基于單片機(jī)的洗衣機(jī)設(shè)計

1、單片機(jī)原理及系統(tǒng)課程設(shè)計報告單片機(jī)原理及系統(tǒng)課程設(shè)計評語：考勤10分守紀(jì)10分過程30分設(shè)計報告30分答辯20分總成績（100分） 專 業(yè)： 自動控制 班 級： 姓 名： 學(xué) 號: 指導(dǎo)教師： 蘭州交通大學(xué)自動化與電氣工程學(xué)院2014 年 1 月 12 日基于AT89C51單片機(jī)的全自動洗衣機(jī)設(shè)計1 設(shè)計目的及要求1。1設(shè)計目的洗衣機(jī)已成為人們?nèi)粘Ｉ钪斜夭豢缮俚囊徊糠?但是傳統(tǒng)的基于繼電器的控制,已不能滿足人們對洗衣機(jī)的要求。因此設(shè)計了基于單片機(jī)的洗衣機(jī)控制電路系統(tǒng)，由單片機(jī)控制實現(xiàn)洗衣機(jī)的各項功能。單片機(jī)的體積小,控制功能靈活,因此，設(shè)計出基于單片機(jī)的全自動洗衣機(jī)控制電路系統(tǒng)具有很強(qiáng)的實用

2、性。由于個人能力有限，所設(shè)計的洗衣機(jī)比前沿科技產(chǎn)品要差很遠(yuǎn)。所以這次課程設(shè)計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)計能力,把這學(xué)期課程中零散的知識進(jìn)行整合,將理論的知識聯(lián)系到實際的生活中，在實例中深入理解一些理論知識，并從中有所收獲.1.2設(shè)計要求模擬全自動洗衣機(jī)工作過程。以電機(jī)替代洗衣機(jī)電機(jī)。顯示洗衣機(jī)工作的狀態(tài)（進(jìn)水、浸泡、洗衣、脫水、結(jié)束)。顯示工作剩余時間（洗衣程序可自定義，時間精度：秒）.洗衣時交替正、反轉(zhuǎn)。2 設(shè)計方案及原理2。1設(shè)計方案利用AT89C51單片機(jī)的P0，P1，P2，P3串行口的輸入輸出功能，控制數(shù)碼管、電動機(jī)、發(fā)光二極管的工作狀態(tài)，進(jìn)而模擬洗衣機(jī)的基

3、本工作過程。洗衣機(jī)的主要工作過程是:進(jìn)水洗滌-漂洗-換水漂洗-換水-漂洗-換水-脫水結(jié)束.上述工作過程中，包含三個過程:洗滌過程、漂洗過程、脫水過程。（1） 洗滌過程：放好待洗物，啟動開關(guān),進(jìn)水閥通電，向洗衣機(jī)供水，供水結(jié)束后，洗滌電動機(jī)接通電源，通過電機(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;同時衣物之間、衣物與四周桶壁之間產(chǎn)生互相摩擦和撞擊力，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，漂洗過程與洗滌過程的電機(jī)動作是完全相同的。（3） 脫水過程:漂洗過程結(jié)束后,電動機(jī)停止轉(zhuǎn)動，排水閥通電，打開排水閥門排水。當(dāng)排水到一定程度，滿足安全條件時，

4、脫水電動機(jī)接通,電機(jī)帶動脫水桶高速旋轉(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，結(jié)束指示的LED燈點亮,表示衣物已經(jīng)洗好,洗衣機(jī)就會自動停止工作。2。2 設(shè)計原理系統(tǒng)設(shè)計包括晶振和復(fù)位模塊，電機(jī)驅(qū)動模塊,LED顯示模塊,按鍵控制模塊以及數(shù)碼管顯示模塊五部分。利用AT89C51單片機(jī)芯片,芯片左排引腳外接晶振和復(fù)位電路,通過74LS245鎖存器連接至數(shù)碼管，控制數(shù)碼管穩(wěn)定顯示.右排引腳外接電機(jī)驅(qū)動電路和各開關(guān)以及LED燈。通過人工按壓相應(yīng)的開關(guān),接通電機(jī)驅(qū)動電路相應(yīng)的接線端子，實現(xiàn)電機(jī)正反轉(zhuǎn)以及LED顯示?？傮w設(shè)計原理框圖如圖1所示。圖1 系統(tǒng)原理框圖通過對開關(guān)的操作實現(xiàn)選

5、擇想要進(jìn)行的任何操作。當(dāng)選擇好模式后進(jìn)入該模式。該模式的參數(shù)已裝入在單片機(jī)中，在單片機(jī)中程序的控制下進(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。其中洗滌時間設(shè)初值為136s，由于洗衣過程中電機(jī)要不停的正反轉(zhuǎn),所以用P3.2和P3.3控制。通過流經(jīng)電機(jī)兩端電平的高低控制電流的流向,從而改變電機(jī)的轉(zhuǎn)向，實現(xiàn)正反轉(zhuǎn).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flag1控制，當(dāng)flag1為2，3，4時為漂洗過程。脫水過程是在出水次數(shù)flag2的控制下進(jìn)行。當(dāng)flag2為4時脫水，當(dāng)脫水時間到達(dá)0后,脫水結(jié)束，洗衣結(jié)束。上述三個過程中電機(jī)工作利用晶體管組成的驅(qū)動電路進(jìn)

6、行驅(qū)動。3 硬件設(shè)計3。1主要元器件在本設(shè)計中主要使用了以下元器件：AT89C51單片機(jī)芯片、74LS245芯片 、晶體振蕩器、數(shù)碼管、發(fā)光二極管、直流電動機(jī)、三極管.3。2 硬件連接圖該設(shè)計主要應(yīng)用80C51單片機(jī)，外接一些必要的擴(kuò)展電路,構(gòu)成系統(tǒng)電路原理圖，如圖2所示.圖2 硬件連接圖3。3 系統(tǒng)設(shè)計原理該設(shè)計采用模塊化的方法，系統(tǒng)原理圖分為五個模塊，分別為晶振和復(fù)位模塊,電機(jī)驅(qū)動模塊，LED顯示模塊，按鍵控制模塊以及數(shù)碼管顯示模塊。晶振和復(fù)位模塊主要通過51單片機(jī)的內(nèi)部振蕩方式,產(chǎn)生原始的時鐘頻率。電機(jī)驅(qū)動模塊主要包含電阻、三極管放大器和一個電機(jī),通過與51單片機(jī)的P3。0P3。3引腳連

7、接，用于驅(qū)動相應(yīng)的洗衣、漂洗和脫水程序。LED顯示模塊主要通過與51單片機(jī)的P0口8個引腳連接，當(dāng)按下相應(yīng)按鍵時，對應(yīng)的LED指示燈點亮，實現(xiàn)對洗衣機(jī)控制過程的指示。按鍵控制模塊，其連接于P3口部分引腳上,實現(xiàn)對洗衣過程的選擇及控制。數(shù)碼管顯示模塊，其直接與單片機(jī)的P2口相連.4 軟件設(shè)計4。1 主程序流程圖按下K1鍵，洗衣機(jī)進(jìn)入待命狀態(tài)；當(dāng)按下K2鍵后，洗衣機(jī)才進(jìn)入工作狀態(tài)。其主程序及流程圖見附錄2。1.4.2 洗滌過程流程圖電機(jī)正反轉(zhuǎn)均為15s，程序及流程圖見附錄2.2。4。3 漂洗過程流程圖漂洗前先打開排水閥排水5s。然后啟動電動機(jī)漂洗，一次漂洗結(jié)束后，接著判斷漂洗次數(shù)即flag3的值,

8、若flag3 為3則漂洗結(jié)束，若flag3不為3，則再次執(zhí)行漂洗操作，進(jìn)入下一循環(huán).程序及流程圖見附錄2。3.5 系統(tǒng)仿真及實際調(diào)試系統(tǒng)仿真結(jié)果圖如圖3所示.圖3 系統(tǒng)仿真結(jié)果圖6 總結(jié)經(jīng)過一個學(xué)期的時間完成了基于單片機(jī)的洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計，本系統(tǒng)是基于單片機(jī)及其接口技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)綜合應(yīng)用的設(shè)計.實現(xiàn)了對洗衣機(jī)整個洗衣過程的控制包括用戶參數(shù)輸入、洗衣、脫水和結(jié)束演奏四個階段?？刂葡到y(tǒng)主要由電源電路、控制電路兩大模塊構(gòu)成。電源電路為控制電路提供穩(wěn)定的5V直流電壓,為電動機(jī)提供電；控制電路負(fù)責(zé)控制洗衣機(jī)的工作過程,主要由AT89C51單片機(jī)、四位共陽數(shù)碼管、按鍵、LED指示燈、電動

9、機(jī)、進(jìn)水排水電磁閥組成。在系統(tǒng)設(shè)計中查閱了大量相關(guān)的中文和外文資料以及各芯片的廠家技術(shù)資料手冊借鑒了很多前人成熟的經(jīng)驗。對于以上之粗淺體會進(jìn)一步的總結(jié)和提高,需要有更多的社會實踐來提供，我也相信在不久的將來踏入社會,類似這樣的設(shè)計絕不在少數(shù)，只要我們努力學(xué)習(xí)、勇于實踐、勤學(xué)好問我們就會懂得以前不明白或不懂的道理,就會很快地成長和成熟起來.我也相信憑著我自強(qiáng)不息勇于拼搏的精神一定能夠很快的適應(yīng)類似設(shè)計的需要,適應(yīng)這個多變的社會，充分發(fā)揮長處朝我們的方向不斷前進(jìn)前進(jìn)再前進(jìn)！參考文獻(xiàn)1 王思明,張金敏,茍軍年等 單片機(jī)原理及應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計M 科學(xué)出版社 2012：1761892 譚浩強(qiáng) C程序設(shè)計（第

10、四版) M 清華大學(xué)出版社 2010：36-60附錄附錄一源程序includereg51.hdefine uchar unsigned chardefine uint unsigned int/*/sbit mo_r=P32； /電機(jī)右控制線sbit mo_l=P33； /電機(jī)左控制線/*/sbit key_menu=P34； / 菜單按鍵sbit key_on=P35； / 開始按鍵sbit key_off=P36; / 結(jié)束按鍵sbit key_se=P37; / 菜單選擇按鍵/*/sbit led_in=P00;/進(jìn)水指示燈sbit led_xi=P01; / 洗衣指示燈sbit led

11、_pao=P02;/泡洗指示燈sbit led_xx=P03； / 脫水指示燈sbit led_out=P04； / 出水指示燈sbit led_over=P05； / 洗衣結(jié)束指示燈sbit led_work=P06; / 電機(jī)工作指示燈sbit other=P31; /脫水電源控制開關(guān)sbit anther=P30; /洗衣電源控制開關(guān)/*/uchar code num10=0xc0，0xf9，0xa4，0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8，0x80，0x90；/*/char sec=0; / 時間秒char min=0； / 時間分uchar count=0； / 中斷計數(shù)u

12、char 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 quan=0; / 正反轉(zhuǎn)計數(shù) /*/void delay（)； / 延時函數(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 pao（）; / 泡衣子程序void xx（)； / 脫水子程序void on(）； / 工作on處理子程序void se（)； / 顯示菜單選擇void SEG

13、_display()； / 顯示時間子程序void key_scan()； / 按鍵掃描子程序void delay(uint i)uint x,y；for（x=i；x0;x） for（y=120;y>0；y-)；/ 工作on處理子程序/*/void on（）TMOD=0x01；TH0=(65536-50000）/256；TL0=（6553650000）256；EA=1;ET0=1；TR0=1； P0 = 0xff；if（flag0=0） in（）;if（flag0=1） xi（）;if（flag0=2) pao();if(flag0=3) xx（）；if(flag0=4） out(）；/

14、 結(jié)束子程序/*/void over()other=0；anther=0;P0=0xff;mo_r=0;mo_l=0;led_over=0；EA=0；/ 進(jìn)水子程序/*/void in（）anther=0；other=0；P0=0xff；led_in=0；flag1+；mo_r=0；mo_l=0；min=0;sec=8;/洗衣子程序/*/void xi(） anther=1； other=0; P0=0xff； led_work=0; led_xi=0； mo_r=1； mo_l=0； min=1； sec=36； quan=0；/ 泡衣子程序/*/void pao(） anther=1;ot

15、her=0；P0=0xff；led_pao=0；led_work=0；flag3+；mo_r=1;mo_l=0；min=1;sec=35；quan=0；/脫水子程序/*/void xx（）other=1；anther=0;P0=0xff；led_xx=0；mo_r=0；mo_l=1；min=0；sec=50;/ 出水子程序/*/void out（）anther=0；other=0；P0=0xff；led_out=0;flag2+；mo_r=0；mo_l=0；min=0;sec=5；/ 顯示菜單選擇/*/void se（）P0=0xff；if（flag0 >= 5）flag0=0； if（

16、flag0=0)led_in=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() min=0；sec=0;mo_r=0；mo_l=0；SEG_display（)； while(1) if（key_on=0)delay（5）;if(key_on=0）while(!key_on)；on(）；break;/*/if(key_off=0)delay(5);if（key_off=0）while（！key_off)；over（）；break；/

17、*/if(key_se=0）delay（5）；if（key_se=0)while（！key_se）；flag0+；se（)；/ 按鍵掃描子程序/*/void key_scan（） if(key_menu=0)delay（5）；if(key_menu=0）while(！key_menu）;menu（）；/*/if（key_on=0）delay（5）;if(key_on=0)while(!key_on)；on（）;/*/if（key_off=0）delay(5)；if（key_off=0）while（！key_off）；over(）;/顯示子程序/*/void SEG_display()P1=0x

18、01；P2=nummin/10；delay(10）；P1=0x02；P2=nummin%10；delay（10)；P1=0x04；P2=numsec/10;delay（10)；P1=0x08;P2=numsec10；delay（10）；/ 主函數(shù)/*/void main（）led_in=0；anther=0;other=0；while(1）SEG_display（)；key_scan(）;/ 定時器0中斷處理程序/*/void timer0（) interrupt 1TH0=（6553650000）/256；TL0=(6553650000)256；count+; if（count=20） co

19、unt=0；sec-;if（flag0=1）(flag0=2) quan+；switch(quan) 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（quan=30） quan=0； /*/if（sec=0）（min != 0）) min-; sec=59； /*/if（sec0）&&（min=0)（flag0=0） /進(jìn)水結(jié)束 switch（flag1） case 1：flag0

20、=1；xi（)；break;case 2：flag0=2;pao（）；break;case 3:flag0=2；pao（）；break；case 4：flag0=2；pao（）；break； /*/if(（sec<0)&（min=0）（flag0=1)） /洗衣結(jié)束 flag0=4; out（)； /*/if（sec<0）&&（min=0)（flag0=2)） /泡衣結(jié)束 switch(flag3） case 1：flag0=4；out(）；break；case 2:flag0=4；out(）;break；case 3：flag0=4;out()；break

21、； /*/if(（sec<0)（min=0)(flag0=4)） /出水結(jié)束switch（flag2) case 1：flag0=0;in（);break；case 2:flag0=0;in（）；break；case 3:flag0=0；in(）；break；case 4：flag0=3；xx（);break； /*/if（sec0)(min=0）(flag0=3）) sec=0; over(）; 附錄2附錄2.1主程序void main（）led_in=0；anther=0；other=0;while(1）SEG_display（）；key_scan（)；/ 定時器0中斷處理程序/*/

22、void timer0（) interrupt 1TH0=（65536-50000)/256；TL0=(65536-50000）%256;count+； if(count=20) count=0;sec;if（(flag0=1)|（flag0=2) quan+；switch(quan） 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（quan=30) quan=0； /*/if(（sec=0）&(min ！= 0）) min-； sec=59； /*/if(（sec0）&（min=0）(flag0=0） /進(jìn)水結(jié)束 switch（flag1） case 1：flag0=1；xi（）；break；case 2：fl