/電流過零，此時(shí)繼電器可投切。 2.8 輸出驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì) 這里的輸出驅(qū)動(dòng)電路將分為電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、進(jìn)水電磁閥驅(qū)動(dòng)電路和繼電器驅(qū)動(dòng)電路。其中電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路和進(jìn)水電磁閥驅(qū)動(dòng)電路是用雙向可控硅驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)；繼電器驅(qū)動(dòng)電路是通過三極管和光電耦合器件實(shí)現(xiàn)的。 2.8.1 電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路 1.雙向可控硅的原理、特點(diǎn) 雙向可控硅是一個(gè)三端交流半導(dǎo)體開關(guān)，

39、當(dāng)一個(gè)低能量信號(hào)加到它的門級(jí)，開關(guān)就被觸發(fā)而導(dǎo)通。雙向可控硅導(dǎo)通時(shí)它的導(dǎo)通電流可在兩個(gè)方向上流動(dòng)，而且不論加正的或負(fù)的門級(jí)信號(hào)都能觸發(fā)使其導(dǎo)通。其伏安特性如圖2.10所示，在任何直至電壓值下，加一門級(jí)信號(hào)雙向可控硅就被觸發(fā)進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài)。 其中，是器件的擊穿電壓，即雙向可控硅可能在沒有門級(jí)信號(hào)的情況下也可能導(dǎo)通；是維持電流，即維持導(dǎo)通所必須的電流的最小值；是在沒有門級(jí)信號(hào)情況下，器件兩端電壓為時(shí)，流經(jīng)器件的泄漏電流。 圖2.10 雙向可控硅電壓－電流特性 因?yàn)殡p向可控硅能夠在兩個(gè)方向上導(dǎo)電，所以它僅在正弦波電流通過零的短暫期間恢復(fù)到它的阻斷狀態(tài)，因此，要求雙向可控硅可靠工作需

40、要限制在60HZ或更低頻率下。 2.觸發(fā)電路的選擇 控制平均功率轉(zhuǎn)移到負(fù)載上目前有兩種方法，一是利用雙向可控硅來控制交流電源每個(gè)周期內(nèi)加到負(fù)載上時(shí)間的比例數(shù)，即相位控制。在這種方式下，雙向可控硅在每個(gè)正或負(fù)的周期中都有保持通、斷的部分。這種方式主要缺點(diǎn)是在控制過程中會(huì)產(chǎn)生較強(qiáng)的電磁干擾，使附近其它電子設(shè)備不能正常工作，而且相位控制會(huì)引起電網(wǎng)電壓波形的畸變，給其它設(shè)備和通訊系統(tǒng)造成不良影響。二是過零開關(guān)觸發(fā)，即雙向可控硅在正弦波電壓過零點(diǎn)的瞬間開門。這就會(huì)減小或消除導(dǎo)通的瞬態(tài)過程和電磁干擾。本系統(tǒng)采用后一種控制方案，所用器件是MOC3061。 3.MOC3061簡介 傳統(tǒng)上的過零觸發(fā)電路

41、由同步電路、檢零電路、隔離電路組成，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，可靠性也較低，對(duì)于一些需要控制多部設(shè)備的裝置，還帶來體積太大的問題。而MOC3061可以很好地解決上述問題，它是MOTOROLA公司專門為解決可控硅觸發(fā)問題而設(shè)計(jì)生產(chǎn)的一種模擬芯片，它內(nèi)部集成了過零檢測(cè)、過零觸發(fā)等電路，整個(gè)器件外部尺寸小，僅有6個(gè)管腳。其輸入、輸出部分是通過紅外光耦合的，電氣上實(shí)現(xiàn)了完全隔離。 其主要性能參數(shù)有： A.可靠觸發(fā)電流（即輸入端最小的觸發(fā)電流）為5～15mA； B.保持電流（即輸出端導(dǎo)通的最小維持電流）為100μA； C.超阻斷電壓(即輸入端觸發(fā)電流為零時(shí),輸出端導(dǎo)通的擊穿電壓)為600V； D.重復(fù)沖擊電流

42、峰值1A； E.關(guān)斷狀態(tài)額定電壓上升率dV/dt為100V/μS。 以上的各項(xiàng)參數(shù)都滿足系統(tǒng)的要求并有一定的裕度，比如系統(tǒng)觸發(fā)電流為12mA，系統(tǒng)阻斷電壓為380V。 4.驅(qū)動(dòng)控制電路 驅(qū)動(dòng)控制電路如圖2.11所示，圖2.12是其工作波形圖。假設(shè)電路處于阻斷或“關(guān)”狀態(tài)（為零），全部交流線電壓跨在雙向可控硅和雙向可控硅觸發(fā)器兩端。當(dāng)足夠的輸入電流加進(jìn)來時(shí)以及交流線電壓在截止電壓以下時(shí)，則雙向可控硅觸發(fā)器鎖存在“通”。這樣就給雙向可控硅的門級(jí)引入觸發(fā)電流，使得雙向可控硅從阻斷狀態(tài)進(jìn)入全導(dǎo)通狀態(tài)，每一次觸發(fā)后跨在雙向可控硅兩端的電壓將為一個(gè)很小的值，這就引起觸發(fā)器輸出端電流降低到它可以維持

43、的電流值以下，強(qiáng)迫雙向可控硅觸發(fā)器進(jìn)入“斷”態(tài)，即使此時(shí)仍然存在。雙向可控硅的導(dǎo)通狀態(tài)一直保持到負(fù)載電流降低到雙向可控硅的維持電流以下為止，在每個(gè)半周期內(nèi)出現(xiàn)一次。在有效時(shí)，雙向可控硅在交流線電壓的每個(gè)半周期上觸發(fā)，一直到“關(guān)斷”或雙向可控硅到達(dá)零電流為止。 圖2.11 雙向可控硅驅(qū)動(dòng)電路 圖2.12 控制電路工作波形 觸發(fā)電路中各組件的功能為： （1）電阻R時(shí)限制通過雙向可控硅觸發(fā)器的電流。當(dāng)雙向可控硅被強(qiáng)制進(jìn)入不導(dǎo)通狀態(tài)，兩端電壓達(dá)到峰值電壓時(shí)，存儲(chǔ)在“緩沖”電容其中的能量就開始放電進(jìn)入雙向可控硅觸發(fā)器內(nèi)，形成電流。R的值一般選取大于Vp/Ip的標(biāo)稱值，Vp為線電壓有

44、效值，Ip為觸發(fā)器的最大峰值重復(fù)驅(qū)動(dòng)電流。 （2）RG時(shí)雙向可控硅的門級(jí)電阻，可防止誤觸發(fā)提高抗干擾能力，阻值一般選在300～500Ω。 （3）Rs、Cs時(shí)針對(duì)感性負(fù)載而設(shè)計(jì)的緩沖網(wǎng)絡(luò)電路。因?yàn)閷?duì)于感性負(fù)載，雙向可控硅兩端的電流與電壓之間的相位產(chǎn)生偏移，當(dāng)電流降到維持電流以下時(shí)雙向可控硅兩端依然存在相當(dāng)?shù)碾妷?，如果電壓出現(xiàn)的太快，雙向可控硅會(huì)失去控制而繼續(xù)導(dǎo)通。一般Rs取幾歐到幾十歐，Cs取0.01～1.0μF。 2.8.2 進(jìn)水電磁閥驅(qū)動(dòng)電路 進(jìn)水電磁閥是由主閥體、線圈、閥芯、膜片、彈簧和先導(dǎo)閥腔等部件組成。其工作原理是在進(jìn)水電磁閥的線圈不通電時(shí)，鐵心受彈簧力和自身重力作用下壓，其

45、端部的橡膠膜壓住橡皮膜中心的導(dǎo)流孔.此時(shí)，自來水進(jìn)入到橡皮膜的上方，膜片受水壓而把出水口堵住。當(dāng)進(jìn)水電磁閥的線圈通電時(shí)，電磁力克服彈簧彈力和鐵心重力將鐵心向上提升，從而膜片中心的導(dǎo)流孔敞開。自來水在自身的壓力作用下，通過導(dǎo)流孔進(jìn)入洗碗機(jī)內(nèi)。當(dāng)水位到達(dá)高水位指定點(diǎn)時(shí)，電磁閥的線圈斷電，停止進(jìn)水。因此要控制進(jìn)水與否只需控制電磁閥線圈的通電與否既可。電磁閥線圈驅(qū)動(dòng)電路與電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路相似亦為雙向可控硅驅(qū)動(dòng)，見圖2.9所示。 2.8.3 繼電器驅(qū)動(dòng)電路 在前面2.7過零檢測(cè)電路介紹中已經(jīng)提到，啟動(dòng)/停止加熱管是通過繼電器的投切實(shí)現(xiàn)的。繼電器的投切是在交流電壓/電流過零時(shí)通過繼電器驅(qū)動(dòng)電路實(shí)現(xiàn)的。繼

46、電器驅(qū)動(dòng)電路如圖2.13所示。 圖2.13 繼電器驅(qū)動(dòng)電路 在圖2.13中，驅(qū)動(dòng)電路是與AT89C51的P1.7口相連，由于繼電器投切時(shí)可能會(huì)產(chǎn)生火花和電磁干擾，故采用光電耦合器4N25實(shí)現(xiàn)電氣隔離，繼電器驅(qū)動(dòng)采用三極管驅(qū)動(dòng)。當(dāng)P1.7輸出低電平，光電耦合器的發(fā)光二極管電路導(dǎo)通，給光電耦合器的三極管基極提供足夠的電流而使它導(dǎo)通，從而進(jìn)一步驅(qū)動(dòng)外三極管導(dǎo)通并工作在飽和區(qū)，所以繼電器電路導(dǎo)通，繼電器吸合。圖中的繼電器外并聯(lián)的二極管的作用在于，在繼電器投切時(shí)會(huì)產(chǎn)生較強(qiáng)的關(guān)電流，如果沒有此二極管就可能導(dǎo)致三極管重新導(dǎo)通而導(dǎo)致繼電器切除失敗，有了這個(gè)二極管就可以在關(guān)斷時(shí)為繼電器提供回流電路保證

47、繼電器可靠關(guān)斷。 2.9 音響提示電路 圖2.14 音響提示電路 音響提示電路是由蜂鳴器和驅(qū)動(dòng)電路構(gòu)成，如圖2.14所示。當(dāng)清洗過程全部結(jié)束后，P0.3口輸出高電平，當(dāng)為低電平時(shí)三極管基極由+5V電源供電而導(dǎo)通，由此三極管作為驅(qū)動(dòng)，蜂鳴器電路導(dǎo)通，蜂鳴器通電發(fā)出音響提示。 2.10 漏電檢測(cè)電路 洗碗機(jī)漏電會(huì)造成外殼帶電，從而對(duì)人員安全構(gòu)成威脅。因此這里給控制系統(tǒng)添加漏電檢測(cè)電路，以便隨時(shí)檢測(cè)外殼是否帶電從而通知控制器及時(shí)作出處理。漏電檢測(cè)電路如圖2.15所示，其中D10二極管的作用是使電路單向?qū)?，D11和D12是起鉗位作用，使光耦可靠導(dǎo)通而不至于電壓過大被損壞。

48、圖2.15 漏電檢測(cè)電路 由圖2.15可知，在外殼不帶電時(shí)P3.0輸入高電平。當(dāng)外殼帶電且電壓到一定大小，由D11和D12兩個(gè)二極管鉗位使光電耦合器可靠導(dǎo)通，隨即運(yùn)放正輸入端變?yōu)楦唠娖?，將高于?jīng)分壓后的負(fù)輸入端電壓，于是運(yùn)放輸出低電平，即P3.0輸入低電平。所以單片機(jī)只需檢測(cè)P3.0口電平高低就可檢測(cè)是否漏電。 2.11 源電路設(shè)計(jì) 圖2.16 電源設(shè)計(jì)電路 本控制系統(tǒng)所有電路中將用到兩種直流電源供電，分別是+5V和+12V。而家用照明電為交流220V，所以必須設(shè)計(jì)一個(gè)電路可以將220V的交流電轉(zhuǎn)換成+5V和+12V兩種直流電。電源設(shè)計(jì)電路如圖2.16所示。 圖2.

49、16中，220V交流電壓首先經(jīng)過變壓器T1將壓為交流24V電壓，再經(jīng)過全橋整流得到半波交流電壓，然后經(jīng)過C4、C5穩(wěn)壓濾波變?yōu)?4V直流電壓，再經(jīng)過三端穩(wěn)壓器TL780－12轉(zhuǎn)變?yōu)?12V直流電壓，然后經(jīng)過兩個(gè)電容穩(wěn)壓濾波之后用于提供繼電器電路電源。+5V直流電壓是在上述電路后串接一個(gè)三端穩(wěn)壓器TL780－05，再經(jīng)過兩個(gè)電容穩(wěn)壓濾波之后轉(zhuǎn)變?yōu)?5V直流電壓。 該電路中全橋整流的原理是：其輸入端為1、3，輸出端為2、4。當(dāng)電流從1端流入，則經(jīng)過1、2之間二極管流入后面電路，然后從4端經(jīng)1、4之間二極管流回1端；當(dāng)電流從3端流入，則經(jīng)過2、3之間二極管由2端流向后面電路，然后經(jīng)過3、4之間二極

50、管流回3端。從而保證電流全部由2端流出，由4端流回，達(dá)到整流效果。 3 全自動(dòng)洗碗機(jī)控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 3.1 系統(tǒng)主程序設(shè)計(jì) 基于本系統(tǒng)要完成的功能，主程序流程圖如圖3.1所示。 初始化設(shè)置 有鍵按下? 延時(shí)20ms 執(zhí)行相應(yīng)洗滌操作 結(jié)束，音響提示 開 始 進(jìn)入睡眠 N Y N Y 設(shè)置清洗方式 設(shè)置烘干時(shí)間 啟 動(dòng) 判斷低水位、排水 判斷低水位、排水 有鍵按下? 圖3.1 系統(tǒng)主程序流程圖 在主程序中，首先要對(duì)單片機(jī)和各芯片進(jìn)行初始化。初始化的主要任務(wù)是：堆棧指針、程序標(biāo)志寄存器、定時(shí)器、I/O口、中斷方式、定義的參數(shù)

51、等的初始化，以及按鍵等待，兩次按鍵比較，開、關(guān)總線，發(fā)送數(shù)據(jù)等。為了保證排除上次洗滌后可能留下的水，所以先判斷是否機(jī)內(nèi)為低水位，如果有殘留的水則先排出。然后進(jìn)行鍵盤掃描，為了消除干擾，這里增加了消抖環(huán)節(jié)，即第一次判斷有鍵按下后延時(shí)20ms再判斷是否按下，如果仍是按下則向下操作，如果不是則回到休眠。按鍵有三種，先要選擇清洗方式和設(shè)定烘干時(shí)間，如有啟動(dòng)鍵按下，則按照相應(yīng)的方式進(jìn)行具體洗滌操作，最后結(jié)束并音響提示。 3.2 各功能模塊子程序 1.排水子程序 排水子程序流程圖如圖3.2所示。 返 回 啟動(dòng)排水電機(jī)、計(jì)時(shí) 時(shí)間到? N Y 開 始 低水位? Y 低水位?

52、N Y 清計(jì)時(shí)標(biāo)志 N 報(bào) 警 圖3.2 判斷低水位子程序流程圖 這里先判斷機(jī)內(nèi)水位是否達(dá)到低水位指定點(diǎn)，如果是，則返回主程序繼續(xù)執(zhí)行，如果不是則啟動(dòng)排水電機(jī)，定時(shí)器開始計(jì)時(shí)，然后繼續(xù)判斷是否到低水位,如果沒到則判斷定時(shí)時(shí)間是否到。若時(shí)間已經(jīng)到了證明排水出現(xiàn)故障及時(shí)進(jìn)行報(bào)警處理；如果時(shí)間沒有到再去判斷是否低水位，此時(shí)如果是低水位了就表示排水結(jié)束,清計(jì)時(shí)標(biāo)志，返回主程序。 2.執(zhí)行洗滌操作子程序 這里有三種不同洗滌方式，根據(jù)鍵掃描結(jié)果程序?qū)⒅苯犹D(zhuǎn)到相應(yīng)方式下運(yùn)行。對(duì)于清洗方式，首先給程序循環(huán)賦值3次，即要調(diào)用3次清洗子程序。對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)洗方式，它包含清洗過程，不過它只清洗一

53、次，然后對(duì)餐具進(jìn)行加熱洗。烘干方式只需調(diào)用烘干子程序即可。 賦值三次 調(diào)清洗子程序 洗了3次? 調(diào)清洗子程序 調(diào)加熱洗子程序 調(diào)烘干子程序 Y N 清 洗 標(biāo)準(zhǔn)洗 烘 干 開 始 返 回 圖3.3 執(zhí)行洗滌操作子程序流程圖 3.清洗子程序 清洗子程序流程圖如圖3.4所示。這里首先是進(jìn)水，由于這里要確保洗碗機(jī)內(nèi)水位到達(dá)高水位指定點(diǎn)后才可以執(zhí)行洗滌操作，所以接著就時(shí)要判斷高水位。這里在判斷高水位時(shí)加了時(shí)間保護(hù)環(huán)節(jié)，目的是在無水情況避免程序在高水位判斷處死循環(huán)。所以在沒有到達(dá)高水位時(shí)只要定時(shí)時(shí)間到，則進(jìn)入故障報(bào)警，如果此時(shí)時(shí)間沒有到則繼續(xù)進(jìn)行高水

54、位判斷。水位到達(dá)高水位后關(guān)閉進(jìn)水電磁伐，啟動(dòng)清洗電機(jī)開始清洗操作，同時(shí)開始計(jì)時(shí)，清洗時(shí)間到，關(guān)閉清洗電機(jī)，排水然后返回主程序。 開 始 啟動(dòng)進(jìn)水電磁閥、計(jì)時(shí) 高水位? 啟動(dòng)清洗電機(jī)、計(jì)時(shí) 時(shí)間到? 返 回 N N Y Y 時(shí)間到? 報(bào) 警 Y 關(guān)閉進(jìn)水電磁閥 關(guān)閉清洗電機(jī) 調(diào)排水子程序 N 圖3.4 清洗子程序流程圖 4.加熱洗子程序 加熱洗子程序流程圖如圖3.5所示。首先和清洗方式一樣要完成進(jìn)水過程，判斷確定洗碗機(jī)內(nèi)為高水位后啟動(dòng)加熱管對(duì)水進(jìn)行加熱同時(shí)啟動(dòng)清洗電機(jī)進(jìn)行清洗操作，然后對(duì)水位進(jìn)行檢測(cè)，到達(dá)65℃時(shí)停止加熱管以保證清洗過程是在65℃

55、以內(nèi)進(jìn)行。清洗定時(shí)時(shí)間到，調(diào)排水子程序，最后返回主程序。這里對(duì)高水位判斷同樣也加了時(shí)間保護(hù)環(huán)節(jié)。 啟動(dòng)進(jìn)水電磁閥、計(jì)時(shí) 高水位? 開 始 啟動(dòng)加熱管 停止加熱管 達(dá)65℃? 時(shí)間到? 返 回 N Y Y Y 時(shí)間到? 關(guān)閉進(jìn)水電磁閥 Y 報(bào) 警 調(diào)排水子程序 N N 啟動(dòng)清洗電機(jī)、計(jì)時(shí) N 圖3.5 加熱洗子程序流程圖 5.烘干子程序 這里首先啟動(dòng)加熱管，當(dāng)洗碗機(jī)內(nèi)溫度達(dá)到65℃啟動(dòng)風(fēng)扇電機(jī)，同樣在溫度達(dá)到70℃時(shí)要停止加熱管以保證烘干操作時(shí)在65℃－70℃之間進(jìn)行。烘干時(shí)間到，操作完畢，返回主程序。這里同樣對(duì)程序添加了時(shí)間保護(hù)環(huán)節(jié)。

56、開 始 啟動(dòng)加熱管、計(jì)時(shí) 達(dá)65℃? 啟動(dòng)風(fēng)扇電機(jī)、計(jì)時(shí) 達(dá)70℃? 停止加熱管 時(shí)間到? 返 回 Y N Y N N Y 時(shí)間到? 報(bào) 警 Y N 圖3.6 烘干子程序流程圖 3.3 匯編語言編程程序清單 1. 主程序清單 ORG 0000H ALMP START;初始化 ORG 0003H LJMP ERROR;外部中斷0入口地址為0003H ORG 0023H LJMP NEW;串行中斷入口地址為0023H ORG 000BH LJMP INT_T0;T0溢出中斷處理 ORG 001BH

57、LJMP INT_T1;T1溢出中斷處理 ORG 0050H MOV SP,#60H;堆棧指針設(shè)置 MOV TMOD,#51H;0101 0001設(shè)置T1為16位計(jì)數(shù)器、T0為16位定時(shí)器 MOV IP,#0AH;0000 1010設(shè)置T0、T1為高優(yōu)先級(jí)中斷 MOV IE,#9BH;1001 1011外部INT0、串行中斷允許 CLR IT0;設(shè)置IT0為低電平觸發(fā)方式 START: MOV PSW,#0;標(biāo)志寄存器清零 JB 89H,L1 SJMP START L1: JNB P2.6 LOO

58、P1; LCALL PAISHUI; P2.6高電平，排水 LOOP1：LCALL ISXO;鍵掃描 JB P2.0 LCALL L1;P2.0低電平，判斷低水位 LCALL PLAY MOV A,#10H MOV P0,A;P0.4寫入1，音響提示 END 2.鍵掃描子程序 ORG 100H ISXO: PUSH PSW PUSH ACC CLR IE.7;停止接受中斷請(qǐng)求 MOV P0,#FFH; DELA: MOV R6,

59、#200 ISO1: MOV R7,#200 DJNZ R7,$ DJNZ R7, ISO1延時(shí)去抖 3.清洗子程序 ORG 200H PUSH PSW PUSH ACC CLR IE.7 MOV A,O1H MOV P0,A;P0.0輸出高電平,有效,啟動(dòng)進(jìn)水電磁閥 JNB P2.7, LOOP2 MOV A,00H

60、 MOV P0,A;關(guān)閉電磁閥 MOV A,02H;P0.1輸出高電平,啟動(dòng)清洗電機(jī) MOV A,50H TIME: DEC A JB PSW.7,NEXT LOOP TIME NEXT: MOV A,00H MOV P0,A;關(guān)閉清洗電機(jī) LCALL PAISHUI RET 結(jié) 論 本文是以“新型家用洗碗機(jī)的研制”課題為研究背景的。洗碗機(jī)生產(chǎn)技術(shù)在國外己經(jīng)比較成熟，但隨著

61、洗碗機(jī)生產(chǎn)技術(shù)的日益成熟和功能逐漸強(qiáng)大，在世界上人口最多的中國，洗碗機(jī)有很廣闊的消費(fèi)市場(chǎng)。因此，本課題所作的研究工作具有非常重要的意義。本文完成了預(yù)定的所有任務(wù)?，F(xiàn)把設(shè)計(jì)中具有的優(yōu)點(diǎn)和創(chuàng)新之處總結(jié)如下： 1．洗滌過程自動(dòng)化程度較高。用戶只需選擇清洗方式和啟動(dòng)機(jī)器，整個(gè)洗滌過程可在無人條件下自動(dòng)完成。 2．洗滌方式獨(dú)特。提供三種不同的洗滌方式，用戶可根據(jù)需要去選擇最適合的洗滌方式，這樣就使洗滌效果達(dá)到最佳。 3．安全系數(shù)高。這里在設(shè)計(jì)中加入了看門狗復(fù)位電路可以保證單片機(jī)的正常工作，漏電檢測(cè)電路可以保障用戶人身安全。 本課題所研制的洗碗機(jī)是比較成功的，實(shí)現(xiàn)了預(yù)期設(shè)計(jì)目標(biāo)，但同時(shí)也還存在一些

62、缺陷，因此所作的工作還有很多需要進(jìn)一步的研究。 1．對(duì)于洗滌過程中的食物殘?jiān)罱K還是需要人工將其取出，這并不能體現(xiàn)出洗碗機(jī)的全自動(dòng)化。因而可以考慮在洗碗機(jī)內(nèi)設(shè)置電機(jī)帶動(dòng)帶有刀片的轉(zhuǎn)動(dòng)裝置，攪碎食物殘?jiān)?，使其能排出而不?huì)堵塞下水管道； 2．此洗碗機(jī)僅作為洗碗專用，可考慮讓其與洗瓜果蔬菜結(jié)合起來，達(dá)到一機(jī)多用，這樣更易得到消費(fèi)者的認(rèn)可，有利于此類產(chǎn)品的推廣普及； 3．缺少消毒和自動(dòng)添加洗滌劑環(huán)節(jié)，可考慮增加它們，使洗滌效果和更佳。 隨著人們對(duì)生活質(zhì)量的不斷追求和洗滌技術(shù)的不斷發(fā)展，全自動(dòng)洗碗機(jī)一定會(huì)逐漸普及中國家庭而成為家電市場(chǎng)又一大熱點(diǎn)。！ 謝 辭 本文的順利完成與尊敬的朱

63、敏導(dǎo)師的直接關(guān)懷和悉心指導(dǎo)使分不開的。在四個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)工作里，朱老師為作者的設(shè)計(jì)付出了大量的汗水和心血，從各個(gè)方面對(duì)作者的設(shè)計(jì)工作進(jìn)行指導(dǎo)、督促、指正、完善。導(dǎo)師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、淵博的學(xué)識(shí)都將是作者終生學(xué)習(xí)的楷模。在此，作者對(duì)導(dǎo)師的辛勤培育和悉心指導(dǎo)表示衷心的感謝! 非常感謝合肥工業(yè)大學(xué)電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院自動(dòng)化教研室為我們安排了兩周的實(shí)習(xí)實(shí)驗(yàn)，并在實(shí)驗(yàn)過程中給予了大力支持和安排了老師悉心指導(dǎo)，為我們的畢業(yè)設(shè)計(jì)提供了很好的實(shí)踐機(jī)會(huì)，也為以后走向社會(huì)打下扎實(shí)的基礎(chǔ)。在此，對(duì)各位老師的鼎立支持表示真摯的感謝! 同時(shí)在作者的學(xué)習(xí)和設(shè)計(jì)過程中，也得到了許多同學(xué)的幫助和理解，在此也表達(dá)深深謝意!

64、 最后，要深深感謝為作者操勞半輩的父母，是他們的鼓勵(lì)和支持，使作者不畏學(xué)習(xí)和工作中的艱難險(xiǎn)阻。在今后的工作中，作者將加倍努力地工作，以回報(bào)社會(huì)的培育之恩，父母的濃血之情! 參考文獻(xiàn) [1]，李勛，《單片微型計(jì)算機(jī)大學(xué)讀本》，北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2000 [2]，何立民，《MCS-51系列單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)系統(tǒng)配置與接口技術(shù)》，北京：北京航空航天大學(xué)出版社，1990 [3]，余永權(quán)，《單片機(jī)與家用智能化技術(shù)》，北京：電子工業(yè)出版社，1995 [4]，余永權(quán)，《ATMEL89系列單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)》，北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2002 [5]，王幸之，鐘愛琴，《AT89系列

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