51单片机全自动洗衣机自动控制电路设计+电气原理图+源程序(3)
51系列单片机的乘法和除法指令相较于其他品牌的单片机显得更为优秀，因为很多8位单片机根本无法进行乘法操作，这样在编写程序时如果需要进行相应的操作，还需要亲自动手来实现这个功能。51系列的I/O脚的设置和使用非常简单，而且还具有一定的驱动能力，在实际使用中也更为方便部分小型负载的驱动[4,5]。
综上所述，我们本次设计采用51系列，而51系列的典型产品是8051。8051是一种40引脚双列直播式芯片。它含有4KB可反复烧录及擦除内存和128字节的RAM，有32条可编程控制的I/O线，5个中断发源，指令与MCS-51系列完全兼容。选用它作为核心控制新片，可使电路极大地简化，而且程序的编写及固化也相当方便、灵活。选用它设计制作全自动洗衣机控制电路，该电路的组成相对简单，工作原理清晰，易于理解。
89C51引脚图如图1所示。
图1 AT89C51引脚图
AT89C51单片机存储器才用的是哈佛（Harvard）即程序存储器空间和数据存储器空间是各自独立的，两种存储器各自有自己的寻址方式和寻址空间。
这种结构对于单片机“面向控制”的实际应用极为方便有利。89C51单片机程序存储器和数据存储器的扩展能力分别可达64KB，寻址和操作简单方便[6]。
89C51的存储器空间可划分为5类：程序存储器、内部数据存储器、特殊功能寄存器、为地址空间和外部数据寄存器。
2.2 模数转换器
A/D转换器种类很多，按接口方案来分，可分为并行接口和串行接口两类。串行接口又分为三线式接口和两线式接口两种。由于89C51串行口有限，而本此设计也用到了很多串口，而且我们需要一个多通道的转换器，而MAX192正是满足这种要求。
2.2.1 MAX192的引脚分布
MAX192是一种低功耗、单电源、8通道、串行的10位A/D转换器。由于该芯片在片外已有采样跟踪保持电路，内部时钟电路和内部参考电压源，所以在应用时，所需外围原件极少，与单片机连接也只占用4-5条口线，因此，用MAX192构成的数据采集系统具有硬件结构简单、体积小和功耗低的优点。MAX192是美国美信公司设计的一个10位A/D转换器，它的信号输入有两种方式：8通道单端输入或4通道差分输入，具有极高转换速度。其4线串行接口与SPI、QSPI、MicroWire等串行总线兼容，具有内部时钟方式和外部时钟方式，内带4.096V的基准电压，也可用外部基准电压。MAX192的引脚图如图3-2所示。
图2 MAX192的引脚图
2.2.2 MAX192的工作原理
MAX192器件把模拟信号转换成10位的数字信号输出，每做完一次A/D转换，需对器件初始化，内部逻辑电路控制A/D转换。
转换结束后的数据是由DOUT端读出的。应该注意，数据的输出是高位在先，低位在后，有效位为10位。在单极性输入方式下，输出的是标准二进制码，对于差分方式下的双极性输入，其输出是莫二补码。
需要注意的是，在单极性输入方式下，转换完成后的10位数据在移位寄存器中存放时，在数据的首部添了一个“0”，在尾部添加了5个“0”，这样，要得到最终的正确结果，需要把这16位数（包括10位有效数据）右移5位。在编写采样程序时，送完一字节控制字，何时读转换结果 ，有两种判断方法：一是看SSTRB信号是否变高，二是延时多少us(最大位10us)。
2.3传感器的使用
本次设计中用到4个传感器，分别为：TS污浊度传感器、温度传感器、负载传感器和水位传感器。其中污浊度、温度和负载传感器输出的都是模拟信号，需要通过A/D转换才能作为单片机的控制信号，而水位传感器本身输出的就是数字信号，所以不需要通过A/D转换，直接可用做单片机的控制信号。