【正文】 產(chǎn)出波輪式套桶全自動洗衣機。 70 年代后期，以 微處理器 控制的全自動洗衣機在日本問世，開創(chuàng)了洗衣機發(fā)展史的新階段。 80 年 代，“模糊控制”的應用使得洗衣機操作更簡便，功能更完備，洗衣程序更隨人意，外觀造型更為時尚。 據(jù)《 20212021 年中國洗衣機行業(yè)產(chǎn)銷需求與投資預測分析報告 》 ［ 1］ 分析從全國范圍來看， 目 前我國洗衣機市場普及程度已經(jīng)超過了 76%，其中城鎮(zhèn)市場已經(jīng)超過了 96%，農(nóng)村市場也已經(jīng)超過了 53%。隨著國家開展家電下鄉(xiāng)、擴大內(nèi)需的政策，洗衣機企業(yè)將目光均投向了擁有較大消費潛力的農(nóng)村市場。未來幾年我國洗衣機市場需求增長空間將主要來自于：以城鎮(zhèn)化和農(nóng)村市場為主的首次需求，以及以城鎮(zhèn)市場消費升級為主的更新需求 。整個洗衣機市場 需求在未來幾年將繼續(xù)保持溫和增長態(tài)勢。 中國洗衣機業(yè)在發(fā)展的同時，一些問題也日益顯露出來。特別是洗衣機行業(yè)規(guī)范標準不健全，科研開發(fā)能力弱，市場培育能力差，安全問題和健康問題嚴重等制約了行業(yè)的進一步發(fā)展和品質的提高。因此，中國洗衣機企業(yè)必須抓住新的發(fā)展形勢，加大科技創(chuàng)新，注重節(jié)水節(jié)能，提高技術含量，加強售后服務水平打造有效推廣策略，對洗衣機行業(yè)的國家標準進行統(tǒng)一規(guī)劃，只有這樣才能在新形勢下立于不敗之地。 如今，鋼材、銅、鋁、樹脂原材料價格上漲和產(chǎn)品售價下滑的雙重壓力正使國內(nèi)洗衣機市場面臨挑戰(zhàn)，技術競爭逐漸成為 推動市場發(fā)展的重要力量。高端滾筒洗衣機價格的大幅度下降是推動洗衣機市場增長的主要動力。節(jié)水、節(jié)能等環(huán)保意識的提高，是消費者進行洗衣機更新?lián)Q代的重要因素，成為重要的增長點。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和研究成果 隨著工業(yè)化的加速，世界各國也加快了洗衣機研制的步伐。首先由英國研制并推出了一種噴流式洗衣機，它是靠筒體一側的運轉波輪產(chǎn)生的強烈渦流，使衣物和洗滌液一起在筒內(nèi)不斷翻滾，洗凈衣物。在引進英國噴流式洗衣機的基礎之上，日本研制出獨具風格、并流行至今的波輪式洗衣機。至此，波輪式、滾筒式、南昌大學共青學院畢業(yè)設計 (論文 ) 第一章 引言 3 攪拌式在洗衣機生產(chǎn)領域三分天下 的局面初步形成。 由于電機調(diào)速技術的提高，洗衣機實現(xiàn)了寬范圍的轉速變換與調(diào)節(jié)，誕生了許多新水流洗衣機。此后，隨著電機驅動技術的發(fā)展與提高，日本生產(chǎn)出了電機直接驅動式洗衣機，省去了齒輪傳動和變速機構，引發(fā)了洗衣機驅動方式的巨大革命。之后，隨著科技的進一步發(fā)展，滾筒洗衣機已經(jīng)成了大家耳濡目染的產(chǎn)品。 我國相關專家認為節(jié)水將成未來洗衣機重點發(fā)展方向，洗衣機產(chǎn)業(yè)目標主要涵蓋節(jié)電節(jié)水、產(chǎn)品功能、綠色設計三大方向。在中國家用電器協(xié)會編制的冰箱空調(diào)、洗衣機的技術路線圖中，就節(jié)電節(jié)水方面，制定了到 2021 年，波輪式雙桶洗 衣機達到國家能效 2 級，波輪式全自動洗衣機達到國家能效 1 級，能效 1級的滾筒式全自動洗衣機要達到歐盟 A+等級耗電、耗水要求， 滾筒式洗干一體機要達到 GB/T23118 國標 A 級耗電、耗水要求。到 2020 年，滾筒洗衣機達到歐盟 A+++等級耗電、耗水要求，波輪式全自動洗衣機達到國標 A+等級耗電、耗水要求，滾筒式洗干一體機達到國標 A+等級耗電、耗水要求。在產(chǎn)品功能方面洗衣機的發(fā)展方向是大容量，低噪聲、低振動。伴隨著科技的進一步發(fā)展，相信新型更適合人們使用的洗衣機會給我們的生活帶來新的方南昌大學共青學院畢業(yè)設計 (論文 ) 第二章 系統(tǒng)方案設計 4 第二章 系統(tǒng)方案設計 設 計要求 基于單片機的洗衣機控制電路的設計要求是要能使洗衣機分別在不同的工作模式下完成一次洗衣的過程。不同的工作模式工作過程也不一樣，整個一次完整的洗衣過程大致可分為五個階段分別是進水、排水、洗滌、漂洗、脫水。每個階段的工作時間都可以通過相應的程序來設置，本設計要求洗衣機處于進水工作狀態(tài)時，工作時間持續(xù) 4分鐘 ，當進水達到一定的水位后，進水閥關閉，停止進水；接著洗衣機進入洗滌工作狀態(tài)并要求洗滌時間也要達到 6分鐘 ，洗滌工作完成時，洗衣機就要進行排水 1分鐘 鐘后水位降到一定的高度，要求排水閥關閉，進水閥打開，然后進行 漂洗。這里設置了長漂洗時間為 4分鐘 ，短漂洗時間為 2分鐘 ，漂洗工作完成后要求洗衣機進入脫水狀態(tài)， 脫水工作持續(xù) 2分鐘， 一次洗衣過程完成。 洗衣機的工作模式這里分為四種分別是標準洗衣、經(jīng)濟洗衣、單獨洗衣和排水洗衣，我們可以根據(jù)不同的情況選擇不同的洗衣模式以達到節(jié)水節(jié)電省時的效果。當洗衣機處于洗滌狀態(tài)時也要求有兩種洗滌方式分別是強洗和弱洗。 總體方案設計 通過對設計要求的分析，總控制系統(tǒng)運用的是 AT89C51 單片機，利用該單片機設計的洗衣機控制電路系統(tǒng)主要有工作模式選擇鍵、強弱洗滌選擇鍵、水位開關、進排水閥 、電機驅動電路和各種工作狀態(tài)顯示電路等組成。 南昌大學共青學院畢業(yè)設計 (論文 ) 第三章 元件和 洗衣機功能介紹 5 第三章 元件和洗衣機功能介紹 AT89C51 簡介 AT89C51 是一種帶 4K字節(jié) FLASH 存儲器 （ FPEROM— Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓、高性能 CMOS 8 位 微處理器，俗稱 單片機 。 AT89C2051 是一種帶 2K 字節(jié) 閃存可編程可擦除 只讀存儲器 的 單片機 。 單片機 的可擦除 只讀存儲器 可以反復擦除 1000 次。該器件采用 ATMEL 高密度非易失存儲器 制造技術制造，與工業(yè)標準的 MCS51 指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能 8 位 CPU 和閃速 存儲器 組合在單個芯片中， ATMEL 的 AT89C51 是一種高效微控制器， AT89C2051 是它的一種精簡版本。 AT89C51 單片機 為很多 嵌入式控制系統(tǒng) 提供了一種靈活性高且價廉的方案。封裝及 引腳 排列如圖 ： 圖 AT89C51 封裝 圖 AT89C51 引腳排列 主要特性 1. 與 MCS51 兼容 字節(jié)可編程 FLASH 存儲器 3. 全靜態(tài)工作： 0Hz24MHz 南昌大學共青學院畢業(yè)設計 (論文 ) 第三章 元件和 洗衣機功能介紹 6 4. 三級 程序存儲器 鎖定 179。 8 位內(nèi)部 RAM 6. 32 可編程 I/O 線 7. 2 個 16 位 定時器 /計數(shù)器 8. 5 個中斷源 9. 可編程串行通道 10. 低功耗的閑置和掉電模式 11. 片內(nèi)振蕩器和時鐘電路 特性概述 AT89C51 提供以下標準功能： 4k 字節(jié) Flash 閃速存儲器 ， 128字節(jié)內(nèi)部 RAM，32 個 I/O 口線，兩個 16位定時 /計數(shù)器，一個 5向量兩級中斷結構，一個全雙工 串行通信 口，片內(nèi)振蕩器及 時鐘電路 。同時， AT89C51 可降至 0Hz的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種 軟件 可選的節(jié)電工作模式?？臻e方式停止 CPU的工作，但允許RAM，定時 /計數(shù)器， 串行通信 口及 中斷系統(tǒng) 繼續(xù)工作。掉電方式保存 RAM 中的內(nèi)容，但振蕩器停止工作并禁 止其它所有部件工作直到下一個硬件復位。 引腳說明 VCC：供電電壓 P0 口 ： P0 口為一個 8位漏級開路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8TTL 門電流。當P0 口的管腳第一次寫 1 時，被定義為 高阻 輸入。 P0 能夠用于外部程序數(shù)據(jù) 存儲器 ，它可以被定義為數(shù)據(jù) /地址的低八位。在 FIASH 編程時， P0 口作為原碼 輸入口，當 FIASH 進行校驗時， P0輸出原碼，此時 P0外部必須接上拉電阻。 P1 口 ： P1 口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 口緩沖器能接收輸出 4TTL 門電流。 P1 口管腳寫入 1 后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入， P1口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在 FLASH編程和校驗時， P1 口作為低八位地址接收。 P2 口 ： P2 口為一個內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向 I/O 口， P2 口緩沖器可接收，輸出 4個 TTL 門電流，當 P2 口被寫“ 1”時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時， P2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。 P3 口 ： P3 口管腳是 8個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4 個 TTL南昌大學共青學院畢業(yè)設計 (論文 ) 第三章 元件和 洗衣機功能介紹 7 門電流。當 P3 口寫入“ 1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平， P3 口將輸出電流（ ILL）這是由于上拉的緣故。 P3 口也可作為 AT89C51 的一些特殊功能口，如下所示： RXD（串行輸入口） TXD（串行輸出口） /INT0（外部中斷 0） /INT1（外部中斷 1） T0（計時器 0外部輸入） T1（計時器 1外部 輸入） /WR（ 外部數(shù)據(jù) 存儲器 寫選通） /RD（ 外部數(shù)據(jù) 存儲器 讀選通 ） 口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。 RST：復位輸入。當振蕩器復位器件時，要保持 RST 腳兩個 機器周期 的高電平時間。 ALE/PROG：當訪問外部 存儲器 時， 地址鎖存 允許的 輸出電平 用于鎖存地址的低位字節(jié)。在 FLASH 編程 期間，此 引腳 用于輸入 編程 脈沖。在平時， ALE 端以不變的頻 率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。 PSEN：外部 程序存儲器 的選通信號。在由外部程序 存儲器 取指期間，每個 機器周期 兩次 /PSEN 有效。但在訪問 外部數(shù)據(jù) 存儲器時，這兩次有效的 PSEN 信號將不出現(xiàn)。 EA/VPP：當 /EA 保持低電平時，則在此期間外部程序 存儲器 （ 0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲器。 XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。 XTAL2：來自反向振蕩器的輸出 L298 電機驅動芯片 L298 是 ST 公司生產(chǎn)的一種高電壓、大電流電機 驅動芯片。該芯片的主要特 點是 :工作電壓高，最高工作電壓可達 46V； 輸出電流大，瞬間峰值電流可達 3A， 持續(xù)工作電流為 2A；內(nèi)含兩個 H橋的高電壓大電流全橋式驅動器，可以用來驅動 直流電動機和步進電動機、繼電器、線圈等感性負載；采用標準南昌大學共青學院畢業(yè)設計 (論文 ) 第三章 元件和 洗衣機功能介紹 8 TTL 邏輯電平信號控制；具有兩個使能控制端，在不受輸入信號影響的情況下允許或禁止器件工作；有一個邏輯電源輸入端，使內(nèi)部邏輯電路部分在低電壓下工作可以外接檢測電阻，將變化量反饋給控制電路 。 L298 引腳功能 L298 芯片引腳圖 所示，引腳功能見表 。 圖 L298 引腳圖 南昌大學共青學院畢業(yè)設計 (論文 ) 第三章 元件和 洗衣機功能介紹 9 表 L298 引腳功能表 引腳 符號 功能 1 15 SENSING A SENSING B 此兩端與地連接電流檢測電阻，并向驅動芯片反饋檢測到的信號 2 3 OUT 1 OUT 2 此兩腳是全橋式的兩個輸出端，用來連接負載 5 7 IN 1 IN 2 輸入標準的 TTL 邏輯電平信號，用來控制全橋式驅動器 A的開關 6 11 ENABLE A ENABLE B 使能控制 端，輸入標準 TTL 邏輯電平信號；低電平時全橋式驅動器禁止工作 4 Vs 電機驅動電源輸入端 8 GND 接地端，芯片本身的散熱片與 8腳相通 9 Vss 邏輯控制部分的電源輸入端口 10 12 IN 3 IN 4 輸入標準的 TTL 邏輯電平信號，用來控制全橋式驅動器 B的開關 13 14 OUT 3 OUT 4 此兩腳是全橋式驅動器 B 的兩個輸出端，用來連接負載 洗衣機控制電路系統(tǒng)的功能介紹 用 AT89C51 單片機控制自動洗衣機的運行，使其自動的完成進水、洗滌、漂洗、脫水等功能。不同的洗衣程序 洗滌、漂洗、脫水所用的時間不同，要求設計能夠實現(xiàn)以下功能： 洗衣工作狀態(tài)功能：強、弱洗滌。 要求強洗時正反轉驅動時間各為 4S