单片机的洗衣机控制系统设计(附件)
摘 要随着数字技术的快速发展，数字技术被广泛应用于智能控制的领域中。单片机以其体积小、功能全、价格低廉、开发方便的优势得到了许多电子系统设计者的青睐。它适合于实时控制，可构成工业控制器、智能仪表、智能电器、智能武器装置以及通用测控单元等。本文以AT89C52单片机为核心设计了全自动洗衣机控制系统，本系统实现了对洗衣机整个洗衣过程的控制，包括用户参数输入、洗衣、脱水和结束报警四个阶段。控制系统主要由电源电路、单片机控制系统和外部硬件电路三大模块组成。电源电路为单片机主控系统提供5V的直流电压；单片机主控系统负责控制洗衣机的工作过程，主要由AT89C52单片机、按键、蜂鸣器、LED指示灯、LM324电压比较器、NPN型差分放大器组成；外部硬件电路有继电器、三极管、LED灯组成。本系统的电路通过仿真与调试和实验室的验证，给AT89C52单片机载入软件程序后，能够实现全自动洗衣机的基本功能。
目 录
1 绪论 1
1.1研究背景 1
1.2国内外研究现状及发展现状 1
1.3本文设计目的及意义 2
1.4本文主要研究内容 2
2 方案设计与论证 4
2.1方案一 4
2.2方案二 4
2.3方案论证与选择 5
3 系统硬件电路设计 6
3.1总体设计及功能描述 6
3.2各功能模块硬件设计 6
3.2.1单片机控制模块的设计 6
3.2.2控制电路设计 8
3.2.3水位检测电路 9
3.2.4进出水控制电路 11
3.2.5 显示电路设计 12
3.2.6 交流电机驱动电路设计 13
3.2.7 报警电路设计 14
4 系统软件设计 15
4.1 Keil软件简介 15
4.2软件主程序流程 16
4.3水位检测子程序 17
4.4电机控制子程序 18
5 仿真与调试 19
5.1仿真软件 19
5.2洗衣机仿真图 19 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
6 实物制作与调试 21
6.1印制电路板设计 21
6.2系统装配 21
6.3系统的测试 23
7结 论 24
参考文献 25
致 谢 26
附录A 27
附录A1：系统设计原理图 27
附录B 28
附录B1：系统源程序 28
1 绪论
1.1 研究背景
中国自改革开放以来，洗衣机也出现了改革换代的变化。外企对中国洗衣机市场不断地冲击，导致很多中国企业也不断研发。现在人们对洗衣机的依赖非常大，大家下班后，都不想在做家务，所以通过洗衣机进行洗涤家用物品[1]。因此，对洗衣机的要求不断提高。目前洗衣机的功能也有很多。例如强弱洗涤、设置时长、水位、暂停等等。但这些还是不能够满足人们日益增长的需求。各国企业也抓住这个商机，一直研发新产品和新功能，对洗衣机的功能越来越完善，不断设计出功能齐全的洗衣机，更加适合人们的使用，进而提升销量[2]。
自加入了WTO之后，有很多的外企或者国企大品牌不断加入，研制新的技术，发明新的产品。现阶段，“节能减排”和“环保”作为主题，出现在人们的日常生活中，可是技术才是未来的竞争力。在我们国家，受到水资源日益减少，水费不断提高的影响，这样对洗衣机市场销量有所冲击，让很多企业一度萧条，也让很多厂商长时间处于困境之地。针对此现象的发生，一些厂家开始研发新型节水型全自动洗衣机。海尔等企业推出了一款节水型洗衣机。自变频技术提出后，又带动了洗衣机行业的发展。也有利于这个产业的发展与升级，也成为了未来的技术之一。
现阶段，洗衣机都不能够实现全部的功能，各个厂家都保护自己的技术发明，发展自身特点，做出与众不同的洗衣机。即便这样，大多数洗衣机的各种功能也都是利用单片机作为主控芯片。设计基于单片机的洗衣机电路是非常有使用价值的。也由于集成化、小型化的发展，单片机的发展也日新月异，所以在很多方面得到了广泛应用。在过程控制中，能过通过处理数据，对过程进行监控。这些技术都对洗衣机实现全自动化有很大的帮助[3]。
1.2国内外研究现状及发展现状
第一种洗衣机为普通洗衣机。它必须通过手工进行转换，在洗涤、漂洗、脱水等等方面，都必须通过手动进行转换；第二种是半自动洗衣机，它可以在两种功能之间进行自动转换，但是如果在更多的功能之间不能够互相转换。全自动洗衣机就可以实现所有功能之间的转换。
全自动洗衣机在国内得到广泛好评，也被各个国家所研究。它在结构不上可以划分为三大类。包括波轮式、滚筒式、搅拌式。其中波轮式也被称为套筒式全自动洗衣机。这三大类全自动洗衣机在市场的份额分别为33％、52％和15％。第三类洗衣机现在仍未进入我国，以下对前两类全自动洗衣机进行简单介绍[4]。
(1) 第一类洗衣机——波轮式洗衣机
第二类洗衣机的价格远远高于第一类洗衣机。并且第一类洗衣机更加适用于国内使用。所以就受到大家的广泛欢迎。最新款波轮式都是通过单片机作为主控制微处理芯片，进行程序控制。各个洗衣机厂家也生产每一种型号的控制程序的全自动洗衣机，至少也有几个控制项目，为了实现多样化，每种也有好几种不同的洗涤程序，以达到更多人的更多要求。这些问题都非常值得考虑。为了减少衣服在洗衣机内部洗涤时候的磨损，生产了一种不锈钢内筒。有些洗衣机在洗涤过程中，震动大，噪音非常响。为了解决这一难题，同心洗问世了。它是通过将洗衣机内筒的主轴和电机轴同心，直接进行驱动。如果想要达到洗净比率，就得有足够强的机械力，可是这样对衣服的磨损是非常大的，这就使得此类全自动洗衣机比第二类洗衣机的磨损率高[5]。
(2) 第二类洗衣机——滚筒式洗衣机
为了让衣服在洗衣机中更好的去洗涤，减少对衣物的损坏和形状的改变，让洗完的衣服能更加的柔软，并且将洗衣粉充分的溶解，让弱酸性物质能够和污渍更快的发生化学反应，第二类洗衣机得到了发展。滚筒式洗衣机能够让洗衣粉里面的酶提高自身的活性，从而更好的溶解一些污渍、灰尘等。
1.3本文设计目的及意义
由于改革开放的影响，我国洗衣机这个大市场处在更新换代的时期，这个大市场环境下，人们对它的要求也是越来越多。这些越来越高的要求，就使得设计师们不断去创新，研发。提出更多更好的想法与设备。最后把大家的需求变成为现实。不断研发出功能更加全面、更适合人们使用的全自动洗衣机。现在的洗衣机并没有去兼容所有方面的功能，很多企业都保护自己的特有长项，使自家的洗衣机都有几个不同的个性化产品。但是洗衣机的每一项功能都是通过单片机作为微处理芯片进而实现的。因为单片机体积很小，控制方便，功耗低。因此设计单片机控制的洗衣机系统是很有实际意义的。
1.4本文主要研究内容
本文为了满足用户的需求，实现了强洗、弱洗等功能。本系统主要是通过AT89C52单片机控制洗衣机，为了以后能够更好的应用到实际生活中，提高了实践能力。主要包括了电机驱动模块、单片机最小系统，还有数码管显示模块，为了显示洗涤衣服的时间，当洗完衣服后，会有报警电路进行提示洗涤完成。
目 录
1 绪论 1
1.1研究背景 1
1.2国内外研究现状及发展现状 1
1.3本文设计目的及意义 2
1.4本文主要研究内容 2
2 方案设计与论证 4
2.1方案一 4
2.2方案二 4
2.3方案论证与选择 5
3 系统硬件电路设计 6
3.1总体设计及功能描述 6
3.2各功能模块硬件设计 6
3.2.1单片机控制模块的设计 6
3.2.2控制电路设计 8
3.2.3水位检测电路 9
3.2.4进出水控制电路 11
3.2.5 显示电路设计 12
3.2.6 交流电机驱动电路设计 13
3.2.7 报警电路设计 14
4 系统软件设计 15
4.1 Keil软件简介 15
4.2软件主程序流程 16
4.3水位检测子程序 17
4.4电机控制子程序 18
5 仿真与调试 19
5.1仿真软件 19
5.2洗衣机仿真图 19 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
6 实物制作与调试 21
6.1印制电路板设计 21
6.2系统装配 21
6.3系统的测试 23
7结 论 24
参考文献 25
致 谢 26
附录A 27
附录A1：系统设计原理图 27
附录B 28
附录B1：系统源程序 28
1 绪论
1.1 研究背景
中国自改革开放以来，洗衣机也出现了改革换代的变化。外企对中国洗衣机市场不断地冲击，导致很多中国企业也不断研发。现在人们对洗衣机的依赖非常大，大家下班后，都不想在做家务，所以通过洗衣机进行洗涤家用物品[1]。因此，对洗衣机的要求不断提高。目前洗衣机的功能也有很多。例如强弱洗涤、设置时长、水位、暂停等等。但这些还是不能够满足人们日益增长的需求。各国企业也抓住这个商机，一直研发新产品和新功能，对洗衣机的功能越来越完善，不断设计出功能齐全的洗衣机，更加适合人们的使用，进而提升销量[2]。
自加入了WTO之后，有很多的外企或者国企大品牌不断加入，研制新的技术，发明新的产品。现阶段，“节能减排”和“环保”作为主题，出现在人们的日常生活中，可是技术才是未来的竞争力。在我们国家，受到水资源日益减少，水费不断提高的影响，这样对洗衣机市场销量有所冲击，让很多企业一度萧条，也让很多厂商长时间处于困境之地。针对此现象的发生，一些厂家开始研发新型节水型全自动洗衣机。海尔等企业推出了一款节水型洗衣机。自变频技术提出后，又带动了洗衣机行业的发展。也有利于这个产业的发展与升级，也成为了未来的技术之一。
现阶段，洗衣机都不能够实现全部的功能，各个厂家都保护自己的技术发明，发展自身特点，做出与众不同的洗衣机。即便这样，大多数洗衣机的各种功能也都是利用单片机作为主控芯片。设计基于单片机的洗衣机电路是非常有使用价值的。也由于集成化、小型化的发展，单片机的发展也日新月异，所以在很多方面得到了广泛应用。在过程控制中，能过通过处理数据，对过程进行监控。这些技术都对洗衣机实现全自动化有很大的帮助[3]。
1.2国内外研究现状及发展现状
第一种洗衣机为普通洗衣机。它必须通过手工进行转换，在洗涤、漂洗、脱水等等方面，都必须通过手动进行转换；第二种是半自动洗衣机，它可以在两种功能之间进行自动转换，但是如果在更多的功能之间不能够互相转换。全自动洗衣机就可以实现所有功能之间的转换。
全自动洗衣机在国内得到广泛好评，也被各个国家所研究。它在结构不上可以划分为三大类。包括波轮式、滚筒式、搅拌式。其中波轮式也被称为套筒式全自动洗衣机。这三大类全自动洗衣机在市场的份额分别为33％、52％和15％。第三类洗衣机现在仍未进入我国，以下对前两类全自动洗衣机进行简单介绍[4]。
(1) 第一类洗衣机——波轮式洗衣机
第二类洗衣机的价格远远高于第一类洗衣机。并且第一类洗衣机更加适用于国内使用。所以就受到大家的广泛欢迎。最新款波轮式都是通过单片机作为主控制微处理芯片，进行程序控制。各个洗衣机厂家也生产每一种型号的控制程序的全自动洗衣机，至少也有几个控制项目，为了实现多样化，每种也有好几种不同的洗涤程序，以达到更多人的更多要求。这些问题都非常值得考虑。为了减少衣服在洗衣机内部洗涤时候的磨损，生产了一种不锈钢内筒。有些洗衣机在洗涤过程中，震动大，噪音非常响。为了解决这一难题，同心洗问世了。它是通过将洗衣机内筒的主轴和电机轴同心，直接进行驱动。如果想要达到洗净比率，就得有足够强的机械力，可是这样对衣服的磨损是非常大的，这就使得此类全自动洗衣机比第二类洗衣机的磨损率高[5]。
(2) 第二类洗衣机——滚筒式洗衣机
为了让衣服在洗衣机中更好的去洗涤，减少对衣物的损坏和形状的改变，让洗完的衣服能更加的柔软，并且将洗衣粉充分的溶解，让弱酸性物质能够和污渍更快的发生化学反应，第二类洗衣机得到了发展。滚筒式洗衣机能够让洗衣粉里面的酶提高自身的活性，从而更好的溶解一些污渍、灰尘等。
1.3本文设计目的及意义
由于改革开放的影响，我国洗衣机这个大市场处在更新换代的时期，这个大市场环境下，人们对它的要求也是越来越多。这些越来越高的要求，就使得设计师们不断去创新，研发。提出更多更好的想法与设备。最后把大家的需求变成为现实。不断研发出功能更加全面、更适合人们使用的全自动洗衣机。现在的洗衣机并没有去兼容所有方面的功能，很多企业都保护自己的特有长项，使自家的洗衣机都有几个不同的个性化产品。但是洗衣机的每一项功能都是通过单片机作为微处理芯片进而实现的。因为单片机体积很小，控制方便，功耗低。因此设计单片机控制的洗衣机系统是很有实际意义的。
1.4本文主要研究内容
本文为了满足用户的需求，实现了强洗、弱洗等功能。本系统主要是通过AT89C52单片机控制洗衣机，为了以后能够更好的应用到实际生活中，提高了实践能力。主要包括了电机驱动模块、单片机最小系统，还有数码管显示模块，为了显示洗涤衣服的时间，当洗完衣服后，会有报警电路进行提示洗涤完成。
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