智能洗衣机控制系统设计--资料

机电方向课程设计说明书智能洗衣机控制系统设计院（系）机械工程学院专业机械工程及自动化班级机械五班学生xxxxxxx指导老师XXXXX2013年1月1日机电方向课程设计任务书兹发给班学生设计任务书，内容如下：1．设计题目：智能洗衣机控制系统设计2．应完成的项目：（1）主电机的控制回路（2）洗衣机的各个铺助功能的设计与实现（3）单片机（或其他控制器）的控制程序的编写（4）操作界面的设计（5）各部分的电路连接（6）编写20页左右的详细说明书3．参考资料以及说明：4．本设计任务书于2012年11月30日发出，应于2012年12月21日前完成，然后进行答辩。指导教师签发2012年11月30日课程设计评语：课程设计总评成绩：指导教师签字：年月摘要近年来随着计算机在社会领域的渗透，单片机的应用正在不断地走向深入，同时带动传统洗衣机的更新。在现代新型家电产品系统中，单片机往往是作为一个核心部件来使用，仅单片机方面知识是不够的，还应根据具体硬件结构，以及针对具体应用对象特点的软件配合，以作完善。本设计是基于单片机的基础上所设计的智能洗衣机控制系统的设计。设计的智能洗衣机具有主电机的运行控制、洗衣的时间显示、洗衣的类型选择、水温加热等功能。对于一部智能洗衣机来说，最主要的是洗衣功能的完善，同时还要根据用户的要求设计各个辅助功能的设计与实现，控制面板的美观，符合人机工程学。另外还要对洗衣过程中出现的故障进行诊断，保证高速运转时脱水功能的安全性等。关键词：智能洗衣机、单片机、功能完善目录摘要..................................................................................................................................................3第一章绪论......................................................................................................................................11.1引言................................................................................................................................................11.2项目内容和要求............................................................................................................................1第二章系统概述及硬件电路设计..................................................................................................22.1系统结构介绍...............................................................................................................................22.2系统硬件电路设计........................................................................................................................31.电源电路..................................................................................................................................32.驱动电路...................................................................................................................................33.蜂鸣器电路...............................................................................................................................44.负载检测电路模块...................................................................................................................55.水位检测电路..........................................................................................................................66.LCD显示模块..........................................................................................................................77.键盘输入模块...........................................................................................................................7第三章系统程序..............................................................................................................................8附图：系统总电路图........................................................................................................................17参考文献............................................................................................................................................17第一章绪论1.1引言随着时代变迁科技越发日新月异，不断更新换代。洗衣机作为每个家庭主妇都趋之若鹜的实用家电更是随着时代的脚步变得越来高级。传统的洗衣机只有简单的洗衣功能和脱水功能，但是智能洗衣机却具有强弱洗涤功能，快洗，单脱等功能，能够更好的适应人们的生活需求。本设计使用AT89C52单片机为主控芯片，，洗衣机的各项功能是由单片机控制实现的，单片机的体积小，控制功能灵活，因此，设计出基于单片机的全自动洗衣机控制电路系统具有很强的实用性，根据人机工程的要求设计配有智能洗衣机的电源电路模块，驱动电路模块，传感器模块，键盘输入模块，蜂鸣器电路模块等，以此来实现智能洗衣机的控制系统。本设计主要针对这几个模块的电路设计还有程序设计做出思考。目的为将人们的需要变成现实，设计出更节能、功能更全面、更人性化的智能洗衣机，让广大的人生活变得更加美好。1.2项目内容和要求本次专业设计的项目名称是智能洗衣机控制系统设计，我必须在要求的时间内完成本次项目的所以要求。项目的要求是首先完成对洗衣机的功能控制，功能有很多其中包括：智能洗衣机主电机的运行控制、洗衣时的时间显示、洗衣的类型选择、水温加热等功能。具体表现为为洗衣机设计主电机的控制回路，洗衣机的各个辅助功能的设计与实现，基于单片机的控制程序的编写以及操作界面的设计，各部分的电路连接，这些都是本项目的设计主要内容与要求。要做好这些要提前做好准备工作，查阅资料等。第二章系统概述及硬件电路设计2.1系统结构介绍智能洗衣机控制系统采用的是AT89C52单片机为主机控制芯片，同时外围电路还包括了电源电路、驱动电路、蜂鸣器电路、负载检测电路模块、水位检测电路、LCD显示模块，键盘输入模块等。下图为智能洗衣机控制系统的结构框图。图1智能洗衣机结构框图ATC89C52单片机电源电路蜂鸣器模块LCD显示模块温度传感器水位传感器负载传感器驱动电路电机正反转键盘输入模块2.2系统硬件电路设计1.电源电路本次设计中电源电路用于将220V的交流电转化为所需要的直流电压。220V交流电先经变压器降压，然后经过二极管桥式整流，电容滤波后送入集成稳压器进行稳压，然后将稳定的直流电压输送给智能洗衣机控制系统电路的其他用电模块。整个由桥式整流电路，电容，集成稳压器7815和集成稳压器7805组成。从集成稳压器7815输出端输出的15V电压直接用于给V/F转换器供电，从集成稳压器7805输出端输出的5V电压用于给其他直流低压部分提供电源。如图2.图2系统电源电路2.驱动电路由光电耦合器MOC3041和大功率晶闸管构成。MOC3041是常用的双向晶闸管输出的光电耦合器，带过零触发电路，有很好的隔离性。单片机将控制信号传递给MOC3041的输入端，经MOC3041的输出端来控制大功率晶闸管的控制端，从而由大功率晶闸管来控制相应的负载。这种设计方式可以使系统强弱电之间具有很好的隔离效果，控制方便，性能稳定。如下图3所示，当MOC3041的2号引脚为高电平时，5号和6号引脚之间不导通，大功率晶闸管不导通，相应负载断电；当MOC3041的2号引脚为低电平时，其5号和6号引脚之间导通，大功率晶闸管导通，相应的负载处于启动状态，驱动负载工作。图3驱动电路3.蜂鸣器电路用蜂鸣器作为发声元件，可以在需要的时候发出声响，在洗衣机系统中可用于提示洗衣过程结束及对洗涤过程中出现的故障进行报警。如下图4所示，AT89C52的P1.3与9012的基极相连。当P1.3输出高电平时，9012截止，蜂鸣器不发生；当P1.3输出低电平时，9012导通，蜂鸣器发出蜂鸣声。图4蜂鸣器电路4.负载检测电路模块负载检测电路是本次设计中洗衣机能实现智能检测的关键电路。其电路图如图5所示。经电动机两端输出的感应电动势先后经过半波整流，光耦，滤波送入到单片机的P2.7口进行分析检测出负载信息。图5负载检测电路5.水位检测电路如图6所示为水位检测电路。为了使计算机直接读数，传感器采用敏感元件，L为传感器内部线圈，匝数为480匝，电感量在(3.30～5.40mH)，初始电感量为3.30mH。电容C1、C3选用0.22uF/63V。R5为1k，R8为4.7k。L、C1、C3组成的谐振电路与数字反向器7404连接输出标准方波，随着水位的变化，谐振频率作相应的改变。图6水位检测电路6.LCD显示模块LCD12864是一种常用的液晶显示器，内含有国标一级、二级简体中文字库。通过使用LCD12864可以实现本设计所需要的显示效果。如图7所示，12864的数据口与单片机的P0口相连，通过控制P0口的输出即可调整液晶显示的字符。RS、RW、EN为LCD与单片机之间的读写控制信号，通过对其控制可以实现对LCD的读写控制。图7液晶显示电路7.键盘输入模块下图8为本次设计中键盘输入模块电路，此设计是方便用户来自行选择洗涤模式和控制洗涤程序的启动/暂停的。键盘按键只有两个，其中一个按键用于选择洗涤模式，另一个用于控制洗衣机的启