【正文】 教學(xué)單位 信息工程系 學(xué)生學(xué)號(hào) 2081224130本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題　　目 基于單片機(jī)的洗衣機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名　　　　武夢(mèng)雅　　　　　 專業(yè)名稱　　　電子信息科學(xué)與技術(shù)　　　 指導(dǎo)教師　　　　鄔小林　　　　　　 2011年12月21日II摘 要：本系統(tǒng)便是根據(jù)目前洗衣機(jī)的主流要求，由單片機(jī)AT89S5數(shù)碼管顯示模塊、電動(dòng)機(jī)工作模塊、繼電器控制等模塊組成，利用成熟繼電器的強(qiáng)電控制特性，通過(guò)鍵盤設(shè)置洗滌時(shí)間，經(jīng)過(guò)單片機(jī)處理后進(jìn)行洗滌定時(shí)處理，以及電動(dòng)機(jī)的正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)過(guò)程，同時(shí)在數(shù)碼管上顯示控制時(shí)間，既可以通過(guò)鍵盤對(duì)洗衣過(guò)程進(jìn)行暫停，也可以實(shí)時(shí)顯示洗衣剩余時(shí)間，如此，可隨時(shí)隨地知曉洗滌情況。該系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)在于簡(jiǎn)單穩(wěn)定性價(jià)比極高，滿足實(shí)際對(duì)洗衣機(jī)的控制需求。關(guān)鍵字： AT89S52 ；智能家電 ； 自動(dòng)控制 ； 洗衣機(jī) 28Abstract：This system is according to the current mainstream requirements of washing machine, consists of the SCM AT89S52, digital pipe display module, motor control module and relay work module, is made use of high voltage control of mature relays , setting washing time through the keyboard, after single chip conducting, fixing washing timing for processing, as well as the motor are turning reversal process ,meanwhile controlling the display time in the digital tube , not only can set the process pause through the keyboard for laundry, also can display the rest of the time for laundry, in thus way, we can know washing time whenever possible . What the advantage of the system is simple and stable and high price quality, meeting the needs of controlling of the washing machine.
Key word: AT89S52 ；intelligent home ；automatic control ；washing machine 目 錄1 引言 1 課題背景 1 課題意義 1 課題目的 12 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案和論證 3 3 3 4 4 53 電路的設(shè)計(jì)與分析 6 6 7 8 9 10 124 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 15 15 16 184 .4報(bào)警電路 195 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 215．1設(shè)計(jì)軟件簡(jiǎn)介 215．2軟件設(shè)計(jì)應(yīng)用環(huán)境簡(jiǎn)介 225．3系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)說(shuō)明 236 系統(tǒng)調(diào)試 24 24 軟件的調(diào)試 24 硬件調(diào)試 25結(jié)束語(yǔ) 26參考文獻(xiàn) 27附錄 28謝 辭 321 引言 課題背景現(xiàn)如今自動(dòng)化、信息化程度越來(lái)越高，單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域也就越來(lái)越廣，成為人們生活不可或缺的一部分。隨著社會(huì)的發(fā)展、科技的進(jìn)步以及人們生活水平的逐步提高，各種方便于生活的自動(dòng)控制系統(tǒng)開(kāi)始進(jìn)入了人們的生活，以單片機(jī)為核心的自動(dòng)門系統(tǒng)就是其中之一。同時(shí)也標(biāo)志了自動(dòng)控制領(lǐng)域成為了數(shù)字化時(shí)代的一員。它實(shí)用性強(qiáng)，功能齊全，技術(shù)先進(jìn)，這是科技進(jìn)步的成果。它更讓人類懂得，數(shù)字時(shí)代的發(fā)展將改變?nèi)祟惖纳睿瑢⒓涌炜茖W(xué)技術(shù)的發(fā)展。經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的中國(guó)，高樓聳立的大都市，全自動(dòng)洗衣機(jī)已經(jīng)是隨處可見(jiàn)，在各大廈、賓館、酒店、銀行、商場(chǎng)、醫(yī)院、寫字樓等場(chǎng)所，洗衣機(jī)更是得到大范圍的普及使用。自動(dòng)門不但能給我們帶來(lái)人員進(jìn)出方便、節(jié)約空調(diào)能源、防風(fēng)、防塵、降低噪音等好處，更令我們的建筑增添了不少高貴典雅的氣息。 課題意義此設(shè)計(jì)的意義在于能夠了解全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的的制作方案和技術(shù)。從電路設(shè)計(jì)到軟件編程，全面系統(tǒng)的研究了基于單片機(jī)的全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)。從中能學(xué)習(xí)到多方面的技術(shù)知識(shí)，掌握洗衣機(jī)控制的原理和方法。更多的理解的單片機(jī)的功能。 課題目的設(shè)計(jì)要滿足如下要求：實(shí)現(xiàn)洗衣時(shí)間的控制，能夠調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間長(zhǎng)短的控制。實(shí)現(xiàn)顯示的功能，實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)過(guò)程及剩余時(shí)間的調(diào)整功能實(shí)現(xiàn)報(bào)警功能，當(dāng)運(yùn)行時(shí)間結(jié)束時(shí)發(fā)出報(bào)警音報(bào)警，提醒運(yùn)行已結(jié)束。本設(shè)計(jì)通過(guò)采用AT89S52單片機(jī)，通過(guò)水位檢測(cè)機(jī)構(gòu)，LED數(shù)碼顯示器，LED發(fā)光二極管，獨(dú)立鍵盤，繼電器控制，電動(dòng)機(jī)等硬件實(shí)現(xiàn)了上述功能要求。 主要章節(jié)分為：（1）緒論：介紹設(shè)計(jì)目標(biāo)國(guó)內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀和研究意義目的，設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容和本文的章節(jié)安排。（2）總體設(shè)計(jì)方案：給出了洗衣機(jī)控制器的器的總體方案設(shè)想，智能項(xiàng)目，和設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)規(guī)劃。（3）單片機(jī)最小系統(tǒng)介紹：中央控制器 AT89S52及其外圍電路的設(shè)計(jì)與分析（4）系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)：介紹各部分模塊電路的功能（5）系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)：主要介紹了各項(xiàng)功能的設(shè)計(jì)流程。（6）系統(tǒng)調(diào)試2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案和論證 全自動(dòng)洗衣機(jī)控制器的總體結(jié)構(gòu)框圖如下圖1所示。圖1動(dòng)洗衣機(jī)控制器框圖采用AT89S52單片機(jī)作為主控單元，直流電機(jī)作為執(zhí)行部分，鍵盤輸入控制信息，數(shù)碼管顯示輸出信息。其工作過(guò)程是通過(guò)鍵盤選擇功能鍵將信息輸入單片機(jī)，然后單片機(jī)發(fā)出信號(hào)控制單片機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，以及自動(dòng)計(jì)時(shí)，當(dāng)時(shí)間結(jié)束時(shí)電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)并報(bào)警。 方案一: 采用MCS52單片機(jī)，、高性能CMOS 8位微控制器。使用Atmel 公司高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造，與工業(yè)80C51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上Flash允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的8 位CPU 和在系統(tǒng)可編程Flash，使得AT89S52單片機(jī)為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。AT89S52具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8k字節(jié)Flash，256字節(jié)RAM，32 位I/O 口線，看門狗定時(shí)器，2 個(gè)數(shù)據(jù)指針，三個(gè)16 位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，一個(gè)6向量2級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路。另外，AT89S52 可降至0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式。空閑模式下，CPU停止工作，允許RAM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下，RAM內(nèi)容被保存，[9]振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。且價(jià)格便宜。方案二：采用FPGA（可編輯邏輯陣列）作為系統(tǒng)控制器。FPGA可以實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的邏輯功能，規(guī)模大，集成度高，體積小，穩(wěn)定性好，并且可利用EDA軟件進(jìn)行仿真和調(diào)試。FPGA采用并行工作方式，提高了系統(tǒng)的處理速度，常用于大規(guī)模實(shí)時(shí)性要求較高的系統(tǒng)。價(jià)格較昂貴。對(duì)比上述兩種方案，F(xiàn)PGA各個(gè)方面都比較優(yōu)越，單價(jià)格較昂貴，而且用在洗衣機(jī)模擬系統(tǒng)上FPGA的高速處理能力得不到充分的發(fā)揮，很浪費(fèi)資源。相比之下AT89S52單片機(jī)價(jià)格便宜，對(duì)本系統(tǒng)來(lái)說(shuō)資源和速度已經(jīng)足夠，故選擇此單片機(jī)。 方案一：用達(dá)林頓管TIP22和NPN三極管構(gòu)成的驅(qū)動(dòng)電路來(lái)實(shí)現(xiàn)控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。該驅(qū)動(dòng)電路能夠基本滿足控制功能的要求。但直流電機(jī)的功率較大，所以通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路的電流較大，使得TIP22很快就發(fā)熱損耗功率大，容易損壞。方案二：采用雙刀雙置和單刀雙置繼電器構(gòu)成的開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路來(lái)實(shí)現(xiàn)控制直流電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。該電路較簡(jiǎn)單易實(shí)現(xiàn)，而且因?yàn)槭情_(kāi)關(guān)電路，幾乎不損耗功率，所以不必?fù)?dān)心發(fā)熱問(wèn)題。綜上所述，對(duì)比優(yōu)劣性選著第二種方案。方案一：采用四只數(shù)碼管顯示模塊來(lái)顯示動(dòng)態(tài)信息。顯示的公共端只需要一個(gè)8位I/O口，接口簡(jiǎn)單，功耗小，價(jià)格便宜，壽命長(zhǎng)。通過(guò)調(diào)整電流可以達(dá)到比較高的亮度，所以數(shù)碼管能夠清晰地顯示數(shù)字，且亮度較高易于觀察。方案二：采用LCD液晶顯示，優(yōu)點(diǎn)是能顯示更多的字符，有著良好的人機(jī)界面，功耗低，占用系統(tǒng)資源少，使整個(gè)系統(tǒng)顯得更加人性化。缺點(diǎn)是成本過(guò)高，亮度不夠，不易清晰地觀察數(shù)據(jù)?；诔杀疽约皩?shí)際需求，我