根據(jù)51單片機(jī)洗衣機(jī)教學(xué)規(guī)劃報(bào)告

1、單片機(jī)原理及系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)專業(yè)：自動(dòng)控制班級(jí)：控 1102姓名：學(xué)號(hào)：指導(dǎo)教師：蘭州交通大學(xué)自動(dòng)化與電氣工程學(xué)院2014年1月13日基于51單片機(jī)的洗衣機(jī)設(shè)計(jì)1設(shè)計(jì)目的、要求及原理1.1設(shè)計(jì)目的由單片機(jī)控制實(shí)現(xiàn)洗衣機(jī)的各項(xiàng)功能，單片機(jī)的體積小，控制功能靈活，因 此，設(shè)計(jì)出基于單片機(jī)的全自動(dòng)洗衣機(jī)控制電路系統(tǒng)具有很強(qiáng)的實(shí)用性。用單片 機(jī)設(shè)計(jì)出簡單操作省水省電的洗衣機(jī)，在方便日常生活和節(jié)約資源方面都有重要 意義。由于個(gè)人能力有限，我能設(shè)計(jì)的洗衣機(jī)比前沿科技產(chǎn)品要差很多。所以我 這次課設(shè)的主要目的在于通過親手操作，查找資料，培養(yǎng)自己的分析設(shè)計(jì)能力。把這學(xué)期課程中零散的知識(shí)進(jìn)行整合，將理論的知識(shí)聯(lián)系到實(shí)

2、際的生活中。在實(shí) 例中深入理解一些理論知識(shí)，并從中有所收獲，就是意義所在。1.2設(shè)計(jì)要求通過仿真軟件模擬洗衣機(jī)的基本工作過程，如進(jìn)水、洗滌、排水、漂洗、脫 水等。1.3設(shè)計(jì)方法利用89C51單片機(jī)的P0， P1，P2，P3串行輸入輸出功能，控制數(shù)碼管、電 機(jī)、發(fā)光二極管的工作狀態(tài)模擬洗衣機(jī)的基本工作過程。2設(shè)計(jì)方案及原理2.1設(shè)計(jì)方案是：洗衣機(jī)的主要工作程序是：進(jìn)水一洗滌一排水一進(jìn)水一漂洗一排水一脫水一排水。上述工作程序中，主要包含三個(gè)過程，洗滌過程、漂洗過程、脫水過程。(1) 洗滌過程：放好待洗物，啟動(dòng)開關(guān)，進(jìn)水閥通電，向洗衣機(jī)供水，當(dāng)供水達(dá)到預(yù)定時(shí)間后，進(jìn)水閥斷電關(guān)閉，停止供水。洗滌電動(dòng)機(jī)

3、接通電源，帶動(dòng)波輪(或 桶)旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生各種形式的水流攪動(dòng)衣物進(jìn)行洗滌。 通過電動(dòng)機(jī)不停的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn), 形成洗滌水對洗滌物產(chǎn)生強(qiáng)烈的翻滾作用。同時(shí)，衣物之間、衣物與四周桶壁之 間產(chǎn)生互相摩擦和撞擊力，以次達(dá)到洗滌衣物的目的。(2) 漂洗過程：漂洗的目的在于清除衣物上的洗滌液。 因此，在洗滌結(jié)束之后, 換水進(jìn)行漂洗。漂洗過程與洗滌過程的電器動(dòng)作是完全相同的。為了完全漂凈衣 服上的洗衣粉等，所以要多次漂洗，在這次設(shè)計(jì)中漂洗次數(shù)設(shè)定為三次。(3) 脫水過程：漂洗后，需要對衣物進(jìn)行脫水以便晾干，節(jié)省水資源，所以脫水是洗衣過程中必不可少的環(huán)節(jié)。漂洗過程結(jié)束后，電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，排水閥通 電，打開排水閥門排水

4、。當(dāng)排水到達(dá)預(yù)定時(shí)間后，脫水電動(dòng)機(jī)接通，電機(jī)帶動(dòng)脫 水桶高速旋轉(zhuǎn)，利用離心力把衣服上的水從桶壁的小眼里甩出。全部洗衣工作完 成后，表示結(jié)束的LED燈點(diǎn)亮，表示衣物已經(jīng)洗好，洗衣機(jī)在這時(shí)就會(huì)自動(dòng)停止 工作。2.2設(shè)計(jì)原理本設(shè)計(jì)用51單片機(jī)實(shí)現(xiàn)對洗衣機(jī)的控制，通過功能選擇開關(guān)可以選擇洗衣機(jī) 的工作模式。當(dāng)選擇好模式后洗衣機(jī)進(jìn)入相應(yīng)的工作狀態(tài)。該模式的參數(shù)已裝入 單片機(jī)中，洗衣機(jī)在單片機(jī)中預(yù)先裝入程序的控制下進(jìn)行工作。程序?qū)崿F(xiàn)的主要功能是洗滌，漂洗和脫水的控制。其中洗滌時(shí)間設(shè)為96s,用 sec和min控制，其中sec代表分鐘min代表秒。并且通過改變它們的值可以改變洗滌時(shí)間。用P3.2和P3.3控

5、制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)(通過它們高低不同的電平控制 電流的方向，從而改變電機(jī)的轉(zhuǎn)向。漂洗過程和洗滌過程較為相似，由于漂洗要多次進(jìn)行，所以用進(jìn)水次數(shù)標(biāo)志位flagi控制漂洗的次數(shù)，當(dāng)flag1=2、3、4時(shí)為漂洗過程。脫水過程是在出水次數(shù)flag2的控制下進(jìn)行。當(dāng)flag2=4時(shí)脫水,當(dāng)脫水時(shí)間到達(dá)0后，脫水結(jié)束，洗衣結(jié)束，表示停止的指示燈亮。圖1系統(tǒng)組成框圖3硬件設(shè)計(jì)3.1系統(tǒng)主要元器件在本設(shè)計(jì)中主要使用了以下元器件：AT89C51芯片、74LS245芯片、四數(shù)碼管、發(fā)光二極管、直流電動(dòng)機(jī)、三極管等。3.2設(shè)計(jì)原理圖洗衣機(jī)的各項(xiàng)功能是由單片機(jī)控制實(shí)現(xiàn)的，單片機(jī)的體積小，控制功能靈活,51因此，設(shè)計(jì)出基

6、于單片機(jī)的全自動(dòng)洗衣機(jī)控制電路系統(tǒng)具有很強(qiáng)的實(shí)用性采用 系列單片機(jī)作為控制核心，主要包括功能選擇及控制電路、洗衣機(jī)工作狀態(tài)顯示及輸出控制電路。控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)以及進(jìn)水閥和排水閥的開啟和關(guān)閉。如圖2所示為設(shè)計(jì)原理圖。C1屮書X1C2CRYSTALR2101C3'U119otherBUAUB1A1B2A2B3A3B4A4B5A5B6A6B7A7CEAB/BA19324354657-6-8-7-21XTAL1PU .U/ADUP U.1/AD1PU .2/AD2XTAL2PU .3/AD3PU .4/AD4PU .5/AD5PU .6/AD6RSTPU .7/AD7P 2.U/A8P 2.1/

7、A9P 2.2/A1UPSENP 2.3/A11ALEP 2.4/A12EAP 2.5/A13P 2.6/A14P 2.7/A15P 1.UP 3.U/RXDP 1.1P 3.1/rXDP 1.293.2/P 1.3P3.3/INT1P 1.4P 3.4/rUP 1.5P 3.5/11P 1.6P 3.6/WRP 1.7P 3.7/RD1895UC512930338 PU136 PU332 PU7J21a23 b 123 C 124 d 1:12/匕1Udj13mfr14k1'16k339 POO1 R41kk3k44軟件設(shè)計(jì)4.1主程序流程圖kJIHA DQR31k+15V>”

8、. R7Q3dj,_NPNliMbQ1TIP31Q7BC184菜單Lt開始0L*停止Lt功能選擇VD7電機(jī)工作R8丄報(bào)警R992硬件連接圖TIP32+5VA按下K1鍵，洗衣機(jī)從待命狀態(tài)。當(dāng)按下K2鍵后,+3V&Q5NPNQ1U列TIP31Q11lBC18,TIP32PUU DI 進(jìn)水 R1UPUUPU1PU2PU3D2洗衣R16D3浸泡R11D4脫水R12D5換水Pg.笛22UD6結(jié)束22UR51k+5VQ4BC184R61k51單片機(jī)通過預(yù)先裝入的程序控制各引腳的狀態(tài)，讓洗衣機(jī)才進(jìn)入工作狀態(tài)，以實(shí)現(xiàn)進(jìn)水、洗衣、排水、漂洗、脫水、報(bào)警等基本功能。主程序流程圖如圖 3所示。圖3主程序流程

9、圖5系統(tǒng)仿真及實(shí)際調(diào)試5.1仿真結(jié)果C1MF I U1C2 LJ'Rystal 匕 士丁 18R2C3FU曠294U21 18IboAOA1A2A3B4A4B5A5B6A6B7A7CE-AB/BA-2F4:Fr4r三衛(wèi)19XTAL1PO.O/ADOXTAL2PO.1/AD1PO.2/AD2PO.3/AD3RSTPO.4/AD4PO.5/AD5PO.6/AD6PO.7/AD7P 2.O/A8P 2.1/A9P 2.2/A1OP 2.3/A11ALEP 2.4/A12EA-P2.5/A13P 1.OP 2.6/A14P 2.7/A15P 3.O/RXDP 1.1P 3.1/rXDP 1.2

10、P3.2/IHTO-P 1.3P3.3/IHT1P 1.4P 3.4/rOP 1.5P 3.5/11P 1.6P3.6/WR-P 1.7P3.7/RD-*37PO2 !1 33PO6 121a*23C 1J3c 1,*24.d 1"1：26g-|28dp 1Odj-'5 k2.39 POOotherR1J2O卜R41kR31kQ6Q7BC184+15VQ3一 dj，二NPN*>290-+3V>Q5NPNQ1TIP31Q2TIP32菜單開始停止功能選擇D7電機(jī)工作"D8報(bào)警P.R9"12?4:系統(tǒng)仿真結(jié)果+5Vi L5.1問題分析本電路為模擬洗衣

11、機(jī)工作過程,nQ10XTIP 31Q11BC184R51kTIP321D1 進(jìn)水 icPOOf10.* Ou卜D2洗衣_16 _PO1£6* 22OD3浸泡PO2R11監(jiān)脫水R12PO4 £換水R134-_D6結(jié)束P O5R14* -_+5VAR61k所以進(jìn)水和排水部分只能用輸出引腳上的發(fā)光二極管表示工作狀態(tài)，報(bào)警電路為脫水過程的保護(hù)電路，當(dāng)脫水未結(jié)束打開洗衣機(jī)蓋的時(shí)候，報(bào)警電路工作并斷開電機(jī)電源，防止發(fā)生事故。6總結(jié)在本設(shè)計(jì)中通過軟，硬件的配合設(shè)計(jì)，很好的實(shí)現(xiàn)了洗衣機(jī)的控制功能。本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單,控制功能強(qiáng)大，自動(dòng)化程度高等特點(diǎn)。系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)采用模塊化的設(shè)計(jì)方法,各模塊功

12、能相對獨(dú)立，最后把它們整合在一起，大大的縮短了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)周期。為保證洗衣機(jī)及人身安全，設(shè)計(jì)了報(bào)警電路。本設(shè)計(jì)還考慮半自動(dòng)的設(shè)計(jì)，用戶可以根據(jù)自己的需求自由選擇洗衣機(jī)的工作方式，這一點(diǎn)是通過功能選擇鍵實(shí)現(xiàn)的。通過這次單片機(jī)課程設(shè)計(jì)，不僅鞏固了課本上所學(xué)的知識(shí)，而 且更加深刻地認(rèn)識(shí)到了單片機(jī)在生活中的重要地位，通過這次課程設(shè)計(jì)讓我對單 片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過程與方法有了一定的認(rèn)識(shí)，很好的培養(yǎng)了自己的創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力。1234參考文獻(xiàn)李朝青.單片機(jī)原理及接口技術(shù)M.北京:北京航空航天出版社，1999.顧濱單片微計(jì)算機(jī)原理、開發(fā)及應(yīng)用M.北京:高等教育出版社，2000.王思明，張金敏，茍軍年等.單片機(jī)原理及應(yīng)用

13、系統(tǒng)設(shè)計(jì)M:科學(xué)出版社，2012.房小翠.單片機(jī)實(shí)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)M.北京:國防工業(yè)出版社，1990.附錄1源程序#in cludevreg51.h>#defi ne uchar un sig ned char#defi ne uint un sig ned intsbit mo_r=P 3八2;sbit mo_l=P3A3；*/電機(jī)右控制線/電機(jī)左控制線*/菜單按鍵/開始按鍵sbit key_me nu=卩3八4;sbit key_o n=P 3八5;sbit key_off=卩3八6;sbit key_se=P 3八7;*/結(jié)束按鍵菜單選擇按鍵sbit led_i n=P 0八0;sb

14、it led_x i=P 0八1;/進(jìn)水指示燈洗衣指示燈sbit led_pao=卩0八2;sbit led_xx=P 0八3;sbit led_out=P0 八4;sbit led_over=卩0八5;/泡洗指示燈脫水指示燈出水指示燈洗衣結(jié)束指示燈sbit led_work=卩0八6;sbit led_wri ng=卩0八7; /sbit other=卩3八1;/電機(jī)工作指示燈報(bào)警指示燈脫水電源控制開關(guān)sbit an ther= P30;/洗衣電源控制開關(guān)*codeuchar num10=0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90;*c

15、har sec=0;/char min=0;/uchar coun t=0;時(shí)間秒時(shí)間分/中斷計(jì)數(shù)uchar flag0=0;/洗衣機(jī)工作狀態(tài)標(biāo)志uchar flag1=0;/進(jìn)水次數(shù)標(biāo)志uchar flag2=0;/出水次數(shù)標(biāo)志uchar flag3=0;/泡洗次數(shù)標(biāo)志uchar err=0;/報(bào)警標(biāo)志uchar qua n=0;/ 正反轉(zhuǎn)計(jì)數(shù)/*/void delay(); /延時(shí)函數(shù)void in();/進(jìn)水子程序void out();/出水子程序void over();/結(jié)束子程序void xi();/洗衣子程序void p ao();/泡衣子程序void xx();/脫水子程序voi

16、d on();/工作on處理子程序void se();/顯示菜單選擇void SEG_dis play();/顯示時(shí)間子void key_sca n();/ 按鍵掃描子程void delay( uint i)uint x,y;for(x=i;x>0;x-)for(y=120;y>0;y-);/* 工作 on 處理子程序 *void on()TMOD=0x01;TH0=(65536-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256;EA=1;ET0=1;TR0=1;if(flag0=0)P0 = 0xff;in()；if(flagO=1)xi()；if(flag0=2

17、)P ao();if(flag0=3)xx();if(flag0=4)out();* 纟結(jié)朿了稈序 *void over()other=0;an ther=0;P0=0xff;mo_r=0;mo_l=0;led_over=0;EA=0;*進(jìn)水了程序 *void in()an ther=0;other=0;P0=0xff;led_i n=0;flag1+;mo_r=0;mo_l=0;mi n=0;sec=8;*洗衣了程序 *void xi()an ther=1;other=0;PO=0xff;led_work=0;led_xi=0;mo_r=1;mo_l=0;mi n=1;sec=36;qua

18、n=0;/*泡衣子程序 *void p ao()an ther=1;other=0;P0=0xff;led_p ao=0;led_work=0;flag3+;mo_r=1;mo_l=0;min=1;sec=35;qua n=0;*水子程序 *void xx() other=1;an ther=0;P0=0xff;mo_r=0;led_xx=0;mo_l=1;mi n=0;sec=50;*出水子程序 *void out()an ther=0;other=0;P0=0xff;led_out=0; flag2+; mo_r=0; mo_l=0;mi n=0;sec=5;*顯示菜單選擇 *void s

19、e()P 0=0xff;if(flag0 >= 5)flag0=0; if(flag0=0) led_i n=0; if(flag0=1)led_xi=0;if(flag0=2)led_ pao=0;if(flag0=3)led_xx=0;if(flag0=4) led_out=0;*菜單處理子程序*void menu()mi n=0;sec=O;mo_r=0;mo_l=0;SEG_dis playO;while(1)if(key_ on=0) dela y(5);if(key_o n=0)while(!key_o n); on ()； break;*if(key_off=0)if(ke

20、y_off=0)while(!key_off)； over(); break;*if(key_se=0)dela y(5); if(key_se=0) while(!key_se);flag0+;se();按鍵掃描子程序*void key_sca n()if(key_me nu=0)delay(5);if(key_me nu=0)while(!key_me nu);menu();*if(key_ on=0)delay(5);if(key_ on=0)while(!key_o n);on ();/*/if(key_off=0)delay(5);if(key_off=0)while(!key_of

21、f); over();顯示子程序*/* void SEG_dis play() P 1=0x01;P 2=nu mmi n/10;delay(10);P1=0x02;P2=nu mmi n%10;delay(10);P1=0x04;P 2=numsec/10; delay(10); P1=0x08;P 2=nu msec%10;delay(IO);/* 主函*/void mai n()led_i n=0;an ther=O;other=0;while(1)SEG_dis playO;key_sca n();/*定時(shí)器0中斷處理程序*/void timer0() interrupt 1 TH0=

22、(65536-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256;coun t+;if(cou nt=20)coun t=0;sec-;if(flag0=1)|(flag0=2)qua n+;switch(qua n)case 1:mo_r=1;mo_l=0;break;case 10:mo_r=0;mo_l=0;break;case 15:mo_r=0;mo_l=1;break;case 25:mo_r=0;mo_l=0;break; default:;if(qua n=30)qua n=0;/*/if(sec=0)&&(min != 0) min-;sec=59;/*/if(sec<