畢業(yè)設(shè)計(jì)基于89C52單片機(jī)的洗衣機(jī)節(jié)水控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1、s.kxxxx學(xué)院本 科 畢 業(yè) 論 文畢業(yè)論文題目： 基于單片機(jī)的洗衣機(jī)節(jié)水 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： 系 別： 專(zhuān)業(yè)班級(jí)： 指導(dǎo)教師姓名及職稱(chēng)： 起止時(shí)間: 20xx年 2 月 20xx 年 5 月56摘 要自動(dòng)化和節(jié)能化是目前洗衣機(jī)發(fā)展的主流趨勢(shì)。本文根據(jù)對(duì)洗衣機(jī)節(jié)能指標(biāo)的要求，通過(guò)方案對(duì)比，選擇89c52單片機(jī)作為控制核心，實(shí)施以節(jié)水為主要目標(biāo)的節(jié)能洗衣機(jī)理念的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。本文詳細(xì)闡述了系統(tǒng)的各個(gè)功能模塊及其工作過(guò)程。洗衣機(jī)由鍵盤(pán)設(shè)定洗衣模式，并采用傳感器檢測(cè)洗衣過(guò)程中的水量、水的混濁程度等參數(shù)，通過(guò)單片機(jī)的八個(gè)子程序的處理，實(shí)現(xiàn)對(duì)洗衣機(jī)自動(dòng)識(shí)別水量，自動(dòng)識(shí)別濁度，自動(dòng)決定

2、漂洗時(shí)間和漂洗次數(shù)等功能的控制。關(guān)鍵詞: 洗衣機(jī) 單片機(jī) 濁度檢測(cè) 節(jié)水a(chǎn)bstractthe automation and the energy saving is the target of the new washing machine. according to the target, the paper focus on realizing the idea of water saving for the washing machine by the singlechip 89c52. this paper elaborates on the systems functions an

3、d its working process. the keyboard is used for setting workmode, and the sensors are to get the information in the working process, such as the water level, the turbidity, etc. according to the keyboard and the sensors, the singlechip, focusing on the turbidity of the water and based on the eight s

4、ubprocedures, determines the washing time and the times of washing.keywords: washing machine singlechip turbidity detection water saving目 錄 back place1 緒論11.1 課題背景11.2 課題的意義31.3 設(shè)計(jì)內(nèi)容42 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)52.1 方案選擇52.2 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)62.3 模塊電路設(shè)計(jì)與元件選擇73 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)153.1 系統(tǒng)主程序153.2 計(jì)算時(shí)間子程序163.3 中斷程序173.4 顯示時(shí)間子程序173.5 濁度數(shù)據(jù)ad轉(zhuǎn)換及

5、漂洗控制子程序183.6 鍵盤(pán)掃描子程序193.7 鍵盤(pán)服務(wù)子程序203.8 工作模式設(shè)定程序213.9 系統(tǒng)動(dòng)作服務(wù)程序254 系統(tǒng)調(diào)試與分析275 總結(jié)31參考文獻(xiàn)33致 謝35附錄一 系統(tǒng)原理圖37附錄二 源程序391 緒論1.1 課題背景全自動(dòng)洗衣機(jī)的發(fā)展首先表現(xiàn)在洗滌方式發(fā)生巨大變化。原先大多側(cè)重于水流的改變、動(dòng)力的加大?，F(xiàn)在，使洗衣機(jī)的去污能力從單純依靠洗滌劑的化學(xué)作用和強(qiáng)弱變化水流的機(jī)械作用，向更高層次的健康、節(jié)能、環(huán)保洗滌方式轉(zhuǎn)變。在能源相對(duì)匱乏和環(huán)保理念流行的現(xiàn)代，“低碳”節(jié)能成為人們生活的主題，節(jié)能洗衣機(jī)的發(fā)展成為必然的趨勢(shì)。back不可再生資源的日益減少和人類(lèi)生活能源消耗

6、量日益增大的之間矛盾，使得二十一世紀(jì)將是一個(gè)追求節(jié)能、綠色環(huán)保的社會(huì)。而作為家電中的主力軍洗衣機(jī)，同樣朝著多功能、節(jié)能、低噪音的方向發(fā)展。其中，采用永磁無(wú)刷直流電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)的滾筒洗衣機(jī)代表著洗衣機(jī)發(fā)展的方向。back1.1.1 各國(guó)洗衣機(jī)的發(fā)展歷程進(jìn)入電氣化時(shí)代之后，洗衣機(jī)的功能日益增強(qiáng)。電動(dòng)洗衣機(jī)幾經(jīng)完善，在1922年迎來(lái)了一種嶄新的洗衣方式攪拌式。攪拌式洗衣機(jī)由美國(guó)瑪依塔格公司研制成功。這種洗衣機(jī)是在洗衣筒中心裝上一個(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，損衣率較低，受到了人們的普遍歡迎，但

7、是存在耗電量大的缺點(diǎn)。在之后不到10年的時(shí)間里，德國(guó)于1928年研制成功了第一臺(tái)滾筒洗衣機(jī)。滾筒洗衣機(jī)的特點(diǎn)就是洗衣內(nèi)筒臥軸，以?xún)?nèi)筒凸筋作為原動(dòng)力，帶動(dòng)衣物正反向轉(zhuǎn)動(dòng)，舉起衣物，依靠重力的作用摔打衣物達(dá)到洗滌的目的。由于洗衣筒底不轉(zhuǎn)動(dòng)，洗凈度、損衣率等性能居中。back1955年，在引進(jìn)英國(guó)噴流式洗衣機(jī)的基礎(chǔ)上，日本研制出了獨(dú)具風(fēng)格的波輪式洗衣機(jī)。波輪洗衣機(jī)洗衣筒的筒底裝有波輪，電機(jī)帶動(dòng)波輪正反向旋轉(zhuǎn)，濕衣物壓在波輪上面隨之旋轉(zhuǎn)，同時(shí)筒內(nèi)水流使衣物翻轉(zhuǎn)，從而達(dá)到了洗滌的目的。由于波輪式洗衣機(jī)的相互搓揉力較大，所以洗凈度最高，但是存在損衣率較高，洗滌均勻性較差，衣物易纏繞等缺點(diǎn)。至此，洗衣機(jī)生產(chǎn)

8、領(lǐng)域初步形成了攪拌式、滾筒式和波輪式洗衣機(jī)三分天下的局面。back1.1.2 我國(guó)洗衣機(jī)的發(fā)展歷程我國(guó)的洗衣機(jī)是改革開(kāi)放之后發(fā)展起來(lái)的新興工業(yè)。我國(guó)的洗衣機(jī)行業(yè)發(fā)展大致經(jīng)歷了三個(gè)階段。第一階段為初期的起步階段，這個(gè)階段始上世紀(jì)八十年代的中期至八十年代的末期。這一階段的主要特征為集中的技術(shù)引進(jìn)。當(dāng)時(shí)大量引進(jìn)的是日本的波輪洗衣機(jī)生產(chǎn)技術(shù)和設(shè)備，迅速完成了由無(wú)到有的跨越。同時(shí)波輪洗衣機(jī)也因此奠定了在中國(guó)的市場(chǎng)地位。第二階段是洗衣機(jī)的平穩(wěn)發(fā)展階段，時(shí)間從上世紀(jì)八十年代末期到九十年代中期，我國(guó)洗衣機(jī)生產(chǎn)企業(yè)的技術(shù)水平與質(zhì)量水平穩(wěn)步提高，成本不斷降低，國(guó)內(nèi)品牌的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)不斷得到提升，市場(chǎng)的份額不斷增加，逐

9、漸主宰我國(guó)市場(chǎng)。第三階段始于上世紀(jì)九十年代的中期，在這段時(shí)間內(nèi)，之前漸漸退出我國(guó)市場(chǎng)的外國(guó)品牌紛紛重新登陸，其中以生產(chǎn)滾筒洗衣機(jī)的歐洲家電企業(yè)為主1。外國(guó)企業(yè)在我國(guó)投資興建合資公司，加劇了洗衣機(jī)行業(yè)的激烈競(jìng)爭(zhēng)。目前，我國(guó)的家用洗衣機(jī)產(chǎn)品的發(fā)展已經(jīng)進(jìn)入了成熟期，國(guó)營(yíng)、集體、個(gè)體、外資、合資企業(yè)遍布全國(guó)各地，我國(guó)已成為全球洗衣機(jī)生產(chǎn)和消費(fèi)的大國(guó)2。我國(guó)洗衣機(jī)年產(chǎn)量約占世界年產(chǎn)量的四分之一，居于世界首位。除了在數(shù)量和品種上滿(mǎn)足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)外，還出口到北美、歐洲、東南亞等地，躋身于國(guó)際洗衣機(jī)市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)行列。back1.1.3 洗衣機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)洗衣機(jī)使人們告別了搓衣板，洗衣棒的手工洗衣時(shí)代，但是最初的洗

10、衣機(jī)的自動(dòng)化程度并不高，洗衣的幾個(gè)過(guò)程仍需要人工來(lái)進(jìn)行切換。隨著技術(shù)的發(fā)展，作為洗衣機(jī)核心的電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)有了較好的發(fā)展，洗衣機(jī)也由最初的洗滌、脫水過(guò)程的手工切換發(fā)展到半自動(dòng)半手工切換，再發(fā)展到了現(xiàn)在的全自動(dòng)洗衣機(jī)。洗衣過(guò)程的全自動(dòng)化并沒(méi)有完全滿(mǎn)足人的要求。目前，絕大多數(shù)洗衣機(jī)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)引入了微處理器。微處理器的引入使得洗衣機(jī)的功能更加強(qiáng)大。洗衣機(jī)生產(chǎn)行業(yè)通過(guò)對(duì)微處理進(jìn)行編程，實(shí)現(xiàn)洗滌、脫水模式的多樣化，滿(mǎn)足用戶(hù)洗滌不同衣質(zhì)、不同污臟程度的衣物。而用戶(hù)在操作過(guò)程當(dāng)中指需要按幾個(gè)按鍵即可完成選擇工作。同時(shí)，人們?cè)谠瓉?lái)洗衣方式的基礎(chǔ)上，通過(guò)優(yōu)化洗衣機(jī)的結(jié)構(gòu)，再與電機(jī)驅(qū)動(dòng)相配合，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)洗衣機(jī)內(nèi)部

11、水流的控制，從而使洗滌更徹底。小天鵝公司推出的“水魔方”技術(shù)就是其中的一個(gè)例子。back技術(shù)總是不停向前發(fā)展的，洗衣機(jī)也向著幾個(gè)明顯的方向發(fā)展。智能化。傳統(tǒng)的洗衣機(jī)只按進(jìn)水漂洗出水甩干這幾個(gè)工作過(guò)程進(jìn)行合理組合工作。而智能洗衣機(jī)除了實(shí)現(xiàn)上述的功能之外，還能對(duì)洗滌衣物的衣質(zhì)、衣量、衣物的污臟性質(zhì)以及污濁度進(jìn)行識(shí)別，并根據(jù)具體的情況選擇合適的洗滌劑、水量和水流狀態(tài)進(jìn)行有針對(duì)性的洗滌。洗衣機(jī)智能化技術(shù)有賴(lài)于微處理器和傳感器的發(fā)展3。高效節(jié)能。不可再生能源日益減少和人類(lèi)對(duì)能源要求量日益增加的矛盾，決定了節(jié)能成為整個(gè)社會(huì)活動(dòng)的趨勢(shì)。對(duì)于洗衣機(jī)行業(yè)來(lái)說(shuō)，要在保證洗凈度的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)省電、節(jié)水。高效節(jié)能已經(jīng)成

12、為洗衣機(jī)行業(yè)發(fā)展必然的趨勢(shì)。back1.1.4 新型洗衣機(jī)控制技術(shù)使用直接驅(qū)動(dòng)（dd）滾筒洗衣機(jī)用永磁無(wú)刷直流電機(jī)的相關(guān)技術(shù)，運(yùn)用轉(zhuǎn)子位置預(yù)估、單片機(jī)、dsp等技術(shù)設(shè)計(jì)了dd滾筒洗衣機(jī)用永磁無(wú)刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)。首先，針對(duì)滾筒洗衣機(jī)特殊的結(jié)構(gòu)和負(fù)載要求，進(jìn)行了永磁無(wú)刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的軟、硬件部分設(shè)計(jì)。提出了設(shè)計(jì)過(guò)程當(dāng)中參數(shù)選用的一些基本原則，介紹了基于轉(zhuǎn)子位置預(yù)估的驅(qū)動(dòng)技術(shù)。針對(duì)滾筒洗衣機(jī)在洗滌狀態(tài)下負(fù)載偏心的特點(diǎn)，建立了滾筒洗衣機(jī)洗滌狀態(tài)下衣物的動(dòng)力學(xué)數(shù)學(xué)模型，并利用simulink進(jìn)行了負(fù)載特性的仿真。通過(guò)仿真，定性認(rèn)識(shí)了滾筒洗衣機(jī)洗滌狀態(tài)下負(fù)載偏心對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)矩的影響，并利用國(guó)外樣

13、機(jī)的實(shí)測(cè)結(jié)果證明了仿真的正確性，分析了dd滾筒洗衣機(jī)節(jié)拍的特點(diǎn)，制定了相關(guān)的控制策略，并通過(guò)上位機(jī)程序的編寫(xiě)來(lái)實(shí)現(xiàn)4。back隨著模糊技術(shù)的發(fā)展，多種多樣的模糊技術(shù)產(chǎn)品相繼問(wèn)世，已有洗衣機(jī)、電視機(jī)、電冰箱、空調(diào)器、攝像機(jī)、吸塵器、微波爐等40多種。這些模糊家電由于能最大限度地順應(yīng)人們?nèi)粘Ｉ畹男枰缒：匆聶C(jī)模仿人腦的功能，將人的模糊信息和直接思維轉(zhuǎn)化為準(zhǔn)確的控制，它具有智能分析、判斷，能自動(dòng)收集需要洗的衣物重量、布質(zhì)、水溫及污垢程度等信息，進(jìn)行綜合判斷，決定洗衣粉用量的多少、水位的高低、洗滌方式和洗滌時(shí)間的長(zhǎng)短，同時(shí)在洗滌過(guò)程中，不斷調(diào)整水位、時(shí)間及水流的強(qiáng)弱，并能自動(dòng)顯示故障報(bào)警，以達(dá)

14、到最佳洗滌狀態(tài)。一臺(tái)5.5公斤模糊洗衣機(jī)的用水量比雙缸洗衣機(jī)節(jié)水一半，省電10%5。1.2 課題的意義本次畢業(yè)設(shè)計(jì)選擇“基于單片機(jī)的洗衣機(jī)節(jié)水控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)”是為了更好地學(xué)習(xí)和研究51系列單片機(jī)電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)的相關(guān)知識(shí)，并掌握基本應(yīng)用電路設(shè)計(jì)的方法和技巧。通常的洗衣機(jī)會(huì)優(yōu)先滿(mǎn)足洗凈比的要求，而對(duì)能耗和耗水量的考慮則較少，造成水電的浪費(fèi)。本設(shè)計(jì)采用濁度傳感器測(cè)量洗滌水的污濁程度，確定最佳的洗滌時(shí)間和漂洗次數(shù)，可以用較少的能耗和水耗獲得滿(mǎn)足要求的洗凈比。back1.3 設(shè)計(jì)內(nèi)容本文（設(shè)計(jì)）是“基于單片機(jī)的洗衣機(jī)節(jié)水控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)”，系統(tǒng)以stc89c52單片機(jī)為控制核心，通過(guò)ts濁度傳感器檢測(cè)電路送

15、回的數(shù)據(jù)對(duì)洗滌水的濁度進(jìn)行判斷，通過(guò)洗衣水的污濁程度來(lái)決定是否繼續(xù)漂洗以及漂洗所需用時(shí)，實(shí)現(xiàn)對(duì)洗衣過(guò)程的實(shí)時(shí)檢測(cè)與控制，達(dá)到用最少的能耗實(shí)現(xiàn)最大程度地清潔衣物的目的。back2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)2.1 方案選擇2.1.1 plc控制方案采用可編程邏輯系統(tǒng)plc控制。plc是一種數(shù)字式運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，集成度高，工作穩(wěn)定可靠，且外圍接口多，編程方便，是專(zhuān)為工業(yè)環(huán)境下的系統(tǒng)應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。它采用可編程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存貯執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)等操作指令，并通過(guò)數(shù)字式、模擬式的輸入輸出，控制各種類(lèi)型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程6。但其造價(jià)昂貴，大批量生產(chǎn)費(fèi)用很高，不適用于一般家電使用，故不

16、選用此方案。back2.1.2 pic系列單片機(jī)方案pic單片機(jī)系列是美國(guó)微芯公司（microchip）的產(chǎn)品，它的cpu采用risc結(jié)構(gòu)，分別有33、35、58條指令，屬精簡(jiǎn)指令集。采用harvard雙總線(xiàn)結(jié)構(gòu)，運(yùn)行速度快。此外，它還具有低功耗、驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)等特點(diǎn)7。back由于該系列單片機(jī)的專(zhuān)用寄存器（sfr）并不像51系列那樣都集中在一個(gè)固定的地址區(qū)間內(nèi)(80ffh)，而是分散在四個(gè)地址區(qū)間內(nèi)，有5個(gè)專(zhuān)用寄存器，得反復(fù)地選擇對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)體，給編程控制帶來(lái)麻煩。對(duì)于不熟悉這種硬件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)者來(lái)說(shuō)，它不是一個(gè)最優(yōu)的選擇8。back2.1.3 51系列單片機(jī)方案51系列單片機(jī)的優(yōu)點(diǎn)之一是它從內(nèi)部的

17、硬件到軟件有一套完整的按位操作系統(tǒng)，它不僅能對(duì)片內(nèi)某些特殊功能寄存器的某位進(jìn)行處理，還能進(jìn)行位的邏輯運(yùn)算。51系列在片內(nèi)ram區(qū)間還特別開(kāi)辟了一個(gè)雙重功能的地址區(qū)間，它既可作字節(jié)處理，也可作位處理，使用極為靈活9。back家用洗衣機(jī)要求體積小，容量大，并且功能完備，因此要求控制器體積小，以便能嵌入其結(jié)構(gòu)之中；且控制功能靈活，以實(shí)現(xiàn)不同用戶(hù)的需求。51系列單片機(jī)具有體積小、編程靈活、外設(shè)多樣、易于擴(kuò)展等優(yōu)點(diǎn)，廣泛地應(yīng)用于各種電路控制系統(tǒng)中。由于51系列單片機(jī)技術(shù)成熟，加上其多功能，低功耗等特點(diǎn)，能滿(mǎn)足不同系統(tǒng)的應(yīng)用需要。相比之下，51系列單片機(jī)最大的優(yōu)點(diǎn)就是生產(chǎn)成本低，操作簡(jiǎn)單，適用于小型電路產(chǎn)

18、品開(kāi)發(fā)和大批量生產(chǎn)以其為核心的電器設(shè)備，且都能滿(mǎn)足電路系統(tǒng)的要求。back綜上所述，本次設(shè)計(jì)采用51系列的stc89c52單片機(jī)作為主控芯片。2.2 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)本系統(tǒng)為節(jié)能洗衣機(jī)的控制設(shè)計(jì)。節(jié)能洗衣機(jī)系統(tǒng)由主控制器、按鍵、濁度傳感器、倒計(jì)時(shí)顯示、狀態(tài)顯示和電機(jī)水閥伺服機(jī)構(gòu)等幾大模塊組成，由程序控制實(shí)現(xiàn)洗衣過(guò)程的節(jié)能化與自動(dòng)化。系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)如圖2.1所示。back倒計(jì)時(shí)顯示按鍵輸入mculed指示燈機(jī)蓋開(kāi)關(guān)進(jìn)水閥水位傳感器排水閥ad轉(zhuǎn)換電機(jī)驅(qū)動(dòng)濁度檢測(cè)圖2.1 節(jié)能洗衣機(jī)系統(tǒng)組成本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)洗衣機(jī)整個(gè)洗衣過(guò)程的控制，包括用戶(hù)參數(shù)輸入，洗滌，漂洗，濁度檢測(cè)，脫水等幾大步驟。洗衣機(jī)就會(huì)在每次

19、漂洗完成后智能判斷洗滌水的混濁情況，對(duì)于不同的污濁度設(shè)計(jì)了不同的漂洗時(shí)間。若在任何一次漂洗結(jié)束時(shí)進(jìn)行的濁度檢測(cè)結(jié)果表明洗滌水已足夠清凈，程序就會(huì)直接跳轉(zhuǎn)至“脫水”模式進(jìn)行衣物脫水，從而節(jié)約了大量的冗余漂洗時(shí)間和能源。波輪式全自動(dòng)洗衣機(jī)的結(jié)構(gòu)如圖2.2所示10。back顯示模塊mcu控制單元與按鍵進(jìn)水閥機(jī)蓋動(dòng)作開(kāi)關(guān)洗衣波輪承重彈簧與過(guò)載檢測(cè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)減速器與傳動(dòng)裝置機(jī)蓋內(nèi)桶外桶吸簧式水位傳感器ts濁度傳感器排水閥排水管圖2.2 波輪洗衣機(jī)結(jié)構(gòu)圖2.3 模塊電路設(shè)計(jì)與元件選擇2.3.1 電源設(shè)計(jì)電源模塊是為整個(gè)電路系統(tǒng)和伺服機(jī)構(gòu)提供能源和動(dòng)力的重要保證。一般的直流穩(wěn)壓電源由整流電路、濾波電路和穩(wěn)壓電

20、路等幾部分組成11。本機(jī)電源采用雙路輸出+5v和+12v，分別用于提供電子電路工作電源和電磁閥驅(qū)動(dòng)電源。使用交流變壓器將220v市電降壓至15v，經(jīng)過(guò)二極管整流橋整流、電容濾波和穩(wěn)壓管穩(wěn)壓，能輸出穩(wěn)定的直流5v和12v電壓。電源模塊的電路原理圖如圖2.3所示。圖2.3 雙路穩(wěn)壓電源模塊2.3.2 主控芯片stc89c52驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)本課題的系統(tǒng)控制使用stc89c52單片機(jī)，時(shí)鐘晶振使用12mhz。stc89c52是一種帶8k字節(jié)閃爍可編程可檫除只讀存儲(chǔ)器的低電壓，高性能comos8的微處理器。該器件采用atmel高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的mcs-51指令集和輸出管腳相兼容1

21、2。stc89c52單片機(jī)主要功能如表2.1所示；其封裝與引腳排列如圖2.4所示，其在系統(tǒng)中的工作電路如圖2.5所示。表2.1 stc89c52主要功能兼容mcs51指令系統(tǒng)8k可反復(fù)擦寫(xiě)flash rom32個(gè)雙向i/o口256x8bit內(nèi)部ram3個(gè)16位可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器中斷時(shí)鐘頻率0-24mhz2個(gè)串行中斷可編程uart串行通道2個(gè)外部中斷源共6個(gè)中斷源2個(gè)讀寫(xiě)中斷口線(xiàn)3級(jí)加密位低功耗空閑和掉電模式軟件設(shè)置睡眠和喚醒功能圖2.4 stc89c52引腳排列與引腳功能圖2.5 stc89c52電路原理圖2.3.3 led燈顯示與74hc573鎖存器節(jié)能洗衣機(jī)系統(tǒng)有六個(gè)基本的狀態(tài)，分別是厚物

22、洗滌，薄物洗滌，漂洗，脫水，暫停，停止和報(bào)警。本系統(tǒng)用六個(gè)發(fā)光二極管作為狀態(tài)指示燈，使用共陽(yáng)極接法，由單片機(jī)p1口通過(guò)一個(gè)鎖存器來(lái)控制它們的亮滅。led燈的電路接法如圖2.6所示。back圖2.6 led狀態(tài)指示燈鎖存器(latch)是一種對(duì)脈沖電平敏感的存儲(chǔ)單元電路，它們可以在特定輸入脈沖電平作用下改變狀態(tài)。典型的鎖存器邏輯電路是 d 觸發(fā)器電路13。本設(shè)計(jì)使用的74hc573鎖存器的真值表如表2.2所示。 back表2.2 鎖存器的真值表輸出使能(/oe)鎖存使能(le)輸入端(d)輸出端(q)lhhhlhllllxq0hxxz74hc573的八個(gè)鎖存器都是透明的d型鎖存器，當(dāng)使能引腳le

23、為高電平時(shí)，q輸出將隨數(shù)據(jù)d輸入而變化；反之，鎖存器進(jìn)入鎖存狀態(tài)，d將保持原有信號(hào)的輸出而不受輸入信號(hào)變化的影響14。鎖存器的引腳功能與封裝如圖2.7所示。圖2.7 鎖存器的引腳及其功能在在本課題的應(yīng)用中，單片機(jī)p0口和p1口的八路 i/o 口上分別需要外接鎖存器，這是為了實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和地址在i/o口上的復(fù)用。back2.3.4 七段數(shù)碼管顯示led（light emiting diode）是發(fā)光二極管英文名稱(chēng)的縮寫(xiě)。常用的led有共陽(yáng)極和共陰極2種。共陰極led顯示器的發(fā)光二極管的陰極連在一起，通常此公共陰極接地15。本次設(shè)計(jì)是用于顯示時(shí)間，采用共陰極led顯示就可以有較好的顯示效果。在多位le

24、d顯示時(shí)，通常將所有位的段碼線(xiàn)相應(yīng)段并聯(lián)在一起，由1個(gè)8位i/o口控制，形成段碼線(xiàn)的多路復(fù)用，而各位的共陰極或共陽(yáng)極分別由相應(yīng)的地址線(xiàn)控制，形成各位的分時(shí)選通16。七段數(shù)碼管電路如圖2.8所示。 back圖2.8 七段數(shù)碼管顯示2.3.5 濁度檢測(cè)模塊設(shè)計(jì)ts濁度傳感器是ge公司開(kāi)發(fā)的一種專(zhuān)門(mén)用于家電產(chǎn)品的低成本傳感器，主要用于洗衣機(jī)、洗碗機(jī)等產(chǎn)品的水污濁程度的測(cè)量，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理圖如圖2.9所示。此種濁度傳感器體積小，兼容ttl電平，使用方便17，故本次設(shè)計(jì)采用ts濁度傳感器。 back圖2.9 ts濁度傳感器結(jié)構(gòu)原理圖濁度傳感器的工作原理是：當(dāng)光線(xiàn)穿過(guò)一定量的水時(shí)，光線(xiàn)的透過(guò)量取決于該水的

25、污濁程度：水越污濁，透過(guò)的光就越少。光接收端把透過(guò)的光強(qiáng)度轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的電壓大小。通過(guò)測(cè)量接收端的電壓，就可以計(jì)算出水的污濁程度。洗滌水的透光度與洗滌時(shí)間t的關(guān)系曲線(xiàn)如圖2.10所示。 back （a）圖為洗滌全過(guò)程的濁度變化 （b）圖為輕污和重污的透光度比較圖2.10 洗滌水的透光度與洗滌時(shí)間t的關(guān)系曲線(xiàn)在節(jié)能洗衣機(jī)系統(tǒng)中，濁度傳感器安裝在洗衣機(jī)的排水管口附近，如圖2.11所示，在洗衣機(jī)開(kāi)始排水時(shí)啟動(dòng)數(shù)據(jù)采集進(jìn)行水質(zhì)檢測(cè)，并將檢測(cè)結(jié)果送單片機(jī)。圖2.11 濁度傳感器的工作示意圖濁度值是由ts濁度傳感器測(cè)得濁度數(shù)據(jù)，送adc0804進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換后所得的數(shù)值。實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)根據(jù)不同容量的洗衣機(jī)進(jìn)行

26、實(shí)驗(yàn)來(lái)確定更準(zhǔn)確的濁度值與對(duì)應(yīng)的洗滌時(shí)間。表2.3表明衣物濁度與洗滌參考時(shí)間的關(guān)系。 back表2.3 洗滌水濁度與洗滌參考時(shí)間的關(guān)系序號(hào)污濁程度a（十進(jìn)制a/d值）洗滌時(shí)間（min）1a 556255 a 948394 a 126104126 a 152125152 a 173146173 a 191167191 20820adc0804是用cmos集成工藝制成的逐次比較型摸數(shù)轉(zhuǎn)換芯片。該芯片內(nèi)有輸出數(shù)據(jù)鎖存器，當(dāng)與控制器連接時(shí)，無(wú)須附加邏輯接口電路。逐次比較型ad由一個(gè)比較器和da轉(zhuǎn)換器通過(guò)逐次比較邏輯構(gòu)成，從msb開(kāi)始，順序地對(duì)每一位將輸入電壓與內(nèi)置da轉(zhuǎn)換器輸出進(jìn)行比較，經(jīng)多次比較而輸

27、出數(shù)字值。其優(yōu)點(diǎn)是速度高、功耗低。adc0804引腳如圖2.12所示。 back圖2.12 adc0804引腳功能在本系統(tǒng)中，濁度信號(hào)轉(zhuǎn)換為0v5v電壓信號(hào)，濁度傳感器連接adc0804的輸入接口進(jìn)行采樣處理，然后將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為8位數(shù)值0x000xff送入單片機(jī)p1口。ts濁度傳感器及其數(shù)據(jù)ad采樣電路如圖2.13所示。 back圖2.13 ts濁度傳感器及其數(shù)據(jù)ad采樣電路2.3.6 電機(jī)控制本設(shè)計(jì)采用家用洗衣機(jī)常用的單相交流電機(jī)，這種電機(jī)有兩個(gè)繞組：主繞組和副繞組，兩個(gè)繞組在空間上相差90度。在啟動(dòng)繞組上串聯(lián)一個(gè)容量較大的啟動(dòng)電容，由于電容器作用使啟動(dòng)繞組中的電流在時(shí)間上比運(yùn)行繞組超前9

28、0度角，先到達(dá)最大值。在時(shí)間和空間上形成兩個(gè)相同的脈沖磁場(chǎng)，使定子與轉(zhuǎn)子之間產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，電機(jī)轉(zhuǎn)子中產(chǎn)生感應(yīng)電流，與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)互相作用產(chǎn)生電磁場(chǎng)轉(zhuǎn)矩，使電機(jī)旋轉(zhuǎn)起來(lái)。 back普通單相電機(jī)這兩個(gè)繞組完全一樣，互相可以交換。要使電機(jī)反轉(zhuǎn)，只要交換兩個(gè)繞組中的一個(gè)繞組的首尾接線(xiàn)就可反轉(zhuǎn)。電機(jī)的調(diào)速是通過(guò)一個(gè)串接線(xiàn)圈實(shí)現(xiàn)。單相交流電機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制原理如圖2.14所示。 back圖2.14 單相交流電機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制在本設(shè)計(jì)中，采用兩只hjr1-2c電磁繼電器控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)，一只hrs2h-s電磁繼電器控制電機(jī)的旁路繞阻以實(shí)現(xiàn)脫水時(shí)電機(jī)的高轉(zhuǎn)速工作。電機(jī)控制部分的電路原理圖如圖2.15所示。圖2.15

29、 電機(jī)控制部分2.3.7 水閥水閥的動(dòng)作采用電磁閥控制，使用兩只hrs2h-s電磁繼電器耦合來(lái)控制兩個(gè)大功率電磁閥。進(jìn)水或排水時(shí)，由單片機(jī)發(fā)出指令，使繼電器觸點(diǎn)吸合，接通水閥的電磁鐵，帶動(dòng)閥門(mén)執(zhí)行進(jìn)水或排水操作。水閥電路如圖2.16所示。 back圖2.16 水閥控制電路2.3.8 水位傳感器水位傳感器采用吸簧式浮子傳感器，它本身輸出的就是數(shù)字信號(hào)。當(dāng)水位有變化時(shí)，浮子隨著水位上下浮動(dòng)，內(nèi)置磁石使對(duì)應(yīng)高度的簧片吸合，觸點(diǎn)導(dǎo)通；浮子離開(kāi)時(shí)，當(dāng)前觸點(diǎn)斷開(kāi)，到下一個(gè)觸點(diǎn)吸合。單片機(jī)掃描觸點(diǎn)變化信號(hào)就可判斷當(dāng)前洗衣桶內(nèi)的水位。水位傳感器結(jié)構(gòu)示意圖如圖2.17所示。 back外殼吸簧浮子液面圖2.17

30、水位傳感器結(jié)構(gòu)示意圖2.3.9 電磁繼電器本電路系統(tǒng)是低壓控制高壓類(lèi)型的程控電子線(xiàn)路，由芯片輸出的邏輯電平+5v來(lái)控制交流220v的負(fù)載電機(jī)。當(dāng)繼電器線(xiàn)圈兩端有電流時(shí)，線(xiàn)圈產(chǎn)生的磁通使銜鐵吸向鐵芯極面，從而推動(dòng)常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，常開(kāi)觸點(diǎn)閉合；當(dāng)線(xiàn)圈兩端電流小于一定值時(shí)，機(jī)械反力大于電磁吸力，銜鐵回到初始狀態(tài)，常開(kāi)觸點(diǎn)斷開(kāi)，常閉觸點(diǎn)接通。繼電器原理圖如圖2.18所示。back圖2.18 繼電器原理圖3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)3.1 系統(tǒng)主程序根據(jù)硬件設(shè)計(jì)要求，控制主程序流程如圖3.1所示。洗衣機(jī)通電后，單片機(jī)上電進(jìn)行程序的初始化操作，默認(rèn)洗衣機(jī)工作模式為“厚物洗滌”，并顯示此工作模式下的預(yù)設(shè)時(shí)間，然后掃描鍵盤(pán)

31、，等待用戶(hù)命令。當(dāng)按下“開(kāi)始”鍵后，系統(tǒng)就開(kāi)始倒計(jì)時(shí)，并進(jìn)入相應(yīng)的工作模式程序開(kāi)始洗滌。back開(kāi)始初始化顯示時(shí)間鍵盤(pán)掃描按鍵動(dòng)作指示計(jì)算走時(shí)電機(jī)工作模式設(shè)定圖3.1 主程序流程圖 主程序設(shè)定采用死循環(huán)的工作模式，在系統(tǒng)初始化后就一直按次序反復(fù)執(zhí)行各個(gè)功能模塊的子程序，檢查各標(biāo)志位的狀態(tài)。這樣即使系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間地處在暫?；蛲Ｖ?fàn)顟B(tài)下，依然能夠及時(shí)響應(yīng)用戶(hù)的操作，快速恢復(fù)到正常的工作狀態(tài)中，有效避免程序跑飛使控制器死機(jī)的情況。3.2 計(jì)算時(shí)間子程序計(jì)時(shí)子程序用定時(shí)器0工作在方式0進(jìn)行定時(shí)，每隔50ms產(chǎn)生一次中斷，計(jì)數(shù)變量計(jì)滿(mǎn)20次則為1秒，每一秒都讓秒值自減1，從而實(shí)現(xiàn)較精確的1秒倒計(jì)時(shí)。分鐘值則

32、以秒值的變化情況作為條件作出相應(yīng)的計(jì)算。走時(shí)結(jié)束后程序會(huì)關(guān)停定時(shí)器，以避免干擾和其他不可預(yù)知的情況出現(xiàn)。在分鐘變量與秒鐘變量被重新賦初值后，程序會(huì)根據(jù)系統(tǒng)當(dāng)前工作模式來(lái)決定是否開(kāi)啟定時(shí)器。計(jì)算時(shí)間的程序流程如圖3.2所示。back入口 n中斷20次？ y分鐘值0？n y0 秒值 60？n y分鐘值為0 .秒值=59秒值自減1n y0 秒值 59？關(guān)定時(shí)器秒值自減1分值自減1返回圖3.2 計(jì)算時(shí)間子程序流程3.3 中斷程序系統(tǒng)用定時(shí)計(jì)數(shù)器0工作在方式0，每500毫秒溢出產(chǎn)生一次計(jì)數(shù)中斷，用于定時(shí)1秒鐘的計(jì)時(shí)服務(wù)。中斷程序流程如圖3.3所示。back中斷入口中斷計(jì)數(shù)變量自加1重裝計(jì)數(shù)初值中斷返回圖

33、3.3 中斷程序3.4 顯示時(shí)間子程序顯示時(shí)間子程序用于洗衣機(jī)的倒計(jì)時(shí)時(shí)間顯示。當(dāng)定時(shí)器t0啟動(dòng)后，單片機(jī)p0口發(fā)送時(shí)間數(shù)據(jù)與位選信號(hào)，用數(shù)碼管掃描方式顯示時(shí)間值。顯示時(shí)間子程序如圖3.4所示。back入口 .n y時(shí)間顯示允許？ 位選循環(huán)右移位選信號(hào)送p0口數(shù)碼碼段送p0口 n6位都掃描顯示了？ y返回圖3.4 顯示時(shí)間子程序流程3.5 濁度數(shù)據(jù)ad轉(zhuǎn)換及漂洗控制子程序adc程序主要用于處理來(lái)自ts濁度傳感器的模擬數(shù)據(jù)，將濁度信號(hào)轉(zhuǎn)換成8位的二進(jìn)制信號(hào)，送單片機(jī)處理判斷。當(dāng)本子程序被調(diào)用時(shí)，會(huì)先啟動(dòng)ad轉(zhuǎn)換并讀取數(shù)據(jù)，若轉(zhuǎn)換結(jié)果允許顯示，則調(diào)用顯示ad結(jié)果的子程序，否則其數(shù)據(jù)就僅僅用于給單片

34、機(jī)判斷濁度，這樣避免了不必要的顯示，提高程序效率。本部分是實(shí)現(xiàn)節(jié)水目標(biāo)的核心環(huán)節(jié)，其程序流程圖如圖3.5所示。back入口打開(kāi)ad片選啟動(dòng)ad轉(zhuǎn)換讀取ad數(shù)據(jù)賦給單片機(jī)p1口nad結(jié)果顯示允許？ y轉(zhuǎn)換結(jié)果送顯示n yad結(jié)果小于濁度閥值？漂洗標(biāo)志置1漂洗標(biāo)志置0 返回圖3.5 adc子程序流程圖3.6 鍵盤(pán)掃描子程序本設(shè)計(jì)采用44矩陣鍵盤(pán)作為系統(tǒng)輸入模塊，其4根行線(xiàn)和4根列線(xiàn)都由單片機(jī)p3口的8個(gè)位來(lái)控制。按鍵采用逐行掃描的方式，分別對(duì)4行掃描，相應(yīng)地讀取4列的電平變化，再將行與列的值比較，其交點(diǎn)處就是有動(dòng)作的按鍵，由此就可計(jì)算出相應(yīng)的鍵值而判斷是哪個(gè)按鍵被按下了。掃描矩陣鍵盤(pán)的程序流程圖如

35、圖3.6所示。back入口低4位置1，放入4行。判斷按鍵所在行。高4位置1，放入4列。判斷按鍵所在列。讀取鍵值n y鍵值是否有效？鍵盤(pán)服務(wù)子程序返回圖3.6 鍵盤(pán)掃描子程序流程程序中設(shè)定了鍵值有效性的判斷，若按鍵鍵值無(wú)效或程序沒(méi)檢測(cè)到按鍵操作，系統(tǒng)將跳過(guò)鍵盤(pán)服務(wù)子程序，僅僅對(duì)其進(jìn)行掃描。當(dāng)有按鍵被按下時(shí)，程序才調(diào)用相應(yīng)的服務(wù)子程序。這樣節(jié)約了程序在非用戶(hù)操作時(shí)的運(yùn)行時(shí)間，減少調(diào)用繁雜的子程序所占用的線(xiàn)程，提高mcu運(yùn)行效率。3.7 鍵盤(pán)服務(wù)子程序鍵盤(pán)服務(wù)子程序是根據(jù)按鍵指令來(lái)決定系統(tǒng)工作的服務(wù)程序，它僅在鍵值有效時(shí)才被調(diào)用執(zhí)行，這樣可充分利用單片機(jī)內(nèi)有限的硬件資源，加快程序的運(yùn)行速度和減短程序

36、的掃描周期。鍵盤(pán)服務(wù)子程序采用多分支判斷結(jié)構(gòu)，讀入不同的鍵值來(lái)執(zhí)行相應(yīng)的程序。每一次掃描僅作一次判斷，并設(shè)置相應(yīng)的系統(tǒng)工作模式標(biāo)志，以此來(lái)決定整機(jī)的工作狀態(tài)與下達(dá)動(dòng)作指令。鍵盤(pán)服務(wù)子程序流程如圖3.7所示。back入口讀取鍵值y工作模式1：厚物洗滌y值為0？ny工作模式2：薄物洗滌值為4？ny“開(kāi)始”鍵，系統(tǒng)工作值為1？ny工作模式5：暫停n值為5？y工作模式6：停止值為9？ny工作模式7：報(bào)警值為2？ny機(jī)蓋打開(kāi)，系統(tǒng)暫停值為6？n 返回圖3.7 鍵盤(pán)服務(wù)子程序3.8 工作模式設(shè)定程序單片機(jī)根據(jù)鍵盤(pán)和倒計(jì)時(shí)模塊輸入的命令來(lái)判斷系統(tǒng)當(dāng)前應(yīng)進(jìn)入的工作模式。若工作條件滿(mǎn)足，此程序就為系統(tǒng)設(shè)定相應(yīng)的

37、工作模式，并修改模式標(biāo)志，送至動(dòng)作服務(wù)子程序執(zhí)行操作。系統(tǒng)的七種模式可由倒計(jì)時(shí)程序或系統(tǒng)傳感器的輸入信號(hào)來(lái)自動(dòng)設(shè)置，也可由用戶(hù)通過(guò)按鍵輸入來(lái)改變。工作模式設(shè)定的程序流程如圖3.8所示。back入口讀入模式標(biāo)志變量值y“厚物洗滌”子程序值為1？ny“薄物洗滌”子程序值為2？ny“漂洗”子程序值為3？ny“脫水”子程序n值為4？y系統(tǒng)暫停，設(shè)置標(biāo)志值為5？ny系統(tǒng)停止，蜂鳴提示值為6？ny系統(tǒng)報(bào)警，蜂鳴提示值為7？n返回圖3.8 工作模式設(shè)定程序流程3.8.1 “厚物洗滌”與“薄物洗滌”子程序單片機(jī)通過(guò)不同的條件來(lái)判斷執(zhí)行不同的洗滌方式。當(dāng)啟動(dòng)鍵被按下后，洗衣機(jī)進(jìn)水閥通電打開(kāi)，當(dāng)供水達(dá)到預(yù)定水位時(shí)

38、，吸簧式水位傳感器中對(duì)應(yīng)的水位開(kāi)關(guān)接通，進(jìn)水閥斷電關(guān)閉。然后mcu接通洗滌電機(jī)的電源，帶動(dòng)波輪旋轉(zhuǎn)即可進(jìn)行洗滌。厚物模式與薄物模式的洗衣過(guò)程基本相同，區(qū)別在于二者的水量和洗滌時(shí)間的差異。兩種洗滌模式的流程如圖3.9所示。back入口開(kāi)進(jìn)水閥n預(yù)設(shè)水位到了？y關(guān)進(jìn)水閥電機(jī)正反轉(zhuǎn)洗滌n分鐘到0了？y開(kāi)排水閥n低水位到了？y設(shè)為漂洗模式返回圖3.9 洗滌程序流程圖3.8.2 “漂洗”子程序漂洗的目的在于清除衣物上的洗滌劑，因此，漂洗過(guò)程與洗滌過(guò)程的電器動(dòng)作是相同的，關(guān)鍵在于通過(guò)實(shí)時(shí)濁度檢測(cè)與漂洗時(shí)間決策達(dá)到節(jié)能洗衣的目的。漂洗程序流程如圖3.10所示。入口判斷水的濁度y已漂洗4次？nn濁度判斷結(jié)果y

39、說(shuō)明要漂洗？n定時(shí)器已開(kāi)啟？設(shè)定漂洗時(shí)間，y開(kāi)定時(shí)器。ny分鐘為0值？yn 秒鐘為0值？ny開(kāi)排水閥水位為低？開(kāi)進(jìn)水閥漂洗濁度檢測(cè)跳出漂洗模式 返回圖3.10 漂洗程序流程圖3.8.3 “脫水”子程序漂洗過(guò)程結(jié)束后，程序轉(zhuǎn)入“脫水”狀態(tài)。系統(tǒng)使電機(jī)停車(chē)，打開(kāi)排水閥門(mén)排水。當(dāng)洗衣機(jī)的水位低到一定程度并滿(mǎn)足脫水條件時(shí)，電機(jī)調(diào)到正車(chē)高速檔，帶動(dòng)洗衣桶內(nèi)的衣物高速旋轉(zhuǎn)進(jìn)行脫水。排水洗衣機(jī)脫水子程序的開(kāi)啟由工作模式標(biāo)志設(shè)定，實(shí)現(xiàn)2min電機(jī)高速運(yùn)作。排水程序流程如圖3.11所示。back入口 n漂洗允許標(biāo)志為0？yy定時(shí)器tr0為0？n動(dòng)作標(biāo)志置2：漂洗設(shè)定脫水時(shí)間2min開(kāi)定時(shí)器yn計(jì)時(shí)時(shí)間到？停機(jī)等

40、待開(kāi)排水閥，脫水返回圖3.11 脫水程序流程圖3.9 系統(tǒng)動(dòng)作服務(wù)程序系統(tǒng)動(dòng)作服務(wù)子程序管理洗衣機(jī)各個(gè)工作模塊的動(dòng)作，主要是按照程序指令控制電機(jī)的啟停與水閥的開(kāi)閉?？刂茀?shù)來(lái)自鍵盤(pán)和倒計(jì)時(shí)模塊的輸入。動(dòng)作服務(wù)子程序流程如圖3.12所示。back入口讀入動(dòng)作標(biāo)志變量值y電機(jī)間歇正反轉(zhuǎn)值為1？ny電機(jī)加速脫水值為2？ny開(kāi)進(jìn)水閥值為3？ny開(kāi)排水閥n值為4？y停止全部動(dòng)作值為7？ny停止全部動(dòng)作其他值？ 返回圖3.12 系統(tǒng)動(dòng)作服務(wù)程序流程圖4 系統(tǒng)調(diào)試與分析在完成節(jié)能洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)后，將程序在系統(tǒng)硬件上進(jìn)行功能驗(yàn)證。系統(tǒng)硬件組成部分如圖4.1所示。圖4.1 節(jié)能洗衣機(jī)系統(tǒng)硬件部分 系統(tǒng)上電

41、后，會(huì)進(jìn)入默認(rèn)的“厚物洗滌”模式并等待操作，如圖4.2所示。通過(guò)模式選擇按鍵可切換至“薄物洗滌”模式。這時(shí)只要按下“開(kāi)始”鍵，洗衣機(jī)就會(huì)按照程序設(shè)定開(kāi)始工作。圖4.2 系統(tǒng)上電后的等待狀態(tài)在選定洗滌模式之后按下開(kāi)始鍵，系統(tǒng)開(kāi)始倒計(jì)時(shí)，并打開(kāi)進(jìn)水閥進(jìn)水，如圖4.3所示。在預(yù)定水位達(dá)到后，控制器關(guān)閉進(jìn)水閥，主電機(jī)在程序的控制下間歇正反轉(zhuǎn)，帶動(dòng)波輪和洗衣桶轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行洗滌，如圖4.4所示。back開(kāi)進(jìn)水閥電機(jī)等待圖4.3 進(jìn)水狀態(tài)電機(jī)控制電機(jī)工作圖4.4 洗滌狀態(tài) 洗衣機(jī)完成漂洗后進(jìn)入歷時(shí)2分鐘的脫水模式工作。如圖4.5所示，脫水狀態(tài)指示燈點(diǎn)亮，排水閥打開(kāi)，電機(jī)在高速檔運(yùn)作。若此時(shí)在時(shí)間剩余1分鐘內(nèi)水位

42、降至最低，則洗衣機(jī)直接跳出脫水程序，完成洗滌，進(jìn)入停機(jī)等待狀態(tài)。排水閥打開(kāi)電機(jī)高速運(yùn)作圖4.5 系統(tǒng)“脫水”工作狀態(tài) 在系統(tǒng)的正常工作中，若有異常情況出現(xiàn)，系統(tǒng)會(huì)立刻中斷當(dāng)前工作任務(wù)，進(jìn)入“報(bào)警”狀態(tài)：使電機(jī)停車(chē)等待，蜂鳴器發(fā)出告警音響，如圖4.6所示。當(dāng)處理異常情況后，按下“開(kāi)始”鍵洗衣機(jī)就會(huì)恢復(fù)到原來(lái)的工作狀態(tài)，繼續(xù)洗滌工作?！皥?bào)警”狀態(tài)指示燈點(diǎn)亮圖4.6 系統(tǒng)進(jìn)入“報(bào)警”狀態(tài) 經(jīng)過(guò)硬件驗(yàn)證，本系統(tǒng)除具備洗衣機(jī)基本功能外，也具有智能判斷濁度，自主決策漂洗時(shí)間，根據(jù)水位情況制定洗滌任務(wù)等功能，本課題設(shè)計(jì)最終實(shí)現(xiàn)節(jié)能洗衣機(jī)的預(yù)期功能。back總結(jié)本課題采用stc89c52單片機(jī)對(duì)家用洗衣機(jī)進(jìn)行

43、智能控制，設(shè)計(jì)的節(jié)水控制洗衣機(jī)系統(tǒng)充分應(yīng)用了濁度檢測(cè)技術(shù)，通過(guò)硬件設(shè)計(jì)與軟件編程，實(shí)現(xiàn)了洗衣機(jī)的節(jié)能控制，一個(gè)按鈕就能完成洗衣的全過(guò)程，且將洗衣機(jī)水耗降至最低。本設(shè)計(jì)系統(tǒng)的特點(diǎn)有：back(1) 由ts濁度傳感器和水位傳感器檢測(cè)到衣物的污濁度與洗滌所用水量,既能保證洗凈衣物又使洗滌時(shí)間縮短，最大限度地提高洗滌效果,節(jié)約能源及用水量,達(dá)到了本設(shè)計(jì)設(shè)定的節(jié)水這一主要目的。(2) 本設(shè)計(jì)還考慮到半自動(dòng)時(shí)的情況，用戶(hù)可以根據(jù)自己的需求自由選擇洗衣機(jī)的工作方式與洗滌時(shí)間。在洗衣機(jī)工作的任一過(guò)程中，用戶(hù)可根據(jù)需要隨時(shí)暫停洗衣機(jī)，機(jī)蓋檢測(cè)和過(guò)載保護(hù)能有效保證用戶(hù)安全與洗衣機(jī)穩(wěn)定工作，延長(zhǎng)使用壽命。back在

44、本課題的設(shè)計(jì)過(guò)程中，也出現(xiàn)了不少問(wèn)題。如濁度傳感器暫時(shí)找不到，找到的雖然精度高質(zhì)量好，但是價(jià)格不菲。經(jīng)過(guò)分析，發(fā)現(xiàn)濁度傳感器在工作中輸出的是0v5v的模擬電壓信號(hào)，而這個(gè)信號(hào)可用電位器輸出，給設(shè)計(jì)和實(shí)物檢驗(yàn)帶來(lái)極大方便。back本設(shè)計(jì)仍存在一些不足之處，如洗衣機(jī)水位調(diào)節(jié)只有二級(jí)水位變化，在實(shí)際應(yīng)用中可以增加水位調(diào)節(jié)級(jí)別，以便把洗衣機(jī)的節(jié)能功效發(fā)揮到最大；雖然系統(tǒng)消除了繼電器動(dòng)作單元對(duì)控制單元的影響，但在同塊萬(wàn)用板上焊接的幾個(gè)電磁繼電器之間又相互影響，看來(lái)只有使用更規(guī)范的pcb電路板和更合理的布線(xiàn)才能消去這種干擾。在軟件設(shè)計(jì)方面，本課題的軟件設(shè)計(jì)只考慮了各功能模塊都正常運(yùn)行的情況，而沒(méi)設(shè)計(jì)在某個(gè)

45、關(guān)鍵器件故障時(shí)系統(tǒng)的自檢與保護(hù)性停機(jī)的程序，故在不同的系統(tǒng)中可視具體情況在程序中加入更加全面的故障處理與保護(hù)功能以使系統(tǒng)完善。由于時(shí)間所限，本設(shè)計(jì)的硬件模擬只能做出節(jié)能洗衣機(jī)的幾大基本功能，不能做出較完善和較全面的多功能控制系統(tǒng)，也是本設(shè)計(jì)的遺憾之處。back參考文獻(xiàn)1 蔡瑞雄，替代效應(yīng)的滾筒洗衣機(jī)市場(chǎng)提升對(duì)策研究，碩士論文，華南理工大學(xué)，20102 魯建國(guó)，洗衣機(jī)的消費(fèi)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)，家用電器，2009，5，283 余永權(quán)，嵌入式智能家電的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)，電子世界，2009，7，44 韋宇聰，dd滾桶洗衣機(jī)用無(wú)刷直流電機(jī)系統(tǒng)及控制策略研究，碩士論文，哈爾濱工業(yè)大學(xué)，20105 譚劍，模糊推理

46、及其在洗衣機(jī)上的應(yīng)用，碩士論文，華南理工大學(xué)，20096 李全利，單片機(jī)原理及接口技術(shù). 高等教育出版社 2004年7 彭偉，單片機(jī)程序設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn). 電子工業(yè)出版社 2009年8 周靈彬，基于proteus的電路與pcb設(shè)計(jì). 電子工業(yè)出版社 2010年9 吳金戌，單片機(jī)實(shí)踐與應(yīng)用. 電子工業(yè)出版社 2002年10 郭天祥，新概念51單片機(jī). 電子工業(yè)出版社 2009年11 扈剛，全自動(dòng)洗衣機(jī)混濁度智能測(cè)試儀的設(shè)計(jì)，本科論文，鄭州輕工業(yè)學(xué)院，200712 克強(qiáng)，用at89c2051單片機(jī)制作洗衣機(jī)控制電路，電子世界，2001，3，2713 王琰，基于mcs-51單片機(jī)的洗衣機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，家電科

47、技，2009，1614 龐學(xué)民，數(shù)字電子技術(shù). 清華大學(xué)出版社 2005年15 童詩(shī)白，模擬電子技術(shù)基礎(chǔ). 高等教育出版社 2005年16 曾璐，基于at89c52 單片機(jī)的洗衣機(jī)智能控制系統(tǒng)，碩士論文，江西理工大學(xué)，200917 楊欣，51單片機(jī)應(yīng)用與實(shí)踐叢書(shū). 清華大學(xué)出版社 2008年。back致 謝經(jīng)過(guò)兩個(gè)月的的學(xué)習(xí)和研究，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)課題也接近尾聲。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是在我的指導(dǎo)老師xxx的親切關(guān)懷和悉心指導(dǎo)下完成的。作為一個(gè)本科生的畢業(yè)論文，由于經(jīng)驗(yàn)的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒(méi)有導(dǎo)師的督促指導(dǎo)，以及同學(xué)們的支持和幫助，是難以按時(shí)完成課題設(shè)計(jì)的。感謝院系的老師們，是他們?cè)诖髮W(xué)

48、4年中教給我知識(shí)和為人處世的道理。最主要的是指導(dǎo)我畢業(yè)設(shè)計(jì)的xxx老師，課題的研究工作從選題到完成，無(wú)不傾注了x老師誨人不倦的關(guān)懷、指導(dǎo)和教誨。在我做畢業(yè)設(shè)計(jì)的每個(gè)階段，從選題到查閱資料，論文提綱的確立，硬件電路的設(shè)計(jì)，后期論文格式的調(diào)整等各個(gè)環(huán)節(jié)中，xxx都給予了悉心指導(dǎo)與幫助。在此謹(jǐn)向xxx老師致以誠(chéng)摯的謝意。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，在本系老師們的指導(dǎo)下，我不僅更深入地學(xué)習(xí)了有關(guān)51單片機(jī)的知識(shí)，還對(duì)節(jié)能控制系統(tǒng)有了更深入的了解。另外，更重要的是我還學(xué)會(huì)了一種系統(tǒng)學(xué)習(xí)的方法，學(xué)會(huì)了怎么去發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，解決問(wèn)題，這將是一生受用的財(cái)富之一，我會(huì)將此收獲運(yùn)用到以后的學(xué)習(xí)和生活中。在本次課題設(shè)計(jì)結(jié)束之際，我還要

49、感謝xxxx系電子教研組的各位老師，是他們?cè)谖矣龅嚼щy時(shí)付出的耐心和給予的指導(dǎo)使我從解決問(wèn)題的過(guò)程中學(xué)到更多的知識(shí)，以及同學(xué)們?cè)谶@期間給我的各方面幫助。back附錄一 系統(tǒng)原理圖。back上述論文純屬本人畢業(yè)設(shè)計(jì)，絕對(duì)獨(dú)一無(wú)二，版權(quán)所有。軟件編程方面，論文中程序有所保留，仿真原理圖在完整的程序中調(diào)試成功，可以實(shí)現(xiàn)上述所有功能。需要proteus 仿真原理圖的，請(qǐng)聯(lián)系qq：624156374；價(jià)格詳議。附錄二 源程序/*=基于單片機(jī)的節(jié)能洗衣機(jī)控制程序設(shè)計(jì)=*/#include#include#define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit dula = p26;/段鎖存。p0是數(shù)碼管數(shù)據(jù)端sbit wela = p27;sbit beep = p23;sbit diola= p25;/led指示燈鎖存sbit mod_hou =p10;/厚物指示sbit mod_bao =p11;/薄物指示sbit mod_rewash = p12;/漂洗指示sbit mod_dry =p13;/甩干指示sbit mod_pause =p14;/暫停指示sbit mod_stop = p15;/停止指示sbit mod_err