智能洗衣機(jī)模糊控制設(shè)計(jì)

1、目 錄 第一章第一章 前言前言 .1 1.1 概述.1 1.2.1智能滾筒式洗衣機(jī)的特點(diǎn).2 1.2.2智能滾筒式洗衣機(jī)的洗滌原理.2 第二章第二章 設(shè)計(jì)方案的確定設(shè)計(jì)方案的確定 .4 2.1 洗衣機(jī)的技術(shù)參數(shù)和主要功能.4 2.1.1主要技術(shù)參數(shù).4 2.1.2洗衣機(jī)的主要功能.4 2.2 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案.4 第三章第三章 洗衣機(jī)的硬件設(shè)計(jì)洗衣機(jī)的硬件設(shè)計(jì) .6 3.1 洗衣機(jī)的控制功能要求.6 3.2 控制邏輯電路.6 3.3 硬件描述.7 3.4 電子元器件的計(jì)算與選型.8 3.4.1時(shí)鐘電路.8 3.4.2復(fù)位電路.9 3.4.3電源電路.9 3.4.4指示電路.10 3.4.5電機(jī)

2、的正反轉(zhuǎn)、進(jìn)水閥和排水閥電路.11 3.4.6顯示電路.13 3.4.7蜂鳴報(bào)警電路.14 第四章第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) .15 4.1 洗衣機(jī)的控制功能要求.15 第五章第五章 總結(jié)總結(jié) .18 致致 謝謝 .19 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn) .20 附錄附錄 a a 控制系統(tǒng)電路圖控制系統(tǒng)電路圖.21 附錄附錄 b b 洗衣機(jī)的控制原理圖洗衣機(jī)的控制原理圖.22 附錄附錄 c c 設(shè)備材料清單設(shè)備材料清單.23 附錄附錄 d d 軟件程序軟件程序.24 第一章第一章 前言前言 1.1概述概述 隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人民生活水平的提高，智能洗衣機(jī)作為將人們從繁復(fù)的 家務(wù)勞動(dòng)中解放出來(lái)的好助手，

3、愈來(lái)愈受到消費(fèi)者的歡迎。 洗衣機(jī)是利用電能產(chǎn)生機(jī)械作用來(lái)洗滌衣物的清潔電器。按其額定洗滌容量(一 次可洗滌的最大干衣物重量,以 kg 計(jì)算)分為家用和集體用兩類(lèi)。中國(guó)規(guī)定洗滌容量 在 6kg 以下的屬于家用洗衣機(jī)。按結(jié)構(gòu)原理分為 3 種：攪拌式(又稱(chēng)擺動(dòng)葉式)。 通過(guò)攪拌葉的連續(xù)往復(fù)擺動(dòng)，帶動(dòng)洗滌液和洗滌物互相作用而進(jìn)行洗滌。滾筒式 （或稱(chēng)滾桶式）。在一個(gè)水平放置的盛水用圓柱形外筒中，套裝一個(gè)可圍繞水平軸 正反向旋轉(zhuǎn)的內(nèi)筒，內(nèi)筒壁上有許多小孔和幾條凸筋；當(dāng)內(nèi)筒轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),洗滌物隨筒內(nèi) 的凸筋上升而后被拋下,不斷翻滾摔打進(jìn)行洗滌。按投放洗滌物的位置不同，分為上 裝入式和前裝入式。波輪式。通過(guò)洗滌桶內(nèi)

4、波輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，推動(dòng)洗滌液和洗滌物不 斷翻滾、磨擦而進(jìn)行洗滌。波輪位于洗滌桶底部的稱(chēng)為渦卷式，位于洗滌桶側(cè)面的 稱(chēng)為噴流式。 洗衣機(jī)主要由箱體、洗滌脫水桶（有的洗滌和脫水桶分開(kāi)）、傳動(dòng)和控制系統(tǒng) 等組成，有的還裝有加熱裝置。洗衣機(jī)的洗滌、漂洗和脫水等過(guò)程的控制，常采用 由定時(shí)器給定的時(shí)間程序控制方式；其動(dòng)力來(lái)自驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)。對(duì)于自動(dòng)洗衣機(jī)，由 定時(shí)器給出電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)、進(jìn)出水閥的開(kāi)閉、洗滌和脫水的時(shí)間轉(zhuǎn)換，全過(guò)程結(jié)束 后，發(fā)出聲響信號(hào)。定時(shí)器有發(fā)條驅(qū)動(dòng)式、電動(dòng)式及電子式。新型定時(shí)器是電腦智 能型控制器，它不僅能智能地控制洗衣全過(guò)程，而且能夠根據(jù)被洗衣物的質(zhì)地、重 量、臟污程度等自動(dòng)地投放洗滌劑、選擇洗

5、滌方式和時(shí)間以及判斷洗滌效果并調(diào)整 之。 洗衣機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)：電腦化：采用電腦控制，實(shí)現(xiàn)洗滌、漂洗、脫水、烘干 全過(guò)程自動(dòng)化;利用傳感器,根據(jù)洗衣量、洗滌物臟污程度，自動(dòng)確定洗滌時(shí)間、漂 洗時(shí)間和投入洗滌劑的數(shù)量，使洗滌過(guò)程最合理。塑料化：已有全部使用塑料的 洗衣機(jī)出現(xiàn)。新型化：日本已有多種新水流和無(wú)波輪的洗衣機(jī)上市；蘇聯(lián)研制成 功利用真空沸騰原理的不用洗衣粉的真空洗衣機(jī)；不用電動(dòng)機(jī)的超聲波洗衣機(jī)、蒸 汽洗衣機(jī)等新型洗衣機(jī)也已有報(bào)道。大容量化：為減少洗衣次數(shù)，洗衣機(jī)一次洗 滌量已從 2kg 以下發(fā)展到 35kg。 1.21.2智能滾筒式洗衣機(jī)的特點(diǎn)和洗滌原理智能滾筒式洗衣機(jī)的特點(diǎn)和洗滌原理 1.

6、2.11.2.1智能滾筒式洗衣機(jī)的特點(diǎn)智能滾筒式洗衣機(jī)的特點(diǎn) 目前在整個(gè)家用洗衣機(jī)市場(chǎng)上，滾筒式、波輪式、攪拌式洗衣機(jī)三足鼎立，其 中滾筒式占 60%，在歐美國(guó)家可高達(dá) 90%以上。滾筒式洗衣機(jī) 80 年代末開(kāi)始進(jìn)入中 國(guó)，由于滾筒式洗衣機(jī)在許多性能上優(yōu)于傳統(tǒng)的波輪式，如對(duì)衣物的磨損小、洗滌 量大、節(jié)水、不纏繞等，特別適合大批量及高檔服裝的洗滌，因而愈來(lái)愈受到廣大 家庭的青睞，所以本設(shè)計(jì)洗衣機(jī)的微機(jī)控制系統(tǒng)是往滾筒式洗衣機(jī)方向設(shè)計(jì)的。 滾筒式智能洗衣機(jī)有如下特點(diǎn)： 自動(dòng)化程度比較高：用戶(hù)只需要插上電源，放入衣物，調(diào)好程序選項(xiàng)，以后一切 任務(wù)則交于智能洗衣機(jī)了。預(yù)洗、主洗、漂洗、脫水及在主洗中加

7、熱，在漂洗中防 皺等，洗衣機(jī)都將根據(jù)專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)給以最好的洗滌效果。 對(duì)衣物的磨損率低；洗滌容量大，洗滌范圍廣，滾筒式洗衣機(jī)采用滾動(dòng)加微摩擦 方法的洗滌方式，洗滌中較為柔和，對(duì)衣物的磨損小，尤其適合洗滌毛料織物、羽 絨織物及大件衣物。 節(jié)能節(jié)水節(jié)電：滾筒式洗衣機(jī)的耗電量小，洗一次最多耗電 0.3kw/h0.4kw/h, 洗滌過(guò)程中進(jìn)水次數(shù)不超過(guò) 7 次，每次進(jìn)水為 20 千克左右，整個(gè)洗滌過(guò)程下來(lái)不超 過(guò) 140 千克。 整機(jī)性能配置合理：機(jī)內(nèi)筒采用整體吊裝方式，內(nèi)筒底由兩個(gè)減振器支撐，工作 穩(wěn)定，性能好，震動(dòng)小，無(wú)擺動(dòng)且噪音低。采用單片機(jī)控制器控制方式，抗干擾能 力強(qiáng)，使用壽命長(zhǎng)。 使用壽命長(zhǎng)：

8、滾筒式洗衣機(jī)結(jié)構(gòu)合理，用料講究，并且由控制器統(tǒng)一控制。在整 機(jī)性能上，具有使用方便，故障少，壽命長(zhǎng)（可達(dá) 15 年）的優(yōu)點(diǎn)。 1.2.21.2.2智能滾筒式洗衣機(jī)的洗滌原理智能滾筒式洗衣機(jī)的洗滌原理 滾筒式洗衣機(jī)的洗滌原理與其他類(lèi)型洗衣機(jī)不同，其主要利用洗滌劑和加熱手 段來(lái)達(dá)到洗凈衣物的目的。衣物放入洗衣機(jī)洗滌液中。加入洗滌劑，通過(guò)滾筒不同 強(qiáng)度的正反轉(zhuǎn)，在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中可以對(duì)洗滌進(jìn)行加熱。充分地利用機(jī)械作用，化學(xué)作 用，熱作用，對(duì)衣物進(jìn)行洗滌、漂洗。離心式脫水方式可以采用不同的轉(zhuǎn)速度來(lái)合 理的洗滌衣物。 機(jī)械作用：滾筒式洗衣機(jī)其洗滌容器為一臥式水筒，稱(chēng)為外筒或盛水桶， 內(nèi)筒壁上有許多小孔的不銹鋼

9、滾筒。通過(guò)小孔，洗滌液可以自由流入流出內(nèi)筒。衣 物裝入內(nèi)筒之中，洗滌液盛放在外筒里。水位高度大約在內(nèi)筒的二分之一處，可使 衣物處于半浸泡狀態(tài)。滾筒在電機(jī)的帶動(dòng)下作有規(guī)律的正反轉(zhuǎn)旋時(shí)，洗滌衣物在筒 內(nèi)翻轉(zhuǎn)揉搓，其滾筒揉撮可通過(guò)內(nèi)筒的凸筋以及內(nèi)筒的旋轉(zhuǎn)而摔打、揉搓衣物。 化學(xué)作用；現(xiàn)代洗滌劑（也稱(chēng)洗衣粉、洗衣膏）的化學(xué)成分較為復(fù)雜/洗滌 劑主要起兩個(gè)功能：一方面起保護(hù)衣物，減小洗滌時(shí)對(duì)衣物的磨損作用；再一方面 還起到溶解衣物的污垢，產(chǎn)生膨脹浸潤(rùn)的作用，使洗滌衣物中的污垢脫落并使其懸 浮于堿性溶液中的作用。洗滌劑一般含有費(fèi)皂和洗滌活性物質(zhì)，降低水中石灰質(zhì)的 聚磷酸鹽，以及增加洗滌效果的堿，增加洗衣香

10、味的添加香料，此外還可以加入漂 白、穩(wěn)定劑等。 熱作用：智能滾筒式洗衣機(jī)可以對(duì)洗滌液進(jìn)行加熱選擇。加熱洗滌時(shí)，不 但可以增加分子運(yùn)動(dòng)的活性，還可以使洗滌劑充分發(fā)揮作用，特別是讓洗滌劑中的 富氧物質(zhì)（達(dá)硼酸鹽）發(fā)揮作用。但高溫則會(huì)對(duì)衣物有損害，一般在 4060為 宜，這樣不但可以提高洗凈度，還可以達(dá)到節(jié)能 45。 第二章第二章 設(shè)計(jì)方案的確定設(shè)計(jì)方案的確定 2.1洗衣機(jī)的技術(shù)參數(shù)和主要功能洗衣機(jī)的技術(shù)參數(shù)和主要功能 2.1.12.1.1主要技術(shù)參數(shù)主要技術(shù)參數(shù) 額定洗衣量：3kg 電源：交流 220v（50hz） 洗滌功率：250w 脫水功率：250w 進(jìn)水閥：交流 220v 排水閥：直流 22

11、0v 2.1.22.1.2洗衣機(jī)的主要功能洗衣機(jī)的主要功能 程序：具有標(biāo)準(zhǔn)、經(jīng)濟(jì)、單獨(dú)和排水程序。 故障診斷、安全保護(hù)、防振。 暫停、間歇工作的功能。 聲光顯示功能。 2.22.2控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案 本設(shè)計(jì)智能洗衣機(jī)的總體方案如圖 2.1 所示： 圖圖 2.12.1 智能洗衣機(jī)的總體系統(tǒng)方案圖智能洗衣機(jī)的總體系統(tǒng)方案圖 本設(shè)計(jì)洗衣機(jī)控制方案是依據(jù)技術(shù)參數(shù)要求，本著線(xiàn)路簡(jiǎn)單，可靠性高和成本 低的原則選擇的。 根據(jù)洗衣機(jī)的技術(shù)條件和功能要求，選擇 51 系列單片機(jī) at89c2051。 at89c2051 功能特性如下： at89c2051 是一個(gè)低電壓，高性能 cmos 8 位單片

12、機(jī)，功能強(qiáng)大，但它只有 20 個(gè)引腳。其主要功能特性為： 兼容 mcs-51 指令系統(tǒng) 15 個(gè)雙向 i/o 口 兩個(gè) 16 位可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器 時(shí)鐘頻率 0-24mhz 兩個(gè)外部中斷源 可直接驅(qū)動(dòng) led 低功耗睡眠功能 可編程 uarl 通道 2k 可反復(fù)擦寫(xiě)(1000 次）flash rom 6 個(gè)中斷源 2.7-6.v 的寬工作電壓范圍 128x8bit 內(nèi)部 ram 兩個(gè)串行中斷 兩級(jí)加密位 內(nèi)置一個(gè)模擬比較放大器 軟件設(shè)置睡眠和喚醒功能 按照功能可將硬件電路分為： 單片機(jī)最小系統(tǒng)：包括 cpu at89c2051，按鍵和顯示接口電路 檢測(cè)電路：包括水位檢測(cè)電路和門(mén)狀態(tài)檢測(cè)電路 驅(qū)

13、動(dòng)電路：包括電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電路，進(jìn)水閥、排水閥驅(qū)動(dòng)電路和蜂鳴器驅(qū)動(dòng) 電路 人機(jī)對(duì)話(huà)驅(qū)動(dòng)電路：主要包括按鍵，顯示器。其中按鍵用于洗衣機(jī)程序設(shè)定，并 控制洗衣機(jī)的運(yùn)行，發(fā)布有關(guān)指令信息。顯示器為用戶(hù)提供直觀(guān)的洗滌時(shí)間顯示。 直流穩(wěn)壓電源電路 第三章第三章 洗衣機(jī)的硬件設(shè)計(jì)洗衣機(jī)的硬件設(shè)計(jì) 3.1洗衣機(jī)的控制功能要求洗衣機(jī)的控制功能要求 本設(shè)計(jì)智能洗衣機(jī)的控制功能如下： 洗滌功能。要求洗滌時(shí)正、反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)時(shí)間各為 3s，間歇時(shí)間為 2s。 4 種洗衣工作程序，標(biāo)準(zhǔn)程序、經(jīng)濟(jì)程序、單獨(dú)程序和排水程序。標(biāo)準(zhǔn)程序是進(jìn) 水洗滌/漂洗排水脫水，如此循環(huán) 3 次，具體是第一循環(huán)為洗滌，時(shí)間為 4.5min,第二

14、次循環(huán)為漂洗，時(shí)間分別為 3 min 和 1.5min.排水時(shí)間采用動(dòng)態(tài)時(shí)間法 確定，脫水時(shí)間為 2min.經(jīng)濟(jì)程序與標(biāo)準(zhǔn)程序一樣，只是循環(huán)次數(shù)為二次。單獨(dú)程 序是進(jìn)水洗滌（4.5min)結(jié)束（留水不排不脫） 。排水程序是排水脫水結(jié)束， 時(shí)間確定與上述程序相應(yīng)環(huán)節(jié)相同。 （每個(gè)程序結(jié)束后都會(huì)報(bào)警。 浸泡功能。開(kāi)啟浸泡功能后，在上述前三種工作程序的第一次進(jìn)水之后，會(huì)進(jìn)入 浸泡環(huán)節(jié)，先洗滌 1min 以攪勻衣物和洗滌劑，再停機(jī)浸泡 10min，然后退出浸泡環(huán) 節(jié)進(jìn)入洗滌環(huán)節(jié)。 進(jìn)、排水系統(tǒng)故障自動(dòng)診斷功能。洗衣機(jī)在進(jìn)水或排水過(guò)程中，若在一定的時(shí)間 范圍內(nèi)進(jìn)水或排水未能達(dá)到預(yù)定的水位，就說(shuō)明進(jìn)、排水

15、系統(tǒng)有故障，此故障由控 制系統(tǒng)測(cè)知并通過(guò)警告程序發(fā)出警告信號(hào)，提醒操作者進(jìn)行人工排除。 安全保護(hù)和防振動(dòng)功能。洗衣機(jī)脫水期間，若打開(kāi)機(jī)蓋時(shí)，洗衣機(jī)就會(huì)自動(dòng)停止 脫水操作。脫水期間，如果出現(xiàn)衣物纏繞引起脫水桶重心偏移而不平衡，洗衣機(jī)也 會(huì)自動(dòng)停止脫水，以免振動(dòng)過(guò)大，待人工處理后恢復(fù)工作。 間歇驅(qū)動(dòng)方式。脫水期間采取間歇驅(qū)動(dòng)方式，以便節(jié)能。本系統(tǒng)要求驅(qū)動(dòng) 4s， 間歇 2s，間歇期間靠慣性力使脫水桶保持高速旋轉(zhuǎn)。 暫停功能。不管洗衣機(jī)工作在什么狀態(tài)，當(dāng)按下暫停鍵時(shí)，洗衣機(jī)需暫停工作， 待啟動(dòng)鍵按下后洗衣機(jī)又能按原來(lái)所選擇的工作方式繼續(xù)工作。 聲光顯示功能。洗衣機(jī)各種工作方式的選擇和各種工作狀態(tài)均有

16、聲、光提示和顯 示。 3.2控制邏輯電路控制邏輯電路 智能洗衣機(jī)的控制系統(tǒng)電路圖和控制原理圖分別如圖附錄 a 和圖附錄 b 所示。 它由單片機(jī) at89c2051 為核心加上有關(guān)集成電路及元器件組成。 本設(shè)計(jì)智能洗衣機(jī)的工作部件有 3 個(gè)：電機(jī)、進(jìn)水閥和排水閥。電機(jī)是洗衣機(jī) 的動(dòng)力源，它的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)洗衣機(jī)滾筒的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而時(shí)現(xiàn)對(duì)衣物的洗滌。進(jìn)水閥用于 控制洗衣機(jī)的進(jìn)水量。排水閥用于控制洗衣機(jī)的排水。電機(jī)在脫水時(shí)還旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)衣 物脫水。電機(jī)的狀態(tài)有 3 種，即正轉(zhuǎn).反轉(zhuǎn)及停止?fàn)顟B(tài)。電機(jī)一般工作在這三種狀態(tài) 的不斷轉(zhuǎn)換之中，從而實(shí)現(xiàn)洗滌。但在脫水時(shí)，只工作在正轉(zhuǎn)狀態(tài)。進(jìn)水閥和排水 閥則只有開(kāi).關(guān)這兩種狀

17、態(tài)。 3.3硬件描述硬件描述 控核心部分 采用 at89c2051 作為控制核心。其中 p1.0 和 p1.1 分別用于控制洗衣機(jī)的進(jìn)水 閥和排水閥；p1.2 和 p1.3 用于控制洗滌電機(jī)的正反轉(zhuǎn)；p1.4 和 p1.5 用作譯碼器 74ls139 的輸入線(xiàn)，74ls139 譯碼器的四個(gè)輸出線(xiàn)分別用于連接 led1、led2、led3、 led4 四個(gè) led 燈。p1.6 用于驅(qū)動(dòng) led5。串行口 vxd 和 txd 用 于擴(kuò)展四個(gè) led 顯示器。外部中斷口 int0 和 int1 分別用做蓋開(kāi)關(guān) k4 和暫停/啟動(dòng) 鍵 k3 的中斷口，p3.7 用于驅(qū)動(dòng)蜂鳴器。 按鍵和開(kāi)關(guān)部分 程序

18、選擇鍵 k1 本設(shè)計(jì)洗衣機(jī)有四種工作程序，使用該鍵可循環(huán)選擇洗衣機(jī)的四 種工作程序。 暫停/啟動(dòng)鍵 k2 該鍵采用分時(shí)復(fù)用技術(shù)而具有三個(gè)功能。其一是在洗衣機(jī)未進(jìn) 入工作狀態(tài)或者處于暫停狀態(tài)期間，k2 用來(lái)啟動(dòng)洗衣機(jī)進(jìn)入工作狀態(tài)或者恢復(fù)到原 來(lái)的工作狀態(tài)；其二是在洗衣機(jī)進(jìn)入工作狀態(tài)后，按觸該鍵則進(jìn)入暫停狀態(tài)；其三 是在故障報(bào)警期間，按下 k2 停止報(bào)警，并回到初試的待命狀態(tài)。 蓋開(kāi)關(guān)/平衡開(kāi)關(guān) k3 脫水期間，若打開(kāi)機(jī)蓋或者轉(zhuǎn)動(dòng)不平衡時(shí)，則 k3 閉合，引 起中斷，洗衣機(jī)就會(huì)自動(dòng)停止脫水操作，合上蓋或者恢復(fù)不平衡后又繼續(xù)脫水。 水位開(kāi)關(guān) k4 水滿(mǎn)時(shí)，k4 閉合。在進(jìn)水期間，系統(tǒng)不斷檢測(cè) k4，

19、若在 2.5 分鐘 內(nèi)檢測(cè)到 k4 閉合。則停止進(jìn)水。否則認(rèn)為進(jìn)水出故障，關(guān)閉進(jìn)水閥，并發(fā)聲提示； 在排水期間，系統(tǒng)不斷檢測(cè) k4，若在 1 分鐘內(nèi)檢測(cè)不到 k4 斷開(kāi)，則認(rèn)為排水出故 障，關(guān)閉排水閥，并發(fā)聲提示，否則按正常處理。 開(kāi)啟/關(guān)閉浸泡鍵 k5 該鍵用于開(kāi)啟或者關(guān)閉洗衣機(jī)的浸泡功能。 強(qiáng)制復(fù)位鍵 k6 按下該鍵可以使單片機(jī)強(qiáng)行復(fù)位。 led 指示燈 led1，led2，led3，led4 分別用來(lái)指示排水程序，單獨(dú)程序，經(jīng)濟(jì)程序，標(biāo)準(zhǔn) 程序四種洗衣工作程序；led5 用于指示浸泡功能開(kāi)啟，閃爍時(shí)表示正在浸泡衣物； led6，led7， led8，分別用來(lái)表示洗滌，排水，進(jìn)水三種狀態(tài)。

20、 譯碼器 74ls139 為雙 2-4 線(xiàn)譯碼器，之所以選用它是因?yàn)?at89c2051 單片機(jī)只有 20 個(gè)引腳，i/o 線(xiàn)不足，選用它可解決 cpu i/o 線(xiàn)數(shù)量的不足。本設(shè)計(jì)洗衣機(jī)有 4 種 不同的工作程序，分別要用四種不同的顯示來(lái)加以區(qū)別。74ls139 雙 2-4 線(xiàn)譯碼器 僅占用 cpu 的 p3.0 和 p3.1 兩口線(xiàn)即可提供 4 種不同顯示的驅(qū)動(dòng)， 其邏輯關(guān)系是： p3.0，p3.1 為“11”時(shí) led1 亮，指示標(biāo)準(zhǔn)程序；為“10”時(shí) led2 亮，指示經(jīng)濟(jì)程 序；為“01”時(shí) led3 亮，指示單獨(dú)程序；為“00”時(shí) led4 亮，指示排水程序。 固態(tài)繼電器 交流固態(tài)

21、繼電器 ssr(solid state releys)是一種無(wú)觸點(diǎn)通斷電子開(kāi)關(guān),為四 端有源器件。其中兩個(gè)端子為輸入控制端,另外兩端為輸出受控端, 交流固態(tài)繼電器 內(nèi)有發(fā)光二極管及光觸發(fā)雙向可控硅，采用光電隔離,作為輸入輸出之間電氣隔離 (浮空)。在輸入端加上直流或脈沖信號(hào),輸出端就能從關(guān)斷狀態(tài)轉(zhuǎn)變成導(dǎo)通狀態(tài)(無(wú) 信號(hào)時(shí)呈阻斷狀態(tài)),從而控制較大負(fù)載。整個(gè)器件無(wú)可動(dòng)部件及觸點(diǎn),可實(shí)現(xiàn)相當(dāng)于 常用的機(jī)械式電磁繼電器一樣的功能。之所以選用這個(gè)器件，是因?yàn)樗环矫婵墒?電路進(jìn)一步簡(jiǎn)化，另一方面還可使強(qiáng)、弱兩類(lèi)電完全隔離，保證主板的安全。 反相器 選用反相器是防止 at89c2051 型號(hào)單片機(jī)的驅(qū)動(dòng)

22、電流不足，4 個(gè)反相器可分別 驅(qū)動(dòng) 4 個(gè)交流固態(tài)繼電器。 移位寄存器 本設(shè)計(jì) cpu 的 i/o 數(shù)量不是很多，考慮到這個(gè)問(wèn)題，所以本設(shè)計(jì)時(shí)間顯示電路 采用串行口擴(kuò)展，通過(guò)移位寄存器的輸出控制，可實(shí)現(xiàn)四位 led 顯示器的驅(qū)動(dòng)控制 led 顯示器 四個(gè)共陽(yáng)極 led 顯示器分別顯示分、分、秒、秒。 3.43.4電子元器件的計(jì)算與選型電子元器件的計(jì)算與選型 3.4.13.4.1時(shí)鐘電路時(shí)鐘電路 智能洗衣機(jī)的微機(jī)控制系統(tǒng)的時(shí)鐘電路如圖 3.1 所示： 圖圖 3.13.1 時(shí)鐘電路時(shí)鐘電路 at89c2051 芯片內(nèi)部有一個(gè)高增益反相放大器。用于構(gòu)成振蕩器。反相放大器的輸 入端為 xtal0，輸出

23、端為 xtal1，兩端跨接石英晶體及兩個(gè)電容可構(gòu)成穩(wěn)定的自激振 蕩器。本設(shè)計(jì)的時(shí)鐘電路兩個(gè)電容取 30pf,可穩(wěn)定頻率并對(duì)振蕩頻率有微調(diào)作用。 本設(shè)計(jì)選用 ja95a 型號(hào)石英振蕩器，振蕩脈沖頻率選用 6mhz。 3.4.23.4.2復(fù)位電路復(fù)位電路 本設(shè)計(jì)微機(jī)控制系統(tǒng)的復(fù)位電路采用手動(dòng)復(fù)位和上電復(fù)位組合，其電路圖如圖 3.2 所示。 圖圖 3.23.2 復(fù)位電路復(fù)位電路 上電自動(dòng)復(fù)位是在加電瞬間電容通過(guò)充電來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在通電瞬間，電容通過(guò)電阻充 電，rst 端出現(xiàn)正脈沖，用以復(fù)位。只要電源 vcc 的上升時(shí)間不超過(guò) 1ms，就可以實(shí) 現(xiàn)復(fù)位。手動(dòng)復(fù)位是通過(guò)接通復(fù)位開(kāi)關(guān)，使單片機(jī)進(jìn)入復(fù)位狀態(tài)。

24、參數(shù)的選定：在振蕩穩(wěn)定后應(yīng)保證復(fù)位高電平持續(xù)時(shí)間大于 2 個(gè)機(jī)器周期。本設(shè)計(jì) 的晶體頻率為 6mhz,取 c=22f，r=1k。 3.4.33.4.3電源電路電源電路 電源電路如圖 3.3 所示： 圖圖 3.33.3 電源電路電源電路 電源電路是采用 220v 的交流電先經(jīng)變壓器降壓,再經(jīng)橋式整流電路整流，最后 用三端穩(wěn)壓器穩(wěn)壓得到 5v 的電壓作為整個(gè)控制器的工作電源。 本設(shè)計(jì)使用 5v 的電壓作為整個(gè)控制器的工作電源，故選用 cwm7805 型穩(wěn)壓器， cwm7805 型穩(wěn)壓器的輸入電壓為 735v，為了保證穩(wěn)壓性能，電源電路接三端穩(wěn)壓器 時(shí)，輸入電壓和輸出電壓至少要相差 2v 以上，但是

25、也不能取得過(guò)大，因?yàn)樘髣t會(huì) 增大器件本身的功耗以至于損壞器件，所以本設(shè)計(jì)在穩(wěn)壓器的輸入電壓取 10v，在 輸入和公共端，輸出和公共端之間分別接了 0.1f 和 0.33f 的電容，可以防止產(chǎn)生 自激振蕩。 二極管的選型： 根據(jù)式 uo =1.2 ui 式中： ui - 整流電路的輸入電壓 uo - 整流電路的輸出電壓 因?yàn)殡娫措娐分械娜朔€(wěn)壓器 cwm7805 的輸入電壓取 10v，所以整流電路的輸 出電壓 uo=10v。 由式 uo =1.2 ui 可得：ui =uo/1.2=10/1.2=8.333 v 整流二極管所承受的最高反向電壓 urw= 2ui =11.783 v 選用 2cz5

26、2a 型硅二極管，其最大整流電流為 100ma,反向工作峰值urwn為 25v，urwnurm， 考慮到變壓器二次側(cè)繞組及管子上的壓降，變壓器的二次側(cè)電壓大約要高出 10%， 即 8.3331.1=9.16639v。 3.4.43.4.4指示電路指示電路 本系統(tǒng)的指示電路設(shè)計(jì)如圖 3.4 圖圖 3.43.4 指示電路指示電路 系統(tǒng)的所有 led 指示燈全部選用 bt 系列 led,型號(hào)為 bt101， bt101 型號(hào) led 的反向擊穿電壓5 伏，為了保證 led 不被反向擊穿，使用時(shí)必須串聯(lián)限流電阻以 控制通過(guò)管子的電流。限流電阻 r 用下式計(jì)算： r（euf）if 式中: e - 電源電

27、壓，本設(shè)計(jì) e=5v uf - 為 led 的正向壓降，bt101 型號(hào) led 的正向壓降 uf2v，此處取 1.5v， if - 為 led 的工作電流，本設(shè)計(jì)取 3.5ma. 所以 led 的限流電阻 r （euf）if (5-1.5)/3.510-3 100 其中譯碼器選用 74ls139 型號(hào) 2-4 線(xiàn)譯碼器。 3.4.5電機(jī)的正反轉(zhuǎn)、進(jìn)水閥和排水閥電路電機(jī)的正反轉(zhuǎn)、進(jìn)水閥和排水閥電路 電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)、進(jìn)水閥和排水閥電路如圖 3.5 所示： 圖圖 3.53.5 電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)、進(jìn)水閥和排水閥電路電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)、進(jìn)水閥和排水閥電路 電路的工作原理：當(dāng) p1.0p1.3 分別置 1 時(shí)，輸出

28、信號(hào)經(jīng)過(guò)反相器之后變?yōu)?0，固態(tài)繼電器的輸入端獲得+5v 電壓，使得輸出端導(dǎo)通，實(shí)現(xiàn)進(jìn)水閥、排水閥的開(kāi) 啟和電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。當(dāng) p1.0p1.3 分別置 0 時(shí)，輸出信號(hào)經(jīng)過(guò)反相器之后變?yōu)?1， 固態(tài)繼電器的輸入端的電壓為 0，固態(tài)繼電器關(guān)閉，實(shí)現(xiàn)對(duì)洗衣機(jī)進(jìn)水閥、排水閥 的關(guān)閉和電機(jī)的停轉(zhuǎn)。 本設(shè)計(jì)電動(dòng)機(jī)選用 xds 型洗衣機(jī)用單相電容電動(dòng)機(jī)，型號(hào)為 xds-250，額定功 率為 250w，額定電流為 2a，電容器容量為 16f。 因?yàn)殡姍C(jī)是感性負(fù)載，所以選擇固態(tài)繼電器的額定電流取為電機(jī)額定電流的 2.5 倍，為此四種驅(qū)動(dòng)電路全部選用 gtj2-5a220v ac 型交流固態(tài)繼電器。gtj2-

29、3a220v ac 型交流固態(tài)繼電器的額定電壓為 220v，額定電流為 5a，控制電壓為 332v dc，關(guān)斷電壓為 1.2v dc，開(kāi)啟電流為 5ma，控制電流25ma。故本設(shè)計(jì)控制 電壓取 4v dc，控制電流取 10ma 交流固態(tài)繼電器的限流電阻 r=(5-4)v/1010-3a=100 電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電路中的二極管選用 1n4148 型硅開(kāi)關(guān)二極管，其在 if=10 ma 的測(cè)試條件下正向壓降 vf1.0v，由上面的計(jì)算可知，流過(guò)發(fā)光二極管的電流為 3.5ma，故此處 1n4148 型硅開(kāi)關(guān)二極管的正向壓降 vf取 0.5v。 所以電機(jī)反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電路中和發(fā)光二極管和開(kāi)關(guān)二極管串連的限流

30、的電阻： r=(5-1.5-0.5)v/3.510-3a857 ，所以限流電阻 r 取 820 固態(tài)繼電器的電流為 10ma，led 指示燈的電流為 3.5ma，總共需要 13.5ma 的驅(qū) 動(dòng)電流，本設(shè)計(jì)選用 7406 型號(hào)的反相器來(lái)提高驅(qū)動(dòng)能力。其低電平驅(qū)動(dòng)能力達(dá)到 40ma，足以滿(mǎn)足要求。 固態(tài)繼電器的輸出端并聯(lián)一吸收電路，可以有效的抑制加至繼電器的瞬態(tài)電壓 和電壓指數(shù)上升率，保護(hù)固態(tài)繼電器。吸收電路的電阻 r 取 4.5k，電容取 4700pf。 洗衣機(jī)的進(jìn)水閥選用江陰市電磁閥廠(chǎng)生產(chǎn)的 xjd 系列電磁塑料進(jìn)水電磁閥，型 號(hào)為 xjd11。其適用電壓為 ac220v，適用壓力為 0.0

31、20.08mpa. 本設(shè)計(jì)洗衣機(jī)的排水方式為下排水方式，排水閥選用江陰市電磁閥廠(chǎng)生產(chǎn)的 xfd 系列電磁塑料排水電磁閥，型號(hào)為 xfd10，其適用電壓為 dc220v，適用壓力 為 0.020.08mpa. 3.4.63.4.6顯示電路顯示電路 時(shí)間顯示電路如圖 3.6 所示： 圖圖 3.63.6 時(shí)間顯示電路時(shí)間顯示電路 考慮到本設(shè)計(jì)所選擇的 cpu at89c2051 的 i/o 不多，時(shí)間顯示器采用串行口靜 態(tài)擴(kuò)展。選用 74hc164 移位寄存器。74hc164 是串入并出移位寄存器，并帶有清除 端。 電路原理：串行口工作在方式 0，即為同步移位寄存器輸入/輸出方式，串行數(shù)據(jù)通 過(guò) r

32、xd 輸入，txd 用于輸出移位時(shí)鐘，作為 74hc164 移位寄存器的同步信號(hào)。在發(fā) 送過(guò)程中，當(dāng)執(zhí)行一條將數(shù)據(jù)寫(xiě)入緩沖器 sbuf 的指令時(shí)，串行口把 sbuf 中的 8 位 數(shù)據(jù)以 1/12 的波特率從 rxd 端輸出。發(fā)送完畢置中斷標(biāo)志 ti=1。在寫(xiě)信號(hào)有效時(shí)， 相隔一個(gè)機(jī)器周期后發(fā)送控制端 send 有效，即允許 rxd 發(fā)送數(shù)據(jù)，同時(shí)，允許從 txd 端輸出移位脈沖。 四個(gè)共陽(yáng)極顯示器分別顯示分、分、秒、秒。移位寄存器選用 74hc164?？蓪?shí) 現(xiàn)串行輸入，并行輸出。選用 bs211a-b 型號(hào)共陽(yáng)極顯示器，其最大工作電流 im為 10ma，正向壓降 uf2v，本設(shè)計(jì)共陽(yáng)極顯示器

33、的每個(gè) led 發(fā)光二極管的工作電流 取 3.5ma，正向壓降取 1.5v。 固限流電阻 r=(5-1.5)v/3.510-3a=1000，限流電阻取 1000 。 因?yàn)?74hc164 允許通過(guò)的電流為 8 ma，故不必添加驅(qū)動(dòng)電路。 3.4.73.4.7蜂鳴報(bào)警電路蜂鳴報(bào)警電路 蜂鳴報(bào)警電路如圖 3.7 所示 圖圖 3.7 蜂鳴報(bào)警電路蜂鳴報(bào)警電路 蜂鳴器選用 p231906-c34 型號(hào)壓電式蜂鳴器。其額定電壓為 48v，本設(shè)計(jì)使用 5v，故不必使用限流電阻；額定電流15ma.電路中 p3.7 接晶體管輸入端。當(dāng).p3.7 輸出高電平 1 時(shí)，晶體管導(dǎo)通，壓電式蜂鳴器兩端獲得+5v 的電

34、壓而鳴叫；當(dāng) p3.7 輸出低電平 0 時(shí)，晶體管截止，蜂鳴器停止發(fā)聲。三極管選用 2sc1815 型號(hào)開(kāi)關(guān)三 極管。電路中的兩電阻分別選用 3.3k 和 5.6k。 第四章第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 4.1 洗衣機(jī)的控制功能要求洗衣機(jī)的控制功能要求 從程序圖 4-1 主流程圖中可以看出本程序設(shè)計(jì)的基本流程，系統(tǒng)上電復(fù)位后，首 先進(jìn)行初始話(huà)，默認(rèn)的洗衣工作程序?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)洗衣工作程序，然后掃描程序選擇鍵 k1，開(kāi)啟浸泡鍵 k5 和啟動(dòng)鍵 k2，這時(shí)洗衣機(jī)處于待命狀態(tài)。通過(guò) k1 可修改洗衣工 作程序，通過(guò) k5 可開(kāi)啟洗衣機(jī)的浸泡功能，掃描過(guò)程中當(dāng)發(fā)現(xiàn)啟動(dòng)鍵 k2 按下時(shí)， 洗衣機(jī)即從待命狀態(tài)

35、進(jìn)入工作狀態(tài)。 洗衣機(jī)進(jìn)入工作程序后，系統(tǒng)首先根據(jù) ram 中 57h 單元的特征字判斷洗衣機(jī)的洗 衣工作程序，若特征字為 0f0h，為排水程序，程序直接跳轉(zhuǎn)進(jìn)入排水操作，而 01h 為單獨(dú)程序，02h 為經(jīng)濟(jì)程序，03h 為標(biāo)準(zhǔn)程序。如果 57h 單元的特征字為 01h，02h 或者 03h，則進(jìn)入進(jìn)水操作，p1.0 置位驅(qū)動(dòng)進(jìn)水閥開(kāi)啟。進(jìn)水期間系統(tǒng)不 斷檢測(cè)水位開(kāi)關(guān) k4 的狀態(tài)，當(dāng)檢測(cè)到 k4 閉合時(shí)，說(shuō)明進(jìn)水以達(dá)到預(yù)定水位。若在 規(guī)定的 2.5min 極限內(nèi)沒(méi)有檢測(cè)到 k4 閉合，說(shuō)明進(jìn)水系統(tǒng)發(fā)生故障，此時(shí)洗衣機(jī)退 出工作狀態(tài)，程序跳轉(zhuǎn)到 guzhangchengxu 為標(biāo)號(hào)地址的故障

36、處理程序段進(jìn)行報(bào)警， 本設(shè)計(jì)洗衣機(jī)的故障處理方法是：將 p1.0p1.3 位全部置“0”，中止洗衣機(jī)的各中操 作，然后洗衣機(jī)以響 1s 停 2s 的規(guī)律不斷地發(fā)出報(bào)警信號(hào)，直到人工干預(yù)即按下 k2（暫停/啟動(dòng)鍵）鍵后為止（按下 k2 后，程序跳轉(zhuǎn)回主程起始地址，洗衣機(jī)又回 到待命的初始狀態(tài) 0） 。 在正常情況下，進(jìn)水期間檢測(cè)到 k4 閉合時(shí)，說(shuō)明進(jìn)水以達(dá)預(yù)定水位。這時(shí)洗衣 機(jī)通過(guò)判斷 55h 單元中的內(nèi)容是否為 01h，如果是則執(zhí)行浸泡功能，執(zhí)行浸泡功能 后設(shè)置 55h 單元為 00h，使得后面的漂洗環(huán)節(jié)不會(huì)再次執(zhí)行浸泡功能，執(zhí)行浸泡功 能后即進(jìn)入洗滌工作程序；如果不是則洗衣機(jī)直接進(jìn)入洗滌工

37、作程序。因?yàn)殡姍C(jī)在 洗滌或漂洗工作時(shí)有正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和間歇三種狀態(tài)，所以用 p1.2，p1.3 兩線(xiàn)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì) 電機(jī)這三種狀態(tài)的控制。其邏輯關(guān)系是：p1.3，p1.2 為“00”時(shí)電機(jī)間歇，為“01”時(shí) 正轉(zhuǎn)，為“10”時(shí)反轉(zhuǎn)。洗滌時(shí)間為 4.5min.洗滌結(jié)束后，判斷是否排水。由控制要 求可知，若不排水則為單獨(dú)程序，這時(shí)程序直接跳到結(jié)束，否則進(jìn)入排水程序。 本程序設(shè)計(jì)的排水時(shí)間采用動(dòng)態(tài)時(shí)間法確定，其原理是：根據(jù)常用的空氣壓力水 位開(kāi)關(guān)的特性（即在進(jìn)水中當(dāng)水位達(dá)到預(yù)定水位時(shí)水位開(kāi)關(guān)就接通；在排水中當(dāng)桶 內(nèi)水位下降 11cm 后，水位開(kāi)關(guān)才斷開(kāi)） ，在排水過(guò)程中若從開(kāi)始到開(kāi)關(guān)斷開(kāi)所需時(shí) 間為 d，則整

38、個(gè)排水所用時(shí)間為 2d+50s（查海爾洗衣機(jī)經(jīng)驗(yàn)值） 。若在規(guī)定的 1min 極限時(shí)間內(nèi)，系統(tǒng)檢測(cè)不到水位開(kāi)關(guān) k4 斷開(kāi)，說(shuō)明排水系統(tǒng)有故障，程序跳轉(zhuǎn)至故 障處理程序段發(fā)出警告信號(hào)，其處理程序段發(fā)出告警信號(hào)，其處理方法與進(jìn)水系統(tǒng) 故障相同。 排水結(jié)束后，洗衣機(jī)接著執(zhí)行脫水操作，p1.1 維持置位狀態(tài)，保持排水發(fā)開(kāi)啟， p1.2 按 4s 置位 2s 清 0 的規(guī)律連續(xù)驅(qū)動(dòng)電機(jī)旋轉(zhuǎn) 2min，然后脫水結(jié)束。脫水結(jié)束 后系統(tǒng)通過(guò)一條判斷指令判斷整個(gè)洗衣工作是否結(jié)束。其原理:是洗衣機(jī)在每次洗滌 或漂洗工作環(huán)節(jié)結(jié)束之后，洗衣工作程序標(biāo)志 57h 單元減 1 一次，在脫水工作結(jié)束， 洗衣機(jī)報(bào)警三聲后，

39、即返回初始待命狀態(tài)。若洗衣工作尚未結(jié)束，洗衣機(jī)再次執(zhí)行 進(jìn)水操作，進(jìn)入下一循環(huán)。 以上是本設(shè)計(jì)洗衣機(jī)工作的主流程，工作過(guò)程中所需的各種計(jì)時(shí)，均由定時(shí)器“1” 定時(shí)中斷服務(wù)程序提供。定時(shí)器“1”設(shè)置為定時(shí)方式 1，每 10 ms 產(chǎn)生一次中斷，因 此，tl0，th0 裝入的常數(shù)分別為 78h，0ech。定時(shí)器“1”中斷服務(wù)子程序入口地址 001bh 單元中，洗衣機(jī)進(jìn)入工作狀態(tài)后定時(shí)器每 10 ms 被啟動(dòng)中斷一次，20h 單元累 加 1 一次，累加到 64h 時(shí)，為 1s,此時(shí) 51h 和 72h 單元各累加 1 一次，每次定時(shí)前 先將 51h 單元清 0，因此根據(jù) 51h 單元就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)洗衣

40、機(jī)整個(gè)工作過(guò)程的定時(shí)； 同時(shí)當(dāng) 72h 單元累加至 3ch 時(shí)，為 1 min,這時(shí) 71h 單元累加 1 一次。當(dāng) 71h 單元累 加到 3ch 時(shí)，為 1hour,這時(shí) 70h 單元累加 1 次，系統(tǒng)根據(jù) 70h，71h，72h 三個(gè)內(nèi)存 單元中的數(shù)據(jù)就可以確定洗衣機(jī)工作各個(gè)進(jìn)程的時(shí)間，而且定時(shí)器每中斷 1 次就調(diào) 用 1 次顯示子程序，實(shí)現(xiàn)洗衣機(jī)整個(gè)工作過(guò)程的時(shí)間顯示。在暫停中斷以及開(kāi)蓋或 不平衡中斷響應(yīng)期間，定時(shí)中斷被禁止，計(jì)時(shí)各單元內(nèi)容不變。 洗衣機(jī)的暫停中斷在洗衣機(jī)進(jìn)入工作狀態(tài)后，中斷請(qǐng)求即被設(shè)置為允許，中斷請(qǐng) 求有效；而開(kāi)蓋或不平衡中斷只有在洗衣機(jī)進(jìn)入脫水工作進(jìn)程時(shí)，中斷請(qǐng)求才被

41、設(shè) 置為允許，請(qǐng)求信號(hào)有效。 洗衣機(jī)的工作程序流程圖如圖 4.1 所示： 圖圖 4.14.1 主流程圖主流程圖 第五章第五章 總結(jié)總結(jié) 我的畢業(yè)設(shè)計(jì)題目是智能洗衣機(jī)的模糊控制設(shè)計(jì)，主要任務(wù)是單片機(jī)的控制系統(tǒng) 設(shè)計(jì)和控制軟件設(shè)計(jì)等。 因?yàn)槲业膶?zhuān)業(yè)是機(jī)械設(shè)計(jì)，整個(gè)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)在于單片機(jī)控制，因此不僅僅是對(duì)我 四年來(lái)所學(xué)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的檢驗(yàn)和總結(jié)，同時(shí)要求學(xué)習(xí)許多單片機(jī)的知識(shí)，經(jīng)過(guò)一個(gè)學(xué) 期的努力奮戰(zhàn)，終于完成了設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)整體完成預(yù)期的要求，但由于所學(xué)有限，設(shè) 計(jì)水平還很稚嫩，肯定還存在許多不足或者有更好的實(shí)現(xiàn)方案。 通過(guò)這次設(shè)計(jì)，我認(rèn)識(shí)到了自身存在的許多問(wèn)題，在以后的學(xué)習(xí)和工作中會(huì)針對(duì) 自己的問(wèn)題去改正。

42、還有就是學(xué)習(xí)知識(shí)要精益求精，遇到事情要多問(wèn)幾個(gè)為什么， 最終要的就是設(shè)計(jì)要結(jié)合現(xiàn)實(shí)，不能想當(dāng)然的做。 這次設(shè)計(jì)中我也遇到不少困難，如了解各種電器元件和電路工作原理，為了完成 設(shè)計(jì)要求應(yīng)該選擇怎樣的電路和單片機(jī)型號(hào)等等，設(shè)計(jì)起初，很迷茫，萬(wàn)事開(kāi)頭難， 不知道從何入手，在請(qǐng)教老師和許多懂這方面知識(shí)同學(xué)后，在他們的幫助下，一點(diǎn) 一點(diǎn)的把這些困難解決，最終做完有如釋重負(fù)的感覺(jué)同時(shí)還有一點(diǎn)小小的成就感。 總之，這次設(shè)計(jì)讓我學(xué)到很多，無(wú)論是學(xué)業(yè)上還是以后走上社會(huì)都很寶貴的東西， 同時(shí)也深深的體會(huì)到知識(shí)的強(qiáng)大和自己所學(xué)東西的有限，學(xué)海無(wú)涯，在以后的道路 上我知道自己要懂的還有很多，我也會(huì)為之而奮斗，努力的！

43、 致 謝 光陰似箭，轉(zhuǎn)眼大學(xué)四年就快過(guò)去了，畢業(yè)設(shè)計(jì)是學(xué)校對(duì)學(xué)生四年來(lái)所學(xué)知識(shí) 的一次綜合考查，此次設(shè)計(jì)我選擇的題目是智能洗衣機(jī)的微機(jī)控制系統(tǒng)。 這是第一次自己設(shè)計(jì)一個(gè)這么全面的課題，由于自己的知識(shí)是有限和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn) 的不足，在設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到了很多的問(wèn)題，真的非常感謝 xx 老師對(duì)我精心指導(dǎo)和 xxx 老師的督促以及四年來(lái)各科老師的授業(yè)之恩還有同學(xué)的無(wú)私幫助，在此表示深 深的感謝！ 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn) 1 何立明.單片機(jī)高級(jí)教程m.北京:北京航空航天大學(xué)出版社 2000 2 陳明熒.8051 單片機(jī)基礎(chǔ)教程m.北京：科學(xué)出版社，2003 3 諶清平.東芝單片機(jī)原理及其在家用電器中的應(yīng)用m.北京：北

44、京航空航 天大學(xué)出版社，2000 4 青島海爾集團(tuán).海爾家用洗衣機(jī)原理與維修m.北京：人民郵電出版社， 1999 5 船舶工業(yè)總公司七一三所.常用電子電器元件手冊(cè)m.北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出 版社，1986 6 金續(xù)曾,陸魁玉.單相電動(dòng)機(jī)繞組修理與接線(xiàn)圖集m.北京：北京科學(xué)技術(shù) 出版社，1999 7 秦曾煌. 電工學(xué)m 下冊(cè)，電子技術(shù). 北京：高等教育出版社，2004 8 鄭緹，唐可洪機(jī)電一體化設(shè)計(jì)基礎(chǔ)m北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2002 9 李朝青.單片機(jī)原理與接口技術(shù)m.北京：北京航空航天大學(xué)出版社， 2005 附錄附錄 a 控制系統(tǒng)電路圖控制系統(tǒng)電路圖 附錄附錄 b b 洗衣機(jī)的控制原理圖洗衣機(jī)的

45、控制原理圖 附錄附錄 c 設(shè)備材料清單設(shè)備材料清單 本設(shè)計(jì)洗衣機(jī)微機(jī)控制系統(tǒng)的詳細(xì)設(shè)備材料清單如下表所示： 序號(hào)元器件型號(hào)數(shù)量 1 單片機(jī) at89c20511 2 固態(tài)繼電器 gtj2-5a220v ac4 3 電機(jī) xds-2501 4 發(fā)光二極管 bt1016 5 整流二極管 2cz52a8 6 開(kāi)關(guān)二極管 1n41482 7 反相器 74064 8 共陽(yáng)極顯示器bs211a-b 4 9 移位寄存器 74sh1644 10 開(kāi)關(guān)三極管 2sc18151 11 蜂鳴器 p231906-c341 12 電阻器 5.6k1 13 電阻器 4.5k4 14 電阻器 3.3k1 15 電阻器 10

46、0040 16 電阻器 8202 17 電阻器 1004 18 電容器 22f 1 19 電容器 16f 1 20 電容器 0.33f 1 21 電容器 0.1f 1 22 電容器 4700pf 4 23 電容器 30pf2 24 進(jìn)水電磁閥 xjd-111 25 排水電磁閥 xfd-101 26 三端穩(wěn)壓器 cwm78051 27 晶振器ja95a（6mhz） 1 附錄附錄 d 軟件程序軟件程序 本設(shè)計(jì)智能洗衣機(jī)的程序編寫(xiě)如下： min equ 71h ；存放分鐘變量 sec equ 72h ；存放秒鐘變量 sec0 equ 73h ；存放舊的秒數(shù) tab equ 80h ；存放段碼首地址

47、k1 equ p3.5 ；按鍵 1 引腳定義 k2 equ p3.2 ；按鍵 2 引腳定義 k3 equ p3.3 ；按鍵 3 引腳定義 k4 equ p3.4 ；按鍵 4 引腳定義 k5 equ p1.6 ；按鍵 5 引腳定義 ；= org 0000h ；程序代碼由地址 0000h 開(kāi)始執(zhí)行 ajmp begin ；初始化 org 0003h ajmp int0 chengxu ；暫停/啟動(dòng)中斷中斷向量 0rg 001bh ajmp t1 chengxu ；定時(shí)器 1 中斷向量 0rg 0013h ajmp int1 chengxu ；開(kāi)蓋、不平衡中斷向量 ；= 主程序開(kāi)始 ；= 本設(shè)計(jì)定時(shí)

48、器 t1 的工作在方式 1。fosc=6mhz,每 10ms 產(chǎn)生 1 次中斷。t1 的方 式 1 為 16 位計(jì)數(shù)方式。方式寄存器 tmod 各個(gè)位的取值如下表格所示： gatec/t#m1m0gatec/t#m1m0 0 0 0 1 0 0 0 0 所以 tmod 的取值為#10h；記數(shù)初值 m 為： m=21661061010-3/12 =ec78h begin: mov p1，#0f0h mov p3，#07fh mov sp, #35h mov 55h,#00 ；設(shè)置浸泡標(biāo)志單元為#00h (指定 55h 為浸泡標(biāo)志單元) mov 56h,#0f0h ；0f0h 排水標(biāo)志 (指定 5

49、6h 為標(biāo)志單元) mov 57h,#03 ；洗衣機(jī)標(biāo)準(zhǔn)洗衣工作程序標(biāo)志(指 定 57h) mov 58h,#0fh ；漂洗 4.5 分鐘賦值(指定 58h 存放，即 15 個(gè) 30 秒) clr a mov min, a mov sec, a mov sec0,a mov 51h, a clr et0 ；禁止開(kāi)蓋、不平衡中斷 setb ea ；開(kāi)總中斷 clr it0 ；設(shè)置外部中斷 0 為低電平 觸發(fā) clr it1 ；設(shè)置外部中斷 1 為低電平 觸發(fā) setb et0 ；開(kāi)定時(shí)器 0 中斷 setb tr0 ；啟動(dòng)定時(shí)器 0 steb px0 ；設(shè)置中斷優(yōu)先級(jí)別 steb pt0 ste

50、b px1 mov tmod,#10h ；設(shè)置定時(shí)器 1 工作在 1 方 式 mov tl0,#78h ；設(shè)置 10ms 中斷時(shí)間常數(shù) mov th0, #0ech ；= 以下為按鍵掃描程序 ；= aj: jnb k1, aj1 ajmp aj2 aj1: acall chengxuxuanze aj2: jnb k5, aj3 ajmp aj3 aj3: acall jinpaojian jb k2,aj ；按鍵掃描程序結(jié)束 mov r5, #01h acall duanyanshi ；按鍵消抖 kb： jb k2,aj acall fengmingqi ；按鍵掃描后蜂鳴器報(bào)警 jnb k2

51、,$ ；等待鍵放開(kāi) setb et0 ；開(kāi)定時(shí)器 0 中斷 setb tr0 ；啟動(dòng)定時(shí)器 0 setb ex0 ；允許外部 int0 中斷 ；= mov a, 57h cjne a,#00h,jinshuichengxu ；是排水程序？ ajmp paishuichengxu ；是則跳轉(zhuǎn)排水程序 ；= 以下為進(jìn)水程序 ；= 附錄附錄 2 2 圖圖 1 1 進(jìn)水程序流程圖進(jìn)水程序流程圖 jinshuichengxu: mov 51h, #00h steb p1.0 ；打開(kāi)進(jìn)水閥 js: jnb k4, js1 ；進(jìn)水達(dá)預(yù)定水位？ cjne 51h,#150, js ；進(jìn)水系統(tǒng)有故障？ ajmp

52、 guzhangchengxu ；有則跳轉(zhuǎn)故障處理程序 js1: cpl p1.0 ；進(jìn)水結(jié)束，關(guān)閉進(jìn)水閥 ；= mov a,55h ；是否有開(kāi)啟浸泡功能 cjne a,#01h,xidichengxu ；沒(méi)有開(kāi)啟轉(zhuǎn)入洗滌程序 ；= 以下為浸泡程序 ；= 附錄附錄 2 2 圖圖 2 2 浸泡程序流程圖浸泡程序流程圖 mov 50h,#00h mov 51h,#00h ；先洗滌一分鐘 jp1: steb p1.2 mov r5 , #30 acall changyanshi cpl p1.2 mov r5,#20 acall changyanshi steb p1.3 mov r5,#30 ac

53、all changyanshi cpl p1.3 mov r5,#20 acall changyanshi cjne 51h，#3ch，jp1 ；浸泡 10 分鐘 jp2: mov 51h,#00h jp3: mov a,51h cpl p1.6 ；浸泡開(kāi)始后，led 以亮 50ms， 停 50ms 的形式閃爍 mov r5，#05h ；延時(shí) 50ms acall duanyanshi cjne a,#3ch,jp3 inc 50h mov a,50h cjne a,#0a,jp2 ；10min 到了沒(méi)？ mov 55h,#00h ；清除浸泡標(biāo)志單元 steb p1.6 ；關(guān)閉浸泡指示燈 ；=

54、 以下為洗滌漂洗工作程序 ；= 本設(shè)計(jì)的洗滌時(shí)間為 4.5min,洗滌的定時(shí)方法是先對(duì) 50h 和 51h 單元清零，之 后每過(guò) 30s,51h 單元清零 1 次，50h 單元自加 1，然后通過(guò)比較 50h 和 58h 單元的 大小， （本程序設(shè)計(jì)在初始化時(shí)設(shè)置 58h 單元為#15）則剛好為 4.5min,之后如果是 標(biāo)準(zhǔn)和經(jīng)濟(jì)程序，漂洗時(shí)間分別為 3min 和 1.5min。則每次洗滌/漂洗完后，58h 單 元減去 5，即減去 1.5min。 附錄附錄 2 2 圖圖 3 3 洗滌洗滌/ /漂洗程序流程圖漂洗程序流程圖 xidichengxu： mov 50h，#00h xd：mov 51h

55、，#00h steb p1.2 ；正轉(zhuǎn)洗滌漂洗驅(qū)動(dòng) 3s mov r5,#30 acall changyanshi cpl p1.2 ；洗滌漂洗間歇 2s mov r5,#20 acall changyanshi steb p1.3 ；反轉(zhuǎn)洗滌漂洗驅(qū)動(dòng) 3s mov r5,#30 acall changyanshi cpl p1.3 ；洗滌漂洗間歇 2s mov r5,#20 acall changyanshi cjne 51h，#1eh，xd ；50h 單元是否達(dá)到 30s？ inc 50h mov a，50h cjne a，58h，xd ；洗滌漂洗是否結(jié)束？ ；= mov a, 56h c

56、jne a, #0f0h, paishuichengxu ；洗滌漂洗工作結(jié)束 ，排水否？ ；= 以下為排水程序 ；= 附錄附錄 2 2 圖圖 4 4 排水程序流程圖排水程序流程圖 paishuichengxu: dec 57h ；洗衣工作循環(huán)次數(shù)減 1 mov 51h,#00h steb p1.1 ；排水操作，打開(kāi)排水閥 ps: cjne 51h,#3ch,ps1 ；排水系統(tǒng)有故障？ ajmp guzhangchengxu ；有則跳轉(zhuǎn)故障處理程序 ps1:jnb k4,ps ；水位下降至預(yù)定水位？ mov a，51h add a，#50 ；排水時(shí)間延長(zhǎng)50s （經(jīng)驗(yàn)值） mov 51h，#00

57、h cjne a ，51h， ；= 以下為脫水程序 ；= 附錄附錄 2 2 圖圖 5 5 脫水程序流程圖脫水程序流程圖 tuoshuichengxu: setb ex1 ；脫水期間，開(kāi)蓋、不平衡中斷 允許 mov 50h，#00h ts：steb p1.2 mov r5 , #40 ；脫水驅(qū)動(dòng) 4s acall changyanshi clp p1.2 ；脫水間歇 2s mov r5,#20 acall changyanshi cjnz 50h，#120，ts ；脫水時(shí)間達(dá) 2min？ clr p1.1 ；= clr ex1 ；脫水結(jié)束，禁止開(kāi)蓋、不 平衡中斷 mov a,57h cjne a

58、,#00,jspd ；洗衣工作是否結(jié)束？ ajmp baojingchengxu ；結(jié)束跳轉(zhuǎn)結(jié)束報(bào)警程序 jspd ： mov a，58h subb a,#05h ；58h 單元中的內(nèi)容減去 5 個(gè) 30s mov 58h,a ajmp jinshuichengxu ；= 以下為洗衣結(jié)束報(bào)警程序 ；= baojingchengxu:(報(bào)警程序) bj: mov r4,#03h ；設(shè)置循環(huán)為 3 次 steb p3.7 ；啟動(dòng)蜂鳴器報(bào)警 mov r5,#0ah ；延時(shí) 1s acall changyanshi clp p3.7 ；關(guān)閉蜂鳴器 mov r5,#0ah ；延時(shí) 1s acall ch

59、angyanshi djnz r4 ,bj ；判斷循環(huán)是否結(jié)束 ajmp begin ；洗衣工作結(jié)束，返回主程序 ；= 以下為洗衣工作程序選擇鍵處理程序 ；= chengxuxuanze: jnb k1，xz ajmp xz4 xz ：acall fengmingqi mov a, 57h cjne a,#00h,xz1 steb p1.4 ；標(biāo)準(zhǔn)洗衣工作程序賦值 steb p1.5 mov 57,#03h mov 56h,#0f0h ajmp xz4 xz1: cjne a, #03h,xz2 steb p1.4 ；經(jīng)濟(jì)洗衣工作程序賦值 clr p1.5 mov 57h,#02h mov 5

60、6h,#0f0h ajmp xz4 xz2: cjne a, #02h, xz3 clr p1.4 ；單獨(dú)洗衣工作程序賦值 setb p1.5 mov 57h,#01h mov 56h,#00h ajmp xz4 xz3: cjne a,#01h,xz4 clr p1.4 ；排水洗衣工作程序賦值 clr p1.5 mov 57h,#00h mov 56h,#00h xz4: jnb k1,xz4 ；等待該鍵釋放 ret ；= 以下為洗衣機(jī)浸泡鍵處理程序 ；= jinpaojian： jnb k5,jpj ajmp jpj1 jpj：clr p1.6 mov 55h，#01h jpj1:jnb