全自動(dòng)洗衣機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

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1、摘要洗衣機(jī)從 20 世紀(jì) 80 年代初期開始傳入中國(guó)家庭，并由最初的單缸洗衣機(jī)到雙缸洗衣 機(jī)，再到全自動(dòng)洗衣機(jī)。全自動(dòng)洗衣機(jī)也從最初的采用機(jī)械電動(dòng)式控制器的普通式全自動(dòng) 洗衣機(jī)，發(fā)展到采用微電腦控制的微電腦控制全自動(dòng)洗衣機(jī)，再到采用模糊控制技術(shù)的模 糊控制全自動(dòng)洗衣機(jī)。全自動(dòng)洗衣機(jī)是一種同時(shí)具有洗滌、漂洗和脫水等功能，且它們之 間的轉(zhuǎn)換不用手工操作而能知道進(jìn)行的洗衣機(jī)。隨著數(shù)字技術(shù)的快速發(fā)展，數(shù)字技術(shù)被廣 泛應(yīng)用于智能控制的領(lǐng)域中。單片機(jī)以體積小、功能全、價(jià)格低廉、開發(fā)方便的優(yōu)勢(shì)得到 了許多電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)者的青睞，它適合于實(shí)時(shí)控制，可構(gòu)成工業(yè)控制器、智能儀表、智能 接口、智能武器裝置以及通用測(cè)控

2、單元等。本文以AT89S52單片機(jī)為核心，設(shè)計(jì)了全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)。 本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)洗衣機(jī)整個(gè)洗衣過程的控制， 包括用戶參數(shù)輸入、 洗衣、 脫水和結(jié)束演奏四個(gè)階段?？刂葡到y(tǒng)主要由電源電路、數(shù)字控制電路和機(jī)械控制電路三大 模塊構(gòu)成。電源電路為數(shù)字控制電路提供穩(wěn)定的5V直流電壓，為電動(dòng)機(jī)提供220V市電；數(shù)字控制電路負(fù)責(zé)控制洗衣機(jī)的工作過程，主要由AT89S52單片機(jī)、兩位共陰數(shù)碼管、按鍵、蜂鳴器、 LED 指示燈組成；機(jī)械控制電路實(shí)現(xiàn)水位檢測(cè)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)、進(jìn)水、排水等功 能，主要由水位檢測(cè)器、電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)系統(tǒng)部件、進(jìn)水排水電磁閥組成關(guān)鍵詞：AT89S52單片機(jī)洗衣機(jī)控制河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論

3、文隨著生活水平的提高和生活節(jié)奏的加快，洗衣機(jī)作為一種代替人們手工洗滌衣服 的家用電器已成為我們生活中不可缺少物品。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，洗衣機(jī)的性能的 不斷提高，產(chǎn)品不斷更新?lián)Q代，最早的洗衣機(jī)是人工驅(qū)動(dòng)的攪拌式，后來采用機(jī)械驅(qū) 動(dòng)，成為現(xiàn)代洗衣機(jī)。近年來隨著人類與環(huán)境問題和資源問題的尖銳化，人們的環(huán)保 意識(shí)和節(jié)能意識(shí)的不斷提高，環(huán)保和節(jié)能的洗衣機(jī)越來越受到人們的青睞，成為洗衣 機(jī)的發(fā)招趨勢(shì)。單片機(jī)以微小的體積和編程的靈活性而產(chǎn)生多種控制功能，完全可以滿 足家用電器的需求。單片機(jī)又稱微控制器，或稱嵌入式控制器。而現(xiàn)在的智能家電無一 例外是采用微控制器來實(shí)現(xiàn)的，所以家用電器是單片機(jī)應(yīng)用最多的領(lǐng)域之一

4、。它是家用 電器實(shí)現(xiàn)智能化的心臟和大腦。由于家用電器體積小，故要求其控制器體積更小以便能 嵌入其結(jié)構(gòu)之中。而家用電器品種多，功能差異也大，所以又要求其控制器有靈活的控 制功能。單片機(jī)以微小的體積和編程的靈活性而產(chǎn)生多種控制功能，完全可以滿足家用 電器的需求。3目 錄摘 要1前 言II目 錄III第一章緒論11.1設(shè)計(jì)任務(wù)及要求 11.2洗衣機(jī)的發(fā)展和分類 11.2.1 洗衣機(jī)的發(fā)展史11.2.2洗衣機(jī)的分類31 . 3國(guó)內(nèi)洗衣機(jī)的發(fā)展方向（多功能 節(jié)電 節(jié)水） 31.4洗衣機(jī)的基本工作原理 5第二章總體設(shè)計(jì)方案52.1 方案論證與比較 62.1.1控制系統(tǒng)的選擇 62.1.2水位檢測(cè)72.1.

5、3 電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路 72.1.4顯示模塊72.1.5進(jìn)水與出水電路 82.2控制系統(tǒng)的功能 82.3洗衣機(jī)的控制過程： 9第三章硬件設(shè)計(jì)113.1 電源電路部分113.2數(shù)字控制電路123.2.1 AT89S52 單片機(jī)主控模塊 123.2.2 數(shù)碼管顯示模塊153.2.3 按鍵輸入模塊 163.2.4 蜂鳴器報(bào)警模塊173.2.5 LED 指示模塊 173.3水位檢測(cè)器183.3.1 電動(dòng)機(jī)193.3.2 7407緩沖器和 MOC3061（光耦）193.3.3 進(jìn)水/排水電磁閥 20第四章軟件設(shè)計(jì)214.1 單片機(jī)I/O 口分配：214.2 程序流程224.3源程序224.4程序運(yùn)行過程分析

6、 22第五章總結(jié)24致謝25參考文獻(xiàn)26附錄1 27附錄2 33河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文第一章緒論1.1設(shè)計(jì)任務(wù)及要求任務(wù)：設(shè)計(jì)一個(gè)由AT89S52空制的全自動(dòng)洗衣機(jī)系統(tǒng)，并具有強(qiáng)、弱洗滌功能和四個(gè) 標(biāo)準(zhǔn)程序、進(jìn)、排水系統(tǒng)故障自動(dòng)診斷功能、脫水期間安全保護(hù)和防震動(dòng)功能、間歇驅(qū)動(dòng)、 暫停功能、聲光顯示功能。要求：采用AT89S52單片機(jī)作為主控芯片，對(duì)單片機(jī)進(jìn)行編程，由程序執(zhí)行相關(guān)過程 的控制操作，四個(gè)I/O 口充分指派給水位檢測(cè)控制、電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制、進(jìn)水與排水控制、 數(shù)碼顯示等模塊電路，各電路部分相互區(qū)分又構(gòu)成統(tǒng)一整體，外加水容器、器件等形成最 終的洗衣機(jī)控制模型。1.2洗衣機(jī)的發(fā)展和分類

7、1.2.1洗衣機(jī)的發(fā)展史1858年，一個(gè)叫漢密爾頓史密斯的美國(guó)人在匹茨堡制成了世界上第一臺(tái)洗衣機(jī)。該洗衣機(jī)的主件是一只圓桶，桶內(nèi)裝有一根帶有槳狀葉子的直軸。軸是通過搖動(dòng)和它相連的 曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)的。同年史密斯取得了這臺(tái)洗衣機(jī)的專利權(quán)。但這臺(tái)洗衣機(jī)使用費(fèi)力，且損傷衣 服，因而沒被廣泛使用，但這卻標(biāo)志了用機(jī)器洗衣的開端。次年在德國(guó)出現(xiàn)了一種用搗衣 杵作為攪拌器的洗衣機(jī)，當(dāng)搗衣杵上下運(yùn)動(dòng)時(shí)，裝有彈簧的木釘便連續(xù)作用于衣服。19世紀(jì)末期的洗衣機(jī)已發(fā)展到一只用手柄轉(zhuǎn)動(dòng)的八角形洗衣缸，洗衣時(shí)缸內(nèi)放入熱肥皂水，衣 服洗凈后，由軋液裝置把衣服擠干。1874年，“手洗時(shí)代”受到了前所未有的挑戰(zhàn)， 美國(guó)人比爾布萊克斯發(fā)

8、明了木制手搖 洗衣機(jī)。布萊克斯的洗衣機(jī)構(gòu)造極為簡(jiǎn)單， 是在木筒里裝上6塊葉片，用手柄和齒輪傳動(dòng)， 使衣服在筒內(nèi)翻轉(zhuǎn)，從而達(dá)到“凈衣”的目的。這套裝置的問世，讓那些為提高生活效率 而冥思苦想的人士大受啟發(fā)，洗衣機(jī)的改進(jìn)過程開始大大加快1880年，美國(guó)又出現(xiàn)了蒸氣洗衣機(jī)，蒸氣動(dòng)力開始取代人力。經(jīng)歷了上百年的發(fā)展改 進(jìn)，現(xiàn)代蒸汽洗衣機(jī)較早期有了無與倫與的提高，但原理是相同的。現(xiàn)代蒸汽洗衣機(jī)的功 能包括蒸汽洗滌和蒸汽烘干，采用了智能水循環(huán)系統(tǒng)，可將高濃度洗滌液與高溫蒸氣同時(shí) 對(duì)衣物進(jìn)行雙重噴淋，貫穿全部洗滌過程，實(shí)現(xiàn)了全球獨(dú)創(chuàng)性的“蒸汽洗”全新洗滌方 式。與普通滾筒洗衣機(jī)在洗滌時(shí)需要加熱整個(gè)滾筒的水不

9、同，蒸汽洗滌是以深層清潔衣 物為目的，當(dāng)少量的水進(jìn)入蒸汽發(fā)生盒并轉(zhuǎn)化為蒸汽后，通過高溫噴射分解衣物污漬。蒸 汽洗滌快速、徹底，只需要少量的水，同時(shí)可節(jié)約時(shí)間。對(duì)于放在衣柜很長(zhǎng)時(shí)間產(chǎn)生褶皺、 異味的冬季衣物，能讓其自然舒展，撫平褶皺。“蒸汽烘干”的工作原理則是把恒定的蒸 汽噴灑在衣物上，將衣物舒展開之后，再進(jìn)行恒溫冷凝式烘干。通過這種方式，厚重衣物 不僅干得更快，并且具有舒展和熨燙的效果。蒸汽洗衣機(jī)之后，水力洗衣機(jī)、內(nèi)燃機(jī)洗衣 機(jī)也相繼出現(xiàn)。水力洗衣機(jī)包括洗衣筒、動(dòng)力源和與船相連接的連接件，洗衣機(jī)上設(shè)有進(jìn)、 出水孔，洗衣機(jī)外殼上設(shè)有動(dòng)力源，洗衣筒上設(shè)有衣物進(jìn)口孔，其進(jìn)口上設(shè)有密封蓋，洗 衣機(jī)通過

10、連接件與船相連。它無需任何電力，只需自然的河流水力就能洗滌衣物，解脫了 船民在船上洗滌衣物的煩惱，節(jié)約時(shí)間，減輕家務(wù)勞動(dòng)強(qiáng)度。1910年，美國(guó)的費(fèi)希爾在芝加哥試制成功世界上第一臺(tái)電動(dòng)洗衣機(jī)。電動(dòng)洗衣機(jī)的問 世，標(biāo)志著人類家務(wù)勞動(dòng)自動(dòng)化的開端。1922年，美國(guó)瑪塔依格公司改造了洗衣機(jī)的洗滌結(jié)構(gòu)，把拖動(dòng)式改為攪拌式，使洗衣 機(jī)的結(jié)構(gòu)固定下來，這也就是第一臺(tái)攪拌式洗衣機(jī)的誕生。這種洗衣機(jī)是在筒中心裝上一 個(gè)立軸，在立軸下端裝有攪拌翼，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)立軸，進(jìn)行周期性的正反擺動(dòng)，使衣物和水 流不斷翻滾，相互摩擦，以此滌蕩污垢。攪拌式洗衣機(jī)結(jié)構(gòu)科學(xué)合理，受到人們的普遍歡 迎。1932年，美國(guó)本德克斯航空公司宣

11、布，他們研制成功第一臺(tái)前裝式滾筒洗衣機(jī)，洗滌、 漂洗、脫水在同一個(gè)滾筒內(nèi)完成。這意味著電動(dòng)洗衣機(jī)的型式躍上一個(gè)新臺(tái)階，朝自動(dòng)化 又前進(jìn)了一大步！第一臺(tái)自動(dòng)洗衣機(jī)于 1937年問世。這是一種前置式自動(dòng)洗衣機(jī)?？?一根水平的軸帶動(dòng)的缸可容納 4000克衣服。衣服在注滿水的缸內(nèi)不停地上下翻滾，使之去污除垢。到了40年代便出現(xiàn)了現(xiàn)代的上置式自動(dòng)洗衣機(jī)。隨著工業(yè)化的加速，世界各國(guó)也加快了洗衣機(jī)研制的步伐。首先由英國(guó)研制 并推出了一種噴流式洗衣機(jī)，它是靠筒體一側(cè)的運(yùn)轉(zhuǎn)波輪產(chǎn)生的強(qiáng)烈渦流，使衣物和洗滌 液一起在筒內(nèi)不斷翻滾，洗凈衣物。1955年，在引進(jìn)英國(guó)噴流式洗衣機(jī)的基礎(chǔ)之上，日本研制出獨(dú)具風(fēng)格、并流行至

12、今的 波輪式洗衣機(jī)。至此，波輪式、滾筒式、攪拌式在洗衣機(jī)生產(chǎn)領(lǐng)域三分天下的局面初步形 成，60年代的日本出現(xiàn)了帶干桶的雙桶洗衣機(jī)，人們稱之為“半自動(dòng)型洗衣機(jī)”。70年 代，生產(chǎn)出波輪式套桶全自動(dòng)洗衣機(jī)。70年代后期，以電腦（實(shí)際上微處理器）控制的全自動(dòng)洗衣機(jī)在日本問世，開創(chuàng)了洗 衣機(jī)發(fā)展史的新階段。80年代，“模糊控制”的應(yīng)用使得洗衣機(jī)操作更簡(jiǎn)便，功能更完備，洗衣程序更隨人 意，外觀造型更為時(shí)尚,90年代，由于電機(jī)調(diào)速技術(shù)的提高，洗衣機(jī)實(shí)現(xiàn)了寬范圍的轉(zhuǎn)速變換與調(diào)節(jié)，誕生了許多新水流 洗衣機(jī)。此后，隨著電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)的發(fā)展與提高，日本生產(chǎn)出了電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)式洗衣機(jī)，省去了齒輪傳動(dòng)和變速機(jī)構(gòu)，引發(fā)了洗

13、衣機(jī)驅(qū)動(dòng)方式的巨大革命。之后，隨著科技的進(jìn)一步發(fā)展，滾筒洗衣機(jī)已經(jīng)成了大家耳濡目染的產(chǎn)品。伴隨著科技的進(jìn)一步發(fā)展，相信新型更適合人們使用的洗衣機(jī)會(huì)給我們的生活帶來新的方式。1.2.2洗衣機(jī)的分類1、按洗衣機(jī)洗滌方式分A波輪式B攪拌式 C滾筒式 D噴流式E振動(dòng)式 F超聲波式2、按操作方式分A普通型B半自動(dòng)型 C全自動(dòng)型3、按其它方式可分A按排水方式可分：上排水式下排水式B按水流方式可分：渦卷式水流.新水流及新水流加氣泡爆炸式C按箱體結(jié)構(gòu)可分：噴涂鋼板.噴涂鋁合金板.塑料及上部噴涂鋼板下部朔料4、 結(jié)構(gòu)形式可分：?jiǎn)瓮靶?、雙桶型。1. 3國(guó)內(nèi)洗衣機(jī)的發(fā)展方向（多功能節(jié)電節(jié)水）洗衣機(jī)是國(guó)內(nèi)家電業(yè)惟一不

14、打價(jià)格戰(zhàn)的行業(yè)，經(jīng)過幾年的平穩(wěn)發(fā)展，國(guó)產(chǎn)洗衣機(jī) 無論在質(zhì)量上還是功能上都和世界領(lǐng)先水平同步?？v觀省會(huì)的洗衣機(jī)市場(chǎng)，高效節(jié)能、省 水、省電、環(huán)保型洗衣機(jī)一直在市場(chǎng)上占主導(dǎo)地位。市場(chǎng)需要啥樣的洗衣機(jī)洗衣機(jī)無論在質(zhì)量、技術(shù)、功能還是在外觀上面，誰(shuí)能接近于為人們的生活服 務(wù)這一主題，誰(shuí)就能得到長(zhǎng)足的進(jìn)步和發(fā)展。今后一段時(shí)間，以下幾種洗衣機(jī)將是市場(chǎng)和 消費(fèi)者的最愛。高度自動(dòng)化 從最初的單桶洗衣機(jī)到雙桶、套桶洗衣機(jī)、全自動(dòng)洗衣機(jī)，再 到智能全模糊控制洗衣機(jī)?？傊恳淮渭夹g(shù)的進(jìn)步都極大地推動(dòng)了洗衣機(jī)自動(dòng)化程度的品種多樣化波輪式、滾筒式和仿生搓洗式洗衣機(jī)滿足了不同偏好的消費(fèi)者的需求。節(jié)能和健康化現(xiàn)在的消費(fèi)者

15、在節(jié)能方面對(duì)家電提出了更高的要求，對(duì)于健康型洗衣機(jī)更是人們趨之若鶩的首選。大容量和微型化大容量洗衣機(jī)滿足了人們洗大件衣物的需求。同時(shí)，微型化洗衣機(jī)也備受青睞，如市場(chǎng)上出現(xiàn)的 1. 5公斤、2. 5公斤不等的海爾小小神童洗衣機(jī)， 可以滿足少量衣物即時(shí)洗的需要。洗衣機(jī)大品牌當(dāng)霸主近年來，根據(jù)對(duì)全自動(dòng)洗衣機(jī)銷售的品牌監(jiān)測(cè)情況看，兩大主導(dǎo)品牌占據(jù)主要 市場(chǎng)地位。牢牢地占據(jù)一定的市場(chǎng)份額。兩大品牌高居前10位品牌之先，市場(chǎng)綜合占有率分別為27. 44%和23. 57%。國(guó)外品牌的實(shí)力不可忽視。雖然目前國(guó)外品牌市場(chǎng)綜合占有率還不很高，但在前10位品牌中已占據(jù)了 5位，一些國(guó)外品牌根據(jù)中國(guó)市場(chǎng)的情況改變了價(jià)

16、格策略， 在定價(jià)上充分參考了國(guó)產(chǎn)品牌的價(jià)格，有些甚至比國(guó)產(chǎn)品牌還要低，而在功能上又比較先 進(jìn)，因此吸引了一部分消費(fèi)者的目光。我國(guó)家用電動(dòng)洗衣機(jī)產(chǎn)品的發(fā)展已進(jìn)入成熟期，全國(guó)家用電動(dòng)洗衣機(jī)年產(chǎn)量超過10萬(wàn)臺(tái)的企業(yè)超過100家。就品種而言，波輪式、攪拌式、滾筒式洗衣機(jī)滿足了不同消費(fèi) 者的需求。在今后一個(gè)時(shí)期內(nèi)，家用電動(dòng)洗衣機(jī)的產(chǎn)品性能質(zhì)量將是企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)，開發(fā) 新型的產(chǎn)品是競(jìng)爭(zhēng)獲勝的主要手段。今后，家用電動(dòng)洗衣機(jī)將朝著多功能、節(jié)電、節(jié)水方 向發(fā)展。多功能主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：1去污能力的多樣化。如去除蛋白質(zhì)、皮脂、 血漬、奶漬、咖啡、果汁的能力。2.洗滌容量的多樣化。洗滌容量可以從 0. 5kg

17、到13kg。 3控制方式的多樣化。如機(jī)械定時(shí)器、電動(dòng)程控器、電子程控器、模糊電腦控制。4.外觀造型多樣化。為適應(yīng)不同消費(fèi)層次的需求，洗衣機(jī)的外觀形狀及顏色將是各種各樣的。在修訂的國(guó)節(jié)電、節(jié)水是今后我國(guó)家用電動(dòng)洗衣機(jī)發(fā)展的主流。目前，我國(guó)正標(biāo)GB4288已將用電量、用水量指標(biāo)列入了其考核的主要指標(biāo)。另外，為了引導(dǎo)消費(fèi)和指 導(dǎo)洗衣機(jī)制造企業(yè)的設(shè)計(jì)和制造，新國(guó)標(biāo)GB4288將洗凈比、用電量、用水量、噪聲、含水率、壽命這6個(gè)主要性能指標(biāo)進(jìn)行分等級(jí)考核，即以上 6個(gè)指標(biāo)分別分為A、B、C、D4 個(gè)級(jí)別。消費(fèi)者可根據(jù)自己的需要選擇不同級(jí)別的產(chǎn)品。1.4洗衣機(jī)的基本工作原理自動(dòng)洗衣機(jī)是以電腦控制器上的單片機(jī)

18、為主體，配以各種控制電路，構(gòu)成全自動(dòng)洗衣 機(jī)的程序控制系統(tǒng)。程序控制系統(tǒng)接受來自操作面板的動(dòng)作指令，直流電源電路將輸入的220V交流電經(jīng)過變壓、整流、濾波、穩(wěn)壓后，變?yōu)榉€(wěn)定的低壓直流電壓（如+5,送給單片機(jī)，單片機(jī)R0砒已掩膜固化了全自動(dòng)洗衣機(jī)操作程序，單片機(jī)根據(jù)輸入指令和 檢測(cè)信號(hào)，調(diào)出內(nèi)部響應(yīng)的操作程序，通過電路運(yùn)算處理后，輸出各種電路控制信號(hào)，全自動(dòng)洗衣機(jī)開始 工作前，進(jìn)水系統(tǒng)接到程序控制器發(fā)出的指令打開進(jìn)水閥，水位傳感器對(duì)水位進(jìn)行控制， 從而保證洗衣機(jī)工作時(shí)的用水量，當(dāng)洗衣機(jī)進(jìn)水達(dá)到所設(shè)定的水位時(shí)，水位開關(guān)閉合，并 將閉合信號(hào)傳輸給單片機(jī)這時(shí)單片機(jī)經(jīng)過判斷，一方面不再向進(jìn)水電路輸入觸發(fā)

19、信號(hào)，電 路開關(guān)截止，進(jìn)水閥關(guān)閉而停止進(jìn)水；另一方面，單片機(jī)又通過另外的輸出端將觸發(fā)信號(hào) 交替輸入程序控制器內(nèi)的電動(dòng)機(jī)電路開關(guān)，使開關(guān)處于交替導(dǎo)通狀態(tài)，使電機(jī)在電容器和 電感線圈配合下，實(shí)現(xiàn)正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)，電機(jī)又通過機(jī)械傳動(dòng)，使波輪正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)，以完成洗 滌和漂洗過程，洗滌和漂洗程序結(jié)束后，均應(yīng)進(jìn)行排水，這時(shí)，單片機(jī)通過輸出口將觸發(fā) 信號(hào)輸入排水閥電路開關(guān)，使開關(guān)轉(zhuǎn)換為導(dǎo)通狀態(tài)。這知，220V交流電經(jīng)過程序控制器內(nèi)的整流器轉(zhuǎn)換為直流電，直流電經(jīng)過回路，使排水閥們開啟，洗衣機(jī)完成排水，結(jié)束后， 單片機(jī)通過輸出口將觸發(fā)信號(hào)輸入程序控制器內(nèi)的電機(jī)電路開關(guān)，使開關(guān)轉(zhuǎn)換為導(dǎo)通狀 態(tài)，電流經(jīng)過回路，使電機(jī)正向旋

20、轉(zhuǎn)。電機(jī)又通過機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)使脫水桶在規(guī)定脫水時(shí)間內(nèi)正 向高速旋轉(zhuǎn)，甩干衣物內(nèi)的水分，全自動(dòng)洗衣機(jī)的整個(gè)洗衣程序結(jié)束。第二章總體設(shè)計(jì)方案2.1方案論證與比較2.1.1控制系統(tǒng)的選擇方案一:采用PLC可編程控制器控制，PLC可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)；配套齊全，功能完善， 適用性強(qiáng)；應(yīng)用領(lǐng)域范圍大。但其內(nèi)部的 CPU除 了速度快之外，其他功能還不如普通的單 片機(jī)，且系統(tǒng)較為龐大，對(duì)單項(xiàng)工程控制的使用，購(gòu)買成本較高。選用AT89S52單片機(jī)，它體積小、質(zhì)量輕、使用不同的接口電路及編制不同的應(yīng)用程 序就可完成不同的功能；電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，使用方便，為學(xué)習(xí)、應(yīng)用和開發(fā)提供了便利條件， 且市場(chǎng)價(jià)格比較便宜、對(duì)于本洗衣

21、機(jī)控制系統(tǒng)完全能滿足要求。AT89系列單片機(jī)的基本特征：（1）、內(nèi)部含F(xiàn)lash存儲(chǔ)器，存儲(chǔ)器容量可達(dá)20K（2）、程序易修改，信息可有效保存（3）、與89C51插座兼容（4）、靜態(tài)時(shí)鐘模式，低功耗（5）、錯(cuò)誤編程亦無廢品產(chǎn)生（6）、程序燒錄方便、可進(jìn)行反復(fù)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)（7）、32個(gè)可編程I/O 口線（8）、2個(gè)可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器（9）、5個(gè)中斷源，2個(gè)優(yōu)先級(jí)（10）、單一+5V電源供電（11）、一個(gè)全雙工串行通信口經(jīng)深入比較，我們選用方案二2.1.2水位檢測(cè)選用浮球自動(dòng)控制水位，水位實(shí)際高度由浮子帶動(dòng)的電位計(jì)測(cè)出，但這樣一來，只能 單個(gè)測(cè)出某一高度水位，不能靈活切換三個(gè)水位狀態(tài)（高、中、低），且

22、需要不同的至少 三個(gè)電機(jī)來驅(qū)動(dòng)進(jìn)水控制電路。萬(wàn)案一:一般洗衣機(jī)的水位的檢測(cè)都是水位傳感器受到細(xì)長(zhǎng)的軟管水位壓力來工作的。水位壓 力的大小是根據(jù)洗衣桶水的多少在細(xì)長(zhǎng)的軟管產(chǎn)生的壓強(qiáng)而定的。所以這里我們選用方 案二2.1.3電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路方案一:使用電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片LMD182O0峰值輸出電流高達(dá)6A,連續(xù)輸出電流達(dá)3A,完全可驅(qū) 動(dòng)12V直流電機(jī)。但其雙極性驅(qū)動(dòng)方式存在著電流波動(dòng)大，且市場(chǎng)價(jià)格昂貴。使用電容運(yùn)轉(zhuǎn)分相起動(dòng)式，由220V交流電驅(qū)動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)正、反轉(zhuǎn)控制。系由輔助起動(dòng)繞組來輔助啟動(dòng)，其起動(dòng)轉(zhuǎn)矩不大。運(yùn)轉(zhuǎn)速率大致保持定值。主要應(yīng)用于電風(fēng)扇，空調(diào)風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)，洗衣機(jī)等電機(jī)。 因此我們選用方案二。2

23、.1.4顯示模塊方案一:用LED數(shù)碼顯示器，作數(shù)據(jù)顯示，過于簡(jiǎn)單，雖用空間小，但不適合本設(shè)計(jì)系統(tǒng)中顯 示水位數(shù)字模式和洗衣重復(fù)次數(shù)等要求。萬(wàn)案二:使用PS7219它是一種新型的，多位LED顯示驅(qū)動(dòng)模塊.采用簡(jiǎn)單的三線SPI接口，內(nèi) 部自帶時(shí)鐘電路，無需任何外圍元件，顯示功能多樣化等特點(diǎn).每片PS7219最多可同時(shí)驅(qū)動(dòng) 8位8段共陰級(jí)LED.當(dāng)使用多于8位LED時(shí)，只需將N片級(jí)聯(lián)，便可輕松實(shí)現(xiàn)NX8位LED 顯示，我們選擇方案二。2.1.5進(jìn)水與出水電路方案一:采用市場(chǎng)上的220V交流電磁閥進(jìn)行進(jìn)水與排水，進(jìn)排水速度快，考慮到本洗衣水容 器體積較大，且需要單片機(jī)控制。萬(wàn)案一:利用12V的直流抽水

24、泵進(jìn)行進(jìn)水與排水，由單片機(jī)調(diào)用程序控制繼電器，從而控制抽 水電動(dòng)機(jī)的工作，效果較佳。鑒于實(shí)際情況，我們選用方案一較為妥當(dāng)。2.2控制系統(tǒng)的功能本系統(tǒng)采用AT89S52單片機(jī)作為主控芯片，對(duì)單片機(jī)進(jìn)行編程，由程序執(zhí)行相關(guān)過程 的控制操作，四個(gè)I/O 口充分指派給水位檢測(cè)控制、電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制、進(jìn)水與排水控制、 數(shù)碼顯示等模塊電路，各電路部分相互區(qū)分又構(gòu)成統(tǒng)一整體，外加水容器、器件等形成最 終的雙桶洗衣機(jī)控制模型。洗衣機(jī)控制器可設(shè)定高、中、低水位和洗衣過程，控制電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)，自動(dòng)進(jìn)水和 排水。具體功能如下：(1) 強(qiáng)、弱洗滌功能。要求強(qiáng)洗時(shí)正、反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)時(shí)間各為4秒，間歇時(shí)間為1秒； 弱洗時(shí)正、反轉(zhuǎn)

25、驅(qū)動(dòng)時(shí)間各為 3秒，間歇時(shí)間為2秒。(2) 四種洗衣工作程序，即標(biāo)準(zhǔn)程序、經(jīng)濟(jì)程序、單獨(dú)程序和排水程序。標(biāo)準(zhǔn)程序 是進(jìn)水一洗滌一漂洗一排水一脫水，如此循環(huán)三次，每循環(huán)一次洗滌或漂洗環(huán) 節(jié)時(shí)間比上一循環(huán)同一環(huán)節(jié)減少 2分鐘。具體是：第一循環(huán)為洗滌，時(shí)間為 6 分鐘，第二、第三次循環(huán)為漂洗，時(shí)間分別為 4分和2分。排水時(shí)間采用動(dòng)態(tài) 時(shí)間法確定，脫水時(shí)間為2分鐘。經(jīng)濟(jì)程序與標(biāo)準(zhǔn)程序一樣，只是循環(huán)次數(shù)為2次。單獨(dú)程序是進(jìn)水一洗滌(6分鐘)一結(jié)束(留水不排不脫)。排水程序 是排水f脫水f結(jié)束，時(shí)間確定與上述程序相應(yīng)環(huán)節(jié)相同。(3) 進(jìn)、排水系統(tǒng)故障自動(dòng)診斷功能。洗衣機(jī)在進(jìn)水或排水過程中，若在一定的時(shí) 間

26、范圍內(nèi)進(jìn)水或排水未能達(dá)到預(yù)定的水位，就說明進(jìn)、排水系統(tǒng)有故障，此故 障由控制系統(tǒng)測(cè)知并通過警告程序發(fā)出警告信號(hào)，提醒操作者進(jìn)行人工排除。(4) 脫水期間安全保護(hù)和防震動(dòng)功能。洗衣機(jī)脫水期間，若打開開機(jī)蓋時(shí)，洗衣機(jī)就會(huì)自動(dòng)停止脫水操作。（5）引起脫水桶重心偏移而不平衡，洗衣機(jī)也會(huì)自動(dòng)停止脫水，以免振動(dòng)過大，待 人工處理后恢復(fù)工作。（6） 間歇驅(qū)動(dòng)方式。脫水期間采取間歇驅(qū)動(dòng)方式，以便節(jié)能。本系統(tǒng)要求驅(qū)動(dòng)5秒, 間歇2秒，間歇期間靠慣性力使脫水桶保持高速旋轉(zhuǎn)。（7）暫停功能。不管洗衣機(jī)工作在什么狀態(tài)，當(dāng)按下暫停鍵時(shí)，洗衣機(jī)必須停止工 作，待啟動(dòng)鍵按下后洗衣機(jī)又能按原來所選擇的工作方式繼續(xù)工作。（8）

27、聲光顯示功能。洗衣機(jī)各種工作方式的選擇和各種工作狀態(tài)均有聲、光提示或顯示。2.3洗衣機(jī)的控制過程：接通電源后，數(shù)字顯示“ 0”，電動(dòng)機(jī)進(jìn)入準(zhǔn)備運(yùn)行狀態(tài)。根據(jù)單片機(jī)程序設(shè)定高、 中、低水位和洗衣重復(fù)次數(shù)（進(jìn)水、排水次數(shù)），可在 15次內(nèi)任意預(yù)置。設(shè)定電動(dòng)機(jī) 的循環(huán)次數(shù)（四個(gè)節(jié)拍表示一個(gè)循環(huán)），可在19次循環(huán)周期內(nèi)任意預(yù)置。按下起動(dòng)開關(guān)，按設(shè)定水位自動(dòng)進(jìn)水，到達(dá)設(shè)定水位后停止進(jìn)水。緊接著電動(dòng)機(jī)開始循環(huán)運(yùn)行，每次 循環(huán)由四個(gè)節(jié)拍組成：電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，持續(xù) 8秒；電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)，持續(xù)2秒；電動(dòng)機(jī)反 轉(zhuǎn)，持續(xù)8秒；電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)，持續(xù)3秒。每個(gè)循環(huán)周期為20秒。數(shù)字顯示電動(dòng)機(jī)已經(jīng) 循環(huán)的次數(shù)。到達(dá)預(yù)定循環(huán)次數(shù)后，電

28、動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)。洗衣過程完成后，打開排水閥，自動(dòng)排 水和脫水。脫水時(shí)電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)10秒，停轉(zhuǎn)2秒又正轉(zhuǎn)10秒。然后重新進(jìn)水和控制電動(dòng)機(jī) 循環(huán)運(yùn)行，數(shù)字顯示進(jìn)排水已經(jīng)重復(fù)的次數(shù)。到達(dá)洗衣重復(fù)次數(shù)后，發(fā)出5次蜂鳴聲，洗衣過程結(jié)束。數(shù)碼管顯示出最終的循環(huán)洗衣次數(shù)。13主控系統(tǒng)圖:數(shù)碼管顯示j1水位檢測(cè)主控糸統(tǒng)AT89S521電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)控制/%.進(jìn)水控制排水控制m筒 J洗衣機(jī)1器 *圖2-1第三章硬件設(shè)計(jì)根據(jù)洗衣機(jī)的基本功能要求，硬件電路設(shè)計(jì)需要整體考慮：洗衣機(jī)進(jìn)水、排水問題； 水位顯示、水位控制；電動(dòng)機(jī)狀態(tài)切換、可能抖動(dòng)的問題；工作過程中的啟動(dòng)、暫停、復(fù) 位及結(jié)束等問題。采用51系列單片機(jī)作為控制核心，主要包

29、括電源部分、水位檢測(cè)及模式、電機(jī)控制電路、洗衣機(jī)洗衣狀態(tài)、數(shù)碼顯示。主要組成部件有：51單片機(jī)、7407緩沖器、MOC3061繼電器、指示燈、數(shù)碼管顯示器 PS7219 74HC000邏輯控制器、電動(dòng)機(jī)、電磁閥、電動(dòng)抽 水機(jī)、蜂鳴器以及按鍵，還有自制洗衣機(jī)構(gòu)架、滾筒及連接線路等。設(shè)計(jì)硬件圖圖3-1逬水口起動(dòng)按鈕停止按鉉3.1電源電路部分系統(tǒng)電源電氣原理圖如圖3-2，市電220V經(jīng)過變壓器T變壓為12V交流電壓，通過4只二極管IN4004全橋整流后，再經(jīng)過電容 C濾波后得到直流電壓，經(jīng)過三端穩(wěn)壓器，穩(wěn)壓后得到穩(wěn)定的+5V電壓給各器件供電3.2數(shù)字控制電路圖見附錄321 AT89S52單片機(jī)主控模

30、塊AT89S52是一種低功耗、高性能CMOS位微控制器，具有8K在系統(tǒng)可編程Flash 存儲(chǔ)器。使用Atmel公司高密度非 易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造，與工業(yè) 80C51產(chǎn)品指令和引 腳完全兼容。片上Flash允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的8位CPU和在系統(tǒng) 可編程Flash，使得AT89S52為眾多嵌入式控制應(yīng)用 系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。AT89S52具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能：8k字節(jié)Flash，256字節(jié)RAM 32位I/O 口線，看門狗定時(shí)器，2個(gè)數(shù)據(jù)指針，三個(gè)16位 定時(shí)器/計(jì)數(shù) 器，一個(gè)6向量2級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路。另外，AT

31、89S52可降至0Hz靜態(tài)邏 輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下，CPU停止工作， 允許RAM定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工 作。掉電保護(hù)方式下，RAM內(nèi)容被保存， 振蕩器被凍結(jié)， 單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。8位微控制器8K字節(jié)在系統(tǒng)可編程 Flash AT89S52P0 口： P0 口是一個(gè)8位漏極開路的雙向I/O 口。作為輸出口，每位能驅(qū)動(dòng) 8個(gè)TTL 邏輯電平。對(duì)P0端口寫“ T時(shí)，弓I腳用作高阻抗輸入。當(dāng)訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，P0 口也被作為低8位地址/數(shù)據(jù)復(fù)用。在這種模式 下，P0具有內(nèi)部上拉電阻。在flash編程時(shí)，P0 口也用來接收指令

32、字節(jié)；在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)。程序 校驗(yàn)時(shí)，需要外部上拉電阻。P1 口 ： P1 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向I/O 口，p1輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng)4 個(gè)TTL邏輯電平。對(duì)P1端口寫“ 1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入 口使用。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（IIL ）。此外，P1.0和P1.2分別作定時(shí)器/計(jì)數(shù)器2的外部計(jì)數(shù)輸入（P1.0/T2 ）和時(shí)器/計(jì) 數(shù)器2的觸發(fā)輸入（P1.1/T2EX），具體如下表所示。在flash編程和校驗(yàn)時(shí)，P1 口接收低8位地址字節(jié)。引腳號(hào)第二功能：P1.0 T2 （定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T2的外部計(jì)數(shù)輸入），時(shí)

33、鐘輸出P1.1 T2EX （定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T2的捕捉/重載觸發(fā)信號(hào)和方向控制）P1.5 MOSI （在系統(tǒng)編程用）P1.6 MISO （在系統(tǒng)編程用）P1.7 SCK （在系統(tǒng)編程用）P2 口： P2 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向I/O 口，P2輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng)4 個(gè)TTL邏輯電平。對(duì)P2端口寫“ 1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入 口使用。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（IIL ）。在訪問外部程序存儲(chǔ)器或用16位地址讀取外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（例如執(zhí)行MOVX DF）R 時(shí)，P2 口送出高八位地址。在這種應(yīng)用中，P2 口使用很強(qiáng)的內(nèi)部上拉發(fā)送1。

34、在使用 8位地址（如MOVX RI訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，P2 口輸出P2鎖存器的內(nèi)容。在flash 編程和校驗(yàn)時(shí)，P2 口也接收高8位地址字節(jié)和一些控制信號(hào)。P3 口： P3 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向I/O 口，p2輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng)4 個(gè)TTL邏輯電平。對(duì)P3端口寫“ 1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入 口使用。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（IIL ）。P3 口亦作為AT89S52特殊功能（第二功能）使用，如下表所示。在flash編程和校驗(yàn)時(shí)，P3 口也接收一些控制信號(hào)。端口引腳第二功能P3.0 RXD（串行輸入口）P3.1 TXD（

35、串行輸出口）P3.2 INTO（外中斷 0）P3.3 INT1（外中斷 1）P3.4 TO（定時(shí)/計(jì)數(shù)器0）P3.5 T1（定時(shí)/計(jì)數(shù)器1）P3.6 WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通）P3.7 RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通）此外，P3口還接收一些用于FLASH閃存編程和程序校驗(yàn)的控制信號(hào)。RST復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器工作時(shí)，RST引腳出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平將是單片 機(jī)復(fù)位。河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文ALE/PRO當(dāng)訪問外部程序存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)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)。一般情況下，ALE仍以時(shí)鐘振蕩頻率的1/6輸出固定的脈 沖信號(hào)，因此它可對(duì)外輸出時(shí)鐘或用于定時(shí)目的

36、。要注意的是：每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 時(shí)將跳過一個(gè)ALE脈沖。對(duì)FLASH存儲(chǔ)器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖（PROG。如有必要，可通過對(duì)特殊功能寄存器（SFR區(qū)中的8EH單元的DO位置位，可禁止A LE操作。該位置位后，只有一條 MOVX口 MOV指令才能將ALE激活。此外，該引腳會(huì)被微 弱拉高，單片機(jī)執(zhí)行外部程序時(shí)，應(yīng)設(shè)置 ALE禁止位無效。PSEN程序儲(chǔ)存允許（PSEN輸出是外部程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)，當(dāng) AT89C52 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PSEN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，將跳過兩次PSEN信號(hào)。EA/VPP外部訪問允許

37、，欲使CPU僅訪問外部程序存儲(chǔ)器（地址為OOOOH-FFFFH， EA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EA端狀態(tài)。如EA端為高電平（接Vcc端），CPU則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲(chǔ)器的指令。FLASH存儲(chǔ)器編程時(shí)，該引腳加上+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VppoAT89S52引腳圖:竊(T2P1O 匚J*140(T2 EX ) P t .1 1F33P1.2 L_33SPl .3 匚437pi .4 r5(MOSH Pl .5 Ls35(Micef pi e ir734 SCK) PT.7 i-333RST r932i

38、RXD)0 r1031F5. 匚1323(TO) PS.4 |_1427(ti pa.s i1526(WR) P3.6 l_1625(RD P3.7 L1724XTAL2 L.IB23XTAL1 匚1922GND r20213 vccU FO O(ADO _l P0.1 (AD 1 ) P0 2 1AD2 :I P0.3 |AD3) ,I P0 4 (AD4 I 戸口占-1 PO.e 屮口巧 :I P0 7 (AD7) 1PPp ALE/PROGH PSEN二I P2 7 (A1 5)P2.6 (A14)_l P2.5 A1 3) 一 P2 4 (Al 2 JLj P2.5 (Alt) p P

39、2.2 (AiOi:P3 1P2 O 8 時(shí),應(yīng)考慮到提高總線驅(qū)動(dòng)能力通過對(duì)內(nèi)部RAM及 CON端口的控制9 ,可令PS7219進(jìn)入低功耗狀態(tài)(V=5V,l=15mA).PS7219內(nèi)置16個(gè)控制寄存器,可靈活控制任何一位 LED,實(shí)現(xiàn)消隱,BCD碼,灰度控制及閃 爍.特點(diǎn)與引腳說明：PS7219的特點(diǎn)如下：(1)串行接口( 16位控制字)；(2)8位共陰極LED顯示驅(qū)動(dòng)； 顯示位數(shù)18,可數(shù)字調(diào)節(jié)；(4)按位進(jìn)行BCD譯碼/不譯碼數(shù)字控制；(5)16級(jí)亮度數(shù) 字控制； 上電LED全熄；(7)提供位閃功能；(8)多片PS7219級(jí)聯(lián)實(shí)現(xiàn)多個(gè)LED顯示； (9)寬24腳雙列直插模塊封裝。PS72

40、19引腳如圖3-5所示。NJPIXJVTPICS00N單片PS7219驅(qū)動(dòng)8位LED的原理圖如圖3-6所示VCCIMP S10VSST斗野sp可畐一IKLOAD丄PcndaQI7圖3-63.2.3 按鍵輸入模塊采用鍵盤矩陣電路，鍵盤由4只按鍵組成2X 2矩陣鍵盤，4只按鍵用于洗衣機(jī)的工作方式選擇，指示燈配合按鍵工作。該鍵盤使用引腳INTO向CPU申請(qǐng)中斷，P3.5和P3.4為該鍵盤的行輸出，P3.6和P3.7為該鍵盤的列輸入，電氣原理見圖 3-7。R1A*-E74C14114M7FBEFB-DD32B21324蜂鳴器報(bào)警模塊響度達(dá)110dB的報(bào)警蜂鳴器如圖3-7,本電路可用9V電源驅(qū)動(dòng)。電路用

41、一快六反相斯 密特觸發(fā)器IC和一個(gè)帶有反饋端子的壓電器件組成，反饋端在壓電晶片的中央?yún)^(qū)域。當(dāng) 激勵(lì)蜂鳴器諧振時(shí)，反饋信號(hào)達(dá)到最大值。74CI4中的一個(gè)反相器接成一個(gè)無穩(wěn)態(tài)震蕩器。 頻率選擇在壓電晶片諧振頻率3.2kHz的1/5。由于蜂鳴器第3腳的反饋?zhàn)饔?，使?biāo)志激勵(lì) 頻率增強(qiáng)，保證有最大的聲音輸出。IC的另外四只反相器接成頻率大約 2Hz的無穩(wěn)態(tài)震蕩 器。它通過一只二極管控制主要震蕩器的通和斷。如果想要得到連續(xù)音調(diào)，這個(gè)調(diào)制電路 可以不要。3.2.5 LED指示模塊17河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文25a.bcd.ooo*占GND共明極T段數(shù)碼首共陽(yáng)根T段數(shù)瑪普?qǐng)D3-83.3水位檢測(cè)器水位的檢測(cè)

42、是水位傳感器受到細(xì)長(zhǎng)的軟管水位壓力來工作的。水位壓力的大小是根據(jù) 洗衣桶水的多少在細(xì)長(zhǎng)的軟管產(chǎn)生的壓強(qiáng)而定的。壓力傳感器：水位高，通過軟管內(nèi)空氣給到壓力傳感器的壓力就大，利用水壓的壓力 給信號(hào)水位開關(guān)控制的，水位的高低調(diào)節(jié)只不過控制壓力傳感器的信號(hào)大小。通過提高或 降低氣筒高度來選擇水位。如圖3-9所示。徹動(dòng)幵關(guān)氣糞當(dāng)洗衣機(jī)內(nèi)宜 水時(shí)，氣筒內(nèi) 產(chǎn)生壓力推動(dòng) 氣泰使開關(guān)動(dòng) 作331電動(dòng)機(jī)本系統(tǒng)采用單相電容式電動(dòng)機(jī)有主繞組和副繞組與外附電容構(gòu)成90相差的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，允許正反轉(zhuǎn)運(yùn)行的單相電容式電動(dòng)機(jī)主副繞組的線徑、匝數(shù)相同，只有這種單相電容 式電動(dòng)機(jī)允許正反轉(zhuǎn)運(yùn)行。系統(tǒng)共有兩個(gè)電極，即洗滌電機(jī)和脫水電

43、機(jī)，完成洗滌和脫水的電機(jī)用的是相同的電 路控制完成的，都是用單相電容式電動(dòng)機(jī)來驅(qū)動(dòng)。脫水電機(jī)電路用的是單個(gè)的電容運(yùn)轉(zhuǎn)電 極驅(qū)動(dòng)，而洗滌電機(jī)電路則是用的兩個(gè)電容式運(yùn)轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)。電機(jī)電路如圖3-10啟動(dòng)電容rHF啟動(dòng)繞組離心開關(guān)220V運(yùn)行繞組圖 3-103.3.2 7407 緩沖器和 MOC306（光耦）KLfiA薊5A5Y4A4Y 回問1回詞間3 xvu1A1Y2A2Y3A3YDfTw VxM圖 3-117407真值表:Yvyc TION TABLEhipun04TpUtAYHHLL圖 3-12333 進(jìn)水/排水電磁閥電磁閥分很多種我們這里采用的是直動(dòng)式電磁閥:圖 3-13原理：通電時(shí)，電磁線

44、圈產(chǎn)生電磁力把關(guān)閉件從閥座上提起，閥門打開；斷電時(shí)，電 磁力消失，彈簧把關(guān)閉件壓在閥座上，閥門關(guān)閉。特點(diǎn)：在真空、負(fù)壓、零壓時(shí)能正常工作，但通徑一般不超過25mm。第四章軟件設(shè)計(jì)4.1單片機(jī)I/O 口分配：?jiǎn)纹瑱C(jī)P0.0為水位模式鍵，實(shí)現(xiàn)水位模式選擇，可預(yù)設(shè)低、中、高水位；P0.1為進(jìn)排水次數(shù)鍵，可設(shè)定進(jìn)水、排水次數(shù)為1 5次；P0.2為電機(jī)循環(huán)次數(shù)鍵，循環(huán)次數(shù)為1-9 次；P0.3為低水位檢測(cè)；P0.4為中水位檢測(cè)；P0.5為高水位檢測(cè)；P0.6控制進(jìn)水，P0.7 為出水控制；P1.0為電機(jī)控制，程序調(diào)用P1.2進(jìn)行電機(jī)啟動(dòng)，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、 停轉(zhuǎn)等洗衣狀態(tài)。蜂鳴器狀態(tài)由P1.3指控，

45、洗衣結(jié)束時(shí)，以報(bào)警的形式提示。P1.4、P1.5、 P1.6和P1.7為數(shù)碼管連接，指示水位模式、電機(jī)循環(huán)、洗衣次數(shù)和循環(huán)次數(shù)的直觀狀態(tài)。P2.7 口控制個(gè)位數(shù)碼管，即電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的次數(shù)，而P2.6 口控制十位數(shù)碼管顯示。P3.0為水位模式選擇，P3.1為準(zhǔn)備排水端口，P3.2為進(jìn)排水計(jì)數(shù)端口。4.2程序流程SW制麗謙懷L*姬冃粗t希中*低）散碼顯示（初始狀態(tài).水位 檯丈*電機(jī)循環(huán)度 歎、洗&總次數(shù)）選*V說左4.3源程序見附錄（一）4.4程序運(yùn)行過程分析軟件工作過程：初始化及按鍵掃描，系統(tǒng)上電復(fù)位后，首先執(zhí)行初始化，接著進(jìn)行按鍵掃描（其中有水位模式按鍵、洗衣次數(shù)按鍵、電機(jī)正反轉(zhuǎn)次數(shù)按鍵），同時(shí)，

46、數(shù)碼管顯 示當(dāng)前狀態(tài)。按下水位模式按鍵后，單片機(jī)根據(jù)程序執(zhí)行第一步，即檢測(cè)水位高、中、低 狀態(tài)，單片機(jī)檢測(cè)出某一水位狀態(tài)后，會(huì)根據(jù)程序給出相應(yīng)動(dòng)作，此時(shí)電機(jī)開始工作，進(jìn) 行抽水機(jī)抽水；抽水到預(yù)定水位后，程序轉(zhuǎn)為下一步準(zhǔn)備狀態(tài)。接著，啟動(dòng)洗衣電動(dòng)機(jī)， 程序會(huì)根據(jù)預(yù)先設(shè)置好的指令執(zhí)行動(dòng)作，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)滾筒在水中轉(zhuǎn)動(dòng)，模擬洗衣機(jī)的各洗衣狀態(tài)，即電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，停轉(zhuǎn)，反轉(zhuǎn)，再停轉(zhuǎn)，每個(gè)循環(huán)周期為20秒，程序內(nèi)部執(zhí)行電機(jī)循環(huán)次數(shù)計(jì)數(shù)。與此同時(shí)，數(shù)碼管也會(huì)顯示相應(yīng)的狀態(tài)，兼有電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)次數(shù)顯示、洗衣 重復(fù)次數(shù)顯示。最后，洗衣過程結(jié)束之時(shí)，蜂鳴器會(huì)發(fā)出蜂鳴聲，提示洗衣過程結(jié)束。第五章總結(jié)本次設(shè)計(jì)的是由單片機(jī)控制的全

47、自動(dòng)洗衣機(jī)，由于本次設(shè)計(jì)主要應(yīng)用到的是AT89S52單片機(jī)及一個(gè)7407緩沖器和四個(gè)MOC3061另外功能鍵和LED顯示所以不存在高成本的問 題，技術(shù)上也沒涉及到更高深的技術(shù)，所以在技術(shù)和批量生產(chǎn)上有很好的發(fā)展。這就使洗 衣機(jī)的功能更加的人性化。作為一個(gè)機(jī)電工程系的畢業(yè)生，應(yīng)該能設(shè)計(jì)出一些比較簡(jiǎn)單的系統(tǒng)電路，但是應(yīng)該值 得注意的是，所設(shè)計(jì)的電路應(yīng)該是實(shí)用的，是根據(jù)市場(chǎng)要求或者科技的發(fā)展方向。本次設(shè) 計(jì)的系統(tǒng)就是針對(duì)市場(chǎng)的需求而設(shè)計(jì)的。然而，本設(shè)計(jì)仍然存在一些問題有待不斷的完善與提高，例如在硬件方面就有一部分 沒有實(shí)現(xiàn)，同時(shí)，在實(shí)際的電路的設(shè)計(jì)中，由于涉及到的專業(yè)知識(shí)多而雜，為了能夠更好 更高質(zhì)

48、量的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)，對(duì)舊的知識(shí)又重新加以鞏固與學(xué)習(xí)，對(duì)三年的大學(xué)所學(xué)的到的 知識(shí)也進(jìn)行了全面的總結(jié)。無論從理論知識(shí)還是動(dòng)手能力上感覺到自己的知識(shí)更加豐富了 動(dòng)手能力更強(qiáng)了自信心也更足了，這對(duì)將來的參加工作也堅(jiān)定了信心與必勝的信念。致 謝畢業(yè)設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí) ，發(fā)現(xiàn),提出，分析和解決實(shí)際問題，鍛煉實(shí)踐 能力的重要環(huán)節(jié)，是對(duì)學(xué)生實(shí)際工作能力的具體訓(xùn)練和考察過程 隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展的日 新日異，單片機(jī)已經(jīng)成為當(dāng)今空前活躍的領(lǐng)域，在生活中可以說得是無處不在。因此作為二十一世紀(jì)的大學(xué)來說掌握單片機(jī)的開發(fā)技術(shù)是十分重要的?；仡櫰鸫舜萎厴I(yè)設(shè)計(jì)，至今我仍感慨頗多，的確，從選題到定稿，從理論到實(shí)踐，在

49、 作畢業(yè)設(shè)計(jì)的日子里，可以說得是苦多于甜，但是可以學(xué)到很多很多的東西，同時(shí)不僅可 以鞏固了以前所學(xué)過的知識(shí)，而且學(xué)到了很多在書本上所沒有學(xué)到過的知識(shí)。通過這次畢 業(yè)設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所 學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會(huì)服務(wù)，從而提高自 己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。在設(shè)計(jì)的過程中遇到問題，可以說得是困難重重， 這畢竟第一次做的，難免會(huì)遇到過各種各樣的問題，同時(shí)在設(shè)計(jì)的過程中發(fā)現(xiàn)了自己的不 足之處，對(duì)以前所學(xué)過的知識(shí)理解得不夠深刻， 掌握得不夠牢固，通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)之后， 一定把以前所學(xué)過的知識(shí)重新溫故。這

50、次畢業(yè)設(shè)計(jì)終于順利完成了，在設(shè)計(jì)中遇到了很多編程問題，最后在指導(dǎo)老師的辛 勤、指導(dǎo)下，終于游逆而解。同時(shí)，在指導(dǎo)老師的身上我學(xué)得到很多實(shí)用的知識(shí)，在次我 表示感謝！同時(shí)，對(duì)給過我?guī)椭乃型瑢W(xué)和各位指導(dǎo)老師再次表示忠心的感謝。參考文獻(xiàn)1 姜寶港.智能家用電器原理與維修M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002.5.2 O.S.Turkey,I.T.Sumer,A.K.Tugcu B.Kiray.Modeli ng and Experime ntal Assessme nt of Suspe nsion Dyn amics of Horizo ntal-Axis Wash ing Mach in e.J

51、our nal of Vibrati onand AcousticsM.1998(4), Vol 120: 534-543.3 魯建國(guó)，曹敏.GB/T 4288-2003家用電動(dòng)洗衣機(jī)的修訂與我國(guó)洗衣機(jī)的發(fā)展J.家 電科技,2003：75-78.4 向 騫.全自動(dòng)洗衣機(jī)原理與維修M.福建：福建科學(xué)技術(shù)出版社，20006 趙旭，李鴻升，趙慎嚴(yán).波輪式洗衣機(jī)洗滌模式與優(yōu)缺點(diǎn)的研究J.西北輕工業(yè)學(xué)院 學(xué)報(bào),2001,1 : 70-73.6 王幸之，鐘愛琴，王雷，王閃.AT89S系列單片機(jī)原理與接口技術(shù)M.北京：航空航天 大學(xué)出版社,2004.5.7 陳斌.單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)抗干擾技術(shù)J.電子產(chǎn)品世界,2

52、005,7 : 95-97.8 劉光斌，劉冬，姚志成.單片機(jī)系統(tǒng)實(shí)用抗干擾技術(shù)M.北京：人民郵電出版社，2003.10.9 萬(wàn)福君，潘松峰.單片微機(jī)原理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用M.合肥：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社,2001.8.10 朱經(jīng)利，蔣玉亮.海爾家用洗衣機(jī)原理與維修M.北京：人民郵電出版社，1999.2.河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文0000H；初始化；暫停中斷向量；定時(shí)器0中斷向量；開蓋，不平衡中斷向量源程序清單ORGSTART: AJMP MAINORG 0003H AJMP INTOORG 000BHAJMP TOORG 0013HAJMP INT1ORG 0030H31MAIN:MOV P1,

53、 #OFOH主程序開始MOV56H,#0F0HMOV57H,#03;MOV54H,#40;MOV55H,#10MOV58H,#06CLR ET0SETBEA;CLR IT0CLR IT1SETB PX0SETBPT0SETBPX1MOVTL0,#0B0HMOVTH0,#3CHMOVTMOD,#01HMOV P3,#7FHMOV SP,#35HP1.4,X1；# 0F0H排水標(biāo)志（指定56H為標(biāo)志單元） 洗衣機(jī)標(biāo)準(zhǔn)洗衣工作程序標(biāo)志（指定57H） 強(qiáng)洗正、反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)4秒賦值 （指定54H存放）;強(qiáng)洗間歇1秒賦值（指定55H存放）;漂洗6分鐘賦值（指定58H存放）開總中斷;設(shè)置外部中斷0、1為低電平觸

54、發(fā)；設(shè)置中斷優(yōu)先級(jí)別；設(shè)置10 0MS中斷時(shí)間常數(shù)KA: JNBAJMP KB；以下為按鍵掃描程序X1: ACALL K1KB: JNB P1.5,X2AJMP KCX2: ACALL K2KC: JB P3.4,KAACALL DEL10 JB P3.4,KA ACALL FZH JNB P3.4,$ SETB ET0SETB TROSETB P3.5SETB EX0CLR P3.4 MOV A ,57H CJNE A,#00H,XY AJMP BSH1;按鍵掃描程序結(jié)束;開定時(shí)器0中斷;啟動(dòng)定時(shí)器0;是排水程序？;是則跳轉(zhuǎn)排水程序XY:MOV 70H,#00MOV 51H,#00L0:CJ

55、NEA,51H,L1;進(jìn)水系統(tǒng)有故障？AJMP FW;有則跳轉(zhuǎn)故障處理程序L1:JBP3.5 丄0;進(jìn)水達(dá)預(yù)定水位？CLRP1.0;進(jìn)水結(jié)束，關(guān)閉進(jìn)水閥MOV70H,#00MOV71H,#00MOV72H,#00L:MOV 50H,#00;以下為洗滌/漂洗工作程序SETB P1.2;正轉(zhuǎn)洗滌/漂洗驅(qū)動(dòng);以下為進(jìn)水操作，打開進(jìn)水閥A,50HSETB P1.0MOV A,#24050H,#00；脫水驅(qū)動(dòng)5秒；脫水間歇2秒MOVCJNE A,50H,$CLR P1.2;洗滌/漂洗間歇MOV 50H,#00MOV A,55HCJNE A,50H,$MOV 50H,#00SETB P1.3;反轉(zhuǎn)洗滌/漂

56、洗驅(qū)動(dòng)MOV A,54HCJNE A,50H,$CLR P1.3;洗滌/漂洗間歇MOV 50H,#00MOV A,55HCJNE A,50H,$MOV A,58HCJNE A,72H,L;洗滌/漂洗工作結(jié)束？BSH:MOV A,56HCJNE A,#0F0h,PBSH ;洗滌/漂洗工作結(jié)束，排水否?DEC 57H;洗衣工作循環(huán)次數(shù)減 1BSH1:SETB P1.1;排水操作，打開排水閥MOV 70H,#00MOV 51H,#00MOV A,#60BSH2:CJNE A,51H,BSH3;排水系統(tǒng)有故障？AJMP FW;有則跳轉(zhuǎn)故障處理程序BSH3:JNB P3.5,BSH2;水位下降至預(yù)定水位

57、？MOV A,51HADD A,#50MOV 70H,#00MOV 51H,#00CJNE A,51H,$;排水時(shí)間延長(zhǎng)D+50秒MOV 73H,#00;以下為脫水程序CLR P3.5SETB EX1BSH4:MOV;開蓋、不平衡中斷請(qǐng)求觸器允許;脫水期間，開蓋、不平衡中斷允許SETB P1.2 MOV A,#50CJNE A,50H,$ CLR P1.2 MOV A,#20MOV 50H,#00CJNE A,50H,$INC 73HMOV A,73H；脫水時(shí)間達(dá)2分鐘?CLR P1.1SETB P3.5A,57HCLR EX1 ;脫水結(jié)束，禁止開蓋、不平衡中斷MOVCJNE A,#00,BS

58、H5;洗衣工作是否結(jié)束？AJMP PBSH;結(jié)束跳轉(zhuǎn)結(jié)束報(bào)警程序BSH5:MOV A,58HSUBB A,#2;洗滌/漂洗時(shí)間減2分鐘MOV 58H,AAJMP XY;洗衣工作未結(jié)束，繼續(xù)下一循環(huán)PBSH:MOV 74H,#00;洗衣結(jié)束報(bào)警程序JK:MOV 50H,#00BJ1:SETB P3.7MOV A,50HCJNE A,#10,BJ1MOV 50H,#00BJ2:CLR P3.7MOV A,50HCJNE A,#10,BJ2INC 74HMOV A,74H CJNE A,#3,JK AJMP MAIN;洗衣工作結(jié)束，返回主程序FW:CLR EX1CLR P1.0CLR P1.1CLR

59、 P1.2CLR P1.3 FW1:MOV 50H,#00FW2:SETB P3.7JNB P1.4,FW4MOV A,50HCJNE A,#10,FW2MOV 50H,#00FW3:CLR P3.7JNB P1.4,FW4MOV A,50HCJNE A,#20,FW3AJMP FW1FW4:CLR P3.7ACALL FZHJNB P1.4 ,$AJMP MAIN以下為進(jìn)排水系統(tǒng)故障處理程序INT0:PUSH APUSH PSWPUSH DPHPUSH DPLSETB P3.4ACALL FZH MOV A,P1MOV R1,AANL A,#0F0HMOV P1,AJB P3.4,$ACALL FZHMOV A,R1;以下為暫停中斷服務(wù)程序;撤消本次中斷請(qǐng)求信號(hào);保存P1端口狀態(tài);洗衣機(jī)暫停各種操作;等待啟動(dòng)鍵按下河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文MOV P1,APOP DPLPOP DPHPOP PSWPOP A恢復(fù)Pl口原始數(shù)據(jù)CLR P3.4RETI;中斷返回INC50HINC7