單片機(jī)控制的全自動(dòng)洗衣機(jī)畢業(yè)論文

1、?？飘厴I(yè)論文(設(shè)計(jì))題 目： 單片機(jī)控制的全自動(dòng)洗衣機(jī) 學(xué) 院： 應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 專 業(yè)： 電氣自動(dòng)化 姓 名： 于敬磊 指導(dǎo)教師： 戰(zhàn) 勝 2013 年 6 月 5 日單片機(jī)控制的全自動(dòng)洗衣機(jī)摘 要隨著數(shù)字技術(shù)的快速發(fā)展，數(shù)字技術(shù)被廣泛應(yīng)用于智能控制的領(lǐng)域中。單片機(jī)以其體積小、功能全、價(jià)格低廉、開(kāi)發(fā)方便的優(yōu)勢(shì)得到了許多電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)者的青睞。它適合于實(shí)時(shí)控制，可構(gòu)成工業(yè)控制器、智能儀表、智能電器、智能武器裝置以及通用測(cè)控單元等。本文以AT89C51單片機(jī)為核心設(shè)計(jì)了全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)，本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)洗衣機(jī)整個(gè)洗衣過(guò)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?？刂葡到y(tǒng)主要由電源電路

2、、單片機(jī)控制系統(tǒng)和外部硬件電路三大模塊組成。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(guò)程，主要由AT89C51單片機(jī)、按鍵、蜂鳴器、LED指示燈、LM324電壓比較器、NPN型差分放大器組成；外部硬件電路有繼電器、三極管、LED燈組成。本系統(tǒng)的電路并不復(fù)雜，給AT89C51單片機(jī)載入軟件程序后，能夠?qū)崿F(xiàn)全自動(dòng)洗衣機(jī)的基本功能。關(guān)鍵詞： AT89C51；用戶參數(shù)；繼電器；控制系統(tǒng)；電壓放大器、比較器AbstractWith the rapid development of digital technology, digital technology has

3、been widely applied in the field of intelligent control. Its small size, complete functions, low price, convenient development advantage by many electronic system designers favor. It is suitable for real-time control, can form industrial controller, intelligent instrument, intelligent appliances, in

4、telligent weapon device and universal measurement and control unit.This paper takes AT89C51 microcontroller as the core design of the automatic washing machine control system, this system has realized the control of the washing machine and the whole washing process, including user input parameters,

5、washing, dehydration and end alarm four stages. The control system is mainly composed of a power circuit, SCM control system and the external hardware circuit is composed of three modules. The power supply circuit provides DC Voltage 5V for single-chip microcomputer control system; single-chip micro

6、computer control system responsible for the process control of washing machine, mainly by the AT89C51 microcontroller, buttons, buzzer, LED lights, LM324 voltage comparator, NPN difference amplifier; external hardware circuit with a relay, a triode, LED lamp. The circuit of this system is not compli

7、cated, downloading the program to AT89C51 microcontroller, to achieve the basic functions of automatic washing machine.Keywords: AT89C51; User Parameters; Relay; Control System; Voltage Amplifier;Comparator青島大學(xué)專科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）目 錄第一章 緒論11.1 課題開(kāi)發(fā)背景11.2 國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀及水平11.3 設(shè)計(jì)的目的和意義2第二章 設(shè)計(jì)方案32.1設(shè)計(jì)參數(shù)32.2 設(shè)計(jì)任務(wù)32.3洗衣機(jī)

8、的設(shè)計(jì)方案42.3.1 按鍵42.3.2 洗衣程序42.3.3 設(shè)計(jì)總方框圖52.4 控制系統(tǒng)的功能5第三章 元器件的選擇63.1 洗衣機(jī)類型的選擇63.2 洗衣機(jī)馬達(dá)的選擇73.3 單片機(jī)的選擇93.4 水位開(kāi)關(guān)與電磁進(jìn)水、排水閥113.4.1 電磁進(jìn)水、排水閥113.4.2 水位開(kāi)關(guān)123.5傳感器133.5.1 TS濁度傳感器133.5.2 壓力傳感器143.6 蜂鳴器16第四章 控制系統(tǒng)及外部的電路174.1 控制系統(tǒng)的電路組成174.2 電源電路174.3 單片機(jī)控制電路184.3.1 單片機(jī)的復(fù)位電路184.3.2 單片機(jī)的時(shí)鐘電路194.3.3 LED顯示電路204.3.4 蜂鳴

9、器報(bào)警電路204.3.5 電動(dòng)機(jī)的控制電路214.3.6 進(jìn)水/排水電路224.3.7 重量檢測(cè)電路234.3.8 清潔度檢測(cè)電路23第五章 單片機(jī)模擬程序245.1 主程序設(shè)計(jì)245.2 洗衣程序設(shè)計(jì)255.3 洗滌程序的設(shè)計(jì)275.4 漂洗程序的設(shè)計(jì)285.5 脫水程序的設(shè)計(jì)295.6 LED指示燈程序的設(shè)計(jì)305.7 單片機(jī)編程31總 結(jié)39謝 辭40參考文獻(xiàn)41青島大學(xué)?？粕厴I(yè)論文（設(shè)計(jì)）第一章 緒論1.1 課題開(kāi)發(fā)背景目前中國(guó)洗衣機(jī)市場(chǎng)正進(jìn)入更新?lián)Q代的時(shí)期，市場(chǎng)潛力巨大，人們對(duì)于洗衣機(jī)的要求也是越來(lái)越高。目前的洗衣機(jī)主要有強(qiáng)弱洗滌功能、進(jìn)排水系統(tǒng)故障自動(dòng)診斷功能、暫停等幾大功能，但

10、是在許多方面還是滿足不了人們的需求。這就要求設(shè)計(jì)者們有更高的專業(yè)和技術(shù)水平設(shè)計(jì)出更節(jié)能、功能更齊全、更人性化的洗衣機(jī)。隨著加入世貿(mào)組織，很多的國(guó)內(nèi)外強(qiáng)勢(shì)品牌加入，研究新的技術(shù)開(kāi)發(fā)新的產(chǎn)品，洗衣機(jī)行業(yè)將爆發(fā)新一輪的以“綠色環(huán)?！?、“節(jié)水節(jié)能”為主題的大戰(zhàn)，而技術(shù)制高點(diǎn)則是未來(lái)的競(jìng)爭(zhēng)焦點(diǎn)。在國(guó)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(lái)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。針對(duì)市場(chǎng)需求的變化，一些生產(chǎn)廠家如小天鵝、小鴨、海爾等先后向市場(chǎng)推出了一批節(jié)水型全自動(dòng)的洗衣機(jī)。作為未來(lái)技術(shù)發(fā)展方向之一，變頻技術(shù)將帶動(dòng)整個(gè)洗衣機(jī)行業(yè)的技術(shù)

11、提升，有利于洗衣機(jī)產(chǎn)業(yè)的升級(jí)。目前的洗衣機(jī)都沒(méi)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。并且隨著單片機(jī)技術(shù)日新月異的發(fā)展，單片機(jī)以其集成度高、運(yùn)算速度快、體積小、可靠運(yùn)行、價(jià)格低廉等特點(diǎn)在過(guò)程控制、機(jī)電一體化、智能化儀表、家用電器等方面得到了廣泛應(yīng)用?？傊恳豁?xiàng)技術(shù)的進(jìn)步極大地推動(dòng)了洗衣過(guò)程自動(dòng)化程度的提高。1.2 國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀及水平1. 洗衣機(jī)的分類普通洗衣機(jī)：其洗滌、漂洗、脫水等功能均須手工轉(zhuǎn)換；半自動(dòng)洗衣機(jī)：它能在洗滌

12、、漂洗、脫水等功能之間，實(shí)現(xiàn)某兩個(gè)功能的自動(dòng)轉(zhuǎn)換；全自動(dòng)洗衣機(jī)：它能自動(dòng)實(shí)現(xiàn)洗滌、漂洗、脫水等所有功能。2.全自動(dòng)洗衣機(jī)在國(guó)內(nèi)外的現(xiàn)狀及水平全自動(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。波輪式、滾筒式、攪拌式全自動(dòng)洗衣機(jī)分別占全球洗衣機(jī)市場(chǎng)份額的33、52和15。攪拌式洗衣機(jī)目前還沒(méi)有進(jìn)入我國(guó)市場(chǎng)，以下儀對(duì)波輪式和滾筒式兩種洗衣機(jī)進(jìn)行討論。(1) 滾筒式洗衣機(jī)更好地軟化衣物纖維，減小洗滌過(guò)程中衣物的損傷和變形，并且還可以使洗后的衣物柔軟而蓬松。提高溫度來(lái)洗滌可充分溶解洗衣粉，加快洗衣粉中弱酸性物質(zhì)與污物化學(xué)反應(yīng)速度，提

13、高洗衣粉中酶的活性，同時(shí)有利于溶解汗?jié)n、血漬、降低灰塵、油污的粘附作用，從而可在同樣的洗凈比下(注：洗凈比是國(guó)家對(duì)洗衣機(jī)的質(zhì)量考核標(biāo)準(zhǔn)中的一個(gè)基本指標(biāo))大幅度降低洗滌過(guò)程對(duì)機(jī)械外力的需求。(2) 波輪式洗衣機(jī)因?yàn)闈L筒式機(jī)的價(jià)格遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于波輪式機(jī)，況且波輪式機(jī)使用方便適合國(guó)人，所以受到普遍歡迎。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。各廠家生產(chǎn)的各種弓型的波輪式全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制程序有所不同，最少的也有好幾個(gè)控制項(xiàng)，每一項(xiàng)又有幾種不同的洗滌程序可供選擇，足以滿足不同的洗滌要求，所以沒(méi)有必要考慮這個(gè)問(wèn)題。關(guān)于不銹鋼內(nèi)桶：采用不銹鋼內(nèi)桶的目的是為了減小衣物和內(nèi)桶壁的摩擦力，從

14、而減輕衣物的磨損，選購(gòu)時(shí)應(yīng)予以考慮。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)。這樣在洗滌和脫水的時(shí)洗衣桶震動(dòng)減小，噪聲得以降低。為了達(dá)到一定的洗凈比，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，這就注定了波輪式洗衣機(jī)的磨損率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于滾筒式洗衣機(jī)。1.3 設(shè)計(jì)的目的和意義目前中國(guó)洗衣機(jī)市場(chǎng)正進(jìn)入更新?lián)Q代期，市場(chǎng)潛力巨大，人們對(duì)于洗衣機(jī)的要求也越來(lái)越高，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)。目前的洗衣機(jī)都沒(méi)有實(shí)現(xiàn)全方面的兼容，大多洗衣的廠家都注重各自品牌的洗衣機(jī)的特

15、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)功能是由單片機(jī)控制實(shí)現(xiàn)的，單片機(jī)的體積小，控制功能靈活，因此，設(shè)計(jì)出基于單片機(jī)的洗衣機(jī)控制系統(tǒng)就具有很強(qiáng)的實(shí)用性。而本次設(shè)計(jì)的洗衣機(jī)也是為了滿足某些用戶的不同需求。同時(shí)也將單片機(jī)控制技術(shù)用到了實(shí)際生活中，提高我們的實(shí)踐能力，為以后我們的發(fā)展做了個(gè)良好的開(kāi)端，我相信通過(guò)親身的設(shè)計(jì)，定會(huì)受益匪淺。 第二章 設(shè)計(jì)方案2.1 設(shè)計(jì)參數(shù)1. 標(biāo)準(zhǔn)洗滌(1)洗衣機(jī)的最大載重量6Kg；(2)衣物最佳洗滌時(shí)間20分鐘；(3)漂洗3分鐘（單次）；(4)漂洗次數(shù)不超過(guò)5次，且漂洗2次后開(kāi)始水的清潔度檢測(cè)；(5)最終脫水時(shí)間5分鐘；2. 快速洗滌(1)洗衣機(jī)

16、的最大載重量3Kg； (2)衣物快速洗滌時(shí)間10分鐘；(3)漂洗3分鐘（2次）；(4)最終脫水時(shí)間5分鐘；2.2 設(shè)計(jì)任務(wù)1. 主要內(nèi)容：計(jì)一個(gè)用單片機(jī)控制的洗衣機(jī)控制器。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。2. 主要功能:(1)標(biāo)準(zhǔn)洗滌：洗滌20分鐘；漂洗3分鐘，2次；檢測(cè)水的清潔度，達(dá)標(biāo)就直接進(jìn)入最終脫水，否則繼續(xù)漂洗，再檢測(cè)水的清潔度最多循環(huán)不超過(guò)三次；達(dá)標(biāo)之后脫水5分鐘?？焖傧礈欤合礈?0分鐘；漂洗3分鐘，只有2次；脫水5分鐘。主要應(yīng)用在一些輕薄衣物，且總重量不足3Kg的情況。(2)有四個(gè)啟動(dòng)暫停按鈕。第一個(gè)是洗衣機(jī)啟動(dòng)鍵K1，控制洗衣機(jī)的啟動(dòng)和停止。第

17、二個(gè)是標(biāo)準(zhǔn)洗滌啟動(dòng)鍵K2，工作時(shí)按此按鈕暫停，再按則恢復(fù)工作。洗滌、漂洗4秒正轉(zhuǎn)，停2秒，反轉(zhuǎn)4秒，停2秒。第三個(gè)是快速洗滌啟動(dòng)鍵K3，工作時(shí)按此按鈕暫停，再按則恢復(fù)工作。洗滌、漂洗6秒正轉(zhuǎn)，停3秒，反轉(zhuǎn)6秒，停3秒。第四個(gè)是洗衣機(jī)脫水啟動(dòng)鍵K4，具有單獨(dú)脫水的功能。(3)有脫水功能，并且在脫水時(shí)，如果打開(kāi)蓋板脫水暫停。(4)進(jìn)水時(shí)進(jìn)水指示燈亮；排水時(shí)排水指示燈亮；洗滌時(shí)洗滌指示燈亮；漂洗時(shí)漂洗指示燈亮；脫水時(shí)脫水指示燈亮。2.3 洗衣機(jī)的設(shè)計(jì)方案本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)洗衣機(jī)整個(gè)洗衣過(guò)程的控制，包括用戶參數(shù)輸入、進(jìn)水、洗滌、漂洗、排水和脫水等階段?？刂葡到y(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)

18、成。電源采用三端集成固定穩(wěn)壓器7805提供+5V電源。單片機(jī)控制系統(tǒng)負(fù)責(zé)控制洗衣機(jī)的工作過(guò)程，主要由AT89C51單片機(jī)、NPN型差分放大器、LM324電壓比較器、按鍵、蜂鳴器、LED指示燈組成。外部硬件電路有繼電器、三極管、電動(dòng)機(jī)、進(jìn)水電磁閥、排水電磁閥、壓力和濁度傳感器組成。2.3.1 按鍵洗衣機(jī)面板上有4個(gè)按鈕K1、K2、K3、K4。K2、K3、K4不能同時(shí)啟動(dòng)。K1洗衣機(jī)啟動(dòng)鍵；K2標(biāo)準(zhǔn)洗滌啟動(dòng)鍵；K3快速洗滌啟動(dòng)鍵；K4脫水啟動(dòng)鍵，具有單獨(dú)脫水的功能；2.3.2 洗衣程序1. 洗滌過(guò)程通電后，洗衣機(jī)從洗滌過(guò)程開(kāi)始。進(jìn)入洗滌過(guò)程，首先進(jìn)水閥接通，開(kāi)始向洗衣機(jī)供水，當(dāng)?shù)竭_(dá)要求水位時(shí)，進(jìn)水

19、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。電機(jī)M是一個(gè)雙速正反轉(zhuǎn)電機(jī)，可以形成往返水流，有利于洗滌衣物。2. 漂洗過(guò)程與洗滌過(guò)程操作相同，只是時(shí)間短一些。3. 脫水過(guò)程漂洗過(guò)程結(jié)束后，電機(jī)M停止轉(zhuǎn)動(dòng)，排水閥接通，開(kāi)始排水。當(dāng)排水結(jié)束后，電機(jī)M高速端接通，電機(jī)開(kāi)始正轉(zhuǎn)，帶動(dòng)內(nèi)桶高速旋轉(zhuǎn)，甩干衣物。該過(guò)程也可單獨(dú)運(yùn)行，此時(shí)由K4按鍵控制。2.3.3 設(shè)計(jì)總方框圖單片機(jī)主控系統(tǒng)進(jìn)水、排水電路電機(jī)控制電路LED指示電路復(fù)位電路清潔度檢測(cè)電路時(shí)鐘電路蜂鳴器報(bào)警電路電源電路重量檢測(cè)電路圖2.1 設(shè)計(jì)總方案圖2.4 控制系統(tǒng)的功能基于單片機(jī)通過(guò)控制系統(tǒng)設(shè)定洗衣程序在洗滌脫水桶內(nèi)自動(dòng)完成進(jìn)

20、水、洗滌、漂洗、排水和脫水全過(guò)程。按下洗衣機(jī)啟動(dòng)鍵，再標(biāo)準(zhǔn)洗滌啟動(dòng)鍵或快速洗滌啟動(dòng)鍵。洗衣機(jī)控制系統(tǒng)打開(kāi)進(jìn)水電磁閥開(kāi)始進(jìn)水，進(jìn)水結(jié)束后，電機(jī)在系統(tǒng)的控制下進(jìn)行正轉(zhuǎn)、停、反轉(zhuǎn)通過(guò)傳動(dòng)帶動(dòng)波輪執(zhí)行洗滌程序；當(dāng)洗滌時(shí)間結(jié)束，控制系統(tǒng)切斷電機(jī)電路并且打開(kāi)排水電磁閥開(kāi)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（至少2次漂洗）后，開(kāi)始排水，同時(shí)排水電磁閥的動(dòng)作并且松開(kāi)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)洗衣程序結(jié)束。第三章 元器件的選擇3.1 洗衣機(jī)類型的選擇1. 波輪上開(kāi)門洗

21、衣機(jī)的優(yōu)點(diǎn)(1)洗凈度高，洗滌速度快省電、移動(dòng)方便、使用簡(jiǎn)單、中途可隨意添加衣物或者洗滌液、不論老少都可以使用、價(jià)格便宜且程序設(shè)置靈活方便。(2)洗衣方便適合國(guó)人，并且市場(chǎng)消量巨大。(3)內(nèi)筒是塑料材料制成，噪音小，而且上開(kāi)蓋，使用比較方便。這種洗衣機(jī)適用于居住在綠化較差，空氣塵埃量較大，平均每2至3天換一次衣服的家庭，主要以洗凈度為主，服裝面料以化纖、腈綸為主。2. 波輪上開(kāi)門洗衣機(jī)工作原理洗衣機(jī)的洗滌過(guò)程主要是在機(jī)械產(chǎn)生的排滲、沖刷等機(jī)械作用和洗滌劑的潤(rùn)濕、分散作用下，將污垢拉入水中來(lái)實(shí)現(xiàn)洗凈的目的。首先充滿于波輪葉片間的洗滌液，在離心力的作用下被高速甩向桶壁，并沿桶壁上升。在波輪中心處，

22、因甩出液體而形成低壓區(qū)，又使得洗滌液流回波輪附近。這樣，在波輪附近形成了以波輪軸線為中心的渦流。衣物在渦流的作用下，作螺旋式回轉(zhuǎn)，吸入中心后又被甩向桶壁，與桶壁發(fā)生摩擦。又由于波輪中心是低壓區(qū)，衣物易被吸在波輪附近，不斷地與波輪發(fā)生摩擦，如同人工揉搓衣物，污垢被迫脫離衣物。其次，當(dāng)衣物被放進(jìn)洗滌液之后，由于慣性作用運(yùn)動(dòng)緩慢，在水流與衣物之間存在著速度差，使得兩者發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，水流與衣物便發(fā)生相對(duì)摩擦，這種水流沖刷力同樣有助于污垢離開(kāi)衣物。再次由于洗衣涌形狀的不規(guī)則，當(dāng)旋轉(zhuǎn)著的水流碰到桶壁后，其速度和方向都發(fā)生了改變，形成湍流。在湍流的作用下，衣物做無(wú)規(guī)則地運(yùn)動(dòng)并翻滾，其纖維不斷被彎曲、絞紐扣拉

23、長(zhǎng)，衣物相互相摩擦，增大了洗滌的有效面積，提高衣物的洗凈的均勻性。 鑒于波輪上開(kāi)式洗衣機(jī)的種種優(yōu)點(diǎn)，所以本設(shè)計(jì)選擇波輪上開(kāi)式洗衣機(jī)。3.2 洗衣機(jī)馬達(dá)的選擇1.洗滌-脫水電機(jī)通過(guò)對(duì)現(xiàn)有各種品牌全自動(dòng)洗衣機(jī)的調(diào)查和分析得知，當(dāng)洗滌轉(zhuǎn)速為400500轉(zhuǎn)/分時(shí)，洗衣效果最好，當(dāng)脫水轉(zhuǎn)速為轉(zhuǎn)速14001500轉(zhuǎn)/分時(shí)，脫水時(shí)間快且對(duì)衣物的傷害最小。根據(jù)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，可以根據(jù)公式得到電機(jī)的功率，如下是其計(jì)算過(guò)程。(1)電機(jī)的速度: 電動(dòng)機(jī)的滿載轉(zhuǎn)差率為16% 轉(zhuǎn)差率取 頻率漂洗洗滌時(shí)電機(jī)的速度：此時(shí)電機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)，定子極對(duì)數(shù)，轉(zhuǎn)速。脫水時(shí)電機(jī)的速度：此時(shí)電機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)，定子極對(duì)數(shù)，轉(zhuǎn)速。(2)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)必須克

24、服轉(zhuǎn)矩， 角速度 力矩（滾筒的半徑）洗衣機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中衣服和滾筒之間的摩擦力， 衣物重量（含水） 摩擦系數(shù)(3)電機(jī)的功率：洗滌漂洗時(shí)電機(jī)的功率： 脫水時(shí)電機(jī)的功率： 全自動(dòng)洗衣機(jī)馬達(dá)必須滿足洗滌、漂洗和脫水時(shí)的轉(zhuǎn)速要求，洗滌、漂洗和脫水時(shí)電機(jī)的功率、轉(zhuǎn)速是不同的。根據(jù)上述計(jì)算可知：洗滌電機(jī)功率320瓦，轉(zhuǎn)速480轉(zhuǎn)/分 ；脫水電機(jī)功率565瓦，轉(zhuǎn)速1440轉(zhuǎn)/分。2.洗滌-脫水電機(jī)的原理洗滌衣物時(shí)為提高洗滌效果及防止衣物纏繞，要求波輪雙向運(yùn)轉(zhuǎn)工作，故而用于洗滌的洗滌-脫水電機(jī)都是雙向運(yùn)轉(zhuǎn)電機(jī)。洗滌-脫水電機(jī)為配合洗衣機(jī)的洗滌及脫水轉(zhuǎn)速的不同，采用雙速設(shè)計(jì)。它在電機(jī)定子上布置有兩套不同極數(shù)的繞組

25、。采用鼠籠型轉(zhuǎn)子，可以自動(dòng)適應(yīng)兩套定子繞組。由于此種電機(jī)的低速時(shí)極數(shù)較多、速度較低，考慮到滿足低速時(shí)的轉(zhuǎn)矩及此時(shí)電機(jī)的溫升、效率，所以電機(jī)的體積較大。單相異步雙速電機(jī)結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單、壽命長(zhǎng)，但造價(jià)較單速單相異步電機(jī)要高。本設(shè)計(jì)根據(jù)電機(jī)的功率和轉(zhuǎn)速，選擇西門子單相異步雙速電機(jī)YXG62/2/16G。圖3.1和3.2分別是其實(shí)物圖和接線圖。 圖3.1 電動(dòng)機(jī)的實(shí)物圖 圖3.2 電動(dòng)機(jī)的接線圖3.3 單片機(jī)的選擇1. AT89C51單片機(jī)的優(yōu)點(diǎn)(1)低電壓、高性能、功耗小、價(jià)格便宜且應(yīng)用廣泛；(2)可擦除只讀存儲(chǔ)器可以反復(fù)擦除100次；(3)采用ATMEL高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MC

26、S-51指令集和輸出管腳相兼容；(4)用該單片機(jī)設(shè)計(jì)的系統(tǒng),可以反復(fù)進(jìn)行系統(tǒng)試驗(yàn)，能夠保證用戶的系統(tǒng)設(shè)計(jì)達(dá)到最優(yōu)；2. AT89C51單片機(jī)的引腳圖和實(shí)物圖 圖3.3 AT89C51引腳圖 圖3.4 AT89C51實(shí)物圖3. 引腳描述表3.1AT89C51引腳功能表端口引腳功能VCC電源端GND接地端XTAL1外接石英晶體的一個(gè)引腳XTAL2外接石英晶體的另一個(gè)引腳RST復(fù)位輸入端ALE地址鎖存允許外部程序存儲(chǔ)器（外ROM）的讀選通信號(hào)外部訪問(wèn)允許端P0口一組8位漏極開(kāi)路型雙向I/O口，地址數(shù)據(jù)總線復(fù)用口P1口一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口P2口一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口P3口一個(gè)

27、內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口表3.2 P3口第二功能端口引腳第二功能P3.0RXD（串行輸入口)P3.1TXD（串行輸出口）P3.2（外部中斷0）P3.3（外部中斷1）P3.4T0（定時(shí)/計(jì)數(shù)器0）P3.5T1（定時(shí)/計(jì)數(shù)器1）P3.6（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通）P3.7（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通）AT89C51單片機(jī)優(yōu)點(diǎn)甚多，能夠滿足全自動(dòng)洗衣機(jī)的程序的設(shè)計(jì)，所以，本設(shè)計(jì)采用美國(guó)ATMEL公司生產(chǎn)的低電壓,高性能單片機(jī)AT89C51。3.4 水位開(kāi)關(guān)與電磁進(jìn)水、排水閥全自動(dòng)洗衣機(jī)是通過(guò)水位開(kāi)關(guān)與電磁進(jìn)水、排水閥配合來(lái)控制進(jìn)水、排水以及電機(jī)的通斷，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的。3.4.1電磁進(jìn)水、排水閥電磁進(jìn)

28、水閥起著通、斷水源的作用。電磁排水閥起著通、斷排水的作用。當(dāng)電磁線圈斷電時(shí)，移動(dòng)鐵芯在重力和彈簧力的作用下，緊緊頂在橡膠膜片上，并將膜片的中心小孔堵塞，這樣閥門關(guān)閉，水流不通。當(dāng)電磁線圈通電后，移動(dòng)鐵芯在磁力作用下上移，離開(kāi)膜片，并使膜片的中心小孔打開(kāi)，于是膜片上方的水通過(guò)中心小孔流入洗衣桶內(nèi)。由于中心小孔的流通能力大于膜片兩側(cè)小孔的流通能力，膜片上方壓強(qiáng)迅速減小，膜片將在壓力差的作用下上移，閉門開(kāi)啟，水流導(dǎo)通。我們?cè)O(shè)計(jì)所要選擇的閥體必須結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能好，價(jià)格便宜，且維修方便。通過(guò)上網(wǎng)查閱資料得知科多牌電磁閥性價(jià)比很高且應(yīng)用廣泛，所以我們選擇科多牌電磁閥。根據(jù)排水量的大小，本設(shè)計(jì)采用的電磁閥型

29、號(hào)：科多FCD-270L 工作電壓：220V(交流) 流量：可調(diào)范圍（設(shè)為最大）2050L/min。電磁閥的實(shí)物圖如圖3.5所示。圖3.5 電磁閥的實(shí)物圖3.4.2水位開(kāi)關(guān)水位開(kāi)關(guān)實(shí)際上是一個(gè)空氣壓力開(kāi)關(guān)。氣室的入口與洗衣桶中的貯氣室相聯(lián)接。當(dāng)水注入洗衣桶后，貯氣室口很快被封閉，隨水位上升，貯氣室的水位也上升，被封閉的空氣壓強(qiáng)亦增大，水位開(kāi)關(guān)中的波紋管受壓而脹起，推動(dòng)頂桿運(yùn)動(dòng)而使觸點(diǎn)改變，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)通斷。水位開(kāi)關(guān)觸頭（Kq1）只連接在進(jìn)水電路中且與電磁進(jìn)水閥的線圈串聯(lián)在一起，當(dāng)進(jìn)水結(jié)束時(shí)能夠切斷電路。洗衣機(jī)排水時(shí)，貯氣室的水位也下降，被封閉的空氣壓強(qiáng)亦減小，水位開(kāi)關(guān)觸頭（Kq1）自動(dòng)復(fù)位。K

30、q1指如圖3.9的AB兩觸點(diǎn)。水位開(kāi)關(guān)的壓力值得設(shè)定，如下是其計(jì)算值。壓力的設(shè)定值貯氣室水位上升高度 標(biāo)準(zhǔn)大氣壓 水的密度 由計(jì)算所得壓力為根據(jù)，本設(shè)計(jì)采用采用KEWLL公司的KFP30系列柱塞式壓力開(kāi)關(guān)，該壓力開(kāi)關(guān)性能高價(jià)格便宜、壓力可調(diào)且誤差不超過(guò)2%，壓力范圍100KPa110KPa,完全滿足設(shè)計(jì)需要。圖3.6和3.7分別是壓力開(kāi)關(guān)的實(shí)物圖和接線圖。 圖3.6 壓力開(kāi)關(guān)實(shí)物圖 圖3.7 壓力開(kāi)關(guān)接線圖3.5 傳感器3.5.1 TS濁度傳感器TS 濁度傳感器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、非接觸、高可靠性、高精度、可測(cè)參數(shù)多、反應(yīng)快以及結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,形式靈活多樣等優(yōu)點(diǎn)。此外，它價(jià)格便宜，應(yīng)用也非常廣泛

31、。TS 濁度傳感器詳細(xì)參數(shù)表如表3.3所示。表3.3TS濁度傳感器的詳細(xì)參數(shù)表操作溫度、范圍-3080額定電壓5VDC額定電流最大30mA應(yīng)用范圍檢測(cè)水的渾濁度 TS 濁度傳感器原理：當(dāng)光線穿過(guò)一定量的水時(shí), 光線的透過(guò)量取決于該水的污濁程度, 水越污濁, 透過(guò)的光就越少。光接收端把透過(guò)的光強(qiáng)度轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的電流大小, 透過(guò)的光多, 電流大, 反之透過(guò)的光少, 電流小。通過(guò)測(cè)量接收端電流的大小,就可以計(jì)算出水的污濁程度。如圖3.8所示 ( 虛線框內(nèi)為濁度傳感器內(nèi)部)。濁度電流信號(hào)經(jīng)過(guò)電阻 R1 轉(zhuǎn)換為 0 V 5 V 電壓信號(hào), 利用電壓比較器進(jìn)行采樣處理, 單片機(jī)就可以獲知當(dāng)前水的濁

32、度狀況，從而確定漂洗的次數(shù)和時(shí)間。TS 濁度傳感器有 3 個(gè)引腳, 按照?qǐng)D3.8電路連接就可以實(shí)現(xiàn)水濁度的測(cè)量。實(shí)際使用時(shí)需要通過(guò)實(shí)驗(yàn)獲得衣物污濁程度的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)。因?yàn)門S濁度傳感器應(yīng)用廣泛，性能高且工作溫度范圍廣，完全能夠滿足本設(shè)計(jì)的要求，所以本設(shè)計(jì)選用GE（通用）公司的TS濁度傳感器。水的清潔度檢測(cè)值有個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，換算成電壓后，通過(guò)查手冊(cè)可知，該值大小為4.5V。圖3.9為濁度傳感器的實(shí)物圖。 圖3.8 濁度傳感器的結(jié)構(gòu)圖 圖3.9 濁度傳感器的實(shí)物圖3.5.2 壓力傳感器1. 壓力傳感器特點(diǎn)：(1)能實(shí)現(xiàn)對(duì)基本參數(shù)和特殊參數(shù)的測(cè)量，滿足不同場(chǎng)合的需要。(2)對(duì)于微弱信號(hào)測(cè)量，各種信號(hào)的校正和補(bǔ)

33、償都可以實(shí)現(xiàn)，測(cè)量數(shù)據(jù)可以根據(jù)需要進(jìn)行存儲(chǔ)。(3)數(shù)據(jù)測(cè)量的穩(wěn)定性和可能性得到提升，減小外界環(huán)境對(duì)壓力傳感器輸出干擾，可以對(duì)測(cè)量有選擇性地進(jìn)行。(4)能夠?qū)崿F(xiàn)自我診斷功能，對(duì)發(fā)生故障的部位能及時(shí)且準(zhǔn)確地進(jìn)行鎖定，故障狀態(tài)迅速識(shí)別，解決一些通過(guò)硬件不能實(shí)現(xiàn)的問(wèn)題。(5)信號(hào)輸出形式和接口選擇更為多樣，通信距離得到更大提高。2. 壓力傳感器工作原理壓力傳感器是使用最為廣泛的一種傳感器。它是一種能夠感受壓力并轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)的傳感器，壓力傳感器中最常用的是電阻應(yīng)變式壓力傳感器。電阻應(yīng)變片的工作原理：金屬電阻應(yīng)變片的工作原理是吸附在基體材料上應(yīng)變電阻隨機(jī)械形變而產(chǎn)生阻值變化的現(xiàn)象，俗稱為電阻應(yīng)變效應(yīng)

34、。金屬導(dǎo)體的電阻值可用下式表示： 導(dǎo)體的電阻率（.cm2/m） 導(dǎo)體的截面積S（cm2） 導(dǎo)體的長(zhǎng)度L（m）電阻應(yīng)變式應(yīng)變壓力傳感器的主要由電阻應(yīng)變片按照惠斯通電橋原理組成。圖3.10為惠斯通電橋電路原理圖。圖3.10 惠斯通電橋電路原理圖惠斯通電橋是采用比較法的思想對(duì)未知電阻進(jìn)行測(cè)量的。測(cè)量時(shí)選擇一定的比例臂數(shù)值（R1/R2）并將電橋量的調(diào)整平衡，就可以將待測(cè)電阻（Rx）與標(biāo)準(zhǔn)電阻（R0）進(jìn)行比較，從而確定待測(cè)電阻的阻值，然后以電信號(hào)（即電壓）的形式輸出。標(biāo)準(zhǔn)的信號(hào)根據(jù)壓力量程的不同標(biāo)定2.0/3.0/3.3mV/V等，可以和應(yīng)變式傳感器相兼容。通過(guò)激光標(biāo)定，傳感器具有很高的溫度穩(wěn)

35、定性和時(shí)間穩(wěn)定性，傳感器自帶溫度補(bǔ)償070，并可以和絕大多數(shù)介質(zhì)直接接觸。洗衣溫度一般在030，傳感器溫度補(bǔ)償可以忽略溫度的帶來(lái)的測(cè)量誤差。電阻應(yīng)變式壓力傳感器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，接線方便，成本低，自帶溫度補(bǔ)償，能夠滿足本設(shè)計(jì)的要求，所以本設(shè)計(jì)選用丹東牌DYB-1型電阻應(yīng)變式壓力傳感器（工作范圍010kg）。標(biāo)準(zhǔn)洗衣和快速洗衣的重量不同，所以壓力傳感器負(fù)端通過(guò)開(kāi)關(guān)連接兩個(gè)不同的電壓，根據(jù)查手冊(cè)可知，分別接3V(3kg)、6V(6kg)電壓。圖3.11和3.12分別是壓力傳感器實(shí)物圖和接線圖。 圖3.11 壓力傳感器實(shí)物圖 圖3.12 壓力傳感器接線圖3.6 蜂鳴器電磁式蜂鳴器蜂鳴器是一種把警示電信號(hào)轉(zhuǎn)換

36、成人耳能夠感知的電聲轉(zhuǎn)換裝置。電磁式蜂鳴器由振蕩器、電磁線圈、磁鐵、振動(dòng)膜片及外殼等組成。接通電源后，振蕩器產(chǎn)生的音頻信號(hào)電流通過(guò)電磁線圈，使電磁線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)。振動(dòng)膜片在電磁線圈和磁鐵的相互作用下，周期性地振動(dòng)發(fā)聲。本設(shè)計(jì)選用120分貝電磁式蜂鳴器，該分貝數(shù)可以準(zhǔn)確的提醒用戶衣物清洗完畢，該蜂鳴器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，應(yīng)用廣泛，價(jià)格便宜。蜂鳴器的類型選擇：華興HXD電磁式有源蜂鳴器(電源2.5V、電流20mA)，圖3.13和3.14分別為蜂鳴器實(shí)物圖和外接線路圖。圖3.13 蜂鳴器的實(shí)物圖 圖3.14 蜂鳴器的外接線路圖 第四章 控制系統(tǒng)及外部的電路4.1 控制系統(tǒng)的電路組成該電路主要組成部件是由AT89

37、C51單片機(jī)、指示燈、電動(dòng)機(jī)、蜂鳴器、電控水龍頭、LED顯示燈、及4只按鍵組成。其組成如圖4.1所示。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P2.0相連，另一端控制電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)且該端與P2.1相連。電控水龍頭共兩個(gè)，一個(gè)為進(jìn)水水龍頭且受P1.6的控制，另一個(gè)為排水水龍頭而受P1.7的控制，當(dāng)電控水龍頭的控制端為“0”時(shí)水龍頭打開(kāi)，當(dāng)電控水龍頭的控制端為“1”時(shí)水龍頭關(guān)閉。顯示器共有兩只P0控制高位顯示器，P2控制低位顯示器。蜂鳴器有由P1.5控制，當(dāng)P1.5輸出為“1”時(shí)蜂鳴器發(fā)聲。本系統(tǒng)采用11.0592MHz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。單片機(jī)

38、主控系統(tǒng)進(jìn)水排水電路電機(jī)控制電路顯示電路復(fù)位電路清潔度檢測(cè)電路時(shí)鐘電路蜂鳴器報(bào)警電路 電源電路重量檢測(cè)電路圖4.1控制系統(tǒng)的電路組成圖 4.2 電源電路單片機(jī)系統(tǒng)電源部分的電氣原理圖如圖4.2所示。市電220V經(jīng)過(guò)變壓器T變壓為12V交流電，再通過(guò)4只二極管全橋整流，經(jīng)過(guò)電容C1、C2濾波得到光滑的直流電壓后，經(jīng)過(guò)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。其中C1和C3、C2和C4 一個(gè)慮除低頻的紋波，一個(gè)慮除高頻的干擾信號(hào)，大小分別為0.1uF和10pF(查資料所得)。圖4.2電源電路4.3 單片機(jī)控制電路4.3.1 單片機(jī)的復(fù)位電路復(fù)位電路的作用是復(fù)位。在單片機(jī)接上電源以

39、后，或電源出現(xiàn)過(guò)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(kāi)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。單片機(jī)的復(fù)位電路有上電復(fù)位和手動(dòng)復(fù)位兩種形式，RST端的高電平直接由上電瞬間產(chǎn)生高電平則為上電復(fù)位；若通過(guò)按鈕產(chǎn)生高電平復(fù)位信號(hào)則稱為手動(dòng)復(fù)位。圖4.3為兼有上電復(fù)位和手動(dòng)復(fù)位的電路。上電復(fù)位是利用電容充電來(lái)實(shí)現(xiàn)復(fù)位的，而手動(dòng)復(fù)位是利用開(kāi)關(guān)SB1來(lái)實(shí)現(xiàn)復(fù)位的。當(dāng)RST由高變低后復(fù)位結(jié)束，CPU從初始狀態(tài)開(kāi)始工作,CPU的初始狀態(tài)即為所有引腳（除接地引腳）上電高電平。如圖4.3為單片機(jī)的復(fù)位電路。圖4.3 單片機(jī)復(fù)位電路.4.3.2 單片機(jī)的時(shí)鐘電路時(shí)鐘電路由晶振元件

40、與單片機(jī)內(nèi)部電路組成，產(chǎn)生的振蕩頻率為單片機(jī)提供時(shí)鐘信號(hào)，供單片機(jī)信號(hào)定時(shí)和計(jì)時(shí)。在AT89C51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。只要在兩引腳之間跨接晶體振蕩器和微調(diào)電容C4、C6，就可以構(gòu)成一個(gè)穩(wěn)定的自激振蕩器，如圖4.4所示。電容C5和C6取33pf左右；晶振的頻率范圍是1.212MHz。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。在通常情況下，使用振蕩頻率為6MHz或12MHz的晶振。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11.0592MHz的晶振，因?yàn)榫д耦l率為11.0592MHz可以使計(jì)算出的T1初值

41、為整數(shù)且實(shí)際波特率不變誤差為0。表4.1列出了串行方式2在不同晶振時(shí)的常用波特率和誤差。而在本次設(shè)計(jì)中采用的是頻率為11.0592MHz的晶振。圖4.4 時(shí)鐘電路表4.1 常用波特率和誤差晶振頻率(MHZ)波特率 (HZ)SMODT1方式2定時(shí)初值實(shí)際波特率誤差(%)12.0096001F9H8923712.0048000F9H4460712.0024000F3H24040.1612.0012000E6H12020.1611.0592192001FDH19200011.059296000FDH9600011.059248000EAH4800011.059224000F4H2400011.059

42、212000E8H120004.3.3 LED顯示電路LED（Light Emitting Diode）是發(fā)光二極管英文名稱的縮寫(xiě)。本次設(shè)計(jì)中我們采用發(fā)光二極管主要是用來(lái)指示洗衣機(jī)的工作狀態(tài)。如圖4.5所示，5個(gè)發(fā)光二極管分別跟單片機(jī)的P1口的5個(gè)I/O口連接，P1.0P1.7（除P1.4、P1.5）依次代表洗滌指示燈、漂洗指示燈、脫水指示燈、排水指示燈、進(jìn)水指示燈。這些指示燈在洗衣程序的控制下與洗衣過(guò)程對(duì)應(yīng)閃亮。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。一般LED點(diǎn)亮電壓在3.0V左右，導(dǎo)通電流約15mA，所以LED的保護(hù)電阻約為。圖4.5 發(fā)光二極管電路4.3.4 蜂鳴器

43、報(bào)警電路本設(shè)計(jì)采用無(wú)源蜂鳴器，單片機(jī)必須輸出固定頻率的方波信號(hào)，其工作電壓范圍寬，412V，需要外圍元件少，電壓增益可調(diào)范圍為20200。通過(guò)CPU的P1.5輸出高電平來(lái)控制蜂鳴器報(bào)警。R0為降壓電阻，作用是P1.5高電平時(shí)，降低基極電壓。如圖4.6所示：圖4.6 蜂鳴器報(bào)警線路4.3.5 電動(dòng)機(jī)的控制電路1. 繼電器的作用繼電器是在自動(dòng)控制電路中起控制與隔離作用的執(zhí)行部件，它實(shí)際上是一種可以用低電壓（直流3.3V）、小電流來(lái)控制高電壓、大電流的自動(dòng)開(kāi)關(guān)。2. 電動(dòng)機(jī)控制電路的工作原理電動(dòng)機(jī)M洗滌漂洗控制部分（低速）的電氣原理圖如圖4.7所示。電動(dòng)機(jī)有兩個(gè)控制端，一端控制電機(jī)正傳該端與P2.0

44、相連，另一端控制電機(jī)反轉(zhuǎn)該端與P 2.1相連。系統(tǒng)供電時(shí)交流220V電壓經(jīng)過(guò)繼電器加在電動(dòng)機(jī)的兩個(gè)控制端。當(dāng)洗衣機(jī)接到“正轉(zhuǎn)”指令時(shí)P2.0輸出高電平經(jīng)過(guò)R7、Q1使得繼電器KM2線圈得電導(dǎo)通KM2，從而使得電機(jī)正轉(zhuǎn)。當(dāng)洗衣機(jī)接到“反轉(zhuǎn)”的指令時(shí)P2.1輸出高電平經(jīng)過(guò)R8、Q2使得繼電器KM1線圈得電導(dǎo)通KM1，從而使得電機(jī)反轉(zhuǎn)。電動(dòng)機(jī)M脫水控制部分（高速）的電氣原理圖如圖4.8所示。此時(shí)電動(dòng)機(jī)只用到了正轉(zhuǎn)，所以只有一個(gè)控制端P2.4。當(dāng)洗衣機(jī)接到脫水指令時(shí)P2.4輸出高電平經(jīng)過(guò)Rn0、Q0使得繼電器KM3線圈得電導(dǎo)通KM3，從而使得電機(jī)高速正轉(zhuǎn)。其中K5用于模擬洗衣機(jī)的蓋板打開(kāi)與關(guān)閉。若洗衣

45、機(jī)蓋板打開(kāi)，K5處于斷開(kāi)狀態(tài)，脫水過(guò)程無(wú)法進(jìn)行；反之，若洗衣機(jī)蓋板閉合，K5處于閉合狀態(tài)，脫水過(guò)程正常進(jìn)行。圖4.7 電動(dòng)機(jī)洗滌漂洗控制電路圖4.8 電動(dòng)機(jī)脫水控制電路4.3.6 進(jìn)水/排水電路 如圖4.9所示，進(jìn)水閥受P1.6的控制，出水閥受P1.7的控制。當(dāng)電控水龍頭的控制端P1.6為“0”時(shí)，KM4線圈得電使得進(jìn)水閥打開(kāi)。當(dāng)電控水龍頭的控制端P1.7為“0”時(shí)，KM5線圈得電使得出水閥打開(kāi)。圖4.9 進(jìn)水、排水電路4.3.7 重量檢測(cè)電路如圖4.10為重量檢測(cè)電路，該電路為信號(hào)電路，為單片機(jī)提供衣物是否過(guò)量的信號(hào)。P2.2端為信號(hào)輸入端。洗衣開(kāi)始，壓力傳感器收集衣物重量信息，產(chǎn)生一個(gè)很小

46、的電壓信號(hào)，該信號(hào)通過(guò)差分放大器放大，然后在與電壓比較器（設(shè)定值分別為3V和5V）比較，看衣物是否過(guò)量。若衣物過(guò)量，P2.2端輸入高電平，若衣物正常，P2.2端輸入低電平。單片機(jī)根據(jù)P2.2的信號(hào)，進(jìn)入下一階段。圖4.10 重量檢測(cè)電路4.3.8 清潔度檢測(cè)電路如圖4.11為清潔度檢測(cè)電路，該電路同樣是信號(hào)電路，為單片機(jī)提供水清潔度是否達(dá)標(biāo)的信號(hào)。P2.3端為信號(hào)輸入端。TS濁度傳感器洗滌結(jié)束后檢測(cè)水的清潔度信息，TS濁度傳感器產(chǎn)生一個(gè)很小的電壓信號(hào)，該信號(hào)通過(guò)差分放大器放大，然后再與電壓比較器（比較器設(shè)定值為4.5V）比較，看水清潔度是否達(dá)標(biāo)。若清潔度達(dá)標(biāo)，P2.3端輸入高電平，若清潔度不達(dá)

47、標(biāo)，P2.3端輸入低電平。單片機(jī)根據(jù)P2.3的信號(hào)，進(jìn)入下一階段。圖4.11 清潔度檢測(cè)電路第五章 單片機(jī)模擬程序5.1 主程序設(shè)計(jì)根據(jù)硬件設(shè)計(jì)要求控制主程序流程圖如圖5.1所示。洗衣機(jī)通電之后單片機(jī)上電首先進(jìn)行程序的初始化包括定時(shí)器0、外部中斷0、外部中斷1的初始化以及各參數(shù)初值的設(shè)定。當(dāng)發(fā)現(xiàn)啟動(dòng)鍵按下洗衣機(jī)從待命狀態(tài)進(jìn)入工作狀態(tài)，然后掃描按鍵的狀態(tài)確定洗衣過(guò)程。完成進(jìn)水、洗滌、脫水、漂洗的循環(huán)過(guò)程。當(dāng)洗衣結(jié)束時(shí)控制蜂鳴器發(fā)聲。開(kāi)始啟動(dòng)初始化按鍵控制標(biāo)準(zhǔn)洗衣?快速洗衣?標(biāo)準(zhǔn)洗快速洗洗滌程序漂洗程序脫水程序報(bào)警結(jié)束NNYY圖5.1 主程序流程圖5.2 洗衣程序設(shè)計(jì)洗衣程序的設(shè)計(jì)包括兩個(gè)，一個(gè)是

48、標(biāo)準(zhǔn)洗衣程序，另一個(gè)是快速洗衣程序。兩者洗衣標(biāo)準(zhǔn)不同。實(shí)際生活中，客戶通過(guò)按鍵可以選擇洗衣模式。1. 標(biāo)準(zhǔn)洗衣程序，其流程圖如圖5.2所示: 洗衣開(kāi)始衣服重量<6Kg？開(kāi)水閥進(jìn)水電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)洗滌（20分鐘）電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)漂洗25次 (3分鐘）排水閥排水脫水（5分鐘）蜂鳴器報(bào)警洗衣結(jié)束 NYYYNN 圖5.2 標(biāo)準(zhǔn)洗衣程序流程圖 2. 快速洗衣程序，其流程圖如圖5.3所示:洗衣開(kāi)始衣服重量<3Kg？開(kāi)水閥進(jìn)水電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)洗滌（12分鐘）電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)漂洗2次 (3分鐘）排水閥排水脫水（5分鐘）蜂鳴器報(bào)警洗衣結(jié)束NYYYNN圖5.3 快速洗衣程序流程圖5.3 洗滌程序的設(shè)計(jì)洗滌是洗衣過(guò)程中的主要步

49、驟。當(dāng)進(jìn)水結(jié)束后進(jìn)入洗衣?tīng)顟B(tài)，洗衣開(kāi)始，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)-停止-反轉(zhuǎn)一直循環(huán)，當(dāng)洗衣時(shí)間等于零時(shí)，洗衣結(jié)束且進(jìn)入漂洗。程序流程圖如圖5.4所示。洗滌開(kāi)始電機(jī)正轉(zhuǎn)電機(jī)反轉(zhuǎn)電機(jī)停止剩余時(shí)間=0？進(jìn)入漂洗YN電機(jī)停止圖5.4 洗滌程序流程圖5.4 漂洗程序的設(shè)計(jì)漂洗是一個(gè)比較固定的洗衣方式，與洗滌過(guò)程操作相同，只是時(shí)間短一些。漂洗次數(shù)為25次。漂洗程序流程圖如圖5.5所示:漂洗開(kāi)始電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)排水閥排水檢測(cè)水清潔度是否達(dá)標(biāo)？進(jìn)水閥進(jìn)水漂洗排水閥排水循環(huán)一次最多3次進(jìn)入脫水 圖5.5 漂洗程序流程圖5.5 脫水程序的設(shè)計(jì)脫水前先打開(kāi)排水閥排水。然后啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)脫水并保持排水閥開(kāi)啟，然后停止脫水,并且蜂鳴器報(bào)警提

50、醒用戶洗衣完成。程序流程圖如圖5.6所示:脫水開(kāi)始蓋板開(kāi)否?暫停NY開(kāi)排水閥電機(jī)高速正轉(zhuǎn)脫水5分鐘關(guān)電機(jī)、排水閥脫水結(jié)束開(kāi)啟蜂鳴器關(guān)閉蓋板圖5.6 最終脫水程序流程圖5.6 LED指示燈程序的設(shè)計(jì)如圖5.7為L(zhǎng)ED指示燈程序流程圖，根據(jù)指示燈在洗衣過(guò)程中的閃亮順序和時(shí)間，繪制了該程序流程圖。其中進(jìn)水指示燈和排水指示燈分別在洗滌、漂洗過(guò)程中均有閃亮，且在兩個(gè)過(guò)程中閃亮次數(shù)時(shí)間都不相同，這一點(diǎn)在編程中體現(xiàn)的更清楚。洗衣開(kāi)始洗滌指示燈亮（22.75分鐘）進(jìn)水指示燈亮（80s）排水指示燈亮（80s）漂洗指示燈亮（11.528.8分鐘）進(jìn)水指示燈亮25次（80s）排水指示燈亮25次（80s）脫水、排水指

51、示燈同亮（5分鐘）報(bào)警（1分鐘）洗衣結(jié)束 圖5.7 LED指示燈程序流程圖5.7 單片機(jī)編程標(biāo)準(zhǔn)洗衣過(guò)程：洗滌20分鐘；漂洗3分鐘，2次；檢測(cè)水的清潔度，達(dá)標(biāo)就直接進(jìn)入最終脫水，否則繼續(xù)漂洗，再檢測(cè)水的清潔度最多循環(huán)不超過(guò)3次；達(dá)標(biāo)之后最終脫水5分鐘?？焖傧礈爝^(guò)程：洗滌10分鐘；漂洗3分鐘，只有2次；脫水3分鐘。主要應(yīng)用在一些輕薄衣物，且總重量不足3Kg的情況。其中電動(dòng)機(jī)又分為低速正轉(zhuǎn)、低速反轉(zhuǎn)、高速正轉(zhuǎn)過(guò)程。單片機(jī)編程需要實(shí)現(xiàn)以上的功能，以下即為洗衣程序。#include<reg51.h> / P口：5個(gè)LED燈 繼電器5個(gè)sbit beep=P15; /蜂鳴器sbit p10=

52、P10; /洗滌指示燈sbit p11=P11; /漂洗指示燈sbit p12=P12; /脫水指示燈sbit p16=P16; /進(jìn)水模擬燈sbit p17=P17; /排水模擬燈sbit p20=P20; /正轉(zhuǎn)（洗滌、漂洗）sbit p21=P21; /反轉(zhuǎn)（洗滌、漂洗）sbit p24=P24; /正轉(zhuǎn)（脫水）void delay(long t) / 毫秒級(jí)延時(shí)(AT89C51晶振頻率11.0592MHz) int i;while(t-) for(i=0; i<112; i+) void Beep() /蜂鳴器 beep=beep; delay(60000); 報(bào)警1分鐘 beep=beep;void xidi(void) /標(biāo)準(zhǔn)洗滌 20