【文章內(nèi)容簡介】 作者進行某種操作，并作為某一種狀態(tài)或指令正在執(zhí)行或已被執(zhí)行的指示。本設計用七只發(fā)光二極管作為洗衣機的指示燈，它是半導體二極管的一種，常簡寫為 LED，由圖 310 所示的單片機控制 LED 顯示的原理圖，可以看到 LED 的 A 極通過限流電阻連接到 AT89C51 單片機的 I/O 口，K 極連接到了 GND 地線，因此要使 LED 發(fā)光，也就是使電流流過 LED，只需要把 I/O 口置成高電平即可，所以最終我們對 LED 的控制變成了對一個 I/O 口的控制，比如要點亮標號為“D10”的 LED，就是把 RC0 口設置成高電平而已，這就是實現(xiàn)方法。本設計中 74138 的輸入端C、B、A 分別接單片機的 、輸出端Y0、YYYYYY6 分別與 7 個發(fā)光二極管的陰極相連，發(fā)光二極管的陽極接電源。74138 的輸出端 Y0 控制“洗衣剩余時間”指示燈，Y1 控制“脫水剩余時間”指示燈，Y2 控制“強洗”指示燈，Y3 控制“弱洗”指示燈，Y4控制“洗滌次數(shù)”指示燈，Y5 控制“洗衣時間”指示燈，Y6 控制“脫水時間”指示燈。圖 310 單片機控制 LED 顯示的原理圖 機械控制電路部分機械控制部分實現(xiàn)水位檢測、電機驅(qū)動、進水、排水等功能。主要由水位檢測器、電動機等組成。 電控水龍頭全自動洗衣機的進出水控制由兩個電控水龍頭控制，設計中電控水龍頭共2 只，一只為進水龍頭，受 控制；另一只為出水龍頭，受 控制，當電控水龍頭的控制端為“1”時，水龍頭打開。當電控水龍頭的控制端為“0”時，水龍頭關閉。 水位檢測機構(gòu)洗衣機的水位檢測機構(gòu)由玻璃管、浮子、金屬滑桿等組成，玻璃管與洗衣桶相連，玻璃管中的水位就是洗衣桶內(nèi)的水位，在放水或進水的過程中，浮子帶動金屬管上下移動，當水位處于最高點或最低點時，金屬滑桿都與金屬地相16連，致使引腳 INT1 處于低電平，向 CPU 申請中斷，否則 INT1 被上拉電阻上拉為高電平。全自動洗衣機氣壓式水位開關（以下簡稱水位開關）的兩組觸頭分別與程控器以及相關電路配合，共同完成洗滌、脫水等洗衣工序。水位開關中的兩組觸頭的動作分別對應兩個水位值。洗衣機接水桶內(nèi)水位的變化，通過一段密封的連接氣管，引致水位開關中氣囊的氣壓改變，繼而轉(zhuǎn)換成觸頭的動作。氣壓式水位開關有這樣的特性：當氣壓 P 從零開始隨接水桶內(nèi)的水位上升而上升至P0 時，水位開關置位；當氣壓 P 隨接水桶內(nèi)的水位下降而下降至 P0/2 時，水位開關才復位。水位與氣壓可以看成線性關系?，F(xiàn)用 SP 表示水位開關狀態(tài)，SP=0 表示水位開關復位；SP=1 表示水位開關置位。水位開關的狀態(tài) SP 與氣壓P 的關系示于圖 311，水位開關處于復位狀態(tài)時，開關內(nèi)的常閉觸頭閉合，洗衣機的脫水相關電路接通；水位開關處于置位狀態(tài)時，開關內(nèi)的常開觸頭閉合，洗衣機的洗衣（漂洗）相關電路接通。如圖 312 所示。圖 311 水位開關狀態(tài)與氣壓的關系圖 312 水位開關內(nèi)觸頭示意圖 電動機控制電動機也稱電機，在電路中用字母“M” （舊標準用“D” ）表示。它的主要作用是產(chǎn)生驅(qū)動力矩，作為用電器或小型機械的動力源。交流異步電動機是領先交流電壓運行的電動機，廣泛應用于電風扇、電冰箱、洗衣機、空調(diào)器、食品加工機等家用電器及各種電動工具、小型機電設備中。單相交流電動機只有一個繞組，轉(zhuǎn)子是鼠籠式的。當單相正弦電流通過定子繞組時，電動機就會產(chǎn)生一個交變磁場，這個磁場的強弱和方向隨時間作正弦規(guī)律變化，但在空間方位上是固定的，所以又稱這個磁場是交變脈動磁場。這個交變脈動磁場可分解為兩個以相同轉(zhuǎn)速、旋轉(zhuǎn)方向互為相反的旋轉(zhuǎn)磁場，當轉(zhuǎn)子靜止時，這兩個旋轉(zhuǎn)磁場在轉(zhuǎn)子中產(chǎn)生兩個大小相等、方向相反的轉(zhuǎn)矩，使得合成轉(zhuǎn)矩為零，所以電動機無法旋轉(zhuǎn)。當我們用外力使電動機向某一方向旋轉(zhuǎn)時（如順時針方向旋轉(zhuǎn)） ，這時轉(zhuǎn)子與順時針旋轉(zhuǎn)方向的旋轉(zhuǎn)磁場間的切割磁力線運動變??；轉(zhuǎn)子與逆時針旋轉(zhuǎn)方向的旋轉(zhuǎn)磁場間的切割磁力線運動變大。這樣平衡就打破了，轉(zhuǎn)子所產(chǎn)生的總的電磁轉(zhuǎn)矩將不再是零，轉(zhuǎn)子將順著推動方向旋轉(zhuǎn)起來。洗衣機里的機動機是電容式單相異步電動機，電容式單相異步電動機有原理是在啟動繞組上串聯(lián)一個適量的電容器，由于電容器的電流滯后于它的電壓 90 度,所以會在定子上產(chǎn)生一個偏轉(zhuǎn)磁場，使電動機旋轉(zhuǎn)。本洗衣機的控制電路中單片機通過雙向可控硅(電子開關)直接驅(qū)動單相異步交流電機。控制方式為開環(huán)，控制電機的正反轉(zhuǎn)，完成最基本的洗滌、漂洗、脫水功能。電動機有 2 個控制端，一端控制電動機正向運轉(zhuǎn)，該端與 相連，另一端控制電動機反向運轉(zhuǎn)，該端與 相連。系統(tǒng)供電時，交流 220V 電壓經(jīng)過雙向可控硅加在電動機的 2 個控制端，可控硅的控制端由單片機的、 控制，當洗衣機接到“強洗”指令時， 輸出高電平，經(jīng)過功率管 8050 放大后，觸發(fā)雙向可控硅，使雙向可控硅 TR1 導通，電機正向旋轉(zhuǎn)。當洗衣機接到“弱洗”指令時， 輸出高電平，經(jīng)過功率管 8050 放大后，觸發(fā)雙向可控硅，使雙向可控硅 TR2 導通，電機反向旋轉(zhuǎn)。在整個洗衣過程中，程序會不斷判斷洗衣機的強弱洗模式，從而不斷調(diào)整電機轉(zhuǎn)動。如圖 313 所示。[8]18圖 313 電動機控制原理圖 硬件系統(tǒng)整機電路通過前面幾節(jié)單元電路的設計及器件的選擇，得到單片機控制的全自到洗衣機硬件原理圖（見附錄 1） 。第 4 章軟件設計本設計中洗衣控制程序由定時中斷服務程序、外中斷服務程序和主程序組成。假定用戶要將洗衣機設置成弱洗方式，洗滌次數(shù)為 4，洗滌時間為 30 分鐘，脫水時間為 5 分鐘，本系統(tǒng)采用 6M 的晶體振蕩器，定時器 0 和定時器 1 的初值設置為每隔 秒產(chǎn)生一次中斷。程序中使用內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器 70H 單元作強洗弱洗標志位。當用戶設置洗衣模式為弱洗時，該位設置為 0；當用戶設置洗衣模式為強洗時，該位設置為 1。71H 單元用于保存用戶設置的洗衣次數(shù)，72H 單元用于保存用戶設置的洗衣時間，73H 單元用于保存用戶設置的脫水時間，74H單元用于保存洗衣機每次換水的時間，該單元的值根據(jù) 71 單元的內(nèi)部和 72 單元的內(nèi)部來計算，75H 用于定時器 0 為每次洗衣時間的記數(shù)，76 單元用于保存“編程選擇”的狀態(tài)。79H 用于定時器 0 和定時器 1 記錄定時的秒數(shù)，7AH 用于記錄定時的秒數(shù)。 程序 流程圖主程序主要完成洗衣機控制電路中的整個洗衣、脫水過程。打開電源后程序從地址 0000H 開始運行，F(xiàn) 作為啟動位判斷用戶是否按下“啟動”鍵，該位為“1”是表示用戶已按下啟動鍵。當用戶按下啟動鍵后，F(xiàn) 鍵作為水位標志使用，用于標志水已放滿或水已放空。當洗衣、脫水時間結(jié)束后，關閉電機并使蜂鳴器以聲。程序流程圖如圖 4－1 所示。定時器服務程序主要完成主程序中所有定時和中斷服務，啟動定時器 0 后，經(jīng)過 100 毫秒的時間定時器 0 產(chǎn)生中斷，CPU 執(zhí)行定時器 0 的中斷服務程序。定時器 0 的程序流程圖如圖 4－2 所示，程序見附錄 220圖 41 主程序流程圖計 算 每 次 洗 衣 時 間定 義 顯 示 碼 表相 關 信 號 初 始 化外 中 斷 0 初 始 化外 中 斷 1 初 始 化定 時 器 1 初 始 化定 時 器 0 初 始 化鍵 盤 中 斷 允 許判 斷 水 是 否 放 完定 時 是 否 到水 是 否 放 滿是 否 按 下 “啟 動 ”鍵打 開 進 水 籠 頭 ， 水 位 檢 測 中 斷允 許關 閉 進 水 籠頭 啟 動 定 時器 0打 開 出 水 籠 頭洗 滌 次 數(shù) 是 否 完 成啟 動 電 機 開 始 脫 水 ，啟 動 定 時 器 1脫 水 時 間 到關 閉 電 機 ， 使 蜂 鳴 器 發(fā) 聲斷 電 ， 結(jié) 束NYYNNNNYYY圖 42 定時器 0 程序流程圖洗衣記時器加 1百毫秒計數(shù)器加 1變換電動機旋轉(zhuǎn)方向關閉定時器 0秒計數(shù)器清 0顯示緩沖區(qū)數(shù)據(jù)減 1更新顯示百毫秒計數(shù)器清 0秒計數(shù)器是否加 1判斷本次洗衣時間到否判斷是否為弱洗秒計數(shù)器是否＝60Y百毫計數(shù)器是否＝10Y中斷返回YY NYY22 程序設計根據(jù)主程序流程圖 41，用匯編語言編寫程序見附錄 2系統(tǒng)源程序是在 Keiluvision2 環(huán)境下進行編譯，調(diào)試的。由于對該軟件運用不是很熟練，再加之沒有做硬件電路，不能實現(xiàn)軟硬件聯(lián)機調(diào)試。因此，在調(diào)試過程中僅對程序中的語法錯誤進行了檢查和修改，編譯結(jié)果如圖 4－1。圖 43 編譯結(jié)果N第 5 章系統(tǒng)工作流程打開洗衣機的電源開關后，強洗指示燈被點亮，表明洗衣機當前處于強洗模式，電動機只向 1 個方向運轉(zhuǎn)。按下“增”按鍵，則選擇弱洗工作模式，電動機正反 2 個方向交替運轉(zhuǎn)，每隔 1min 變換方向 1 次。設置好強洗、弱洗工作模式后，按下“編程選擇”按鍵，則“洗滌次數(shù)”指示燈被點亮，此時按下按鍵“增”或“減”，就可設置洗滌次數(shù)。洗滌次數(shù)設置好后，按下“編程選擇”按鍵，指示燈“洗衣定時”被點亮，此時按下按鍵“增”或“減”，就可設置洗衣時間。洗衣時間設置好后，按下“編程選擇”按鍵，指示燈“脫水定時”被點亮，此時按下按鍵“增”或“減”，就可設置脫水時間。設置好洗衣機的工作模式后，按下“啟動”按鍵，洗衣機開始工作。在洗衣的過程中，指示燈“洗衣機剩余時間”被點亮，此時 LED 顯示器顯示的數(shù)字即為洗衣機的剩余時間。當用戶設置的洗衣時間結(jié)束后，洗衣機將洗衣機水桶里面的水放掉，然后啟動電動機，脫水過程開始。此時指示燈“脫水定時”被點亮，LED 顯示器顯示的數(shù)字即為脫水剩余的時間。脫水完成后，洗衣機的蜂鳴器發(fā)出 5 次“嘟嘟”聲，提示用戶洗衣過程已經(jīng)結(jié)束。第 6 章結(jié)束語本洗衣機控制系統(tǒng)設計采用 AT89C51 單片機為主控模塊采用程序控制，結(jié)合了數(shù)字電路設計和機械控制電路設計。成本低廉，結(jié)構(gòu)簡單，控制精度高，工作穩(wěn)定。其特點是使用器件少，結(jié)構(gòu)緊湊，在洗衣機的控制方面具有較高的實用價值。在設計過程中，自己根據(jù)題目要求，查閱了很多資科。復習了 AT89C51 單片機、74138 譯碼器、數(shù)字電路等的知識，并自己學了一些機械和電機控制電路方面的知識。但系統(tǒng)源程序是在 Keiluvision2 環(huán)境下進行編譯，調(diào)試時。由于對該軟件運用不是很熟練，再加之沒有做硬件電路，不能實現(xiàn)軟硬件聯(lián)機調(diào)試。因此，在調(diào)試過程中僅對程序中的語法錯誤進行了檢查和修改。這也是本次設計中最遺憾之處，以后如果有機會從事本課題的研究，一定彌補這次的不足之處。24致謝感謝我的指導教師，他嚴謹細致、一絲不茍的作風一直是我工作、學習中的榜樣；他循循善誘的教導給予我無盡的啟迪。同時感謝教研室所有給我授過課的老師感謝我的同學們對我的幫助和指點。沒有他們的幫助，我想對于我一個人來說，要想在短短的幾個月的時間里學習單片機以及相關芯片等等這么多的知識并完成畢業(yè)設計是幾乎不可能的事情。最后，在離別之際，為我的母校送上一份真誠的祝福，祝福我的母校明天更美好！參考文獻[1][M].北京：化學工業(yè)出版社[2]楊頌華，[M].西安：西安電子科技大學出版社[3][M].北京:電子工業(yè)出版社,2022[4]、實驗、測試（第二版）[M].武漢：華中科技大學出版社，2022[5]劉海琴,史智興,[J].微計算機信息,2022,22,3(2):2729[6][M].電子科技大學出版社[7][M].北京：科學出版社[8] MCS51 單片機的洗衣控制系統(tǒng)[J].兵工自動化2022,77－79[9]ModelingofGPRSwithBurstyMulticlassTraffic[J].IEEProceedings1PartEComputersandDigitalTechniques,2022,(2):1316[10]劉海琴,史智興,[J].微計算機信息,2022,22,3(2):2729[11][M].北京：機械工業(yè)出版社,2022[12],ntofSuspensionDynamicsofHorizontal[M].1998(4)[13][M].福建：福建科學技術出版社,[14]趙旭，李鴻升，[J].西北輕工業(yè)學院學報,2022,1[15],AssessmentofSuspensionDynamicsofHorizontal[M].1998(4),Vol120：534543[16附錄 1 整機電路圖26附錄 2 程序123456ABCD654321D C B ATitleNumberRevisionSize BDate:9Jun2022 Shet of File:G:\QIMING\hyDrawn By:D0D1D2D3D4D5D6D7MKA+MG1 A+MG0Q1 NPNQ0 NPNR19 R21 100R20 R21 100Q3 TRIACQ4 TRIACEA/VP31X119X218RESET9RD17WR16INT012INT113T014T115P101P112P123P134P145