基于单片机的全自动洗衣机控制系统

苏州经贸职业技术学院毕业设计苏州经贸职业技术学院毕业设计(论文)（2011届）题目：基于单片机的全自动洗衣机控制系统苏州经贸职业技术学院毕业设计2摘要随着电子技术的飞速发展人们生活水平的提高及生活节奏的加快，家电产品是越来越深入人们的日常生活。本系统研究的内容就是以单片机为中心的洗衣机控制系统设计，系统采用常见的价廉物美的ATMEL单片机AT89C51作为控制核心。在本设计中，功率驱动电路先由三极管进行电流放大再加到继电器的控制极上，作为继电器的触发信号。由继电器实现对电机、进水阀、排水阀的控制。显示电路采用发光二极管作程序选择健功能显示。电源电路经变压，整流，滤波后经三端集成稳压器7805输出稳定5V直流电压，作为程序控制器的主电源。同时在设计中实现了洗衣机按照整体硬件方案，编制了相应的软件系统，实现了以下主要功能：包括标准程序、经济程序、及强弱程序的多种工作方式，和进水排水功能。关键词:单片机、洗衣机、程序苏州经贸职业技术学院毕业设计1目录第一章绪论.........................................................11.1洗衣机的发展趋势................................................11.2课题背景........................................................21.3本课题的任务及要求..............................................2第二章方案论证.....................................................32.1方案一：电动程序控制器式洗衣机..................................32.2方案二：单片机控制式洗衣机.....................................32.3方案比较与选择..................................................4第三章总体设计.....................................................53.1设计概述........................................................53.2系统基本原理框图................................................53.3洗衣机控制功能分析..............................................53.4电动机的选择....................................................6第四章硬件电路设计.................................................84.1洗衣机控制电路系统框图..........................................84.2电源系统的设计..................................................84.3按键部分和LED部分设计..........................................94.4进/出水阀部分设计...............................................94.5电动机部分设计.................................................10第五章软件程序设计...............................................125.1主程序流程图...................................................125.2子程序流程图...................................................13第六章元器件介绍.................................................146.1AT89C51集成芯片...............................................146.2L298...........................................................16第七章结论........................................................187.1结论...........................................................18致谢................................................错误!未定义书签。参考文献........................................................19苏州经贸职业技术学院毕业设计1第一章绪论1.1洗衣机的发展趋势已经到来的二十一世纪，人们更注重健康与环保，追求舒适、方便与节能。对于洗衣机来说，其设计将趋于向智能型、无波轮型、节能环保型。微小型、组合型方向发展。（1）智能型微电脑和传感器的有机结合，使得洗衣机的智能化进一步提高，洗衣机更加人性化。智能型洗衣机完全可以模仿人对洗涤物的污染程度和洗涤物的多少进行准确的判断，然后选择合适的洗涤剂用量、水位和水流强度，并对整个洗涤过程进行监控。整个洗衣过程只需投放衣物、按下电源即可，它将依赖于各种先进的传感器技术，比如：根据洗涤液的透明度，用光电传感器来自动检测和控制洗涤及漂洗状况；根据脱水时水压的变化，用压电传感器来自动检测和控制整个脱水状况；根据电动机的电流对负载的变化率来检测衣物的多少；根据温度的高低和湿度的大小来自动控制干衣过程等。智能型洗衣机除完成一些传统洗衣机的工作外，还可以做一些具有创造性的工作。（2）无波轮型为了解决洗涤过程中衣物的缠绕和磨损问题，国内外各大洗衣机制造商都在致力于研究新一代无波轮型洗衣机。日本一家公司正在研制超声波洗衣机。它的主要特点是没有电动机和传动系统，在洗涤桶内安装一超声波发生器，利用超声波在液体中产生的“空化”现象，将浸于洗衣桶内衣物上的污垢冲刷下来，从而达到洗净衣物的目的。俄罗斯一家公司则在研制真空洗衣机，它设有一个真空室和泄水装置，它根据气沸腾原理，用泵将洗涤桶内的空气抽出，使桶内的空气极度稀薄，气压急剧降低，进而使水处于沸腾状态。衣物在沸腾气泡的漩涡中经过搅拌，污垢很快就被去除掉，此过程无噪音、无污染、不损伤衣物。臭氧型洗衣机也成为国内外众多洗衣机公司关注的热点。它根据臭氧具有的氧化性，对淀粉、植物色素、脂肪和动植物油等都具有很强的氧化和分解能力，来达到洗衣机过程的去污、杀菌和消毒。无波轮型洗衣机的特点是：没有转动部件，洗涤均匀、无缠绕、磨损率小、噪音低，机械或电气故障，省水、省电等，适宜于洗涤羊毛、呢料、丝织品等高档衣物。（3）节能环保型未来的洗衣机将采用生物洗涤剂，尽量少用或不用化学去污剂，以减少对水资源及环境的污染。同时，利用先进的电力电子技术来降低能耗。（4）微小型美国一公司推出一种根据加热密闭容器使用使其空气形成高压的原理，迫使苏州经贸职业技术学院毕业设计2洗涤剂渗透到衣物中去，达到去污洗涤的目的。这种小型洗衣机只有几公斤重，携带方便，是单身贵族和野营旅游者的好帮手。除此之外，它还可作为小型美容院等毛巾消毒设备使用。（5）组合型将洗衣机与干衣机组合成一体，集洗涤与干燥于一身；或将波轮与滚筒两种洗涤方式组合成一体，可同时满足洗涤大型脏物与薄料真丝的需要。这种组合型洗衣机一般来容量较大，适合旅馆、饭店使用。今后，洗衣机行业的发展将与电子、生物、化学等技术发展密切相关，并为人们生活提供高质量服务。综上所述，随着社会的发展，洗衣机电机不断向高功率密度、节能、环保（低噪声）、智能化等方面发展，这也决定了变速电机将会成为主流电机。尤其是变频电机和无刷电机，由于具有结构可靠、控制方便、效率高、噪声低等优点，将会受到越来越多的用户的青睐。1.2课题背景随着人民生活水平的提高，越来越多的人需要用洗衣机。现在的洗衣机越来越高度自动化，只要衣服放到洗衣机内，简单的按两个键，就会自动注水一些先进的电脑程序控制洗衣机，还能自动的感应衣物的重量，自动添加适合的水量和洗涤剂量，自动的设定洗涤时间和洗涤力度，洗涤完以后自动漂洗，甩干。更有些滚动式洗衣机还会将衣物烘干，整个洗衣的过程完成以后还会用动听的音乐声提醒用户，用户可在洗衣的过程干其他的事，节省不少的时间。总之，每一项技术的进步都极大的推动了洗衣过程自动化程度的提高。1.3本课题的任务及要求本设计采用物美价廉的ATMTEL单片机AT89C51为控制核心，为了保证洗衣机及人身安全，设计了蜂鸣报警电路。本设计按键比较少，所以采用直接输入方式，使电路简单化。电源采用三端集成稳压器7805提供+5V电源。功率驱动电路由开关对电机，进水阀的控制。为了防骗读者更快的了解，熟悉本设计，作为基础知识，还介绍了与洗衣机有关的一些常见电子元器件的基本功能。而且本设计只设计了全自动洗衣机的基本功能，其他的一些功能可在原有的基础上扩展升级，使全自动洗衣机更加的只能换，更加的完善。苏州经贸职业技术学院毕业设计3第二章方案论证2.1方案一：电动程序控制器式洗衣机早期许多波轮式全自动洗衣机的控制系统采用的是电动式程序控制器，，由它完成进水，洗涤，漂洗。脱水，排水等控制。(1)构成和原理电动式控制器多由一只5V的16级低速同步电动机作为动力源，驱动齿轮减速机构成和凸轮机构工作，控制不同的触点，吸合或断开，实现进水，洗涤，漂洗，脱水，排水等功能的控制，典型的电动式程序控制器。控制器内的各个程序触点的吸合，断开受齿轮的控制，吸合，断开时间与凸轮的醒转有关，而凸轮的醒转是根据程序所设置的时间来设计的，控制器内有高速凸轮组合低速的凸轮组两套图论足，其中低速凸轮组有7个凸轮，驱动4组触点，用于控制进水，排水，洗涤，脱水，高速凸轮组与一般机械定时器相似，用于控制标准，轻柔两种洗涤方式，并且还控制电动机按正转，停止，反转的周期运转。故障检测与维修(2)典型故障电动式程序控制器异常会产生不能洗涤，不能脱水，排水不尽就脱水等故障；也会产生一通电就会工作在洗涤，脱水状态的故障。(3)检测为电动式程序控制器的同步电动机提供电源后，控制器不发出“滴答”声，说明电动机没有旋转或是齿轮磨损严重，传动机构被卡死，若电动机不能转动，测电动机的供电是否正常，正常，说明电动机异常，需维修或更换电动机，若电动机运转，将它拆开后进行维修或换电动式程序控制器，若定时器能够工作，但触点不能设置时间接通，则说明凸轮或触电异常，若触点始终接通，说明触点粘连，出点粘连后，可以用什锦锉刀进行打磨。2.2方案二：单片机控制式洗衣机单片机控制的全自动洗衣机,就是指它的程序控制器采用微电脑。这种程序微电脑控制器的核心是单片机,外加稳压电源,时钟电路,功能选择键输入电路,放大驱动电路,显示电路等,它们组成了一个完整的全自动洗衣机的指挥中心。微电脑程序控制器式全自动洗衣机电路的基本原理方框图如图2.1所示。苏州经贸职业技术学院毕业设计4图2.1程序控制器式全自动洗衣机控制电路基本原理方框图生产厂家已在单片机中存入各种程序。操作者通过功能选择键选定某种洗衣程序后,电脑根据输入的这一操作命令,从存储器中取出对应的程序,依次在它的各个输出端上输出有效电平。经外部电路放大后,控制电动机、进水电磁阀、排水电磁阀等产生相应的动作,从而实现整个洗衣过程的自动化操作。因电脑程序控制器电路一般使用低压直流电源,所以通常采用变压器降压、二极管整流、电容滤波电路。