单片机控制的全自动洗衣机设计
单片机控制的全自动洗衣机设计[20200131184905]
摘 要
本文为基于AT89S51单片机为核心的全自动洗衣机控制系统,控制面板由电源电路、单片机控制系统和外部硬件电路三部分组成. 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.洗衣机的整体电路模块包括AT89S51单片机、数码管、按键、蜂鸣器、LED指示灯等元件。外部硬件电路由继电器、三极管、LED灯组成。该控制系统可完成洗衣机对整个洗衣过程的控制，包括进水、洗衣、脱水以及结束报警四个阶段。
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关键字:】AT89S51单片机；控制系统；数码管
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
与洗涤过程操作相同，只是时间短一些。
⑶脱水过程
洗涤或漂洗过程结束后，电机M停止转动，排水阀M接通，开始排水。排水阀动作的同时，电机M也接通，使电机可以带动内桶转动。当水位低到一定值，再经过一段时间后，电机开始正转，带动内桶高速旋转，甩干衣物。总设计框图如图1所示
图1 总设计框三. 硬件设备
（一）. 主要芯片介绍
摘 要
本文为基于AT89S51单片机为核心的全自动洗衣机控制系统,控制面板由电源电路、单片机控制系统和外部硬件电路三部分组成. 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.洗衣机的整体电路模块包括AT89S51单片机、数码管、按键、蜂鸣器、LED指示灯等元件。外部硬件电路由继电器、三极管、LED灯组成。该控制系统可完成洗衣机对整个洗衣过程的控制，包括进水、洗衣、脱水以及结束报警四个阶段。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:】AT89S51单片机；控制系统；数码管
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
与洗涤过程操作相同，只是时间短一些。
⑶脱水过程
洗涤或漂洗过程结束后，电机M停止转动，排水阀M接通，开始排水。排水阀动作的同时，电机M也接通，使电机可以带动内桶转动。当水位低到一定值，再经过一段时间后，电机开始正转，带动内桶高速旋转，甩干衣物。总设计框图如图1所示
图1 总设计框三. 硬件设备
（一）. 主要芯片介绍
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