【正文】 整個(gè)洗衣過程的控制，包括用戶參數(shù)輸入、洗衣、脫水和結(jié)束報(bào)警四個(gè)階段。電源電路為單片機(jī)主控系統(tǒng)提供 5v 的直流電壓；單片機(jī)主控系統(tǒng)負(fù)責(zé)控制洗衣機(jī)的工作過程，主要由 AT89S51 單片機(jī)、數(shù)碼管、按鍵、蜂鳴器、LED 指示燈組成；外部硬件電路有繼電器、三極管、LED 燈組成。雖然不能與電器市場(chǎng)上的洗衣機(jī)控制系統(tǒng)媲美，但也具有一定的實(shí)用性。目前的洗衣機(jī)主要有強(qiáng)弱洗滌功能、進(jìn)排水功能、系統(tǒng)故障自動(dòng)診斷功能、暫停等七大功能，但是在許多方面還是滿足不了人們的需求。讓洗衣服這項(xiàng)難于逃避的家務(wù)勞動(dòng)，不再成為一種負(fù)擔(dān)。在國內(nèi)從洗衣機(jī)市場(chǎng)得到的商情顯示由于受水資源不斷減少自來水費(fèi)有所提高等因素的影響，市場(chǎng)上那些用水量比較大的洗衣機(jī)銷售受阻而具有節(jié)水功能的洗衣機(jī)的銷路不斷看好。然而隨著洗衣機(jī)市場(chǎng)的迅速發(fā)展和科技的進(jìn)步創(chuàng)新，隨著滾筒洗衣機(jī)制作成本的下降，也讓滾筒洗衣機(jī)得到了很好的普及，市場(chǎng)占有率大幅提升。目前的洗衣機(jī)都沒有實(shí)現(xiàn)全方面的兼容，大多數(shù)的洗衣機(jī)生產(chǎn)的廠家都注重各自品牌的洗衣機(jī)的特長(zhǎng)，突出一兩個(gè)與別的洗衣機(jī)不同的個(gè)性化的功能，洗衣機(jī)的各項(xiàng)功能都是由單片機(jī)控制實(shí)現(xiàn)的，因此設(shè)計(jì)出基于單片機(jī)的洗衣機(jī)控制電路系統(tǒng)具有很強(qiáng)的實(shí)用性。本設(shè)計(jì)采用 AT89S51 單片機(jī)作為洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的核心，硬件線路及控制程序的設(shè)計(jì)室該系統(tǒng)的重要組成部分?？刂瞥绦蛟O(shè)計(jì)主要包括主程序、內(nèi)部定時(shí)中斷服務(wù)程序、外部中長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 斷服務(wù)程序的設(shè)計(jì)。第 1 章 概 述 課題開發(fā)背景隨著人民生活水平的提高，越來越多的人需要使用洗衣機(jī)?？傊?，每一項(xiàng)技術(shù)的進(jìn)步極大地推動(dòng)了洗衣過程自動(dòng)化程度的提高。這就要求設(shè)計(jì)者們有更高的專業(yè)和技術(shù)水平，能夠提出更多好的建議和新的課題，將人們的需要變成現(xiàn)實(shí)，設(shè)計(jì)出更節(jié)能、功能更全面、更人性化的全自動(dòng)洗衣機(jī)。而本次設(shè)計(jì)的洗衣機(jī)控制器也是為了滿足某些用戶的不同需求。 國內(nèi)外現(xiàn)狀及水平普通洗衣機(jī)。半自動(dòng)洗衣機(jī)。全自動(dòng)洗衣機(jī)。全自動(dòng)洗衣機(jī)根據(jù)結(jié)構(gòu)不同可分為波輪式全自動(dòng)洗衣機(jī)(也叫套桶式全自動(dòng)洗衣機(jī))、滾筒式全自動(dòng)洗衣機(jī)和攪拌式全自動(dòng)洗衣機(jī)三大類。攪拌式洗衣機(jī)目前還沒有進(jìn)入我國市場(chǎng)，以下僅對(duì)波輪式和滾筒式兩種洗衣機(jī)進(jìn)行討論。(2)高溫能有效地殺死一些細(xì)菌加溫沈滌的波輪式洗衣機(jī)無論怎樣的水流，要達(dá)到一定的沈凈比，就必須有足夠的機(jī)械力，而機(jī)械力對(duì)衣物是有損傷的，這就注定了波輪式沈衣機(jī)的磨損率人人高于滾筒式洗衣機(jī)。(3)波輪式洗衣機(jī)因?yàn)闈L筒式機(jī)的價(jià)格高于波輪式機(jī)，所以波輪式機(jī)仍受到普遍歡迎。關(guān)于程序控制器：新推出的波輪式全自動(dòng)洗衣機(jī)均采用單片機(jī)程序控制器，原來的機(jī)械式程序控制器基本上已被淘汰。模糊控制的洗衣機(jī)中，單片機(jī)通過采集水位傳感器、布量傳感器、光傳感器的信號(hào)以及電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，判斷出衣物的質(zhì)地、多少、骯臟程度，從而自動(dòng)調(diào)整對(duì)衣物進(jìn)行合理的洗滌，缺點(diǎn)是價(jià)格太貴。關(guān)于同心洗：同心洗是直接把電動(dòng)機(jī)軸與洗衣桶主軸同心安裝，直接驅(qū)動(dòng)。但要是說這樣會(huì)延長(zhǎng)洗衣機(jī)的壽命是不正確的。其二是可以存脫水甩干時(shí)，由慢到快地啟動(dòng)，使衣物在桶內(nèi)分布均勻，脫水效果好，同時(shí)由于衣物均勻地分布存洗衣桶的四周，洗衣桶的重心落在軸心上，可以減小震動(dòng)，降低噪聲，這當(dāng)然是有好處的。現(xiàn)在已經(jīng)有廠家開發(fā)出了不需要使用洗滌劑的洗衣機(jī)，還有的廠家開發(fā)出了更迷你的旅行洗衣機(jī)，小到可以在出外旅行的時(shí)候隨身攜帶，為了更方便的操作有的廠家還開發(fā)出了可以遠(yuǎn)程控制的洗衣機(jī)，怎么樣?是不是看的眼花繚亂，將來的洗衣機(jī)會(huì)朝著使用更方便、更加節(jié)能、更加個(gè)性化的方向發(fā)展。以單片機(jī)為主的控制器，擴(kuò)展必要的外部電路，設(shè)計(jì)制作一個(gè)洗衣機(jī)控制器。快速洗滌：洗滌 7 分鐘；漂洗 3 分鐘，二次；脫水 2 分鐘。洗滌、漂洗 4 秒正轉(zhuǎn)，停 2 秒，反轉(zhuǎn) 4 秒，停 2 秒。（4）洗滌時(shí)洗滌指示燈閃爍；漂洗時(shí)漂洗指示燈閃爍；脫水時(shí)脫水指示燈閃爍。控制系統(tǒng)主要由電源電路、單片機(jī)控制系統(tǒng)和外部硬件電路構(gòu)成。 按鍵洗衣機(jī)面板上有 4 個(gè)按鈕 SSSS5。S3 用于模擬洗衣機(jī)的蓋板打開。S5 用于脫水。進(jìn)入洗滌過程，首先進(jìn)水閥接通，開始向洗衣機(jī)供水，當(dāng)?shù)竭_(dá)要求水位時(shí)，進(jìn)水閥斷電關(guān)閉，停止進(jìn)水；電機(jī) M 接通，帶動(dòng)波輪旋轉(zhuǎn)，形成洗衣水流。與洗滌過程操作相同，只是時(shí)間短一些。排水閥動(dòng)作的同時(shí)，電機(jī) M 也接通，使電機(jī)可以帶動(dòng)內(nèi)桶轉(zhuǎn)動(dòng)。 設(shè)計(jì)總方框圖圖 22 設(shè)計(jì)總方框圖 控制系統(tǒng)的功能基于單片機(jī)洗衣機(jī)通過控制系統(tǒng)設(shè)定洗衣程序在洗滌脫水桶內(nèi)自動(dòng)完成注水、洗滌、漂洗、排水和脫水全過程。電機(jī)在系統(tǒng)的控制下進(jìn)行正轉(zhuǎn)、停、反轉(zhuǎn)通過傳動(dòng)帶動(dòng)波輪執(zhí)行洗滌程序；當(dāng)洗滌時(shí)間到了，控制系統(tǒng)切斷電機(jī)電路打開排水電磁閥開始排水；然后再次注水，洗衣機(jī)進(jìn)入漂洗狀態(tài)，完成漂洗程序（通常為2 次漂洗）后，開始排水，同時(shí)排水電磁閥的動(dòng)作并且松開為脫水程序作好準(zhǔn)備；排水結(jié)束后系統(tǒng)控制電機(jī)單方向高速運(yùn)轉(zhuǎn)完成脫水程序；當(dāng)脫水程序終了系統(tǒng)控制排水電磁閥和電機(jī)斷電，排水閥復(fù)位，同時(shí)蜂鳴器奏響，通知用戶整個(gè)洗衣程單片機(jī)主控系統(tǒng)電機(jī)控制電路蜂鳴器報(bào)警電路 電源電路進(jìn)水、排水電路復(fù)位電路時(shí)鐘電路顯示電路長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 序結(jié)束。電動(dòng)機(jī)有兩個(gè)控制端，一端控制電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)且該端與 相連，另一端控制電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)且該端與 相連。顯示器共有兩只 P0 控制高位顯示器，P2 控制低位顯示器。本系統(tǒng)采用12M 的晶體振蕩器定時(shí)器 0 和定時(shí)器 1 的 設(shè)置為每隔 100us 產(chǎn)生一次中斷。市電 220V 經(jīng)過變壓器 T1變壓為 12V 交流電，再通過 4 只二極管構(gòu)成的全橋整流后，經(jīng)過電容 CC5 濾波得到光滑的直流電壓后，再經(jīng)過三端穩(wěn)壓管（7805）穩(wěn)壓得到穩(wěn)定的+5V 電壓給各器件供電。現(xiàn)在的智能家電沒有一個(gè)不是采用微控制器來實(shí)現(xiàn)的，所以家用電器是單片機(jī)應(yīng)用最多的領(lǐng)域之一。單片機(jī)主要應(yīng)用在計(jì)算機(jī)外設(shè)、實(shí)時(shí)控制、儀器儀表、通信和家用電器等各個(gè)地方是計(jì)算機(jī)技術(shù)和電子技術(shù)的綜合性應(yīng)用，在不同的應(yīng)用場(chǎng)合其技術(shù)要求各不相同，因此設(shè)計(jì)方案和研發(fā)的步驟也完全不一樣。硬件是指 MCU、存貯器，I/O 接口和外設(shè)等物理器件的組合。在開發(fā)過程中它們的設(shè)計(jì)是不能完全分開的，應(yīng)該互相配合、不斷調(diào)整才能組成高性能的應(yīng)用系統(tǒng)。單片機(jī)是現(xiàn)代電子設(shè)計(jì)中使用最廣泛的電子元件。目前在各類產(chǎn)品中都能看到單片機(jī)的身影如門鈴、電梯、玩具以及各種數(shù)據(jù)采用系統(tǒng)中等。主要的性能參數(shù)：與 MCS51 產(chǎn)品指令系統(tǒng)完全兼容4k 字節(jié)在系統(tǒng)編程（ISP）flash 閃速存貯器1000 次擦寫周期長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 全靜態(tài)工作模式 0Hz33MHz128*8 字節(jié)內(nèi)部 RAM32 個(gè)可編程 I/O 線2 個(gè) 16 位定時(shí)/計(jì)數(shù)器6 個(gè)中斷源低功耗空閑和掉電模式中斷可從空閑模式喚醒系統(tǒng)掉電標(biāo)示和快速編程特性靈活的在于系統(tǒng)編程，此外 AT89S51 設(shè)計(jì)和配置了振蕩頻率為 的振蕩電路并可通過軟件設(shè)置省電模式。同時(shí)該芯片還具有 PDIP、TQFP和 PLCC 三種封裝形式以適應(yīng)不同產(chǎn)品的需要。AT89S51 單片機(jī)作為控制部件，該型號(hào)單片機(jī)共有 40 個(gè)引腳采用雙列直插式的，下面是各個(gè)引腳的功能，如圖 32 所示：圖 32 AT89S51 的引腳圖(MOSI)7CK8RT9XDNWALGEVU長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 （1）輸入/輸出口線～ P0 口的 8 位雙向口線?！? P2 口的 8 位雙向口線；內(nèi)部具有上拉電阻。還具有第二功能見表 31。EA/VCC外部程序存貯器訪問允許信號(hào)/編程電壓輸入端，當(dāng) EA 信號(hào)為低電平時(shí)，對(duì) ROM 的讀操作限定在外部程序存儲(chǔ)器；當(dāng) EA 信號(hào)為高電平時(shí)，對(duì) ROM 的讀操作是從內(nèi)部程序存儲(chǔ)器開始的，并可延至外部程序存儲(chǔ)器。ALE/PROG低字節(jié)地址鎖存信號(hào)/編程脈沖輸入端長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 （3）電源和外部晶振引腳VCC電源電壓輸入引腳GND電源地XALXTAL2外部晶振引腳（4）存儲(chǔ)器的分配 AT89S51 的內(nèi)部共有 256 個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元，通常把這 256 個(gè)單元按其功能劃分為兩部分：低 128 單元和高 128 單元，其中低 128 個(gè)單元供用戶暫存中間數(shù)據(jù)，可讀可寫，掉電后數(shù)據(jù)會(huì)丟失；高 128 個(gè)單元被專用寄存器占用。在單片機(jī)接上電源以后，或電源出現(xiàn)過低電壓時(shí)，將單片機(jī)存儲(chǔ)器復(fù)位，使其各項(xiàng)參數(shù)處于初始位置，即處于開機(jī)時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)程序狀態(tài)，以消除由于某種原因的程序紊亂。上電復(fù)位是利用電容充電來實(shí)現(xiàn)復(fù)位，其工作原理是：上電瞬間 RST 端的電位與 VCC 相同，隨著電容 C9 充電電流的減小，+5V 的電壓立即加到了 RST 端，該高電平使得單片機(jī)復(fù)位。當(dāng) RST 由高變低后復(fù)位結(jié)束，CPU 從初始狀態(tài)開始工作。在 AT89S51 單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)高增益反相放大器，其輸入端引腳為 XTAL1，其輸出端為 XTAL2。本設(shè)計(jì)采用圖 34 所示電路。晶振頻率越高，系統(tǒng)的時(shí)鐘頻率也就越高，單片機(jī)的運(yùn)行速度也就越快。如果系統(tǒng)中使用了單片機(jī)的串行口通信，則一般使用頻率為 的晶振。S1KR570uFC9GNDVET長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 圖 34 時(shí)鐘電路 顯示電路顯示模塊由發(fā)光二極管和 LED 顯示器組成。本次設(shè)計(jì)中我們采用發(fā)光二極管主要是用來指示洗衣機(jī)的工作狀態(tài)。當(dāng)發(fā)光二極管的負(fù)極所對(duì)應(yīng)的P1 口為低電平時(shí)，發(fā)光二極管導(dǎo)通。本次設(shè)計(jì)只是顯示時(shí)間，所以采用 LED 顯示器就可以達(dá)到目的了。每一個(gè)段對(duì)應(yīng)一個(gè)發(fā)光二極管。共陰極 LED 顯示器的發(fā)光二極管的陰極連在一起，通常此公共陰極接地。同樣，共陽極 LED 顯示器的發(fā)光二極管的陽極連接在一起，通常此公共陽極接正電壓，當(dāng)某個(gè)發(fā)光二極管陰極接低電平時(shí)，發(fā)光二極管被點(diǎn)亮，相應(yīng)的段被顯示。（2）LED 顯示器工作原理LED 顯示器有靜態(tài)顯示和動(dòng)態(tài)顯示 2 種方式。之所以稱之為靜態(tài)顯示，是因?yàn)楦鱾€(gè) LED 的顯示字符一經(jīng)確定，相應(yīng)鎖存器鎖存的段碼輸出將維持不變，直到送入另一個(gè)的段碼為止。Q5PNAfg3e4d6cDb9a0SpymrCV長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 在多位 LED 顯示時(shí)，為簡(jiǎn)化硬件電路，通常將所有位的段碼線相應(yīng)段并聯(lián)在一起，由 1 個(gè) 8 位 I/O 口控制，形成段碼線的多路復(fù)用，而各位的共陰極或共陽極分別由相應(yīng)的 I/O 線控制，形成各位的分時(shí)選通。由于各位的段碼線并聯(lián)，8位 I/O 口輸出的段碼對(duì)各個(gè)顯示位來說都是相同的。若要各位 LED 能夠顯示出與本位相應(yīng)的顯示字符，就必須采用動(dòng)態(tài)顯示，即在某一時(shí)刻，只讓一位的位選線處于選通狀態(tài)，而其他各位的位選處于關(guān)閉狀態(tài)，同時(shí)，段碼線上輸出相應(yīng)位要顯示的字符段碼。同樣，在下一時(shí)刻，只讓下一位的位選處于選通狀態(tài)，而其他各位的位選線處于關(guān)閉狀態(tài)，在段碼線上輸出將要顯示字符的段碼，則同一時(shí)刻，只有選通位顯示出相應(yīng)的字符，而其他各位都是熄滅的。雖然這些字符是在不同時(shí)刻出現(xiàn)的，而在同一時(shí)刻，只有一位顯示，其他各位熄滅，但由于 LED 顯示器的余輝和人眼的視覺暫留作用，只要每位顯示間隔足夠短，則可以造成多位同時(shí)亮的假象，達(dá)到同時(shí)顯示的效果。通過 CPU 的 輸出高電平來控制蜂鳴器報(bào)警。電動(dòng)機(jī) M 控制部分的電氣原理圖如圖 38 所示。系統(tǒng)供電時(shí)交流 220V