深圳大学本科毕业论文—基于单片机设计的全自动洗衣机控制器
I/O口的控制，就可以驱动步进电机的转动了。使用八拍的控制方式，不但能控制步进电机的旋转方向，而且也能控制步进电机的旋转速度，这对于模拟转筒的工作状态是十分匹配的。
电机驱动电路具体连接方式如图3—5。
图3—5 电机驱动电路图
3.3显示电路
全自动洗衣机控制系统的显示电路由两部分组成，一部分是数码港的倒计时显示电路，另一部分是三色LED灯的状态显示电路。
3.3.1 数码管简介
数码管是一种用LED发光二极管作为基本单元构成的半导体发光器件，故也称为LED数码管。在数码管里，七个LED发光二极管排列成“8”字型，如再加上旁边的小数点就一共有八个LED发光二极管。操作人员可以根据需要显示的字型，控制这八个LED二极管的亮灭，以形成所需的发光数字。
数码管根据发光二极管的连接方式，可分为共阳极和共阴极两种。共阳极数码管即所有二极管的阳极都连接在一起形成公共端的数码管，使用共阳极数码管需要将公共端连接到5V电源，再通过控制二极管不同阴极的高低电平，来显示不同的数字。共阴极数码管即所有二极管的阴极都连接在一起形成公共端的数码管，使用共阴极数码管需要将公共端接地，再通过控制二极管不同阳极的高低电平，来显示不同的数字。
数码管的LED引脚结构如图3—6所示。
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图3—6 LED数码管引脚定义
数码管的显示方式分为静态和动态两种。静态显示方式是指每一个码段都对应一个I/O口直接驱动，这种方式虽然编程简单，而且显示亮度也较大，但是却占用太多I/O端口，加大硬件设计负担。动态显示方式是指将所有数码管的码位都连接到一起，当单片机输出字型的时候，每位的数码管都显示相同的字型，但是具体需要哪个数码管显示，则用位选通引脚进行控制，如需要第一位数码管显示，就打开第一位数码管的位选通。只要将每位数码管显示的时间控制在1到2ms之间，利用人眼的视线残留错觉，会发现肉眼观察下，仿佛每位数码管都同时点亮。这就是动态显示方式。
本系统采用四位共阳极数码管作为显示器件，采取动态显示方式进行显示。
3.3.2 数码管显示电路
本系统采用四位共阳极数码管作为倒计时显示元件，用1K欧姆电阻和三极管进行驱动。将单片机的P0口作为数码管段选引脚，由于本系统最大的时间数字是三位数，故只使用四位数码管的其中三位。用P2.0到P2.2作为数码管的位选引脚。具体显示电路连接如图3—7所示。
图3—7 数码管倒计时显示电路
3.3.3 LED灯状态显示电路
LED二极管是一种能发光的半导体元件，由于二极管的导通性，LED灯只能往一个方向导通，这叫做正向偏置。由于LED二极管具有高效率、耐使用、价格低廉和连接简单等
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许多优点，所有被广泛应用于各种需要长时间点亮显示的电路里。
本系统采用红黄绿三色LED灯构成系统的状态显示电路。其中红色模拟的是洗衣机的进水阀。当洗衣机进水阀打开时，红色LED灯点亮，当进水阀关闭时，红色LED灯熄灭。绿色LED等模拟洗衣机的排水阀，点亮时代表排水阀打开，熄灭时代表排水阀关闭。黄色LED灯有三个，分别显示洗衣机“标准”、“轻揉”、“甩干”三种洗涤功能，当洗衣机在选定的功能下工作时，对应绿色LED灯就显示，以提醒用户洗衣机的工作状态。LED灯单片机由P3.3到P3.7五个I/O口控制。具体的状态显示电路连接如图3—8所示。
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图3—8
LED状态显示电路
3.4按键电路
按键电路是全自动洗衣机控制系统的输入电路，用于多功能洗衣机的实现。在系统工作初期，单片机扫描到了按键按下，就执行对应的功能。按键电路较为简单，本系统用单片机的P3.0到P3.2作为扫描按键的I/O端口。具体连接如图3—9所示。
图3—9
按键电路
3.5警报电路
警报电路是全自动洗衣机控制系统中简单但是由必不可少的一部分。由于洗衣机全自动工作，故工作是否完成需要通过声音来告知用户。本系统采用蜂鸣器作为警报元件。 蜂鸣器是一种常见的电子报警器，主要利用振荡器的谐振产生声音。由于蜂鸣器的工作电流一般比较大，故直接使用单片机的I/O端口是无法让蜂鸣器发声的。故本系统利用三极管作为驱动电路，将电流放大以供蜂鸣器工作。具体的警报电路连接如图3—10所示。
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图3—10 蜂鸣器警报电路
4．系统软件设计
4.1程序整体结构
根据全自动洗衣机系统的工作过程，洗衣机通电后，系统处于初始状态，单片机扫描按键是否有按下，当按下相应按键，单片机执行相应程序，直到工作结束，蜂鸣器警报，系统停止工作。总体的程序流程如图4—1所示。
图4—1
开始 初始化 按键扫描 轻揉？ 标准？ 甩干？ 洗涤程序 漂洗程序 漂洗程序 脱水程序 警报程序 结束 系统程序总流程图
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