单片机控制的全自动洗衣机设计
引言 1
一. 绪 论 1
（一）. 全自动洗衣机的研究背景 1
（二）. 全自动洗衣机的发展历程 1
二. 设计方案 2
（一）. 设计任务 2
（二）. 洗衣机的设计方案 2
1. 按键 2
2. 洗衣程序 3
三. 硬件设备 4
（一）. 主要芯片介绍 4
1. AT89S51主要功能列举如下： 4
2. AT89S51各引脚功能介绍如下： 4
（二）. 系统各模块电路设计 6
1. 电源电路 6
2. 控制电路 6
3. 显示电路 7
四. 软件设计 8
（一）. 洗衣机主程序流程图 8
（二）. 洗涤程序流程图 9
（三）. 漂洗程序流程图 10
（四）. 脱水程序流程图 10
结束语 11
致谢 11
参考文献 11
附录一 12
附录二 13
附录三 13
引言
洗衣机是一种在家庭中不可缺少的家用电器,发展非常快,而全自动式洗衣机因使用方便更加得到大家的青睐,全自动即进水、洗涤、漂洗、甩干等一系列过程自动完成,控制器通常设有几种洗涤程序,对不同的衣物可选择不同的洗涤方式。
近几十年，在工业发达国家，全自动洗衣机制造技术又得到迅速发展，其年总产量及社会普及率均以达到相当高得水平。
重大变化就是高度自动化、智能化、人性化。从半自动、全自动到现在流行的人工智能、模糊控制，只需按一下按钮一切搞定！同时，用户可以按照自己的洗衣习惯，自主选择 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
时间和方式，自编和记忆程序让用户真正做到随心所欲。人性化还表现在使用的方便和舒适，如子母分洗洗衣机可以做到不同衣物分开洗；斜桶和顶开滚筒可以做到取放衣物方便不需深弯腰；蒸汽烘干功能使得晾晒更加方便，DD直驱电机在节能降噪方面效果更加突出，等等。
本系统的电路并不复杂，给AT89S51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。虽然不能与电器市场上的洗衣机控制系统媲美，但也具有一定的实用性。
一. 绪 论
（一）. 全自动洗衣机的研究背景
洗衣机是一种在家庭中不可缺少的家用电器，发展非常快，全自动式洗衣机因使用方便得到广大用户的青睐，全自动洗衣机即进水、洗涤、漂洗、甩干等一系列过程自动完成，控制器通常设有几个程序，对不同的衣物可供用户选择，而单片机在洗衣机中的控制是起决定性作用的。
（二）. 全自动洗衣机的发展历程
1858年，一个叫汉密尔顿史密斯的美国人在匹茨堡制成了世界上第一台洗衣机。1874年，“手洗时代”受到了前所未有的挑战——美国人比尔布莱克斯发明了木制手摇洗衣机，但该洗衣机依然要依靠人力进行洗衣，所以并未能得到普及。1880年，美国又出现了蒸汽洗衣机，蒸汽动力开始取代人力。之后，水力洗衣机、内燃机洗衣机也相继出现。到1911年，美国的费希尔成功试制了世界上第一台电动洗衣机。电动洗衣机的问世，标志着人类家务劳动自动化的开端。
在1922年迎来一种崭新的洗衣方式——搅拌式。搅拌式洗衣机由美国玛依塔格公司研制。这种洗衣机是在筒中心装上一个立轴，在立轴下端装有搅拌翼，电动机带动立轴，进行周期性的正反摆动，使衣物和水流不断翻滚，相互摩擦，以此涤荡污垢。搅拌式洗衣机结构科学合理，受到人们的普遍欢迎。
1932年之后，美国本德克斯航空公司宣布，他们研制成功第一台前装式滚筒洗衣机，洗涤、漂洗、脱水在同一个滚筒内完成。这意味着电动洗衣机跃上一个新台阶，朝自动化又前进了一大步！直至今日，滚筒式洗衣机在欧美国家仍得到广泛应用。
1955年，在引进英国喷流式洗衣机的基础之上，日本研制出独具风格并流行至今的波轮式洗衣机。至此，波轮式、滚筒式、搅拌式在洗衣机生产领域三分天下的局面初步形成。
20世纪60年代以后，洗衣机在一些发达国家的消费市场开始形成系列，家庭普及率迅速上升。此间洗衣机在日本的发展备受瞩目。20世纪60年代的日本出现了带干桶的双桶洗衣机，人们称之为“半自动型洗衣机”。
20世纪70年代，生产出波轮式套桶全自动洗衣机。70年代后期，微电脑控制的全自动洗衣机横空出世，让人耳目一新。
到20世纪80年代，“模糊控制”的应用使得洗衣机操作更简便，功能更完备，洗衣程序更随人意，外观造型更为时尚。进入20世纪90年代，由于电机调速技术的提高，洗衣机实现了宽范围的转速变换与调节，诞生了许多新水流洗衣机。此后，随着电机驱动技术的发展与提高，日本生产出了电机直接驱动式洗衣机，省去了齿轮传动和变速机构，引发了洗衣机驱动方式的巨大革命。
二. 设计方案
（一）. 设计任务
主要内容：
设计一个用单片机控制的洗衣机控制器。以AT89S51单片机为主，扩展必要的辅助电路，设计制作一个洗衣机控制器。
主要功能:
1）标准洗涤：洗涤12分钟；漂洗6分钟，二次；脱水3分钟。快速洗涤：洗涤7分钟；漂洗3分钟，二次；脱水2分钟。
2）有启动／暂停按钮控制：第一次启动，标准洗涤；工作时按此按钮暂停，再按则恢复工作。洗涤、漂洗正转4秒，间歇2秒，反转4秒，间歇2秒。
3）有脱水功能，并且在脱水时，如果打开盖板（K2键模拟），脱水暂停。
4）洗涤时洗涤指示灯闪烁；漂洗时漂洗指示灯闪烁；脱水时脱水指示灯闪烁。
（一）. 洗衣机的设计方案
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、漂洗、排水和脱水等阶段。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构成。电源采用三端集成固定稳压器7805提供+5V电源，单片机控制系统负责控制洗衣机的工作过程，主要由AT89S51单片机、2位共阳数码管、按键、蜂鸣器、LED指示灯组成；外部硬件电路有继电器、三极管、电动机、进水电磁阀、排水电磁阀组成。
1. 按键
洗衣机主面板上有4个按钮K1、K2、K3、K4。
功能分别为：
K1为启动键。
K2用于模拟洗衣机的盖板打开。
K3用于快速洗衣方式；当脱水时，模拟盖板合闭。
K4用于脱水。
2. 洗衣程序
⑴洗涤过程
通电后，若不选择洗衣周期，则洗衣机从洗涤过程开始。进入洗涤过程，首先进水阀接通，开始向洗衣机供水，当到达要求水位时，进水阀断电关闭，停止进水；电机M接通，带动波轮旋转，形成洗衣水流。电机M是一个正反转电机，可以形成往返水流，有利于洗涤衣物。
⑵漂洗过程
PORT0（P0.0～P0.7）：
端口0是一个8位宽的开路汲极（Open Drain）双向输出入端口，共有8个位，P0.0表示位0，P0.1表示位1，依此类推。其他三个I/O端口（P1、P2、P3）则不具有此电路组态，而是内部有一提升电路，P0在当做I/O用时可以推动8个LS的TTL负载。如果当EA引脚为低电平时（即取用外部程序代码或数据存储器），P0就以多工方式提供地址总线（A0～A7）及数据总线（D0～D7）。设计者必须外加一锁存器将端口0送出的地址栓锁住成为A0～A7，再配合端口2所送出的A8～A15合成一完整的16位地址总线，而定址到64K的外部存储器空间。
一. 绪 论 1
（一）. 全自动洗衣机的研究背景 1
（二）. 全自动洗衣机的发展历程 1
二. 设计方案 2
（一）. 设计任务 2
（二）. 洗衣机的设计方案 2
1. 按键 2
2. 洗衣程序 3
三. 硬件设备 4
（一）. 主要芯片介绍 4
1. AT89S51主要功能列举如下： 4
2. AT89S51各引脚功能介绍如下： 4
（二）. 系统各模块电路设计 6
1. 电源电路 6
2. 控制电路 6
3. 显示电路 7
四. 软件设计 8
（一）. 洗衣机主程序流程图 8
（二）. 洗涤程序流程图 9
（三）. 漂洗程序流程图 10
（四）. 脱水程序流程图 10
结束语 11
致谢 11
参考文献 11
附录一 12
附录二 13
附录三 13
引言
洗衣机是一种在家庭中不可缺少的家用电器,发展非常快,而全自动式洗衣机因使用方便更加得到大家的青睐,全自动即进水、洗涤、漂洗、甩干等一系列过程自动完成,控制器通常设有几种洗涤程序,对不同的衣物可选择不同的洗涤方式。
近几十年，在工业发达国家，全自动洗衣机制造技术又得到迅速发展，其年总产量及社会普及率均以达到相当高得水平。
重大变化就是高度自动化、智能化、人性化。从半自动、全自动到现在流行的人工智能、模糊控制，只需按一下按钮一切搞定！同时，用户可以按照自己的洗衣习惯，自主选择 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
时间和方式，自编和记忆程序让用户真正做到随心所欲。人性化还表现在使用的方便和舒适，如子母分洗洗衣机可以做到不同衣物分开洗；斜桶和顶开滚筒可以做到取放衣物方便不需深弯腰；蒸汽烘干功能使得晾晒更加方便，DD直驱电机在节能降噪方面效果更加突出，等等。
本系统的电路并不复杂，给AT89S51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。虽然不能与电器市场上的洗衣机控制系统媲美，但也具有一定的实用性。
一. 绪 论
（一）. 全自动洗衣机的研究背景
洗衣机是一种在家庭中不可缺少的家用电器，发展非常快，全自动式洗衣机因使用方便得到广大用户的青睐，全自动洗衣机即进水、洗涤、漂洗、甩干等一系列过程自动完成，控制器通常设有几个程序，对不同的衣物可供用户选择，而单片机在洗衣机中的控制是起决定性作用的。
（二）. 全自动洗衣机的发展历程
1858年，一个叫汉密尔顿史密斯的美国人在匹茨堡制成了世界上第一台洗衣机。1874年，“手洗时代”受到了前所未有的挑战——美国人比尔布莱克斯发明了木制手摇洗衣机，但该洗衣机依然要依靠人力进行洗衣，所以并未能得到普及。1880年，美国又出现了蒸汽洗衣机，蒸汽动力开始取代人力。之后，水力洗衣机、内燃机洗衣机也相继出现。到1911年，美国的费希尔成功试制了世界上第一台电动洗衣机。电动洗衣机的问世，标志着人类家务劳动自动化的开端。
在1922年迎来一种崭新的洗衣方式——搅拌式。搅拌式洗衣机由美国玛依塔格公司研制。这种洗衣机是在筒中心装上一个立轴，在立轴下端装有搅拌翼，电动机带动立轴，进行周期性的正反摆动，使衣物和水流不断翻滚，相互摩擦，以此涤荡污垢。搅拌式洗衣机结构科学合理，受到人们的普遍欢迎。
1932年之后，美国本德克斯航空公司宣布，他们研制成功第一台前装式滚筒洗衣机，洗涤、漂洗、脱水在同一个滚筒内完成。这意味着电动洗衣机跃上一个新台阶，朝自动化又前进了一大步！直至今日，滚筒式洗衣机在欧美国家仍得到广泛应用。
1955年，在引进英国喷流式洗衣机的基础之上，日本研制出独具风格并流行至今的波轮式洗衣机。至此，波轮式、滚筒式、搅拌式在洗衣机生产领域三分天下的局面初步形成。
20世纪60年代以后，洗衣机在一些发达国家的消费市场开始形成系列，家庭普及率迅速上升。此间洗衣机在日本的发展备受瞩目。20世纪60年代的日本出现了带干桶的双桶洗衣机，人们称之为“半自动型洗衣机”。
20世纪70年代，生产出波轮式套桶全自动洗衣机。70年代后期，微电脑控制的全自动洗衣机横空出世，让人耳目一新。
到20世纪80年代，“模糊控制”的应用使得洗衣机操作更简便，功能更完备，洗衣程序更随人意，外观造型更为时尚。进入20世纪90年代，由于电机调速技术的提高，洗衣机实现了宽范围的转速变换与调节，诞生了许多新水流洗衣机。此后，随着电机驱动技术的发展与提高，日本生产出了电机直接驱动式洗衣机，省去了齿轮传动和变速机构，引发了洗衣机驱动方式的巨大革命。
二. 设计方案
（一）. 设计任务
主要内容：
设计一个用单片机控制的洗衣机控制器。以AT89S51单片机为主，扩展必要的辅助电路，设计制作一个洗衣机控制器。
主要功能:
1）标准洗涤：洗涤12分钟；漂洗6分钟，二次；脱水3分钟。快速洗涤：洗涤7分钟；漂洗3分钟，二次；脱水2分钟。
2）有启动／暂停按钮控制：第一次启动，标准洗涤；工作时按此按钮暂停，再按则恢复工作。洗涤、漂洗正转4秒，间歇2秒，反转4秒，间歇2秒。
3）有脱水功能，并且在脱水时，如果打开盖板（K2键模拟），脱水暂停。
4）洗涤时洗涤指示灯闪烁；漂洗时漂洗指示灯闪烁；脱水时脱水指示灯闪烁。
（一）. 洗衣机的设计方案
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、漂洗、排水和脱水等阶段。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构成。电源采用三端集成固定稳压器7805提供+5V电源，单片机控制系统负责控制洗衣机的工作过程，主要由AT89S51单片机、2位共阳数码管、按键、蜂鸣器、LED指示灯组成；外部硬件电路有继电器、三极管、电动机、进水电磁阀、排水电磁阀组成。
1. 按键
洗衣机主面板上有4个按钮K1、K2、K3、K4。
功能分别为：
K1为启动键。
K2用于模拟洗衣机的盖板打开。
K3用于快速洗衣方式；当脱水时，模拟盖板合闭。
K4用于脱水。
2. 洗衣程序
⑴洗涤过程
通电后，若不选择洗衣周期，则洗衣机从洗涤过程开始。进入洗涤过程，首先进水阀接通，开始向洗衣机供水，当到达要求水位时，进水阀断电关闭，停止进水；电机M接通，带动波轮旋转，形成洗衣水流。电机M是一个正反转电机，可以形成往返水流，有利于洗涤衣物。
⑵漂洗过程
PORT0（P0.0～P0.7）：
端口0是一个8位宽的开路汲极（Open Drain）双向输出入端口，共有8个位，P0.0表示位0，P0.1表示位1，依此类推。其他三个I/O端口（P1、P2、P3）则不具有此电路组态，而是内部有一提升电路，P0在当做I/O用时可以推动8个LS的TTL负载。如果当EA引脚为低电平时（即取用外部程序代码或数据存储器），P0就以多工方式提供地址总线（A0～A7）及数据总线（D0～D7）。设计者必须外加一锁存器将端口0送出的地址栓锁住成为A0～A7，再配合端口2所送出的A8～A15合成一完整的16位地址总线，而定址到64K的外部存储器空间。
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