【正文】 的都是滾筒洗衣機。 滾筒洗衣機優(yōu)點：全面的洗滌能力。因為衣物在洗滌過程中不纏繞、洗滌均勻、磨損小，所以就連羊絨、羊毛、真絲衣物也能在機內洗滌，做到真正的全面洗滌性能?？梢岳眉訜峒せ钕匆路壑械幕钚悦?，充分發(fā)揮出洗衣粉的去污效能。由于用水量較小，可以在桶內形成高濃度洗衣液，在節(jié)水的情況下帶來理想的洗衣效果。這種發(fā)源于歐洲的 洗衣機是模仿棒錘擊打衣物原理設計， 3 利用電動機的機械 做功使?jié)L筒旋轉，衣物在滾筒中不斷地被提升摔下，再提升再摔下，做重復運動，加上洗衣粉和水的共同作用使衣物洗滌干凈。滾筒洗衣機的發(fā)展最為成熟，多年來在結構上沒有多少變化，基本是不銹鋼內桶，機械程序控制器，經過磷化、電泳、噴涂三重保護的外殼，和兩塊笨重的水泥塊用于平衡滾筒旋轉時產生的巨大離心力，由于用料比波輪洗衣機好，所以壽命一般在 15－ 20 年，而以塑料件為主的波輪壽命一般只有 8－ 10 年左右。 （ 3）攪拌式洗衣機 洗衣特點：衣物潔凈力最強，省洗衣粉。 缺點：喜歡 纏繞相比前兩種方式損壞性加大，噪音最大，適合洗滌衣物，除需要特別洗滌之外的所有衣物，北美普遍使用。 洗衣機的工作原理 普通型波輪洗衣機： 結構：由洗衣桶、電動機、定時器、傳動部件、箱體、箱蓋及控制面板等組成。 工作原理：依靠裝在洗衣桶底部的波輪正、反旋轉，帶動衣物上、下、左、右不停地翻轉，使衣物之間、衣物與桶壁之間，在水中進行柔和地磨擦，在洗滌劑的作用下實現去污清洗。 機械全自動洗衣機： 結構：由電動程控器、水位開關、安全開關（蓋開關）、排水選擇開關、不排水停機開關、貯水 開關、漂洗選擇開關、洗滌選擇開關等組成。 工作原理：通過各種開關組成控制電路，來控制電動機、進水閥、排水電磁鐵及蜂鳴器的電壓輸出，使洗衣機實現程序運轉。 國內外洗衣機應用現狀及發(fā)展趨勢 洗衣機起源于 19 世紀初期，歷經了一個多世紀的發(fā)展。 1911 年世界上第一臺洗衣機問世，標志著家務勞動自動化的開始。 1922 年世界上第一臺攪拌式洗衣機誕生。 1937 年世界上第一臺全自動滾筒洗衣機投放市場。 1957 年第一臺渦流式波輪洗衣機推出。從此，確立了攪拌式、滾筒式和波輪式洗衣機三足鼎 4 立的局面。 20 世紀中期以后，洗衣 機在一些發(fā)達國家的普及率迅速上升。 70 年代初期，日本推出波輪式套筒全自動洗衣機。 70 年代后期，日本又推出微電腦控制型波輪式套筒全自動洗衣機。 80 年代后，“模糊控制”開始應用于洗衣機，生產出了智能型模糊控制洗衣機。 20 世紀末，變頻洗衣機問世，使洗衣機的功能更具人性化，實現了真正意義上的智能化控制，成為目前研究的主要方向。 隨著更多國內外品牌研究新的技術，開發(fā)新的產品，洗衣機行業(yè)爆發(fā)以“節(jié)能環(huán)?！钡募夹g更新。消費者通過選擇智能模式，進一步實現省水、省電。今后，洗衣機將以高可靠性，完善的功能，節(jié)水節(jié)電，降噪省時及 規(guī)格品種多樣化為發(fā)展方向 [3]。 （ 1）向大容量、小容量和多功能方向發(fā)展； 為了節(jié)約時間和能源，提高洗衣機效率，洗衣機向大容量方向發(fā)展是必然趨勢。但也有很多獨身和雙職工的小家庭，因受居住環(huán)境等限制，迫切需要小容量、輕便化的全自動洗衣機。小容量的小型化洗衣機也是當前一種新的發(fā)展趨勢。 多功能洗衣機是目前家庭用戶較受歡迎的產品。多功能全自動洗衣機通常指洗衣機從臟衣服投入，到預洗、洗滌、漂洗、甩干、烘干等，能完成多種功能?，F在又開發(fā)出了“模糊”邏輯控制的全自動洗衣機，使得洗衣機的功能更加完善。 （ 2）向微處理器、 傳感器、模糊邏輯控制方向發(fā)展； 在洗衣機中應用了微處理器技術后，配以各種傳感器，能自動稱重、自動測出各種洗滌參數，從而實現洗衣全過程各動作能連續(xù)、自動完成。 （ 3）向節(jié)水、省電、省時、節(jié)約洗滌劑方向發(fā)展； 通常全自動洗衣機比雙桶半自動洗衣機明顯費水。在一些波輪式全自動洗衣機裝有水量控制器，能根據衣物的多少做到最大限度地節(jié)水，之后又通過改進漂洗方法，以及采用邊淋邊甩的方法進一步降低了耗水量。有些滾筒式全自動洗衣機采用自動循環(huán)裝置和水量控制器。在洗衣機省電方面制定出洗衣機的額定耗電標準，限制耗能高的產品生產，有 的廠家將具有正溫度系數 PTC 電熱元件應用于全自動洗衣機，可有效地節(jié)省 10%以上的電能。另外用液體洗滌劑取代粉沫劑，以便按微電腦的要求，隨時按程序泵入洗滌劑。 5 （ 4）向機電一體化方向發(fā)展； 將洗衣機產品與微電子技術、微處理器技術相結合，可構成機電一體化全自動洗衣機。該產品在結構上由機械部分、傳感器、信息處理部分和執(zhí)行部分構成。 （ 5）洗衣機外觀設計更加美觀、實用。 全自動洗衣機總體外觀設計發(fā)展趨勢為： ①洗衣機外觀整體造型美觀、華貴、協調緊湊，具有藝術性； ②使用方便、便于清潔，通常都采用觸摸式控制方式； ③ 輪廓外形無棱角，有流線感； ④色澤優(yōu)雅、莊重。 第 2 章 方案的論證與選擇 設計要求 ⑴洗衣機可選擇多種洗滌狀態(tài)，用戶只需要按下一鍵，洗衣機即可根據不同的衣物質地和重量自動選擇洗滌程序，完成洗滌。 ⑵暫停功能。不管洗衣機工作在什么狀態(tài)，當按下暫停鍵時，洗衣機必須暫停工作，待驅動鍵按下后洗衣機又能按原來所選擇的工作方式繼續(xù)工作。 ⑶聲光顯示功能。洗衣機各種工作方式的選擇和各種工作狀態(tài)均有聲光提示或顯示。 ⑷本設計包含硬件和軟件設計。 ⑸因為是全自動洗衣機，程序將完成洗滌、脫水的全過程。 ⑹脫水 完成后，蜂鳴器蜂鳴，通知用戶洗滌完成。 設計方案與比較 方案設計 方案一 :電動程序控制器式洗衣機 一般來說 , 電動程序控制器式洗衣機電路雖然比普通型雙桶洗衣機復雜 ,但比電腦程序控制器式電路要簡單。程序控制器中的電觸點都能夠直接控制電動機、進水電磁閥、排水電磁閥等。控制電路基本原理圖如圖 21 所示。 6 圖 21 控制電路基本原理圖 方案二 :電腦程序控制器式洗衣機 單片機控制的全自動洗衣機 ,就是指它的程序控制器采用微電 腦。這種微電腦程序控制器的核心是單片機 ,外加穩(wěn)壓電源 ,時鐘電路 ,功能選擇鍵輸入電路 ,放大驅動電路 ,顯示電路等 ,它們組成了一個完整的全自動洗衣機的指揮中心。單片控制式全自動洗衣機電路的基本原理框圖機如圖 22 所示。 圖 22 單片控制式全自動洗衣機電路的基本原理框圖機 生產廠已在單片機中存入各種程序。操作者通過功能選擇鍵選定某種洗衣程序后 ,電腦根據輸入的這一操作命令 ,從存儲器中取出對應的程序 ,依次在它的各個輸出端上輸出有效電平。經外部電路放大后 ,控制電動機、進水電磁閥、排水電磁閥等產生相應的動作 ,從而實 現整個洗衣過程的自動化操作。 同步電動機 同步電動機 同步電動機 進水電磁閥 電動機 排水電磁閥 蜂鳴器 水位開關 選擇開關 電源開關 7 方案比較 對比以上兩種方案，第一種方案雖然電路要比第二種方案簡單，但從抗干擾、造價等其他方面都不能與第二種方案相比。 由于單片機控制的全自動洗衣機除了功能齊全外，還有一個重要的特點 ,就是各種功能及程序進行過程中的各種狀態(tài)都由顯示器件顯示出來。常用的顯示器件是發(fā)光二極管。電腦輸出的功能顯示信號，由三極管電流放大后驅動發(fā)光二極管發(fā)光。有的全自動洗衣機還采用 LED 數碼管作洗滌程序進行中的時間顯示。增加了這些顯示器件后 ,除進一步完善了洗衣機的功能外，還能美化洗衣機的外觀造 型，為使用者的操作提供方便。 基于以上原因，加上實際情況，所以選擇了自動化程度較高的第二種方案來實現本設計。 控制功能要求 本系統(tǒng)控制的對象為套桶式單缸低波輪全自動洗衣機，其功能要求如下： 、弱洗滌功能。強洗時正、反轉驅動時間各為 4 秒，間歇時間為 1 秒；弱洗時正、反轉驅動時間各為 3 秒，間歇時間為 2 秒。 ，即標準程序、經濟程序、單獨程序和排水程序。標準程序是進水→洗滌→漂洗→排水→脫水，如此循環(huán)三次，每循環(huán)一次洗滌或漂洗環(huán)節(jié)時間比上一循環(huán)同一環(huán)節(jié)時間減少 2 分鐘，具體是：第一循環(huán) 為洗滌，時間為 6 分鐘，第二、第三次循環(huán)為漂洗，時間分別為 4 分和 2 分。排水時間采用動態(tài)時間法確定，脫水時間為 2 分鐘。經濟程序與標準程序一樣，只是循環(huán)次數為二次。單獨程序是進水→洗滌（ 6 分鐘）→結束（留水不排不脫）。排水程序是排水→脫水→結束，時間確定與上述程序相應環(huán)節(jié)相同。 。洗衣機脫水期間，若打開機蓋時，洗衣機就會自動停止脫水操作。待機蓋關閉后恢復工作。 。脫水期間采取間歇驅動方式，以便節(jié)能。本系統(tǒng)要求驅動 5 秒，間歇 2 秒，間歇期間靠慣性力使脫水桶保持高速旋轉。 停功能。不管洗衣機工作在什么狀態(tài)，當按下暫停鍵時，洗衣機須停止工作，待啟動鍵按下后洗衣機又能按原來所選擇的工作方式繼續(xù)工作。 8 。洗衣機各種工作方式的選擇和各種工作狀態(tài)均有聲、光提示或顯示。 實現方法 基于上述要實現軟硬件結合，考慮到 8051 的特點，以其作為核心器件，設計了全自動洗衣機控制系統(tǒng)。本系統(tǒng)實現了對洗衣機整個洗衣過程的控制。包括進水、洗滌、漂洗、排水和脫水五個階段?？刂葡到y(tǒng)主要由電源電路、數字控制電路和機械控制電路三大模塊組成，電源電路為數字控制電路提供穩(wěn)定的5V直流電壓；數字 控制電路負責控制洗衣機的工作過程，主要由 8051 單片機、按鍵、蜂鳴器、 LED 指示燈組成；機械控制電路實現水位檢測、電機驅動、進水、排水等功能，主要由水位開關、電動機、進水排水電磁閥組成。 第 3 章 硬件電路的設計 系統(tǒng)的整體框圖 主控系統(tǒng)是運用 8051單片機，其控制的對象包括：進水閥、排水閥、驅動電機、按鍵和 LED顯示器件。這些被控制對象需要根據不同的洗衣程序來設定它們的工作狀態(tài)和時間，進水閥和排水閥的控制還需要檢測水位，同時需要數碼管顯示不同的工作狀態(tài)及運行剩余時間。按鍵用來控制程序的運行 和設置洗滌模式。蜂鳴器用來進行程序結束提示。洗衣機控制系統(tǒng)整體框圖如圖 31所示。 圖 31控制系統(tǒng)整體框圖 ⑴ 單片機電路：單片機電路是控制的中心，它把計算機的各種功能電路都集成在一塊芯片 9 上，主要包括中央處理器 CPU、程序存儲器 ROM、數據存儲器 RAM、輸入 /輸出接口電路及計時等電路， ROM內已經固化了洗衣機操作程序，單片機根據輸入指令和檢測信號，調出內部相應的操作程序，通過電路處理后輸出各種電路控制信號， 使洗衣機自動完成程序操作過程。 ⑵直流電源電路：這是為單片機及其外圍控制電路提供直流電源的電路，它將輸入的 220V交流電經過變壓、整流、濾波和穩(wěn)壓后，變?yōu)榉€(wěn)定的低壓直流電，送給單片機、顯示電路等。 ⑶復位電路：在單片機接上電源以后，若電源出現過低電壓時，將單片機存儲器復位，使其各項參數處于初始位置。 ⑷時鐘電路：由晶振單元與單片機內部電路組成，產生的振蕩頻率為單片機提供時鐘信號，供單片機定時和計時。 ⑸按鍵輸入電路：①按鍵 K1，接 RST口，作為“復位”按鍵； ②按鍵 K2，接 ，作為“程序選擇”按鍵； ③按鍵 K3，接 ，作為“強弱洗選擇”按鍵； ④按鍵 K4，接 ，作為“運行 /暫停”按鍵 。 ⑹顯示電路：采用 LED燈及一片 7segmpx2cc共陰數碼管，用以顯示洗衣機的各種工作方式、狀態(tài)及剩余時間。 ⑺水位控制電路：在進水期間，系統(tǒng)不斷檢測，當到達預定水位時就停止進水。水位控制電路由傳感器監(jiān)測，其通斷狀態(tài)由電路傳給單片機，由單片機進行指令控制。 ⑻報警電路：在洗衣機工作結束時，發(fā)出蜂鳴聲提示用戶洗衣完成。 完成一次洗衣過程所需的動作有 ： ⑴進水動作：進行洗滌時，盛水桶內的水量必須達到設定要求。洗衣機的進水和水位判斷，是由水位開關和進水閥的開合來進行控制的。當桶內沒有水或水量達不到設定水位時，單片機程序將控制進水閥打開，開始注水，當桶內的水位達到設定水位時，水位開關受壓閉合，程序就可進入下一步處理。 ⑵洗滌動作：洗滌動作指的是電機周期性的“正轉 停止 反轉 停止”。不同的洗衣過程，控制電機執(zhí)行“正轉 停止 反轉 停止”的時間是不同的。 ⑶排水動作：進入脫水動作前應先排水。為了避免空排水造成時間浪費以及排水不完而帶水脫水造成對電機的損害，洗 衣機適當延長排水時間。 ⑷脫水動作：排水結束后進入脫水動作，脫水是通過電機的正反轉來實現的，同時要求排水閥一直打開，也正是由于排水閥的打開，才使得脫水時的電機正轉速度不同于洗滌時的電機正轉速度。進行脫水是若遇到洗衣機蓋打開，則暫停脫水，并發(fā)出報警，直至用戶合上桶蓋后，才繼續(xù)進行脫水。脫水結束后，發(fā)出警報，并自動關閉排水閥。 8051 單片機 微控制電路我們采用 8051 單片機，其價格便宜、功能齊全、可靠性高、