单片机的自动洗衣机控制系统设计
引 言 1
一、系统原理设计 1
（一）设计思想 1
（二）系统框图 2
二、硬件设计 2
(一) 89C51的引脚图及其特性 2
1.主要特性 5
2.管脚说明.........................................................................................................................6
3.时钟振荡器 5
4.复位电路 6
(二) 显示电路 6
1.发光二极管 6
2.LED显示器 7
(三) 电机控制电路 8
(四) 进水、排水电路 9
(五) 蜂鸣器报警电路 10
(六) 电源电路 10
三、软件设计 11
(一) 总程序流程 11
（二）洗涤程序流程 12
（三）漂洗程序流程 13
（四）脱水程序流程 13
四、调试 14
五、总结 16
六、致谢 16
七、参考文献 17
八、附录 18
（一）总电路图 18
（二）程序 19
引 言
从古至今，洗衣服都是家务事中的必不可少的一部分，而在洗衣机出现之前，对于做家务的人来说，洗衣服并不是一件充满乐趣的一件事情，用手搓、用水冲、用棒子敲打、甚至用脚踩，这些不断重复的简单体力劳动带给人的感受只能是：辛苦劳累。而初代洗衣机的出现，彻底改变了这样的状况，人们只需做一些简单 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
的放水工作即可，其他的事情洗衣机都能自动完成，这样既省了体力又省下不少时间。而时代在发展，科技在进步，初代洗衣机的功能已经不再满足人们的需求了。本课题就分析和研究了能够满足人们需求的全自动洗衣机，课题主要介绍了通过以89C51单片机为核心，通过单片机的编程来发送各种指令，在与液位传感器、双向电机、等各种设备的结合下，能够按照人为指令自动和手动的完成，注水、洗涤、定时、排水等各种动作的全自动洗衣机。
一、系统原理设计
（一）设计思想
此次设计是针对于单片机原理及其应用展开的。其中包含了我们大学三年中所学到的相关知识，运用我们所学的数字电路技术，传感器应用技术，单片机技术去设计基于单片机的全自动洗衣机控制系统。本次设计要能实现当接通电源时（按下开关键），用户选择水位选定，并利用液位传感器来实现水位到达之后的关闭功能，然后洗衣机停止进水，并开始正转，正转10秒后暂停2秒，然后再反转10秒后再暂停2秒，然后再开始正转10秒，如此反复运转到规定时间（一般为10分钟），结束后洗衣机开始排水功能，排水结束后，开始脱水，脱水完成后暂停5秒，再次进行循环上面的进水，漂洗步骤，（循环次数可自定）洗衣结束后通过蜂鸣报警器（或小喇叭）报警，报警30后自动停止。以上的步骤在单片机上均以LED灯（发光二极管）亮来实现（既进水的时候一号灯亮，正转的时候二号灯亮，反转的时候三号灯亮，暂停二号、三号灯都熄灭，脱水时四号灯亮，其他状态时五号灯亮，灯亮时间(由LED显示电路显示出来）既为该功能工作的时间。
（二）系统框图
根据方案的设计思想，我们从中就可以得到了全自动洗衣机控制系统的总体框图如图1所示：
图1 全自动洗衣机控制系统的总体框图
二、硬件设计
(一) 89C51的引脚图及其特性
AT89C51是一个低电压，高性能CMOS8位单片机带有4K字节的可反复擦写的程序存储器（PENROM）。和128字节的存取数据存储器（RAM），这种器件采用ATMEL公司的高密度、不容易丢失存储技术生产，并且能够与MCS-51系列的单片机兼容。片内含有8位中央处理器和闪烁存储单元，有较强的功能的AT89C51单片机能够被应用到控制领域中。
图1 89C51的引脚图
1.主要特性
与MCS-51 兼容
4K字节可编程闪烁存储器
寿命：1000写/擦循环
数据保留时间：10年
全静态工作：0Hz-24Hz
三级程序存储器锁定
128*8位内部RAM
32可编程I/O线
两个16位定时器/计数器
5个中断源
可编程串行通道
低功耗的闲置和掉电模式
片内振荡器和时钟电路
2.管脚说明
????VCC：供电电压。
????GND：接地。
????P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。
????P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。
????P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。
????P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。
P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示：
图5 LED显示器电路
（1）LED显示器的结构
常用的LED为8段或7段。每一个段对应一个发光二极管。这种显示器有共阳极和共阴极2种。共阴极LED显示器的发光二极管的阴极连在一起，通常此公共阴极接地。当某个发光二极管的阳极为高电平时，发光二极管点亮，相应的段被显示。同样，共阳极LED显示器的发光二极管的阳极连接在一起，通常此公共阳极接正电压，则需接低电平。为了让LED显示器有不同的显示，则必须点亮不同段的二极管，因此必须要用代码使不同段的二极管发光（即点亮二极管），所以该代码称之为段码（或称为字型码）。
（2）LED显示器工作原理
一、系统原理设计 1
（一）设计思想 1
（二）系统框图 2
二、硬件设计 2
(一) 89C51的引脚图及其特性 2
1.主要特性 5
2.管脚说明.........................................................................................................................6
3.时钟振荡器 5
4.复位电路 6
(二) 显示电路 6
1.发光二极管 6
2.LED显示器 7
(三) 电机控制电路 8
(四) 进水、排水电路 9
(五) 蜂鸣器报警电路 10
(六) 电源电路 10
三、软件设计 11
(一) 总程序流程 11
（二）洗涤程序流程 12
（三）漂洗程序流程 13
（四）脱水程序流程 13
四、调试 14
五、总结 16
六、致谢 16
七、参考文献 17
八、附录 18
（一）总电路图 18
（二）程序 19
引 言
从古至今，洗衣服都是家务事中的必不可少的一部分，而在洗衣机出现之前，对于做家务的人来说，洗衣服并不是一件充满乐趣的一件事情，用手搓、用水冲、用棒子敲打、甚至用脚踩，这些不断重复的简单体力劳动带给人的感受只能是：辛苦劳累。而初代洗衣机的出现，彻底改变了这样的状况，人们只需做一些简单 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
的放水工作即可，其他的事情洗衣机都能自动完成，这样既省了体力又省下不少时间。而时代在发展，科技在进步，初代洗衣机的功能已经不再满足人们的需求了。本课题就分析和研究了能够满足人们需求的全自动洗衣机，课题主要介绍了通过以89C51单片机为核心，通过单片机的编程来发送各种指令，在与液位传感器、双向电机、等各种设备的结合下，能够按照人为指令自动和手动的完成，注水、洗涤、定时、排水等各种动作的全自动洗衣机。
一、系统原理设计
（一）设计思想
此次设计是针对于单片机原理及其应用展开的。其中包含了我们大学三年中所学到的相关知识，运用我们所学的数字电路技术，传感器应用技术，单片机技术去设计基于单片机的全自动洗衣机控制系统。本次设计要能实现当接通电源时（按下开关键），用户选择水位选定，并利用液位传感器来实现水位到达之后的关闭功能，然后洗衣机停止进水，并开始正转，正转10秒后暂停2秒，然后再反转10秒后再暂停2秒，然后再开始正转10秒，如此反复运转到规定时间（一般为10分钟），结束后洗衣机开始排水功能，排水结束后，开始脱水，脱水完成后暂停5秒，再次进行循环上面的进水，漂洗步骤，（循环次数可自定）洗衣结束后通过蜂鸣报警器（或小喇叭）报警，报警30后自动停止。以上的步骤在单片机上均以LED灯（发光二极管）亮来实现（既进水的时候一号灯亮，正转的时候二号灯亮，反转的时候三号灯亮，暂停二号、三号灯都熄灭，脱水时四号灯亮，其他状态时五号灯亮，灯亮时间(由LED显示电路显示出来）既为该功能工作的时间。
（二）系统框图
根据方案的设计思想，我们从中就可以得到了全自动洗衣机控制系统的总体框图如图1所示：
图1 全自动洗衣机控制系统的总体框图
二、硬件设计
(一) 89C51的引脚图及其特性
AT89C51是一个低电压，高性能CMOS8位单片机带有4K字节的可反复擦写的程序存储器（PENROM）。和128字节的存取数据存储器（RAM），这种器件采用ATMEL公司的高密度、不容易丢失存储技术生产，并且能够与MCS-51系列的单片机兼容。片内含有8位中央处理器和闪烁存储单元，有较强的功能的AT89C51单片机能够被应用到控制领域中。
图1 89C51的引脚图
1.主要特性
与MCS-51 兼容
4K字节可编程闪烁存储器
寿命：1000写/擦循环
数据保留时间：10年
全静态工作：0Hz-24Hz
三级程序存储器锁定
128*8位内部RAM
32可编程I/O线
两个16位定时器/计数器
5个中断源
可编程串行通道
低功耗的闲置和掉电模式
片内振荡器和时钟电路
2.管脚说明
????VCC：供电电压。
????GND：接地。
????P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。
????P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。
????P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。
????P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。
P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示：
图5 LED显示器电路
（1）LED显示器的结构
常用的LED为8段或7段。每一个段对应一个发光二极管。这种显示器有共阳极和共阴极2种。共阴极LED显示器的发光二极管的阴极连在一起，通常此公共阴极接地。当某个发光二极管的阳极为高电平时，发光二极管点亮，相应的段被显示。同样，共阳极LED显示器的发光二极管的阳极连接在一起，通常此公共阳极接正电压，则需接低电平。为了让LED显示器有不同的显示，则必须点亮不同段的二极管，因此必须要用代码使不同段的二极管发光（即点亮二极管），所以该代码称之为段码（或称为字型码）。
（2）LED显示器工作原理
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