基于單片機的全自動洗衣機控制系統(tǒng)設(shè)計

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4.2.2洗滌程序的設(shè)計274.2.3漂洗程序的設(shè)計284.2.4脫水程序的設(shè)計28

第五章系統(tǒng)調(diào)試31

5.1硬件調(diào)試315.2軟件調(diào)試325.3整體調(diào)試33總結(jié)37

第2章全自動洗衣機的設(shè)計方案

2.1系統(tǒng)方案選擇

方案一、本設(shè)計采用89S52單片機設(shè)計的全自動洗衣機1、控制系統(tǒng)的電路組成

該電路主要組成部件是由AT89S52單片機、指示燈、電動機、蜂鳴器、水位開關(guān)控制器、LED顯示燈、及4只案件組成。其組成如圖3.1所示。電動機有兩個控制端，一端控制電動機正轉(zhuǎn)且該端與P2.0相連，另一端控制電動機的反轉(zhuǎn)且該端與P2.1相連。電控開關(guān)共兩個，一個為水位開關(guān)且受P1.6的控制，另一個為洗衣機蓋開關(guān)而受P1.7的控制，當(dāng)電控開關(guān)的控制端為“0〞時洗衣機進水，當(dāng)電控開關(guān)的控制端為“1〞時洗衣機脫水。顯示器共有兩只P0控制高位顯示器，P2控制地位顯示器。蜂鳴器有由P3.5控制，當(dāng)P3.5輸出為“1〞時蜂鳴器發(fā)聲。本系統(tǒng)采用12M的晶體振蕩器定時器0和定時器1的設(shè)置為每隔100us產(chǎn)生一次中斷。

單片機主控系統(tǒng)電機控制電路復(fù)位電路進水、排水電路蜂鳴器報警電路電源電路顯示電路

圖2.1設(shè)計總方框圖

方案二基于89C51單片機設(shè)計的全自動

它有啟動鍵、強制中止鍵、水位選擇鍵、進水閥、排水閥、洗衣電機、脫水電機及各種顯示電路。結(jié)構(gòu)圖如下：

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啟動鍵微處理器水位選擇開關(guān)中止鍵手動排水閥運行狀態(tài)顯示手動脫水閥蜂鳴器報警進水閥、排水閥

圖2.2設(shè)計總方框圖

其中，P3.2口接啟動/中止鍵，按下為啟動，再按一次為中止；P3.5、P3.6、P3.7分別是正轉(zhuǎn)顯示、反轉(zhuǎn)顯示和脫水。電機顯示，用數(shù)碼管和二極管的亮滅進行顯示，P2.3口接報警器，蜂鳴器BUZI發(fā)出提醒音。

該設(shè)計雖然參與了手動項，但是由于C51芯片本身的PO口的特別性使得新手在連接時簡單出現(xiàn)問題。利用89C51單片機實現(xiàn)，大部分的功能可以用單片機來實現(xiàn)，這樣可以使整個電路比較簡單，而且成本也比較低，（使用單片機的外圍電路比較簡單），而且在時間計數(shù)計算上精度大，擴展功能很便利。但假使系統(tǒng)設(shè)計的不好，則系統(tǒng)不是很穩(wěn)定，這樣就為系統(tǒng)設(shè)計提出了挑戰(zhàn)。方案三基于DSP的變頻洗衣機控制系統(tǒng)設(shè)計

本洗衣機系統(tǒng)主要實現(xiàn)的功能包括：浸泡、洗滌、漂洗、脫水、手動設(shè)置和延時洗衣等，根據(jù)變頻洗衣機的原理和負載特性。

本課題的洗衣機工作方式可分為自動和手動等兩種洗衣方式。自動方式由洗衣機自動檢測、預(yù)備各項參數(shù)進行洗衣，手動方式需要用戶設(shè)置各部分的工作參數(shù)，包括洗滌用水量、浸泡時間、漂洗時間、脫水時間、電機轉(zhuǎn)速、洗衣時刻等。接下來，進水閥開啟通過水位傳感器判斷水量是否達到要求。開始浸泡，最終根據(jù)用戶手動設(shè)置的參數(shù)進行浸泡(自動式默認時間為零)，然后獲取檢測或設(shè)置的工作參數(shù)完成洗衣程序中的洗滌漂洗和脫水等操作。

該設(shè)計方案可行性很高，而且電路簡單，可以用軟件仿真，但實現(xiàn)困難，要經(jīng)過變頻、

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計算等方式來實現(xiàn)，實現(xiàn)起來對設(shè)計者的要求很高。軟件要求高。方案四PLC控制的全自動洗衣機課程設(shè)計洗衣機的工作原理：

洗衣機的進水、排水分別由進水電磁閥和排水電磁閥執(zhí)行。洗滌正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)由洗滌電動機驅(qū)動波盤正、反轉(zhuǎn)來實現(xiàn)。脫水時，由脫水電磁離合器合上、排水電磁閥吸合，洗滌電動機正轉(zhuǎn)進行甩干。洗滌完成由蜂鳴器報警。

PLC由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù)，采用嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路采取了先進的抗干擾技術(shù)，具有很高的可靠性。但PLC設(shè)計要設(shè)計出梯形圖，設(shè)計圖沒有一同固定的方法和步驟，具有很大的試探性和隨意行，比較難掌控，分析起來繁雜且困難，并且很簡單遺漏一些應(yīng)當(dāng)考慮的問題。

綜合上述幾種方案，出于對笨設(shè)計的安全性和實現(xiàn)簡單、便利，且S52單片機中的典型，有高速率、高性能、低功耗的有點，且結(jié)構(gòu)先進、功能強大。因此我選擇了第一方案，基于S52單片機的全自動洗衣機控制系統(tǒng)設(shè)計。

2.2具體設(shè)計方案

本系統(tǒng)實現(xiàn)了對洗衣機整個洗衣過程的控制，包括用戶參數(shù)輸入、洗衣、漂洗、排水和脫水等階段?？刂葡到y(tǒng)主要由電源電路、單片機控制系統(tǒng)和外部硬件電路構(gòu)成。2.2.1按鍵

洗衣機面板上有4個按鈕K1,K2，K3,K4。

（1）通過K1鍵步進改變“標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)濟，單獨，排水〞四種方式，執(zhí)行相應(yīng)程序，對應(yīng)指示燈亮。

（2）通過K2健步進改變“強洗。弱洗，〞兩種方檢測開關(guān)式。（3)通過K3鍵控制洗衣機的運行，暫停和接觸報警功能。（4）K4為啟動鍵2.2.2洗衣機自檢

洗衣機上電后，先進行自檢，包括檢查安全開關(guān)，排水閥狀態(tài)，進水閥工作過程，電機的運轉(zhuǎn)，若發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象則蜂鳴器響，報警燈亮。

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2.2.3洗衣程序1、洗滌過程

放好衣物，啟動開關(guān)，進水閥通電，向洗衣機供水，當(dāng)?shù)竭_要求水位時,進水閥斷電關(guān)閉,中止進水;洗滌電機M接通電源，帶動撥龍旋轉(zhuǎn)洗滌衣物，通過電機M不停的正轉(zhuǎn)，停，反轉(zhuǎn)，反復(fù)循環(huán)，形成洗滌水對衣物產(chǎn)生猛烈的翻滾作用，衣物之間，衣物與四周桶壁之間產(chǎn)生摩擦達到洗滌效果。2、漂洗過程

漂洗與洗滌過程一致,只是時間短一些。3、脫水過程

洗滌或漂洗終止后，電機M中止轉(zhuǎn)動，排水閥M通電開啟，進行排水.排水閥動作的同時,電機M也接通,使電機可以帶動內(nèi)桶轉(zhuǎn)動.當(dāng)水位低到一定程度時，滿足安全條件，脫水電機M接通，帶動脫水桶高速旋轉(zhuǎn)，利用離心力把衣物上的水從桶壁的小眼里甩出，全部洗衣工作完成后，由蜂鳴器發(fā)出鳴響，表示衣物已洗清白。2.2.4顯示

洗滌、漂洗及脫水的方式都通過9個LED燈的顯示，依次顯示為標(biāo)準(zhǔn)、經(jīng)濟、單獨、排水、強洗、弱洗、洗滌、漂洗、脫水這九個選擇。

2.3控制系統(tǒng)的功能

基于單片機洗衣機通過控制系統(tǒng)設(shè)定洗衣程序在洗滌脫水桶內(nèi)自動完成注水、洗滌、漂洗、排水和脫水全過程。洗衣時控制系統(tǒng)開啟進水電磁閥開始注水；當(dāng)洗滌脫水桶內(nèi)的水位達到系統(tǒng)設(shè)定值時單片機發(fā)送一個低電平通知控制系統(tǒng)關(guān)閉進水電磁閥，同時啟動電機洗衣。電機在系統(tǒng)的控制下進行正轉(zhuǎn)、停、反轉(zhuǎn)通過傳動帶動波輪執(zhí)行洗滌程序；當(dāng)洗滌時間終了，控制系統(tǒng)切斷電機電路開啟排水電磁閥開始排水；然后再次注水，洗衣機進入漂洗狀態(tài)，完成漂洗程序（尋常為2次漂洗）后，開始排水，同時排水電磁閥的動作并且松開為脫水程序做好準(zhǔn)備；排水終止后系統(tǒng)控制電機單方向高速運轉(zhuǎn)完成脫水程序；當(dāng)脫水程序終了系統(tǒng)控制排水電磁閥和電機斷電，排水閥復(fù)位，同時蜂鳴器奏響，通知用戶整個洗衣程序終止。

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第3章系統(tǒng)硬件設(shè)計

3.1系統(tǒng)硬件總體設(shè)計

1、工作原理

全自動洗衣機是通過水位開關(guān)與電磁進水閥協(xié)同來控制進水、排水以及電機的通斷，從而實現(xiàn)自動控制的。電磁進水閥起著通、斷電源的作用。硬件工作原理圖如下圖3-1：輸入量（接通電源）

圖3.1硬件工作原理圖

控制電路電動機洗衣機輸出量（運行或中止）全自動洗衣機控制系統(tǒng)是能實現(xiàn)“正常運行〞的控制方式：

（1）將水位通過水位選擇開關(guān)設(shè)在適合的位置低水位，開始進水，達到設(shè)定的水位后，中止進水；

（2）選擇洗滌方式后按下啟動鍵后，開始洗衣；

（3）依照選擇的洗衣方式開始洗滌，電動機轉(zhuǎn)動，正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)交替循環(huán)；（4）洗衣完成后，洗衣機開始排水河脫水，脫水時電動機單方向轉(zhuǎn)動；（4）洗衣過程完成，報警后自動停機。2、組成框圖

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按鍵輸入電機單片進水閥水位頻率信號LED顯示燈機排水閥蜂鳴報警圖3.2硬件結(jié)構(gòu)組成框圖

3、關(guān)于AT89S52芯片

AT89S52為ATMEL所生產(chǎn)的一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系統(tǒng)可編程Flsah存儲器。

AT89S52主要功能列舉如下：

1）、擁有靈敏的8位CPU和在系統(tǒng)可編程Flash

2）、晶片內(nèi)部具時鐘振蕩器（傳統(tǒng)最高工作頻率可至12MHz）3）、內(nèi)部程序存儲器（ROM）為8KB4）、內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器（RAM）為256字節(jié)5）、32個可編程I/O口線6）、8個中斷向量源

7）、三個16位定時器/計數(shù)器8）、三級加密程序存儲器9）、全雙工UART串行通道4、單片機各個引腳的功圖能：

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圖3.3AT89S52單片機

VCC：

AT89S52電源正端輸入，接+5V。VSS：

電源地端。XTAL1：

單芯片系統(tǒng)時鐘的反相放大器輸入端。XTAL2：

系統(tǒng)時鐘的反相放大器輸出端，一般在設(shè)計上只要在XTAL1和XTAL2上接上一只石英振蕩晶體系統(tǒng)就可以動作了，此外可以在兩引腳與地之間參與一20PF的小電容，可以使系統(tǒng)更穩(wěn)定，避免噪聲干擾而死機。RESET：

AT89S52的重置引腳，高電平動作，當(dāng)要對晶片重置時，只要對此引腳電平提升至高電平并保持兩個機器周期以上的時間，AT89S51便能完成系統(tǒng)重置的各項動作，使得內(nèi)部特別功能寄放器之內(nèi)容均被設(shè)成已知狀態(tài)，并且至地址0000H處開始讀入程序代碼而執(zhí)行程序。EA/Vpp：

\為英文\的縮寫，表示存取外部程序代碼之意，低電平動作，也就是說當(dāng)此引腳接低電平后，系統(tǒng)會取用外部的程序代碼（存于外部EPROM中）來執(zhí)行

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程序。因此在8031及8032中，EA引腳必需接低電平，由于其內(nèi)部無程序存儲器空間。假使是使用8751內(nèi)部程序空間時，此引腳要接成高電平。此外，在將程序代碼燒錄至8751內(nèi)部EPROM時，可以利用此引腳來輸入21V的燒錄高壓（Vpp）。ALE/PROG：

ALE是英文\的縮寫，表示地址鎖存器啟用信號。AT89S52可以利用這支引腳來觸發(fā)外部的8位鎖存器（如74LS373），將端口0的地址總線（A0～A7）鎖進鎖存器中，由于AT89S52是以多工的方式送出地址及數(shù)據(jù)。平日在程序執(zhí)行時ALE引腳的輸出頻率約是系統(tǒng)工作頻率的1/6，因此可以用來驅(qū)動其他周邊晶片的時基輸入。此外在燒錄8751程序代碼時，此引腳會被當(dāng)成程序規(guī)劃的特別功能來使用。PSEN：

此為\的縮寫，其意為程序儲存啟用，當(dāng)8051被設(shè)成為讀取外部程序代碼工作模式時（EA=0），會送出此信號以便取得程序代碼，尋常這支腳是接到EPROM的OE腳。AT89S52可以利用PSEN及RD引腳分別啟用存在外部的RAM與EPROM，使得數(shù)據(jù)存儲器與程序存儲器可以合并在一起而共用64K的定址范圍。PORT0（P0.0～P0.7）：

端口0是一個8位寬的開路汲極（OpenDrain）雙向輸出入端口，共有8個位，P0.0表示位0，P0.1表示位1，依此類推。其他三個I/O端口（P1、P2、P3）則不具有此電路組態(tài)，而是內(nèi)部有一提升電路，P0在當(dāng)做I/O用時可以推動8個LS的TTL負載。假使當(dāng)EA引腳為低電平日（即取用外部程序代碼或數(shù)據(jù)存儲器），P0就以多工方式提供地址總線（A0～A7）及數(shù)據(jù)總線（D0～D7）。設(shè)計者必需外加一鎖存器將端口0送出的地址栓鎖住成為A0～A7，再協(xié)同端口2所送出的A8～A15合成一完整的16位地址總線，而定址到64K的外部存儲器空間。PORT2（P2.0～P2.7）：

端口2是具有內(nèi)部提升電路的雙向I/O端口，每一個引腳可以推動4個LS的TTL負載，若將端口2的輸出設(shè)為高電平日，此端口便能當(dāng)成輸入端口來使用。P2除了當(dāng)做一般I/O端口使用外，若是在AT89S52擴展外接程序存儲器或數(shù)據(jù)存儲器時，也提供地址總線的高字節(jié)A8～A15，這個時候P2便不能當(dāng)做I/O來使用了。PORT1（P1.0～P1.7）：

端口1也是具有內(nèi)部提升電路的雙向I/O端口，其輸出緩沖器可以推動4個LSTTL負載，同樣地若將端口1的輸出設(shè)為高電平，便是由此端口來輸入數(shù)據(jù)。假使是使用8052

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或是8032的話，P1.0又當(dāng)做定時器2的外部脈沖輸入腳，而P1.1可以有T2EX功能，可以做外部中斷輸入的觸發(fā)腳位。PORT3（P3.0～P3.7）：

端口3也具有內(nèi)部提升電路的雙向I/O端口，其輸出緩沖器可以推動4個TTL負載，同時還多工具有其他的額外特別功能，包括串行通信、外部中斷控制、計時計數(shù)控制及外部數(shù)據(jù)存儲器內(nèi)容的讀取或?qū)懭肟刂频裙δ?。其引腳分派如下：

P3.0：RXD，串行通信輸入。P3.1：TXD，串行通信輸出。P3.2：INT0，外部中斷0輸入。P3.3：INT1，外部中斷1輸入。P3.4：T0，計時計數(shù)器0輸入。P3.5：T1，計時計數(shù)器1輸入。P3.6：WR：外部數(shù)據(jù)存儲器的寫入信號。P3.7：RD，外部數(shù)據(jù)存儲器的讀取信號。

RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時，要保持RST腳兩個機器周期的高電平日間。

ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平日，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個ALE脈沖。如想阻止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時，ALE只有在執(zhí)行MO，MOVC指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。假使微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE阻止，置位無效。

/PSEN：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次/PSEN有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的/PSEN信號將不出現(xiàn)。

/EA/VPP：當(dāng)/EA保持低電平日，則在此期間外部程序存儲器（0000H-FFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲器。注意加密方式1時，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng)

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/EA端保持高電平日，此間內(nèi)部程序存儲器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。

XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。

XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。5、輸入輸出管腳定義輸入定義：

P0.0；水箱水位計；接上拉電阻；P0.1；電源開關(guān)；接上拉電阻；P0.2；啟動按鍵；接上拉電阻；P0.3；暫停按鍵；接上拉電阻；P0.4；水位設(shè)定；接上拉電阻；P0.5；功能按鍵；接上拉電阻；P0.6；喇叭指示；接上拉電阻；輸出定義：P1.0；洗滌正轉(zhuǎn)；P1.1；洗滌反轉(zhuǎn)；P1.2；抽水電機；P1.3；排氣電閥；P1.4；進自來水；P1.5；改制劑閥；P1.6；進離子閥；P1.7；排水電閥；摸儀量輸入：P3.0；輸入啟動；P3.1；輸出數(shù)據(jù)；P3.2；是否轉(zhuǎn)換終止；P3.3；數(shù)碼管十位；P3.4；數(shù)碼管個位；P3.5；操作界面指示燈；P3.6-wr244輸出；

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P3.7-rd244輸入；P2.0-0809-D0；..P2.7-0809-D7

3.2各單元電路設(shè)計

3.2.1電源電路

單片機系統(tǒng)電源部分的電氣原理圖如下圖。市電220V經(jīng)過變壓器T變壓為12V交

流電，再通過4只二極管全橋整流，經(jīng)過電容C9、C10濾波得到光滑的直流電壓后，經(jīng)過三端穩(wěn)壓管穩(wěn)壓得到穩(wěn)定的+5V電壓給各器件供電。

圖3.4電源電路

3.2.2控制電路1、單片機的復(fù)位電路

復(fù)位電路的作用是復(fù)位。在單片機接上電源以后，或電源出現(xiàn)過低電壓時，將單片機存儲器復(fù)位，使其各項參數(shù)處于初始位置，即處于開機時的標(biāo)準(zhǔn)程序狀態(tài)，以消除由于某種原因的程序紊亂。

單片機的復(fù)位電路有上電復(fù)位和動手復(fù)位兩種形式,RST端的高電平直接由商店瞬間產(chǎn)生高電平則為上電復(fù)位；若通過按鈕產(chǎn)生高電平復(fù)位信號則稱為動手復(fù)位。圖為兼有上電復(fù)位和動手復(fù)位的電路。

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上電復(fù)位時利用電容充電來實現(xiàn)復(fù)位，其工作原理是：上電瞬間RST端的電位與VCC一致，隨著電容C6充電電流的減小，+5V的電壓馬上加到了RST端，該高電平使得單片機復(fù)位。

手動復(fù)位時利用開關(guān)K來實現(xiàn)復(fù)位，此時電源Vcc經(jīng)兩電阻分壓，在RST端產(chǎn)生一個高電平，使得單片機復(fù)位。當(dāng)RST由高變低后復(fù)位終止，CPU從初始狀態(tài)開始工作。單片機的復(fù)位都是靠外部電路實現(xiàn)的，在本次設(shè)計中采用手動復(fù)位，如圖

圖3.5單片機復(fù)位電路

2、單片機的時鐘電路

時鐘電路由晶振元件與單片機內(nèi)部電路組成，產(chǎn)生的振蕩頻率為單片機提供時鐘信號，供單片機信號定時和計時。

在AT89S52單片機內(nèi)部有一個高增益反相放大器，其輸入端引腳為XTAL1，其輸出端為XTAL2。主要在兩引腳之間跨接晶體振蕩器和微調(diào)電容C4、C5，就可以構(gòu)成一個穩(wěn)定的自激震蕩器。本設(shè)計采用圖所示電路。

一般地，電容C1和C2取33pf左右；晶體振蕩器，簡稱晶振，頻率范圍是1.2~12MHz。晶振頻率越高，系統(tǒng)的時鐘頻率也就越高，單片機的運行速度也就越快。在尋常狀況下，使用震蕩頻率為6MHz或12MHz的晶振。假使系統(tǒng)中使用了單片機的串行口通信，則一般使用頻率為11.0592MHz的晶振。而在本次設(shè)計中采用的是頻率為11.0592MHz的晶振。

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圖3.6時鐘電路

3.2.3檢測電路水位監(jiān)測電路

水位檢測的精度直接影響洗凈度、水流強度、洗滌時間等參數(shù)。對于全自動洗衣機，要求水位的檢測必需是連續(xù)的，故常采用諧振式水位傳感器。諧振式水位傳感器是利用電磁諧振電路LC作為傳感器的敏感元件，將被測物體的變化轉(zhuǎn)為LC參數(shù)的變化，最終以頻率參數(shù)輸出。其工作原理是：將水位的高低通過導(dǎo)管轉(zhuǎn)換成一個測試內(nèi)腔氣體變化的壓力，驅(qū)動內(nèi)腔上方的一塊隔膜移動，帶動隔膜中心的磁芯在某線圈內(nèi)移動，從而線圈電感發(fā)生變化。由此引起諧振電路的固有頻率隨水位變化。3.2.4執(zhí)行電路1.繼電器的作用

繼電器是在自動控制電路中起控制與隔離作用的執(zhí)行部件，它實際上是一種可以用低電壓、小電流來控制高電壓、大電流的自動開關(guān)。2電動機控制電路的作用原理

電動機M控制部分的電氣原理圖如下圖。電動機有兩個控制端，一端控制電機正轉(zhuǎn)該端與P2.4相連，另一端控制電機反轉(zhuǎn)該端與P2.5相連。系統(tǒng)供電時交流220V電壓經(jīng)過繼電器加在電動機的兩個控制端。當(dāng)洗衣機接到“正轉(zhuǎn)〞指令時P2.4輸出高電平經(jīng)過R13、Q1使的繼電器Kb線圈得電導(dǎo)Kb，從而使得電機正轉(zhuǎn)。

當(dāng)洗衣機接到“反轉(zhuǎn)〞的指令時P2.5輸出高電平經(jīng)過R23、Q3使得繼電器Ka線圈得

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電導(dǎo)通Ka，從而使得電機反轉(zhuǎn)。

圖3.7電動機的控制電路

3、進水/排水電路

如下圖，進水閥受P1.6的控制，出水閥受P1.7的控制。當(dāng)電控水龍頭的控制端P1.6為“0〞時，Ka線圈得電使得出水閥開啟。

圖3.8進水、排水電路

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3.2.5顯示電路

本設(shè)計有四個按鍵（程序選擇K1、強弱選擇K2、啟動/暫停K3、復(fù)位K4）兩個開關(guān)（水位高低K5、洗衣機蓋開關(guān)K6），十二個發(fā)光二極管（四個程序顯示、兩個功能顯示、三個狀態(tài)顯示、一個進水顯示、一個排水顯示）。

（1）顯示模塊由發(fā)光二極管組成。本設(shè)計中我們采用發(fā)光二極管主要是用來指示洗衣機的工作狀態(tài)，10個發(fā)光二極管分別跟單片機的10個I/O口連接，如下圖。當(dāng)發(fā)光二極管的負極所對應(yīng)的P1口味低電平日，發(fā)光二極管導(dǎo)通。

圖3.9發(fā)光二極管電路

（2）通過按鍵的選擇來確定選擇的功能與程序，主要三個按鍵，按鍵圖如下：

圖3.10按鍵電路

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3.2.6蜂鳴器報警電路

本設(shè)計采用無源蜂鳴器，單片機必需輸出固定頻率的方波信號，其工作電壓范圍寬，4-12V，需要外圍元件少，電壓增益可調(diào)范圍為20-200。通過CPU的P3.5輸出高電平來控制蜂鳴器報警。為保證洗衣機的安全工作，當(dāng)洗衣機出現(xiàn)問題或故障時，洗衣機應(yīng)馬上發(fā)出蜂鳴報警，提醒用戶及時處理，此關(guān)閉電源，同時也是提醒用戶洗衣完成。如下圖：

圖3.11蜂鳴器報警電路

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3.3電路設(shè)計及本章小結(jié)

圖3.12總電路設(shè)計

本章小結(jié)：

本章介紹了系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計，由開關(guān)檢測模塊，驅(qū)動控制模塊，LED顯示模塊，主控電路模塊，外圍設(shè)備模塊，電源模塊等部分組成，并詳細分析了各個模塊的組成及作用，介紹了所用主要芯片的特點及用法，并簡述了模塊設(shè)計時的本卷須知。實現(xiàn)了自動洗衣機應(yīng)具備的基本功能。

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第四章系統(tǒng)軟件設(shè)計

4.1軟件主程序設(shè)計

根據(jù)硬件設(shè)計要求控制主程序流程圖如下圖。洗衣機通電后單片機上電首先進行程序的初始化包括定時器0、外部中斷0、外部中斷1的初始化以及各參數(shù)初值的設(shè)定。默

認洗衣強度為“標(biāo)準(zhǔn)洗〞漂洗次數(shù)2次。然后掃描按鍵的狀態(tài)確定洗衣過程，當(dāng)發(fā)現(xiàn)啟動鍵按下洗衣機從待命狀態(tài)進入工作狀態(tài)，完成進水、洗滌、脫水、漂洗的循環(huán)過程。

當(dāng)洗衣終止時控制蜂鳴器發(fā)聲。表4-1為洗衣機系統(tǒng)控制表：

表4.1洗衣機控制系統(tǒng)表

按鍵選擇K1標(biāo)準(zhǔn)全程洗衣時間30s顯示燈亮漂洗次數(shù)D12次K1經(jīng)濟22sD21次K1單獨10sD30次4.2軟件子程序設(shè)計

軟件的編程思路：全自動洗衣機控制軟件系統(tǒng)根據(jù)其功能要求，主要分為以下幾個大程序模塊：洗滌程序模塊、漂洗程序模塊、脫水程序模塊。

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開始初始化N鍵盤掃描N脫水？NY脫水快洗?Y快速洗Y啟動？洗滌程序時間到了？漂洗程序N脫水程序YN報警？Y結(jié)束

圖4.1主程序流程圖

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洗衣開始開進水閥進水電機運轉(zhuǎn)N洗滌終止？Y

漂洗開始電機轉(zhuǎn)動N漂洗兩次終止？Y脫水開始電機正轉(zhuǎn)

N

脫水終止？Y圖4.2標(biāo)準(zhǔn)洗衣程序流程圖

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蜂鳴器報警洗衣終止

洗衣開始開進水閥進水電機運轉(zhuǎn)N洗滌終止？Y

漂洗開始電機轉(zhuǎn)動N漂洗一次終止？Y脫水開始電機正轉(zhuǎn)

N

脫水終止？Y蜂鳴器報警洗衣終止圖4.3經(jīng)濟洗衣程序流程圖

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4.2.1洗衣程序設(shè)計

(1)洗衣程序分為標(biāo)準(zhǔn)洗滌、經(jīng)濟洗滌和單獨洗滌三種。

(2)標(biāo)準(zhǔn)洗衣過程是進水、洗滌、排水、進水、漂洗、排水、進水、漂洗、排水、脫水。(3)經(jīng)濟方式:進水，洗滌，排水，進水，漂洗，排水，脫水。單獨方式：進水，洗滌。具體流程圖如上圖4.2、4.34.2.2洗滌程序的設(shè)計

洗滌是洗衣過程中的主要步驟。當(dāng)進水終止后進入洗衣狀態(tài)，洗衣開始，電動機正轉(zhuǎn)—中止—反轉(zhuǎn)一直循環(huán)，當(dāng)洗衣時間等于零時，洗衣終止且進入漂洗。

洗滌方式分為強洗和弱洗。強洗即電機轉(zhuǎn)速快，弱洗電機轉(zhuǎn)速慢。程序流程圖如下圖

洗衣開始電機正轉(zhuǎn)電機停止電機反轉(zhuǎn)電機中止N剩余時間=0？

圖4.4洗滌程序流程圖

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4.2.3漂洗程序的設(shè)計

漂洗是一個比較固定的洗衣方式，與洗滌過程操作一致，只是時間短一些。漂洗次數(shù)為2次或1次。漂洗程序流程圖如下圖：

開始進入脫水漂洗指示燈亮NY第一次漂洗漂洗完成？其次次漂洗漂洗指示燈滅漂洗終止

圖4.5漂洗程序流程圖

4.2.4脫水程序的設(shè)計

然后中止脫水，并且蜂鳴器報警提醒用戶系已完成。程序流程圖如下圖：

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開始脫水開排水閥Y開電機脫水蓋板合閉？N蓋板開否？NN蜂鳴器報警

Y脫水終止？暫停

Y機、排水閥開蜂鳴器洗衣終止

圖4.6脫水洗滌程序流程圖

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（2）漂洗狀態(tài)下洗滌燈D7燈滅，漂洗、脫水燈即D8D9燈亮。

圖5.5漂洗狀態(tài)下的實物圖

3、當(dāng)洗衣完成了進水、正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和排水后，也就是洗滌、漂洗、脫水、排水功能逐次實現(xiàn)后，電動機中止轉(zhuǎn)動，排水燈D11亮，同時漂洗、和脫水燈亮即D8、D9，D12一直亮。

圖5.6排水時的實物圖

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總結(jié)

本畢業(yè)設(shè)計的基于單片機的全自動洗衣機控制系統(tǒng)控制。由于其具有內(nèi)存容量大、輸

入輸出口多、I/O的驅(qū)動能力強、指令系統(tǒng)豐富等特點，將其應(yīng)用在家用電器控制中，可大大簡化系統(tǒng)的硬件電路，使系統(tǒng)具有更高的可靠性。

本設(shè)計經(jīng)過設(shè)計達到了預(yù)期的各種功能，完全符合全自動洗衣機的各項要求。在本次設(shè)計中，由于以前的時候總是覺得設(shè)計只要有總體思路就可以了，所以在設(shè)計電路時候，特別是對雙向晶閘管的使用的時候，只是歐諾個書上了解到了無觸點的優(yōu)點但卻沒有想到其實雙向晶閘管的過壓和過流性是十分脆弱的，設(shè)計的時候就直接用它去控制了電機和電磁閥，這樣的穩(wěn)定性在實際的使用中不能穩(wěn)定使用，所以設(shè)計沒有實際意義。后來及時改正。

本章從硬件和軟件兩方面進行介紹。系統(tǒng)硬件部分主要是對硬件各部分電路的設(shè)計，包括開關(guān)檢測模塊，驅(qū)動控制模塊，LED顯示模塊，主控電力模塊，外圍設(shè)備模塊，電源模塊等部分，并詳細分析了各個模塊的組成及作用，介紹了所用主要芯片的特性及用法，簡述了模塊設(shè)計時的本卷須知。軟件部分包括主程序，鍵盤中斷子程序，內(nèi)部設(shè)定時中斷程序設(shè)計和外部中斷程序等部分。每個部分包括主程序，鍵盤中斷子程序，內(nèi)部定時中斷程序設(shè)計和外部中斷程序等部分。每個部分我都畫出了程序流程圖，使得系統(tǒng)的軟件設(shè)計思路明了地浮現(xiàn)在讀者面前，簡單易懂。但是由于個人水平能力有限，論文設(shè)計上存在大量不足之處，有待于進一步的改進。

通過本次設(shè)計可以總結(jié)出：首先單片機的廣泛應(yīng)用使用現(xiàn)在的電子產(chǎn)品設(shè)計越來越便利、功能越來越好、集成度也越來越高。通過對單片機的重新編程可以很便利的改變洗衣機的功能能，其次單片機和微電子等技術(shù)是密切相關(guān)的，它們?nèi)绾螒?yīng)用將直接對設(shè)計結(jié)果產(chǎn)生影響，應(yīng)用不同的元器件和設(shè)計方法可以使洗衣機的設(shè)計結(jié)果截然不同，洗衣機的性能也將有區(qū)別，同時在本設(shè)計中應(yīng)用的元器件都是單片機的應(yīng)用，使該設(shè)計只要稍加修改就可以很便利地開發(fā)出其他基于單片機的洗衣機控制系統(tǒng)。

在科技高速發(fā)展的今天，基于單片機的