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

2、測(cè)控單元等。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

3、 河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 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(lái)采用機(jī)械驅(qū) 動(dòng)，成為現(xiàn)代洗衣機(jī)。近年來(lái)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(lái)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(wú)一 例外是采用微控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)的，

4、所以家用電器是單片機(jī)應(yīng)用最多的領(lǐng)域之一。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 1 1.1設(shè)計(jì)任務(wù)及要求 1 1.2洗衣機(jī)的發(fā)展和分類 1 1.2.1 洗衣機(jī)的發(fā)展史 1 1.2.2洗衣機(jī)的分類 3 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） 3 1.4洗衣機(jī)的基本工作

5、原理 5 第二章總體設(shè)計(jì)方案 5 2.1 方案論證與比較 6 2.1.1控制系統(tǒng)的選擇 6 2.1.2水位檢測(cè) 7 2.1.3 電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路 7 2.1.4顯示模塊 7 2.1.5進(jìn)水與出水電路 8 2.2控制系統(tǒng)的功能 8 2.3洗衣機(jī)的控制過程： 9 第三章硬件設(shè)計(jì) 11 3.1 電源電路部分 11 3.2數(shù)字控制電路 12 3.2.1 AT89S52 單片機(jī)主控模塊 12 3.2.2 數(shù)碼管顯示模塊 15 3.2.3 按鍵輸入模塊 16 3.2.4 蜂鳴器報(bào)警模塊 17 3.2.5 LED 指示模塊 17 3.3水位檢測(cè)器 18

6、 3.3.1 電動(dòng)機(jī) 19 3.3.2 7407 緩沖器和 MOC3061（光耦） 19 3.3.3 進(jìn)水/排水電磁閥 20 第四章軟件設(shè)計(jì) 21 4.1 單片機(jī)I/O 口分配： 21 4.2 程序流程 22 4.3源程序 22 4.4 程序運(yùn)行過程分析 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

7、、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 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

8、，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)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 ?

9、 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(wú)與倫與的提高，但原理是相同的?，F(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

10、褶皺?！罢羝娓伞钡墓ぷ髟韯t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)通過連接件與船相連。它無(wú)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

11、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(lái)，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)?？?

12、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

13、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

14、 活帶來(lái)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： 單桶型、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(wú)論在質(zhì)量上還是功能上都和世界領(lǐng)先水平

15、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(wú)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?，每一次技術(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

16、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(lái)，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)格策略， 在定價(jià)上充分

17、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到13k

18、g。 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

19、機(jī)是以電腦控制器上的單片機(jī)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(lái)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

20、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)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

21、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)

22、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(wú)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

23、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(lái)，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），且需要不同的至少 三個(gè)電機(jī)來(lái)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(lái)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

24、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(lái)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。 2.1.4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(wú)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

25、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

26、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)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

27、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

28、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(lái)所選擇的工作方式繼續(xù)工作。 （8） 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 1?5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

29、個(gè)循環(huán)），可在 1?9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：①電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，持續(xù) 8秒；②電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)，持續(xù)2秒；③電動(dòng)機(jī)反 轉(zhuǎn)，持續(xù)8秒；④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

30、 主控系統(tǒng)圖: 數(shù)碼管顯示 j 1 水位檢測(cè) ? 主控糸統(tǒng) AT89S52 1 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

31、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)主控模塊 AT89S52是一種低功耗、高性能

32、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，2 56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，AT89S52 可降至0

33、Hz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 AT89S52 P0 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(lái)接收指令

34、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T

35、2的外部計(jì)數(shù)輸入），時(shí)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

36、。在這種應(yīng)用中，P2 口使用很強(qiáng)的內(nèi)部上拉發(fā)送1。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

37、號(hào)。 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 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

38、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。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(wú)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

39、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，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Vppo AT89S52引腳圖: 竊(T2>P1O 匚 J* 1 40 (T2 EX )

40、 P t .1 1 F 33 P1.2 L_ 3 3S Pl .3 匚 4 37 pi .4 r 5 (MOSH Pl .5 L s 35 (Micef pi e ir 7 34 < SCK) PT.7 i- 3 33 RST r 9 32 iRXD) 0 r 10 31 F5.^ 匚 13 23 (TO) PS.4 |_ 14 27 (ti > pa.s i 15 26 (WR) P3.6 l_ 16 25 (RD

41、 ? P3.7 L 17 24 XTAL2 L. IB 23 XTAL1 匚 19 22 GND r 20 21 3 vcc U 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) ~1 PP p ALE/PROG H PSEN 二I P2 7 (A1 5) P2.6 (A14) _l P2.5

42、 P2 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

43、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)；⑶ 顯示位數(shù)1?8,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；⑹ 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。 PS7219引腳如圖3-5所示。 NJP IXJVT PICS 00N  單片PS7219驅(qū)動(dòng)8位LED的

44、原理圖如圖3-6所示 VCC IMP S10 VSS T斗野sp可畐一 IK LOAD 丄 P cn —da —QI 7— 圖3-6 3.2.3 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 。 R1 A*-E 74C14 11 4M7 FB EFB-DD32B21 324 蜂鳴器報(bào)警模塊 響度達(dá)110dB的報(bào)警蜂鳴器如圖3

45、-7,本電路可用9V電源驅(qū)動(dòng)。電路用一快六反相斯 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(wú)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(wú)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 25 a. b c d.

46、 o o o * 占GND 共明極T段數(shù)碼首 共陽(yáng)根T段數(shù)瑪普 圖3-8 3.3水位檢測(cè)器 水位的檢測(cè)是水位傳感器受到細(xì)長(zhǎng)的軟管水位壓力來(lái)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(lái)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

47、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(lái)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 3-10 3.3.2 7407 緩沖器和 MOC306（光耦） KLfiA薊5A5Y4A4Y 回問€1回詞間3 xvu

48、1A1Y2A2Y3A3Y

49、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，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

50、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)，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，

51、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

52、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)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(wú)論從理論知識(shí)還是動(dòng)手能力上感覺到自

53、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(lái)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(wú)處不在。因此作 為二十一世紀(jì)的大學(xué)來(lái)說掌握單片機(jī)的開發(fā)技術(shù)是十分重要的。 回顧起此次畢業(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 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)

54、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(lái)，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

55、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.Jour nal of Vibrati on and Acoustics[M].199

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58、MP TO ORG 0013H AJMP INT1 ORG 0030H 31 MAIN: MOV P1, #OFOH 主程序開始 MOV 56H,#0F0H MOV 57H,#03 ; MOV 54H,#40 ; MOV 55H,#10 MOV 58H,#06 CLR ET0 SETB EA ; CLR IT0 CLR IT1 SETB PX0 SETB PT0 SETB PX1 MOV TL0,#0B0H MOV TH0,#3CH MOV TMOD,#01H MOV P3,#7FH MOV SP,#35H P1

59、.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: JNB AJMP KB ；以下為按鍵掃描程序 X1: ACALL K1 KB: JNB P1.5,X2 AJMP KC X2: ACALL K2 KC: JB P3.4,KA ACALL DEL10 JB P3.4,KA ACALL FZH

60、JNB P3.4,$ SETB ET0 SETB TRO SETB P3.5 SETB EX0 CLR 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,#00 MOV 51H,#00 L0: CJNE A,51H,L1 ;進(jìn)水系統(tǒng)有故障？ AJ

61、MP FW ;有則跳轉(zhuǎn)故障處理程序 L1: JB P3.5 丄0 ;進(jìn)水達(dá)預(yù)定水位？ CLR P1.0 ; 進(jìn)水結(jié)束，關(guān)閉進(jìn)水閥 MOV 70H,#00 MOV 71H,#00 MOV 72H,#00 L: 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,50H SETB P1.0 MOV A,#240 50H,#00 ；脫水驅(qū)動(dòng)5秒 ；脫水間歇2秒 MOV CJNE A,50H,$ CLR P1.2 ;洗滌/漂洗間

62、歇 MOV 50H,#00 MOV A,55H CJNE A,50H,$ MOV 50H,#00 SETB P1.3 ;反轉(zhuǎn)洗滌/漂洗驅(qū)動(dòng) MOV A,54H CJNE A,50H,$ CLR P1.3 ;洗滌/漂洗間歇 MOV 50H,#00 MOV A,55H CJNE A,50H,$ MOV A,58H CJNE A,72H,L ;洗滌/漂洗工作結(jié)束？ BSH: MOV A,56H CJNE 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 1 BSH1: SETB P1.1 ; 排水操作，打開排水閥 M

63、OV 70H,#00 MOV 51H,#00 MOV A,#60 BSH2: 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？ MOV A,51H ADD A,#50 MOV 70H,#00 MOV 51H,#00 CJNE A,51H,$ ;排水時(shí)間延長(zhǎng)D+50秒 MOV 73H,#00 ; 以下為脫水程序 CLR P3.5 SETB EX1 BSH4: MOV ;開蓋、不平衡中斷請(qǐng)求觸器允許 ;脫水期間，開蓋、不平

64、衡中斷允許 SETB P1.2 MOV A,#50 CJNE A,50H,$ CLR P1.2 MOV A,#20 MOV 50H,#00 CJNE A,50H,$ INC 73H MOV A,73H ；脫水時(shí)間達(dá)2分鐘? CLR P1.1 SETB P3.5 A,57H CLR EX1 ;脫水結(jié)束，禁止開蓋、不平衡中斷 MOV CJNE A,#00,BSH5 ;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,58H SUBB A,#2 ;洗滌/漂洗時(shí)間減2分鐘 MOV 58H,A AJMP XY ;洗衣工作未結(jié)束

65、，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,#00 BJ1: SETB P3.7 MOV A,50H CJNE A,#10,BJ1 MOV 50H,#00 BJ2: CLR P3.7 MOV A,50H CJNE A,#10,BJ2 INC 74H MOV A,74H CJNE A,#3,JK AJMP MAIN ;洗衣工作結(jié)束，返回主程序 FW: CLR EX1 CLR P1.0 CLR P1.1 CLR P1.2 CLR P1.3 FW1: MOV 50H,#00 FW2: SETB P3.7 JN

66、B P1.4,FW4 MOV A,50H CJNE A,#10,FW2 MOV 50H,#00 FW3: CLR P3.7 JNB P1.4,FW4 MOV A,50H CJNE A,#20,FW3 AJMP FW1 FW4: CLR P3.7 ACALL FZH JNB P1.4 ,$ AJMP MAIN 以下為進(jìn)排水系統(tǒng)故障處理程序 INT0: PUSH A PUSH PSW PUSH DPH PUSH DPL SETB P3.4 ACALL FZH MOV A,P1 MOV R1,A ANL A,#0F0H MOV P1,A JB P3.4,$ ACALL FZH MOV 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,A POP DPL POP DPH POP PSW POP A 恢復(fù)Pl口原始數(shù)據(jù) CLR P3.4 RETI ;中斷返回 INC 50H INC 7