全自動洗衣機(jī)畢業(yè)設(shè)計(jì)

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第一章緒論

1.1全自動洗衣機(jī)的基本構(gòu)造及工作原理

1.1.1全自動波輪洗衣機(jī)結(jié)構(gòu)圖

如圖1-1所示，為全自動波輪洗衣機(jī)結(jié)構(gòu)圖

圖1-1全自動波輪洗衣機(jī)結(jié)構(gòu)圖

1-平衡圈；2-脫水桶；3-盛水桶；4-箱體；5-波輪；6-電動機(jī)；7-離合器；8-棘輪；9-離合器皮帶輪；10-棘爪；11-排水機(jī)構(gòu)；12-傳動架；13-牽引電磁鐵；14-吊桿；15-蓋開關(guān)；16-程序控制器

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1.1.2全自動洗衣機(jī)工作原理

全自動洗衣機(jī)是通過電磁閥和繼電器一起協(xié)同來控制進(jìn)水、排水以及電機(jī)的通斷，從而實(shí)現(xiàn)自動控制。電磁進(jìn)水閥起著通、斷水源的作用。當(dāng)電磁進(jìn)水閥的線圈斷電時(shí)，移動鐵芯在重力以及彈簧力的作用下，緊緊地頂著橡膠膜片，并將膜片的中心小孔堵塞，此時(shí)閥門關(guān)閉，切斷水源。當(dāng)電磁進(jìn)水閥線圈得電后，移動鐵芯在磁力作用下上移，離開膜片，并使膜片的中心小孔開啟，于是膜片上方的水通過中心小孔流入洗衣桶內(nèi)，實(shí)現(xiàn)進(jìn)水。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，閉門開啟，水流導(dǎo)通。

進(jìn)水時(shí)采用重力感應(yīng)傳感器對水位進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測。洗衣機(jī)進(jìn)水過程，重力感應(yīng)傳感器對盛水桶中的水位進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測。當(dāng)水位到達(dá)預(yù)設(shè)水位時(shí)，自動中止進(jìn)水，開始洗滌/漂洗。

全自動洗衣機(jī)的洗滌過程主要是在機(jī)械產(chǎn)生的排滲、沖刷等機(jī)械作用和洗滌劑的潤濕、分散作用下，將污垢拉入水中來實(shí)現(xiàn)洗凈的目的。首先充滿于波輪葉片間的洗滌液，在離心力作用下被高速地甩向桶壁，同時(shí)沿桶壁上升。在波輪的中心處，因甩出液體從而形成低壓區(qū)，使得洗滌液流回到波輪附近。這樣，在波輪附近形成了以波輪軸線為中心的渦流。衣服在渦流的作用下，作螺旋式的回轉(zhuǎn)運(yùn)動，吸入中心后又被甩向桶壁，與桶壁發(fā)生摩擦。又由于波輪的中心是低壓區(qū)，衣物比較易被吸在波輪附近，不斷地與波輪發(fā)生摩擦，就宛如人工揉搓衣服，從而迫使污垢脫離衣服。其次，當(dāng)在放進(jìn)洗滌液之后，由于慣性作用衣服的運(yùn)動開始變得緩慢，在水流與衣服之間存在著速度差，使得兩者發(fā)生相對運(yùn)動，水流與衣服便開始相對摩擦，這種水流沖刷力同樣有助于污垢脫離衣物。再者由于洗衣涌不規(guī)則的形狀，當(dāng)旋轉(zhuǎn)著的水流碰見桶壁后，其速度及方向都會發(fā)生改變，從而形成湍流。在湍流的作用下，衣物做無規(guī)則地運(yùn)動并且不斷翻滾，其纖維不斷地被彎曲、絞紐和拉長，衣物開始相相互摩擦，增大了洗滌的有效面積，提高衣物洗凈的均勻性。

1.2全自動洗衣機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)

全自動洗衣機(jī)是集洗滌、漂洗和甩干于一體，并且能自動完成洗衣全過程的洗衣機(jī)。全自動洗衣機(jī)可提供多種洗滌方式供用戶選擇，用戶可以自己根據(jù)自己需要洗滌的衣服的多少自由選擇。全自動洗衣機(jī)還能自動處理脫水不平衡（具有各種故障以及高低電壓自動保護(hù)功能），工作終止或電源故障會自動斷電，無需用戶看管，確保用電安全。

目前，有的全自動洗衣機(jī)上還采用了模糊技術(shù)，即洗衣機(jī)能對傳感器提供的信息進(jìn)行規(guī)律推理，自動判斷衣服的質(zhì)地、重量和臟污的程度，從而可以自動選擇最正確的

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洗滌、漂洗和甩干時(shí)間，進(jìn)水量的多少和洗滌劑的使用量，使用便利，節(jié)能減排，真正地實(shí)現(xiàn)了洗滌衣物的自動化。

全自動洗衣機(jī)也有一些不可避免的缺點(diǎn)，譬如耗水、衣物易纏繞、耗電量偏大、清潔性不佳、故障率偏高、洗滌劑使用量偏大和適用范圍有限等。

1.3我國全自動洗衣機(jī)的發(fā)浮現(xiàn)狀

2023年10月起，洗衣機(jī)能效新標(biāo)準(zhǔn)正式實(shí)施，我國洗衣機(jī)產(chǎn)品將發(fā)生結(jié)構(gòu)性的變化。與現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)相比，新標(biāo)準(zhǔn)對洗衣機(jī)耗電量和用水量的限定值的要求提高了幾個(gè)臺階，洗衣機(jī)的耗電量大幅下降。特別是滾筒洗衣機(jī)現(xiàn)行1級能效僅相當(dāng)于新標(biāo)準(zhǔn)的5級。洗衣機(jī)市場的準(zhǔn)入門檻提高，考驗(yàn)洗衣機(jī)企業(yè)技術(shù)研發(fā)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整、成本控制、市場布局等各方面的綜合能力，洗衣機(jī)行業(yè)格局將發(fā)生改變。

前瞻產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《中國洗衣機(jī)行業(yè)產(chǎn)銷需求與投資預(yù)計(jì)分析報(bào)告》顯示，2023年1-9月，我國共生產(chǎn)洗衣機(jī)4208.95萬臺，同比增長2.66%；內(nèi)銷洗衣機(jī)2752.35萬臺，同比增長7.78%；出口洗衣機(jī)1337.96萬臺，同比下降15.05%。

隨著一線城市競爭日趨白熱化和城鎮(zhèn)化進(jìn)程加快，三四級市場已經(jīng)成為了洗衣機(jī)企業(yè)的競爭戰(zhàn)場?，F(xiàn)階段我國三四級市場消費(fèi)者對價(jià)格的承受能力上限逐漸與城市市場趨同，消費(fèi)需求逐漸由價(jià)格焦點(diǎn)轉(zhuǎn)向品牌質(zhì)量焦點(diǎn)。這種背景下，能效新標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施使這種形勢更為嚴(yán)峻，誰能在技術(shù)研發(fā)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整、成本控制、市場布局等各方面的綜合能力獲得競爭優(yōu)勢，誰將在三四級市場獲得市場占有率.

逐漸從價(jià)格戰(zhàn)中脫離出來的三四級市場將迎來新的競爭模式，在三四級市場的競爭格局將有可能使得整個(gè)洗衣機(jī)行業(yè)格局發(fā)生改變。三四級市場會是未來洗衣機(jī)企業(yè)重點(diǎn)競爭的區(qū)域，但一二級市場更新?lián)Q代帶來的存量市場也不可忽視，一二級市場與三四線市場共同產(chǎn)生新的行業(yè)格局。

1.4設(shè)計(jì)思路及選題意義

此次設(shè)計(jì)中的洗衣機(jī)設(shè)有不同水位，用戶可以根據(jù)自己的需求選擇不同水位。設(shè)置水位后，洗衣機(jī)遇根據(jù)用戶設(shè)置的水位自動控制進(jìn)水量的多少，最正確的洗滌、漂洗和甩干的時(shí)間，從而真正做到了節(jié)能減排。此次設(shè)計(jì)的洗衣機(jī)定位為中低檔洗衣機(jī)，主要用于學(xué)校、小型賓館等場所。主要用于洗滌中低檔、不易手洗的大件衣物。

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，單片機(jī)作為嵌入式微控制器，因其具有體積小、價(jià)格低、可靠性高和使用靈活便利的特點(diǎn)，在工業(yè)測控系統(tǒng)、智能儀器和家用電器中得到了廣泛的應(yīng)用，將此次課題選為基于C51單片機(jī)的全自動洗衣機(jī)設(shè)計(jì)，主要是為了更加貼近我們的實(shí)際生活，為了將在書本上學(xué)到的知識應(yīng)用到實(shí)際設(shè)計(jì)成產(chǎn)中。并

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在設(shè)計(jì)過程中對已學(xué)習(xí)到的知識進(jìn)一步穩(wěn)定，使自己對單片機(jī)的應(yīng)用有更深入的認(rèn)識。

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其次章全自動洗衣機(jī)元器件選擇

2.151系列單片機(jī)選擇

全自動洗衣機(jī)的控制系統(tǒng)主要由51系列單片機(jī)組成。單片機(jī)控制模塊采用87C51作為主控制芯片。87C51作為普通的單片機(jī)廣泛應(yīng)用于各種產(chǎn)品中，其接口便利簡單，應(yīng)用廣泛并且功能強(qiáng)大。89C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器（FPEROM—FlashProgrammableandErasableReadOnlyMemory）的低電壓、高性能CMOS8位微處理器，俗稱單片機(jī)。單片機(jī)的可擦除只讀存儲器可以反復(fù)擦除100次。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個(gè)芯片中，ATMEL的89C51是一種高效微控制器，89C2051是它的一種精簡版本。89C51單片機(jī)為好多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。

單片機(jī)的主要特征是將CPU、RAM、ROM、定時(shí)器/計(jì)時(shí)器和多功能可編程I/O接口等計(jì)算機(jī)所需要的基本功能部件集成在一塊大規(guī)模集成電路中。2.1.151系列單片機(jī)內(nèi)部總體結(jié)構(gòu)

從結(jié)構(gòu)上來說，單片機(jī)的主要特征是將CPU、RAM、ROM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器和多功能可編程I/O接口等計(jì)算機(jī)所需的基本功能部件集成在一塊大規(guī)模集成電路中。這些部件通過高速片內(nèi)總線連接在一起，在軟件和控制規(guī)律的作用下構(gòu)成了一個(gè)有機(jī)的整體。51系列單片機(jī)的內(nèi)部基本結(jié)構(gòu)及基本特性如下：

1）一個(gè)CPU,一個(gè)片內(nèi)振蕩器及時(shí)鐘電路。2）4KB程序存儲器，128B數(shù)據(jù)存儲器。3）21個(gè)特別功能寄放器。

4）32條可編程的I/O線（4個(gè)8位并行I/O口）。

5）可尋址64KB外部數(shù)據(jù)存儲器和64KB外部程序存儲器的控制電路。6）兩個(gè)