【正文】 1 2020 年電氣工程及其自動化 《計算機原理及應(yīng)用》課程設(shè)計任務(wù)書 姓名： 學(xué)號： 班級： 題目 7 智能小家電控制系統(tǒng)的設(shè)計（ 2） （一）功能介紹 全自動洗衣機是常見的家用電器。它能夠按照預(yù)設(shè)模式自動地完成衣物的洗滌、漂洗和脫水，也可以單獨地進行洗滌、漂洗和脫水操作，這些過程一般按時間進行控制。通常在給定的模式下，根據(jù)衣物多少允許用戶設(shè)置不同的水位，當洗衣機啟動后，上水電磁閥打開注水，當水到達設(shè)定的限位時，上水電磁閥斷電，注水過程停止，啟動 電機，即可開始洗衣操作，為了提高洗衣效率，電機一般先正轉(zhuǎn)若干秒，然后再反轉(zhuǎn)若干秒。另外，每個洗衣機都有容量限制，當洗衣量大于它的額定容量容量時，控制系統(tǒng)報警并且不啟動。 （二）設(shè)計參數(shù) （ 1）電機 100W 220V AC （ 2）洗衣容量 5 kg （ 4）電力供應(yīng)： 220V AC （三）設(shè)計要求 （ 1）實現(xiàn) 3 種模式選擇：標準、輕柔和快洗，被選中的模式用 LED 顯示器表明。 （ 2）實現(xiàn)不同模式下的洗衣過程，根據(jù)衣物多少允許用戶設(shè)置 4 種的水位，被選中的水位用 LED 顯示器表明。當洗衣機啟動后，上水 電磁閥打開注水，當水到達設(shè)定的限位時，上水電磁閥斷電，注水過程停止，啟動電機全自動控制洗衣操作，整個過程的進行按時間控制，時間自定 （ 3）液位檢測和控制：使水位限定在某一個給定的液位范圍內(nèi)，當水位越限時打開下水電磁閥放水，不啟動洗衣過程，待滿足要求后，投入運行。 （ 4）當投入洗衣量大于洗衣機額定容量時，控制系統(tǒng)應(yīng)報警，不啟動洗衣過程。待滿足要求后，投入運行。 （ 5）設(shè)計系統(tǒng)各個部分的工作電源。 2 引言 單片機又稱微控制器，或稱嵌入式控制 器。而現(xiàn)在的智能家電無一例外是采用微控制器來實現(xiàn)的，所以家用電器是單片機應(yīng)用最多的領(lǐng)域之一。它是家用電器實現(xiàn)智能化的心臟和大腦。 由于家用電器體積小，故要求其控制器體積更小以便能嵌入其結(jié)構(gòu)之中。而家用電器品種多，功能差異也大，所以又要求其控制器有靈活的控制功能。單片機以微小的體積和編程的靈活性而產(chǎn)生多種控制功能，完全可以滿足家用電器的需求。 波輪式全自動洗衣機是家用電器領(lǐng)域的重要一員，在全自動洗衣機市場中占有很大的比例，其中絕大多數(shù)品是用單片機來實現(xiàn)的 AT89C51 單片機是 ATMEL 公司 8 位單片機系 列產(chǎn)品之一，是一種 20 引腳雙列直插式芯片。它內(nèi)含 4KB 可反復(fù)燒錄的 FLASH 存儲器， RAM 字節(jié)也有 128 個， 15個 I/O 口， 5 個中斷， 2 個定時，已經(jīng)可以滿足程序的需要，指令也和 51 系列兼容，基于上述特點，選擇它來設(shè)計一臺智能洗衣機，完全可以達到以下的功能： 洗衣程序功能：含 6 種獨立程序，即標準洗衣程序、 輕柔 洗衣、 快洗、 單次洗衣、 漂洗、 脫水功能； 特殊功能：安全保護、防振、 間歇工作、聲光顯示功能。 3 摘要 設(shè)計 要滿足如下要求： 實現(xiàn) 6 種模式 的互動 選擇：標準 ， 輕柔 ， 快洗 和 單獨 地進行洗滌、漂洗和脫水操作，被選中的模式用 LED 顯示器表明。實現(xiàn)不同模式下的洗衣過程，根據(jù)衣物多少允許用戶設(shè)置 4 種的水位，被選中的水位用 LED 顯示器表明。當洗衣機啟動后，上水電磁閥打開注水，當水到達設(shè)定的限位時，上水電磁閥斷電，注水過程停止，啟動電機全自動控制洗衣操作，整個過程的進行按時間控制，時間自定 。 液位檢測和控制：使水位限定在某一個給定的液位范圍內(nèi)，當水位越限時打開下水電磁閥放水，不啟動洗衣過程，待滿足要求后，投入運行。當投入洗衣量大于洗衣機額定容量時，控制系統(tǒng)應(yīng)報警，不啟動洗衣過程。待滿足要求后，投 入運行。 本設(shè)計通過采用 AT89C51 單片機，通過 74LS139，水位檢測機構(gòu)， LED數(shù)碼顯示器， LED 發(fā)光二極管，獨立鍵盤，繼電器，進排水閥等硬件實現(xiàn)了上述功能要求。 應(yīng)用表明該系統(tǒng)具有水位選擇，模式設(shè)定，水位越限檢測，過容及脫水安全保護等功能。其性能可靠，提到了效率，降低了能耗，減少了噪音。 Abstract： Designed to meet the following requirements: 6 to achieve the model of interaction options: standard, soft, fast and washing alone for washing, rinsing and dehydration operation, the selected model with LED display shows. Different mode of the laundry process, according to the number of clothing allows users to set up the water level 4, was selected by the LED display shows the water level. When the washing machine after start Sheung Shui solenoid valve to open water when the water reached the set limit, Sheung Shui solenoid valve power, to stop the process of water injection, electric start laundry operation automatic control of the entire process carried out by the time control, Since the set time. Liquid level detection and control: to limit the water level in a given level, when the water level in the more limited open water solenoid valve into the water, do not start the laundry process, to be meet the requirements, put into operation. When the volume of laundry into washing machines is greater than the rated capacity, the control system should report to the police, do not start the process of laundry. To be meet the requirements, put into operation. By adopting this design AT89C51 single chip, 74LS139, the water level testing agency, LED digital display, LED lightemitting diode, an independent keyboard, relays, valves and so on into the hardware requirements to achieve the abovementioned functions. Application of the system showed that the water level has to choose, set the pattern, the more the water level limit detection, over capacity and security features such as dehydration. Its reliable performance, referred to the efficiency and reduces power consumption and reduced noise. 關(guān)鍵字： 89C21 智能家電 自動控制 洗衣機 4 目錄 設(shè)計分析 ??????????????????????? 4 需求分析與方案 ???????????????????? 4 邏輯電路分析 ????????????????????? 6 工作控制程序 ???? ????????????????? 8 調(diào)試過程 ??????????????????????? 15 總結(jié) ????????????????????????? 18 參考文獻 ??????????????????????? 18 附錄 ????????????????????????? 19 程序清單 ??????????????????????? 19 元件明細表 ?????????????????????? 27 總圖 ????????????????????????? 28