at89s52单片机全自动智能洗衣机控制系统设计与制作
目 录
引言 1
一 设置方案与硬件介绍 1
（一）系统框架 2
（二）单片机介绍 2
（三）直流电机 3
（四）数码管介绍 4
二 硬件设计 5
（一）单片机最小系统 5
（二）电机驱动电路 6
（三）按键电路 6
（四）数码管显示电路 7
（五）电磁阀驱动电路 7
（六）报警电路 8
（七）工作状态指示电路 9
三 软件部分设计 10
（一）主体程序设计 11
（二）工作模式设计部分 12
（三）按键程序流程图 12
（四）数码管显示流程图 13
四 系统仿真 14
五 实物制作 16
（一）元器件清单 16
（二）操作说明 16
六 结论 21
致谢 22
参考文献 23
附录一：程序源代码 24
附录二：电路图 32
附录三：实物图 33
引言
洗衣机作为现今社会家庭必备的家用电器，已经经历了多次改进。最开始走进大家生活的是那种手动的洗衣机，分单桶和双桶，单桶洗衣机只具有洗衣功能，而双桶则具有了脱水功能，但是它们都必须手动注水，手动设置洗衣时间，洗衣完毕后需要手动的排水。洗衣非常的不方便，直到全自动洗衣机的出现最大限度的解放了人们的双手，只要衣服放入到洗衣机中，设置好工作模式，则洗衣机就可以自动完成洗衣过程，过程结束后 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
只需要进行晾晒即可，而且还具有烘干、除菌等功能。随着人们需求的不断增多，以后洗衣机的功能会更加的完善，比如衣物洗得会更加干净，洗衣过程中的噪音会越来越小，在节能方面也会不断改进。
本论文所设计的这款全自动洗衣机，以单片机为核心控制器件，通过对外围电路的控制而完成所有功能。洗衣机设置了数码管显示电路，用于在洗衣过程中洗衣剩余时间的显示，在洗衣过程结束后，为了提醒主人进行衣服晾晒，系统有声音提醒的功能，在设计中我使用了通用的H-桥电路用于对电机的驱动。另外设置了进水，排水电路，在进水或排水的过程中，对应的继电器会闭合。从总体上来说，这个设计基本满足日常家庭的自动洗衣，达到了解放双手的目的。
一 设置方案与硬件介绍
（一）系统框架
要想实现整个系统的所有功能，我将系统分为了七大模块，首先必不可少的就是单片机的控制模块，其次是用于电机驱动的电机驱动模块，还有就是报警模块，使用的是蜂鸣器器件，因为需要显示洗衣过程中的剩余时间，所以设置了数码管显示电路，但是这样还不够，无法使人们更清楚的了解当前洗衣机的状态及工作模式，所以又添加一些LED灯显示，这个设计的系统框架如图1.1所示。
图1.1 系统框架
系统框架中各部分实现的功能为：
1.核心控制部分：实现整个设计的整体控制功能，采用的是51系列单片机。
2. 直流电机控制模块：由于设计中所使用的是5V驱动的小功率电机，所以考虑到设计成本问题，我自己搭建了H-桥电路。
3.键盘电路：在本次设计中共设置了3个功能按键，其中两个是微动按键，另外一个是自锁按键，其中一个微动按键的功能是洗衣模式选择，另外一个微动按键的功能是控制洗衣的开始和暂停，为了检测洗衣机门的开合状态，设置了一个自锁开关来模拟，因为在洗衣过程中洗衣机门必须处于关闭状态，否则会很危险。当这个开关状态为按下时表示洗衣机门是关闭的，可以进行洗衣，弹起表示洗衣机门是打开的，无法进行洗衣操作。
4.显示模块：显示模块的作用是显示洗衣剩余时间，在设计中我使用了两位一体的数码管用于数据的显示。
5.电磁阀模块：在洗衣过程中进水和排水是必备的洗衣过程，在本次设计中我使用了两只继电器用于进水和排水设备的控制。
6.报警电路：蜂鸣器是大家所熟知的报警器件，在电子产品中经常使用，在我的设计中我也使用了这个器件用于洗衣过程结束后的提醒。
7.工作模式指示：为了使大家了解当前的洗衣状态，我使用了7只LED灯用于洗衣状态的显示。
（二）单片机介绍
AT89S52是一种基于51芯片性能高且耗电低的单片机。因为大学课程中我们学习该单片机的使用方法，所以在这个设计中我选择用它来实现总体的控制功能。这个单片机的集成度很高。内部的程序存储空间为8KB，能满足一般程序的需求。而且它与我们所熟知的51系列单片机是完全兼容的。内部有4个数据通讯端口，能满足我的设计要求，关键是它的价格不高。基于它的这么多优点，在近几年的电子产品应用中很多设备都采用了这个单片机。
这个单片机的引脚定义与AT89C51单片机是完全兼容的，具体的引脚分布如图1.2所示。
为了使大家更清楚的了解这个单片机的性能，总结它的主要功能如下：
与我们所学的C51指令是完全能够融合的
单片机内部的程序存储器的空间为8Kb
它的工作稳定性好
它的供电范围比较广，一般我们给单片机的供电电压为5V
为了避免有些不法分子盗窃程序代码，程序写入后能够自动加密
另外这个芯片的耗电量是比较少的，比较适合一些电池供电的低功耗的产品。
图1.2 引脚示意图
（三）直流电机
因为直流电机有着转速较快，转动力矩大，重量轻且体积小的这些优点，在洗衣的脱水过程，需要电机能够快速的旋转，所以在我的这个设计中我使用了一个小功率的直流电机。
在物理课程中我们学习过，电机是由两部分组成的，一个是中间的转动器件，一个就是用于产品电流转向的NS极器件。当给绕组供电时，会产生电磁场，正是这个电磁场的作用，驱动了中间的转动轴进行转动，电机的内部结构如图1.3所示。
图1.3 小电机的内部组成
（四）数码管介绍
数码管在电子产品设计及我们日常所见的物品中都非常的常见。因为数码管的造价低，可见度比较远，能够远距离的安装。基于这些特点，数码管得到了非常广泛的应用，但是数码管使用也有很大的局限性，它不能显示太过复杂的内容，只能显示数字，和一些非常简单的字符。一位数码管是有8个发光二极管组成的，组成了一个8字，另外还有一位小数点。说到二极管大家并不陌生，由于数码管是由8个发光二极管组成的，要想是对应段的二极管点亮，一般它需要的电压值为1.5-2伏特，一般的数码管分共阳和共阴两种形式，共阳型数码管顾名思义，组成数码管的发光二极管的阳极是连接在一起的，而共阴型数码管组成它的发光二极管的阴极是连接在一起的。
在我的洗衣机系统的设计中，需要显示的数据就是洗衣的剩余时间，所以我选择了一支两位一体的数码管，考虑到常用接法，我使用的是共阳型的。
我选择的数码管的型号为0.36英寸的两位一体共阳型数码管，它的具体的引脚定义如1.4图所示。
引言 1
一 设置方案与硬件介绍 1
（一）系统框架 2
（二）单片机介绍 2
（三）直流电机 3
（四）数码管介绍 4
二 硬件设计 5
（一）单片机最小系统 5
（二）电机驱动电路 6
（三）按键电路 6
（四）数码管显示电路 7
（五）电磁阀驱动电路 7
（六）报警电路 8
（七）工作状态指示电路 9
三 软件部分设计 10
（一）主体程序设计 11
（二）工作模式设计部分 12
（三）按键程序流程图 12
（四）数码管显示流程图 13
四 系统仿真 14
五 实物制作 16
（一）元器件清单 16
（二）操作说明 16
六 结论 21
致谢 22
参考文献 23
附录一：程序源代码 24
附录二：电路图 32
附录三：实物图 33
引言
洗衣机作为现今社会家庭必备的家用电器，已经经历了多次改进。最开始走进大家生活的是那种手动的洗衣机，分单桶和双桶，单桶洗衣机只具有洗衣功能，而双桶则具有了脱水功能，但是它们都必须手动注水，手动设置洗衣时间，洗衣完毕后需要手动的排水。洗衣非常的不方便，直到全自动洗衣机的出现最大限度的解放了人们的双手，只要衣服放入到洗衣机中，设置好工作模式，则洗衣机就可以自动完成洗衣过程，过程结束后 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
只需要进行晾晒即可，而且还具有烘干、除菌等功能。随着人们需求的不断增多，以后洗衣机的功能会更加的完善，比如衣物洗得会更加干净，洗衣过程中的噪音会越来越小，在节能方面也会不断改进。
本论文所设计的这款全自动洗衣机，以单片机为核心控制器件，通过对外围电路的控制而完成所有功能。洗衣机设置了数码管显示电路，用于在洗衣过程中洗衣剩余时间的显示，在洗衣过程结束后，为了提醒主人进行衣服晾晒，系统有声音提醒的功能，在设计中我使用了通用的H-桥电路用于对电机的驱动。另外设置了进水，排水电路，在进水或排水的过程中，对应的继电器会闭合。从总体上来说，这个设计基本满足日常家庭的自动洗衣，达到了解放双手的目的。
一 设置方案与硬件介绍
（一）系统框架
要想实现整个系统的所有功能，我将系统分为了七大模块，首先必不可少的就是单片机的控制模块，其次是用于电机驱动的电机驱动模块，还有就是报警模块，使用的是蜂鸣器器件，因为需要显示洗衣过程中的剩余时间，所以设置了数码管显示电路，但是这样还不够，无法使人们更清楚的了解当前洗衣机的状态及工作模式，所以又添加一些LED灯显示，这个设计的系统框架如图1.1所示。
图1.1 系统框架
系统框架中各部分实现的功能为：
1.核心控制部分：实现整个设计的整体控制功能，采用的是51系列单片机。
2. 直流电机控制模块：由于设计中所使用的是5V驱动的小功率电机，所以考虑到设计成本问题，我自己搭建了H-桥电路。
3.键盘电路：在本次设计中共设置了3个功能按键，其中两个是微动按键，另外一个是自锁按键，其中一个微动按键的功能是洗衣模式选择，另外一个微动按键的功能是控制洗衣的开始和暂停，为了检测洗衣机门的开合状态，设置了一个自锁开关来模拟，因为在洗衣过程中洗衣机门必须处于关闭状态，否则会很危险。当这个开关状态为按下时表示洗衣机门是关闭的，可以进行洗衣，弹起表示洗衣机门是打开的，无法进行洗衣操作。
4.显示模块：显示模块的作用是显示洗衣剩余时间，在设计中我使用了两位一体的数码管用于数据的显示。
5.电磁阀模块：在洗衣过程中进水和排水是必备的洗衣过程，在本次设计中我使用了两只继电器用于进水和排水设备的控制。
6.报警电路：蜂鸣器是大家所熟知的报警器件，在电子产品中经常使用，在我的设计中我也使用了这个器件用于洗衣过程结束后的提醒。
7.工作模式指示：为了使大家了解当前的洗衣状态，我使用了7只LED灯用于洗衣状态的显示。
（二）单片机介绍
AT89S52是一种基于51芯片性能高且耗电低的单片机。因为大学课程中我们学习该单片机的使用方法，所以在这个设计中我选择用它来实现总体的控制功能。这个单片机的集成度很高。内部的程序存储空间为8KB，能满足一般程序的需求。而且它与我们所熟知的51系列单片机是完全兼容的。内部有4个数据通讯端口，能满足我的设计要求，关键是它的价格不高。基于它的这么多优点，在近几年的电子产品应用中很多设备都采用了这个单片机。
这个单片机的引脚定义与AT89C51单片机是完全兼容的，具体的引脚分布如图1.2所示。
为了使大家更清楚的了解这个单片机的性能，总结它的主要功能如下：
与我们所学的C51指令是完全能够融合的
单片机内部的程序存储器的空间为8Kb
它的工作稳定性好
它的供电范围比较广，一般我们给单片机的供电电压为5V
为了避免有些不法分子盗窃程序代码，程序写入后能够自动加密
另外这个芯片的耗电量是比较少的，比较适合一些电池供电的低功耗的产品。
图1.2 引脚示意图
（三）直流电机
因为直流电机有着转速较快，转动力矩大，重量轻且体积小的这些优点，在洗衣的脱水过程，需要电机能够快速的旋转，所以在我的这个设计中我使用了一个小功率的直流电机。
在物理课程中我们学习过，电机是由两部分组成的，一个是中间的转动器件，一个就是用于产品电流转向的NS极器件。当给绕组供电时，会产生电磁场，正是这个电磁场的作用，驱动了中间的转动轴进行转动，电机的内部结构如图1.3所示。
图1.3 小电机的内部组成
（四）数码管介绍
数码管在电子产品设计及我们日常所见的物品中都非常的常见。因为数码管的造价低，可见度比较远，能够远距离的安装。基于这些特点，数码管得到了非常广泛的应用，但是数码管使用也有很大的局限性，它不能显示太过复杂的内容，只能显示数字，和一些非常简单的字符。一位数码管是有8个发光二极管组成的，组成了一个8字，另外还有一位小数点。说到二极管大家并不陌生，由于数码管是由8个发光二极管组成的，要想是对应段的二极管点亮，一般它需要的电压值为1.5-2伏特，一般的数码管分共阳和共阴两种形式，共阳型数码管顾名思义，组成数码管的发光二极管的阳极是连接在一起的，而共阴型数码管组成它的发光二极管的阴极是连接在一起的。
在我的洗衣机系统的设计中，需要显示的数据就是洗衣的剩余时间，所以我选择了一支两位一体的数码管，考虑到常用接法，我使用的是共阳型的。
我选择的数码管的型号为0.36英寸的两位一体共阳型数码管，它的具体的引脚定义如1.4图所示。
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