【正文】 完美 WORD 格式 整理分享 摘 要隨著數字技術的快速發(fā)展，數字技術被廣泛應用于智能控制的領域中。單片機以體積小、功能全、價格低廉、開發(fā)方便的優(yōu)勢得到了許多電子系統(tǒng)設計者的青睞。本文以 AT89S51 單片機為核心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，包括用戶參數輸入、洗衣、脫水和結束報警四個階段。電源電路為單片機主控系統(tǒng)提供 5v 的直流電壓；單片機主控系統(tǒng)負責控制洗衣機的工作過程，主要由 AT89S51 單片機、數碼管、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上的洗衣機控制系統(tǒng)媲美，但也具有一定的實用性。目前的洗衣機主要有強弱洗滌功能、進排水功能、系統(tǒng)故障自動診斷功能、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。讓洗衣服這項難于逃避的家務勞動，不再成為一種負擔。在國內從洗衣機市場得到的商情顯示由于受水資源不斷減少自來水費有所提高等因素的影響，市場上那些用水量比較大的洗衣機銷售受阻而具有節(jié)水功能的洗衣機的銷路不斷看好。然而隨著洗衣機市場的迅速發(fā)展和科技的進步創(chuàng)新，隨著滾筒洗衣機制作成本的下降，也讓滾筒洗衣機得到了很好的普及，市場占有率大幅提升。目前的洗衣機都沒有實現全方面的兼容，大多數的洗衣機生產的廠家都注重各自品牌的洗衣機的特長，突出一兩個與別的洗衣機不同的個性化的功能，洗衣機的各項功能都是由單片機控制實現的，因此設計出基于單片機的洗衣機控制電路系統(tǒng)具有很強的實用性。本設計采用 AT89S51 單片機作為洗衣機控制系統(tǒng)的核心，硬件線路及控制程序的設計室該系統(tǒng)的重要組成部分?？刂瞥绦蛟O計主要包括主程序、內部定時中斷服務程序、外部中 完美 WORD 格式 整理分享 斷服務程序的設計。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?？傊?，每一項技術的進步極大地推動了洗衣過程自動化程度的提高。這就要求設計者們有更高的專業(yè)和技術水平，能夠提出更多好的建議和新的課題，將人們的需要變成現實，設計出更節(jié)能、功能更全面、更人性化的全自動洗衣機。而本次設計的洗衣機控制器也是為了滿足某些用戶的不同需求。 國內外現狀及水平普通洗衣機。半自動洗衣機。全自動洗衣機。全自動洗衣機根據結構不同可分為波輪式全自動洗衣機(也叫套桶式全自動洗衣機)、滾筒式全自動洗衣機和攪拌式全自動洗衣機三大類。攪拌式洗衣機目前還沒有進入我國市場，以下僅對波輪式和滾筒式兩種洗衣機進行討論。(2)高溫能有效地殺死一些細菌加溫沈滌的波輪式洗衣機無論怎樣的水流，要達到一定的沈凈比，就必須有足夠的機械力，而機械力對衣物是有損傷的，這就注定了波輪式沈衣機的磨損率人人高于滾筒式洗衣機。(3)波輪式洗衣機因為滾筒式機的價格高于波輪式機，所以波輪式機仍受到普遍歡迎。關于程序控制器：新推出的波輪式全自動洗衣機均采用單片機程序控制器，原來的機械式程序控制器基本上已被淘汰。模糊控制的洗衣機中，單片機通過采集水位傳感器、布量傳感器、光傳感器的信號以及電動機的轉速，判斷出衣物的質地、多少、骯臟程度，從而自動調整對衣物進行合理的洗滌，缺點是價格太貴。關于同心洗：同心洗是直接把電動機軸與洗衣桶主軸同心安裝，直接驅動。但要是說這樣會延長洗衣機的壽命是不正確的。其二是可以存脫水甩干時，由慢到快地啟動，使衣物在桶內分布均勻，脫水效果好，同時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，降低噪聲，這當然是有好處的?，F在已經有廠家開發(fā)出了不需要使用洗滌劑的洗衣機，還有的廠家開發(fā)出了更迷你的旅行洗衣機，小到可以在出外旅行的時候隨身攜帶，為了更方便的操作有的廠家還開發(fā)出了可以遠程控制的洗衣機，怎么樣?是不是看的眼花繚亂，將來的洗衣機會朝著使用更方便、更加節(jié)能、更加個性化的方向發(fā)展。以單片機為主的控制器，擴展必要的外部電路，設計制作一個洗衣機控制器。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，停 2 秒，反轉 4 秒，停 2 秒。（4）洗滌時洗滌指示燈閃爍；漂洗時漂洗指示燈閃爍；脫水時脫水指示燈閃爍?？刂葡到y(tǒng)主要由電源電路、單片機控制系統(tǒng)和外部硬件電路構成。 按鍵洗衣機面板上有 4 個按鈕 SSSS5。S3 用于模擬洗衣機的蓋板打開。S5 用于脫水。進入洗滌過程，首先進水閥接通，開始向洗衣機供水，當到達要求水位時，進水閥斷電關閉，停止進水；電機 M 接通，帶動波輪旋轉，形成洗衣水流。與洗滌過程操作相同，只是時間短一些。排水閥動作的同時，電機 M 也接通，使電機可以帶動內桶轉動。 設計總方框圖圖 22 設計總方框圖 控制系統(tǒng)的功能基于單片機洗衣機通過控制系統(tǒng)設定洗衣程序在洗滌脫水桶內自動完成注水、洗滌、漂洗、排水和脫水全過程。電機在系統(tǒng)的控制下進行正轉、停、反轉通過傳動帶動波輪執(zhí)行洗滌程序；當洗滌時間到了，控制系統(tǒng)切斷電機電路打開排水電磁閥開始排水；然后再次注水，洗衣機進入漂洗狀態(tài)，完成漂洗程序（通常為2 次漂洗）后，開始排水，同時排水電磁閥的動作并且松開為脫水程序作好準備；排水結束后系統(tǒng)控制電機單方向高速運轉完成脫水程序；當脫水程序終了系統(tǒng)控制排水電磁閥和電機斷電，排水閥復位，同時蜂鳴器奏響，通知用戶整個洗衣程單片機主控系統(tǒng)電機控制電路蜂鳴器報警電路 電源電路進水、排水電路復位電路時鐘電路顯示電路 完美 WORD 格式 整理分享 序結束。電動機有兩個控制端，一端控制電動機正轉且該端與 相連，另一端控制電動機的反轉且該端與 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 的晶體振蕩器定時器 0 和定時器 1 的 設置為每隔 100us 產生一次中斷。市電 220V 經過變壓器 T1變壓為 12V 交流電，再通過 4 只二極管構成的全橋整流后，經過電容 CC5 濾波得到光滑的直流電壓后，再經過三端穩(wěn)壓管（7805）穩(wěn)壓得到穩(wěn)定的+5V 電壓給各器件供電。現在的智能家電沒有一個不是采用微控制器來實現的，所以家用電器是單片機應用最多的領域之一。單片機主要應用在計算機外設、實時控制、儀器儀表、通信和家用電器等各個地方是計算機技術和電子技術的綜合性應用，在不同的應用場合其技術要求各不相同，因此設計方案和研發(fā)的步驟也完全不一樣。硬件是指 MCU、存貯器，I/O 接口和外設等物理器件的組合。在開發(fā)過程中它們的設計是不能完全分開的，應該互相配合、不斷調整才能組成高性能的應用系統(tǒng)。單片機是現代電子設計中使用最廣泛的電子元件。目前在各類產品中都能看到單片機的身影如門鈴、電梯、玩具以及各種數據采用系統(tǒng)中等。主要的性能參數：與 MCS51 產品指令系統(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 完美 WORD 格式 整理分享 全靜態(tài)工作模式 0Hz33MHz128*8 字節(jié)內部 RAM32 個可編程 I/O 線2 個 16 位定時/計數器6 個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)掉電標示和快速編程特性靈活的在于系統(tǒng)編程，此外 AT89S51 設計和配置了振蕩頻率為 的振蕩電路并可通過軟件設置省電模式。同時該芯片還具有 PDIP、TQFP和 PLCC 三種封裝形式以適應不同產品的需要。AT89S51 單片機作為控制部件，該型號單片機共有 40 個引腳采用雙列直插式的，下面是各個引腳的功能，如圖 32 所示：圖 32 AT89S51 的引腳圖(MOSI)7CK8RT9XDNWALGEVU 完美 WORD 格式 整理分享 （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/編程電壓輸入端，當 EA 信號為低電平時，對 ROM 的讀操作限定在外部程序存儲器；當 EA 信號為高電平時，對 ROM 的讀操作是從內部程序存儲器開始的，并可延至外部程序存儲器。ALE/PROG低字節(jié)地址鎖存信號/編程脈沖輸入端 完美 WORD 格式 整理分享 （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）存儲器的分配 AT89S51 的內部共有 256 個數據存儲單元，通常把這 256 個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 個單元供用戶暫存中間數據，可讀可寫，掉電后數據會丟失；高 128 個單元被專用寄存器占用。在單片機接上電源以后，或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，即處于開機時的標準程序狀態(tài)，以消除由于某種原因的程序紊亂。上電復位是利用電容充電來實現復位，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復位。當 RST 由高變低后復位結束，CPU 從初始狀態(tài)開始工作。在 AT89S51 單片機內部有一個高增益反相放大器，其輸入端引腳為 XTAL1，其輸出端為 XTAL2。本設計采用圖 34 所示電路。晶振頻率越高，系統(tǒng)的時鐘頻率也就越高，單片機的運行速度也就越快。如果系統(tǒng)中使用了單片機的串行口通信，則一般使用頻率為 的晶振。S1KR570uFC9GNDVET 完美 WORD 格式 整理分享 圖 34 時鐘電路 顯示電路顯示模塊由發(fā)光二極管和 LED 顯示器組成。本次設計中我們采用發(fā)光二極管主要是用來指示洗衣機的工作狀態(tài)。當發(fā)光二極管的負極所對應的P1 口為低電平時，發(fā)光二極管導通。本次設計只是顯示時間，所以采用 LED 顯示器就可以達到目的了。每一個段對應一個發(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，當某個發(fā)光二極管陰極接低電平時，發(fā)光二極管被點亮，相應的段被顯示。（2）LED 顯示器工作原理LED 顯示器有靜態(tài)顯示和動態(tài)顯示 2 種方式。之所以稱之為靜態(tài)顯示，是因為各個 LED 的顯示字符一經確定，相應鎖存器鎖存的段碼輸出將維持不變，直到送入另一個的段碼為止。Q5PNAfg3e4d6cDb9a0SpymrCV 完美 WORD 格式 整理分享 在多位 LED 顯示時，為簡化硬件電路，通常將所有位的段碼線相應段并聯(lián)在一起，由 1 個 8 位 I/O 口控制，形成段碼線的多路復用，而各位的共陰極或共陽極分別由相應的 I/O 線控制，形成各位的分時選通。由于各位的段碼線并聯(lián)，8位 I/O 口輸出的段碼對各個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的顯示字符，就必須采用動態(tài)顯示，即在某一時刻，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閉狀態(tài)，同時，段碼線上輸出相應位要顯示的字符段碼。同樣，在下一時刻，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閉狀態(tài)，在段碼線上輸出將要顯示