基于單片機(jī)的洗衣機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

題目:基于單片機(jī)的洗衣機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)〔硬件〕英文題目：DesignoftheWashingMachineBasedonSingle-chipMicrocomputer(Hardware)聲明本人以信譽(yù)鄭重聲明：所呈交的學(xué)位畢業(yè)設(shè)計(jì)〔論文〕，是本人在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下由本人獨(dú)立撰寫完成的，沒有剽竊、抄襲、造假等違反道德、學(xué)術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和其他侵權(quán)行為。文中引用他人的文獻(xiàn)、數(shù)據(jù)、圖件、資料均已明確標(biāo)注出，不包含他人成果及為獲得東華理工大學(xué)或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。對(duì)本設(shè)計(jì)〔論文〕的研究做出重要奉獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本畢業(yè)設(shè)計(jì)〔論文〕引起的法律結(jié)果完全由本人承當(dāng)。本畢業(yè)設(shè)計(jì)〔論文〕成果歸東華理工大學(xué)所有。特此聲明。畢業(yè)設(shè)計(jì)〔論文〕者〔簽字〕：王威威簽字日期：2023年5月30日本人聲明：該學(xué)位論文是本人指導(dǎo)學(xué)生完成的研究成果，已經(jīng)審閱過論文的全部?jī)?nèi)容，并能夠保證題目、關(guān)鍵詞、摘要局部中英文內(nèi)容的一致性和準(zhǔn)確性。學(xué)位論文指導(dǎo)教師簽名：涂緒堅(jiān)2023年6月3日摘要在中國洗衣機(jī)自1980年代初進(jìn)去家庭,慢慢的從單缸洗衣機(jī)開展到雙缸洗衣機(jī)再到全自動(dòng)洗衣機(jī)。全自動(dòng)洗衣機(jī)也從最初的普通式全自動(dòng)洗衣機(jī)到有微機(jī)控制自動(dòng)洗衣機(jī),然后到采用模糊控制技術(shù)的模糊控制全自動(dòng)洗衣機(jī)。全自動(dòng)洗衣機(jī)是一種洗滌、漂洗、脫水三種功能之間可以相互切換的洗衣機(jī),無需人工干預(yù)的情況下完成。隨著科學(xué)技術(shù)的高速開展，人們的生活質(zhì)量有了質(zhì)的飛躍，智能化的生活越來越普遍。全自動(dòng)洗衣機(jī)在我們的生活越來越重要，它能更好地解放人們的雙手。緩解人們?cè)诩覄?wù)勞動(dòng)中的壓力。本設(shè)計(jì)采用AT89C51單片機(jī)作為洗衣機(jī)的控制系統(tǒng)的核心芯片，它以體積小、功能全、價(jià)格低、開發(fā)方便等優(yōu)勢(shì)得到了電子工作者的認(rèn)可。洗衣機(jī)在單片機(jī)的控制下具有對(duì)洗衣機(jī)的智能控制，當(dāng)設(shè)置完畢后，通過自動(dòng)檢測(cè)水位，對(duì)衣物進(jìn)行洗滌，洗滌結(jié)束進(jìn)行自動(dòng)報(bào)警提示，系統(tǒng)能根據(jù)不同的洗衣方式對(duì)電機(jī)速度進(jìn)行控制并顯示。關(guān)鍵詞：洗衣機(jī)；STC89C51單片機(jī)；智能控制ABSTRACTWashingmachineinChinasincetheearly1980sinthefamily,slowlydevelopedfromsinglecylinderwashingmachinetotwocylinderwashingmachineandfullyautomaticwashingmachine.Fullyautomaticwashingmachineisalsofromtheinitialordinarytypefull-automaticwashingmachinetothemicrocomputercontrolautomaticwashingmachine,andthentothefuzzycontroltechnologyoffuzzycontrolisfullyautomaticwashingmachine.Fullyautomaticwashingmachineisakindofwash,rinse,dehydrationcanswitchbetweenthreefunctionsofwashingmachines,withouthumanintervention.Withtherapiddevelopmentofscienceandtechnology,people'squalityoflifehasaqualitativeleap,intelligentlifeisbecomingmorecommon.Fullyautomaticwashingmachineismoreandmoreimportantinourlife,itcanbetterliberatepeople'shands.Alleviatethepressureofthepeopleinthehouseholdchores.ThisdesignUSESSTC89C51asthecoreofthewashingmachinecontrolsystemchips,itwithsmallvolume,completefunctions,lowprice,developmentadvantagesoftheconvenientwontheacceptanceofelectronicworkers.Washingmachineunderthecontrolofthesinglechipmicrocomputerwiththeintelligentcontrolofthewashingmachine,whensettoend,throughthewaterlevelautomaticdetection,towashclothes,washoverautomaticallyalarmprompt,thesystemcanaccordingtothedifferentwayoflaundrytocontrolthemotorspeedanddisplay.Keywords:Washingmachine;STC89C51single-chip;Microcomputerintelligentcontrol目錄TOC\o"1-3"\h\u621摘要III4469ABSTRACTIV29551緒論1159971.1課題的開發(fā)背景 1286261.2全自動(dòng)洗衣機(jī)的開展歷史1133151.3國內(nèi)外現(xiàn)狀與開展趨勢(shì)2123991.3.1洗衣機(jī)的分類2320721.3.2自動(dòng)洗衣機(jī)在國內(nèi)外的開展水平與現(xiàn)狀273601.4研究本課題的目的與意義49903第二章系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案528922.1主要設(shè)計(jì)內(nèi)容與功能5255822.2方案論證與選擇6239482.2.1方案一6249132.2.2方案二7211362.2.3方案論證與選擇7240292.3系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)8255022.4系統(tǒng)原理圖824792.5本章小結(jié)1022446第三章系統(tǒng)控制芯片分析1125693.1STC89C51單片機(jī)介紹11182073.1.1主要功能、性能參數(shù)11164833.2單片機(jī)最小系統(tǒng)1278193.2.1時(shí)鐘電路13176563.2.2復(fù)位電路13139433.3ADC0832芯片介紹14320863.4本章小結(jié)1514740第四章系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)16270004.1總體設(shè)計(jì)及功能描述1698334.2各功能模塊硬件設(shè)計(jì)17231524.2.1單片機(jī)控制模塊的設(shè)計(jì)17193864.2.2顯示電路設(shè)計(jì)1997094.2.3直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)21190894.2.4報(bào)警電路21190994.2.5進(jìn)/排水電路22106354.2.6按鍵模塊設(shè)計(jì) 23135014.2.7水位檢測(cè)系統(tǒng) 2429644.2.8A/D轉(zhuǎn)換電路 2431944.3本章小結(jié)2528021第五章軟件局部設(shè)計(jì) 2618795.1主程序流程圖 26125155.2工作子程序流程圖 2762945.3按鍵子程序流程圖29232735.4顯示子程序工作流程圖 30297895.5本章小結(jié) 3124745第六章仿真與調(diào)試3292166.1標(biāo)準(zhǔn)方式仿真圖 3227320結(jié)論3310247致謝3412450參考文獻(xiàn) 3513933附錄1系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理圖3625255附錄2元件清單374056附錄3系統(tǒng)源程序38緒論1.1.1課題的開發(fā)背景隨著科技的開展，人們生活水平也有了明顯的提高，洗衣機(jī)成了現(xiàn)在社會(huì)每個(gè)家庭的必需品，人們?cè)谑褂孟匆聶C(jī)的過程中對(duì)洗衣機(jī)功能的要求也越來越多，隨著人們需求的提高，對(duì)洗衣機(jī)功能的要求也越來越全面。智能化越來越普遍?，F(xiàn)在的洗衣機(jī)只要把衣服放進(jìn)洗衣機(jī)里只需簡(jiǎn)單的幾步，就能讓洗衣機(jī)自動(dòng)進(jìn)水、自動(dòng)洗滌、自動(dòng)排水、自動(dòng)脫水，把衣服洗好。在整個(gè)的洗衣過程不僅節(jié)約了我們的時(shí)間。還解放了我們的雙手。使我們有更多的時(shí)間去做其他想做的事。提高了我們的工作效率之余更能愉悅我們內(nèi)心。對(duì)于當(dāng)今社會(huì)來說，每當(dāng)有一項(xiàng)技術(shù)突破都能帶動(dòng)洗衣機(jī)的該革。單片機(jī)作為洗衣機(jī)的主控制器。以它向外延伸必要的控制電路，形成一個(gè)洗衣機(jī)的控制電路。來控制洗衣機(jī)各種功能的實(shí)現(xiàn)與配合。到達(dá)我們想實(shí)現(xiàn)的目的。更好的將我們?cè)谡n本中學(xué)到的知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際生活中，讓我們的動(dòng)手能力得到提高。不一味的只知道理論不去做實(shí)物，通過實(shí)踐我們的生活才能有質(zhì)的飛躍。1.2全自動(dòng)洗衣機(jī)的開展歷史從古至今，從中國到外國，洗衣服都是一種不得不做的家務(wù)勞動(dòng)，然而洗衣機(jī)的出現(xiàn)對(duì)于很多人來說都是一種解放。它以簡(jiǎn)單、易操著、方便實(shí)用的方式征服了我們，讓我們接受了它，從而在社會(huì)生活中得以廣泛的運(yùn)用。經(jīng)過漫長(zhǎng)的手工洗衣的時(shí)代，人們終于向機(jī)械洗衣邁出了嶄新的一步。1858年，最原始洗衣機(jī)‘誕生’了，它是在匹茨堡的一個(gè)美國人制成的。該洗衣機(jī)的主要有一個(gè)圓柱形的圓桶組成，桶內(nèi)主要有一個(gè)漿狀的軸承。與它相連的曲柄的轉(zhuǎn)動(dòng)從而帶動(dòng)軸承的轉(zhuǎn)動(dòng)，到達(dá)洗衣的效果。它是有美國人漢密爾頓·史密斯創(chuàng)造的。然而又過了幾年，洗衣機(jī)經(jīng)過后人的改進(jìn)開展到新型的洗衣機(jī)，它是有一個(gè)用手柄轉(zhuǎn)動(dòng)的八角形洗衣缸組成的洗衣機(jī)，為了更好的洗衣效果往里面參加熱的洗滌劑。等把衣服洗干凈以后在用軋液裝置把衣服里面的水分軋干。1874年,木制手搖式洗衣機(jī)的出現(xiàn)手工洗衣服受到了空前絕后的挑戰(zhàn)，它是有一位美國人比爾·布萊克斯創(chuàng)造的。木制手搖式洗衣機(jī)構(gòu)主要是在木筒里裝上幾塊葉片，由于手柄和齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)讓衣服在筒內(nèi)不斷翻轉(zhuǎn)，讓衣服與衣服、衣服與筒壁不斷的摩擦，從而到達(dá)洗衣的目的。這代洗衣機(jī)的問世，讓為了改進(jìn)洗衣方式的人得到的很大的啟發(fā)。從而洗衣機(jī)進(jìn)入了快速的改進(jìn)的進(jìn)程中。1880年,由于蒸汽機(jī)的出現(xiàn)和開展,世界上第一臺(tái)蒸汽洗衣機(jī)‘誕生’,通過蒸汽動(dòng)力的機(jī)械工作方式開始取代體力勞動(dòng)。再經(jīng)過一個(gè)世紀(jì)的開展和完善，現(xiàn)代蒸汽洗衣機(jī)有了明顯改善,幾乎同樣的原理?，F(xiàn)代蒸汽洗衣機(jī)使用了智能水循環(huán)系統(tǒng),從而到達(dá)節(jié)約水的效果，現(xiàn)代蒸汽洗衣機(jī)讓高濃度的洗滌液和高溫蒸汽一起噴在衣服的同時(shí),經(jīng)過蒸汽洗衣機(jī)的洗滌,從而到達(dá)洗衣的效果，它的主要功能有蒸汽洗衣和蒸汽枯燥。從而人們進(jìn)入了實(shí)現(xiàn)了世界上全新的洗滌方式—“蒸汽洗〞。1910年,世界上第一臺(tái)電動(dòng)洗衣機(jī)在美國人費(fèi)舍爾研制下終于成功問世了。電動(dòng)洗衣機(jī)出現(xiàn)象征著人類向自動(dòng)化洗衣又邁進(jìn)了重要的一步。1932年,美國本德航空公司成功實(shí)現(xiàn)了洗滌、漂洗、脫水能在同一個(gè)桶內(nèi)完成，這標(biāo)志著第一臺(tái)滾動(dòng)式洗衣機(jī)的‘誕生’。這意味著電動(dòng)洗衣機(jī)從模型邁向了一個(gè)新的高度,這也是自動(dòng)化洗衣機(jī)的一個(gè)巨大的創(chuàng)新!1937年,出現(xiàn)了第一臺(tái)“前置〞式自動(dòng)洗衣機(jī)，它標(biāo)志著第一代自動(dòng)洗衣機(jī)的問世，它有一個(gè)圓柱形的氣缸組成，它可以容納4kg的衣服。衣服都在裝滿水的汽缸里不斷的上下翻滾著,這樣就可以到達(dá)洗衣的效果。由于科技的不斷創(chuàng)新和開展,從而全自動(dòng)洗衣機(jī)也加快了研制的步伐。首先由英國和推出了噴流式洗衣機(jī),它是依賴于運(yùn)行的波輪產(chǎn)生強(qiáng)大的漩渦,缸內(nèi)的洗衣服和洗滌劑一起不斷地回來摩擦洗衣服，來到達(dá)凈衣的效果。1.3國內(nèi)外現(xiàn)狀與開展趨勢(shì)洗衣機(jī)的分類普通洗衣機(jī)不可以使洗滌、漂洗、脫水連續(xù)完成，都要手動(dòng)切換。半自動(dòng)洗衣機(jī)可以在洗滌、漂洗、脫水任意兩個(gè)功能之間能實(shí)現(xiàn)相互切換，從而到達(dá)半自動(dòng)的效果。全自動(dòng)洗衣機(jī)可以在洗滌、漂洗、脫水等三個(gè)功能之間實(shí)現(xiàn)相互切換，從而到達(dá)全自動(dòng)的效果。1.3.2自動(dòng)洗衣機(jī)在國內(nèi)外的開展水平與現(xiàn)狀當(dāng)今社會(huì)根據(jù)結(jié)構(gòu)組成的不同可以把全自動(dòng)洗衣機(jī)分為三大類分別為攪拌式全自動(dòng)洗衣機(jī)滾筒式全自動(dòng)洗衣機(jī)、和波輪式全自動(dòng)洗衣機(jī)。滾筒式、波輪式、攪拌式全自動(dòng)洗衣機(jī)分別在全球洗衣機(jī)市場(chǎng)的比重為51%、34%和15%。由于我國市場(chǎng)上的性質(zhì)，滾筒式和波輪式的全自動(dòng)洗衣機(jī)都普遍存在，目前我國市場(chǎng)上還沒有攪拌式全自動(dòng)洗衣機(jī)的出現(xiàn)，以下是對(duì)波輪式和滾筒式全自動(dòng)洗衣機(jī)做出簡(jiǎn)單的總結(jié)。波輪式全自動(dòng)洗衣機(jī)由電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)帶動(dòng)波輪轉(zhuǎn)動(dòng)，波輪的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)水的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而到達(dá)洗衣的效果，這就是波輪式全自動(dòng)洗衣機(jī)的工作原理。它可以用單桶、套桶、雙桶洗滌衣服。它以相對(duì)來說比擬簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，維修起來比擬方便，洗凈率相對(duì)較高，洗衣率速率比擬高，來讓人們接受它。它的主要缺點(diǎn)是用水比擬多，對(duì)衣服磨損比擬嚴(yán)重。它的優(yōu)點(diǎn)是不會(huì)讓衣服纏繞在一起，洗衣服比擬均勻損害衣服的可能性?。幌匆峦耙话阌胁讳P鋼、鋁合金、塑料等幾類。它的工作原理是：裝在洗衣桶下面的波輪帶動(dòng)洗衣桶正反轉(zhuǎn)，從而讓衣服上、下、左、右不斷的翻轉(zhuǎn)，讓衣服與衣服、桶、桶壁之間，在水中進(jìn)行溫柔的摩擦，在洗滌劑的輔助下實(shí)現(xiàn)去污。優(yōu)點(diǎn)：洗滌速度比滾筒式的要強(qiáng)很多。技術(shù)方面，滾筒式洗衣機(jī)運(yùn)用越來越多的創(chuàng)新技術(shù)，從而大大的提高了它的性能。它對(duì)衣物的清潔力高，兩個(gè)桶的更能減少對(duì)水、電、洗滌劑的消耗，它比擬適合一般衣服的洗滌，價(jià)格比擬低，方便實(shí)用，省時(shí)省力。缺點(diǎn)：相比擬來說對(duì)衣服的損傷比擬大，容易讓衣服纏繞在一起，使用時(shí)相比擬費(fèi)事。滾筒式全自動(dòng)洗衣機(jī)由機(jī)械化的控制器、不銹鋼的內(nèi)桶和經(jīng)過磷化、電泳、噴漆三重保護(hù)的外殼，組成了滾動(dòng)式全自動(dòng)洗衣機(jī)。為了防止在高速的工作環(huán)境下做離心運(yùn)動(dòng)用兩塊笨重的水泥板來平衡，再加上洗滌劑的作用來到達(dá)凈服的。它主要材料由鋼鐵組成，所以壽命一般在20年左右。優(yōu)點(diǎn)：滾筒式全自動(dòng)洗衣機(jī)一般是由微型電腦控制，使衣服洗滌均勻、不會(huì)纏繞在一起，所以磨損率要比波輪式的小一點(diǎn)，所以一些貴重的衣服也可以在其中洗滌，性能真正做到全面洗滌。由于它的用水量小，所以可以在水中形成高濃度洗滌劑，充分發(fā)揮洗滌劑的作用，使衣服的洗凈率更加高。從而在節(jié)水的同時(shí)到達(dá)理想的凈衣效果。滾筒式全自動(dòng)洗衣機(jī)除了能洗衣、脫水外，還可以加熱水溫、消毒除菌、烘干等功能。缺點(diǎn)：相對(duì)來說比擬消耗電量，洗滌過程要的時(shí)間長(zhǎng)；相對(duì)其他洗衣機(jī)來說洗衣時(shí)間比擬長(zhǎng)，比普通洗衣機(jī)的洗衣時(shí)間還要長(zhǎng)好幾倍；噪音很大；洗衣機(jī)自身重量很大，移動(dòng)不方便。1.4研究本課題的目的與意義中國目前洗衣機(jī)更新?lián)Q代進(jìn)入了一個(gè)非?？斓臅r(shí)期,從而使市場(chǎng)潛力巨大,由于現(xiàn)代科技的不斷進(jìn)步與創(chuàng)新。洗衣機(jī)的更新?lián)Q代也越來越快，這樣使人們對(duì)洗衣機(jī)功能全面性的要求也越來越高。目前市場(chǎng)上所出現(xiàn)的洗衣機(jī)主要功能包括有強(qiáng)洗、一鍵脫水、一鍵洗衣、弱洗、漂洗功能等功能,雖然市場(chǎng)上洗衣機(jī)的功能有這么豐富，但是在很多方面還不能滿足人們所想要的功能。這就要求設(shè)計(jì)師有較高的專業(yè)技術(shù)水平,提出一個(gè)好的建議和新解決問題的方法,把人們所需要變成實(shí)際中有的,這就需要設(shè)計(jì)師能夠運(yùn)用專業(yè)知識(shí)設(shè)計(jì)出一個(gè)更節(jié)能、在功能上更全面、更智能化的全自動(dòng)洗衣機(jī)。目前市場(chǎng)上所出現(xiàn)的洗衣機(jī)并不能滿足所有洗衣機(jī)功能方面的兼容性,目前許多洗衣機(jī)工廠為了保持自己洗衣機(jī)品牌所具有的競(jìng)爭(zhēng)能力,許多洗衣機(jī)功能創(chuàng)新方面不能實(shí)現(xiàn)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的交流，所以許多洗衣機(jī)廠商只能突出自己品牌所具有一個(gè)或兩個(gè)洗衣機(jī)和其它洗衣機(jī)廠商不同的個(gè)性化特征。洗衣機(jī)的功能是由單片機(jī)這個(gè)芯片所控制的，單片機(jī)主控制芯片的特點(diǎn)是體積小、靈活、方便實(shí)用等特點(diǎn)。因此,設(shè)計(jì)出主要電路是由基于單片機(jī)控制的全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)具有很好的實(shí)用性、與可靠性。畢業(yè)設(shè)計(jì)之所以選擇使用單片機(jī)來完成“基于單片機(jī)的洗衣機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)〞,這是因?yàn)樽约核鶎W(xué)專業(yè)。我們所學(xué)的專業(yè)主要的知識(shí)就是單片機(jī)，這使我們與單片機(jī)接觸最多。全自動(dòng)洗衣機(jī)是日常生活的一個(gè)固定的模式,開始洗滌后按照一個(gè)固定的程序,在許多情況下,可能會(huì)導(dǎo)致不必要的浪費(fèi)水和電。但如果你能設(shè)計(jì)出根據(jù)更合理的要求去洗要洗的衣服,從而可以減少很多不必要的浪費(fèi)水、電、洗滌液與空間。這個(gè)設(shè)計(jì)用設(shè)計(jì)好的水位傳感器來檢測(cè)水位,確定所需要的水量來減少不必要的浪費(fèi),到達(dá)最好的洗衣效果,最經(jīng)濟(jì)的洗衣解決方案。第二章系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案2.1主要設(shè)計(jì)內(nèi)容與功能1主要設(shè)計(jì)內(nèi)容：洗衣機(jī)的控制電路是用STC89C51單片機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)的。STC89C51單片機(jī)為主要的控制單元，擴(kuò)展我們所需要的外部電路，來實(shí)現(xiàn)我們所設(shè)計(jì)的功能，組成一個(gè)能實(shí)現(xiàn)我們所想要實(shí)現(xiàn)的洗衣機(jī)的控制器。2主要功能：〔1〕洗滌功能：標(biāo)準(zhǔn)洗滌時(shí)間為30分鐘。洗滌25分鐘，漂洗2分鐘，脫水3分鐘。如有需要可循環(huán)?！?〕啟動(dòng)/暫停按鈕控制：按下啟動(dòng)按鈕為標(biāo)準(zhǔn)洗滌；在運(yùn)行狀態(tài)再按那么為暫停，再次按下恢復(fù)原來的工作狀態(tài)。洗滌、漂洗正轉(zhuǎn)10秒，停止5秒，反轉(zhuǎn)10秒，停止5秒。脫水時(shí)電機(jī)向一個(gè)方向高速運(yùn)轉(zhuǎn)?！?〕在洗滌時(shí)對(duì)應(yīng)的洗滌指示燈亮；漂洗時(shí)對(duì)應(yīng)的漂洗指示燈亮；脫水時(shí)對(duì)應(yīng)的脫水指示燈亮；洗滌結(jié)束時(shí)發(fā)出報(bào)警，三個(gè)燈一起閃爍。〔4〕水位檢測(cè)功能?！?〕單獨(dú)脫水功能。3按鍵功能全智能洗衣機(jī)上有3個(gè)按鍵分別為K1、K2、K3。K3為復(fù)位鍵。K2是啟動(dòng)/暫停和確認(rèn)鍵。K1為洗滌時(shí)間選擇鍵和單獨(dú)脫水鍵。4洗衣過程在接通電源后，按啟動(dòng)電源鍵。可以選擇自己想用的洗衣時(shí)間15、20、30分鐘或單獨(dú)脫水。然后按啟動(dòng)鍵洗滌工作開始。開始洗滌過程，首先進(jìn)水閥翻開。開始向洗衣機(jī)進(jìn)水，當(dāng)?shù)竭_(dá)所設(shè)定的水位時(shí)，進(jìn)水閥關(guān)閉，停止進(jìn)水；電機(jī)M電源接通，開始進(jìn)入洗滌過程。所設(shè)計(jì)的電路，能夠使電機(jī)M能夠正反轉(zhuǎn)。產(chǎn)生不同方向的水流，這樣更容易把衣服洗干凈。2.2方案論證與選擇方案一假設(shè)我們采取模數(shù)電設(shè)計(jì)的話，這個(gè)設(shè)計(jì)的主要控制電路由由計(jì)數(shù)器、繼電開關(guān)、秒脈沖發(fā)生器、譯碼器、控制門、功放電路和執(zhí)行電機(jī)局部組成主體電路。來實(shí)現(xiàn)我們所需要的功能。滌時(shí)間計(jì)數(shù)器和數(shù)碼管共同組成了洗衣機(jī)的顯示電路，顯示電路主要是為了顯示洗衣機(jī)洗滌時(shí)的功能和顯示所剩余時(shí)間的功能?？驁D如下：洗滌時(shí)間顯示洗滌時(shí)間顯示秒脈沖發(fā)生器60進(jìn)制計(jì)數(shù)器洗滌時(shí)間計(jì)數(shù)器控制門功放繼電開關(guān)執(zhí)行電機(jī)時(shí)間譯碼清零置數(shù)圖2-1方案一2.2.2方案二CPU控制模塊電機(jī)控制模塊顯示模塊電源模塊復(fù)位模塊時(shí)鐘模塊按鍵控制模塊圖2-2方案二假設(shè)我們采用了STC89C51單片機(jī)設(shè)計(jì)了一個(gè)智能洗衣機(jī)的主控制器，這個(gè)控制器主要有時(shí)鐘電路、電源電路、顯示電路、復(fù)位電路、按鍵電路和執(zhí)行電機(jī)局部等組成。電機(jī)電路局部是由于兩個(gè)繼電器的吸和狀態(tài)，讓電機(jī)產(chǎn)生正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)。從而帶動(dòng)水流，到達(dá)洗衣的效果。把STC89C51單片機(jī)與兩位一體數(shù)碼管連來一起，然后我們?cè)倮盟鶎W(xué)到的C語言編程來控制它，最后實(shí)現(xiàn)智能洗衣機(jī)自動(dòng)化顯示功能。從而到達(dá)我們所設(shè)計(jì)的效果。2.2.3方案論證與選擇目前我國洗衣機(jī)市場(chǎng)開展?fàn)顟B(tài)為高速開展創(chuàng)新期，從而使更新?lián)Q代比擬迅速，所以我國市場(chǎng)現(xiàn)在與未來需求量都非常巨大，在科技飛速開展的年代。人們不在滿足與單一的洗衣機(jī)模式，對(duì)于智能洗衣機(jī)所應(yīng)該有的功能的要求也越來越多。對(duì)于實(shí)用性考慮也越來越高。從上面我們所介紹的兩種方案，通過具體的分析比擬，不難看出方案一雖然選用了計(jì)數(shù)器、譯碼器、秒脈沖發(fā)生器、功放電路等電路，但這類洗衣機(jī)的功能比擬單一，對(duì)于實(shí)用性來講比擬低，電路比擬復(fù)雜，體積相對(duì)來說較大，單線性誤差存在的可能性大，實(shí)現(xiàn)不方便，不能滿足人們對(duì)智能洗衣機(jī)的要求。方案二相對(duì)于方案一來說電路簡(jiǎn)單，功能能滿足人們的需要，體積較小，容易存放，使用起來比擬靈活；洗衣機(jī)主要有洗滌功能、進(jìn)排水系統(tǒng)、水位檢測(cè)、暫停等幾大功能。因此，設(shè)計(jì)出基于單片機(jī)的全自動(dòng)洗衣機(jī)控制電路系統(tǒng)具有很強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)、實(shí)用性。所以本次設(shè)計(jì)采用方案二。2.3系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)定時(shí)啟動(dòng)→定時(shí)啟動(dòng)→正轉(zhuǎn)10秒→暫停5秒→反轉(zhuǎn)10秒→暫停5秒定時(shí)未到定時(shí)到停機(jī)6060進(jìn)制計(jì)數(shù)器控制門洗滌時(shí)間計(jì)數(shù)器電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路電機(jī)序列發(fā)生器洗滌時(shí)間顯示秒脈沖預(yù)置TZ1Z2圖2-3洗衣機(jī)控制器框圖2.4系統(tǒng)原理圖用STC89C51單片機(jī)作為本系統(tǒng)的主要控制單元，它主要控制的對(duì)象包括：電機(jī)正反轉(zhuǎn)、進(jìn)水閥、出水閥，洗滌時(shí)間，洗滌方式等。這些變量根據(jù)不同的工作狀態(tài)與時(shí)間來進(jìn)行相互切換來實(shí)現(xiàn)，水位的變化以及工作狀態(tài)的變化來控制進(jìn)水閥和出水閥的翻開與關(guān)閉，為別用LED燈和數(shù)碼管來顯示出不同工作狀態(tài)以及運(yùn)行所剩余的時(shí)間。洗滌時(shí)間和脫水時(shí)間用LED燈顯示；洗衣機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)和運(yùn)行時(shí)間主要是由按鍵完成的，，程序的運(yùn)行狀態(tài)提示以及洗衣完成報(bào)警主要有蜂鳴器報(bào)警來完成。下面是洗衣機(jī)控制電路系統(tǒng)框圖：CPU控制模塊電機(jī)控制模塊顯示模塊電源模塊復(fù)位模塊時(shí)鐘模塊按鍵控制模塊圖2-4洗衣機(jī)控制電路系統(tǒng)框圖各框圖的作用包括：①STC89C51單片機(jī)電路:程序控制的主要芯片是所有的單片機(jī)電路，這一塊STC89C51單片機(jī)芯片上包含的計(jì)算機(jī)上的所有功能電路，它主要有中央處理器CPU、輸入/輸出接口電路及計(jì)時(shí)、分頻、掃描、程序存儲(chǔ)器ROM、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM、分頻、掃描、定時(shí)、時(shí)間設(shè)定等電路組成，洗衣機(jī)操作程序已存在于程序存儲(chǔ)器中、輸入的指令和監(jiān)測(cè)到的信號(hào)來調(diào)出對(duì)應(yīng)的內(nèi)部相應(yīng)程序，在經(jīng)過其他電路路處理后，單片機(jī)輸出對(duì)應(yīng)的控制信號(hào)，這樣洗衣機(jī)就完成了相應(yīng)的工作狀態(tài)。②直流電源電路:主要為單片機(jī)的其他電路進(jìn)行供電的功能，它的主要功能是將用戶所得到的的220V交流電經(jīng)過變壓、整流、濾波、穩(wěn)壓后，得到穩(wěn)定的低壓直流電。再送給洗衣機(jī)使用，最后讓可控硅觸發(fā)電路送給單片機(jī)和顯示電路等所需要的電路使用。③復(fù)位電路:這個(gè)電路的作用是使程序復(fù)位。單片機(jī)存儲(chǔ)器進(jìn)行復(fù)位的原因是因?yàn)樵陔娫唇o單片機(jī)通電后和電源出現(xiàn)電壓過低缺乏產(chǎn)生的，就會(huì)使整個(gè)電路處于初始狀態(tài)也就是剛開機(jī)的工作狀態(tài)。來進(jìn)行消除由于操作失誤造成的后果。④時(shí)鐘電路:單片機(jī)的時(shí)鐘電路是有晶振元件和單片機(jī)內(nèi)部電路組成的，讓單片機(jī)有定時(shí)和計(jì)時(shí)功能的是振蕩頻率，它還為單片機(jī)提供時(shí)鐘信號(hào)。⑤按鍵輸入電路:所需按鍵開關(guān)按照一定的規(guī)律排列，有按鍵被按下時(shí)，按鍵所對(duì)應(yīng)的工作狀態(tài)隨對(duì)應(yīng)的信號(hào)將輸送到單片機(jī)。按鍵被按下的同時(shí)單片機(jī)做出相應(yīng)的回應(yīng)，立即調(diào)出單片機(jī)對(duì)應(yīng)內(nèi)部軟件的工作程序來進(jìn)行對(duì)應(yīng)工作，這樣就會(huì)使洗衣機(jī)就會(huì)進(jìn)入相應(yīng)的工作狀態(tài)，完成人們的指令。使用戶下達(dá)按鍵的請(qǐng)求得以實(shí)現(xiàn)。⑥顯示電路:LED燈和數(shù)碼管組成了顯示電路，用戶主要通過LED的亮和滅和數(shù)碼管的顯示來觀察洗衣機(jī)的工作狀態(tài)。用戶在對(duì)洗衣機(jī)使用的過程中，他們可以通過洗衣機(jī)的洗衣狀態(tài)以及指示燈的狀態(tài)來看出洗衣機(jī)是否接收了用戶所下達(dá)的指令。判斷洗衣機(jī)工作狀態(tài)是否屬于正常狀態(tài)可以通過洗衣機(jī)的工作狀態(tài)和指示燈的狀態(tài)來觀察出洗衣機(jī)是否純?cè)谄桨搽[患。⑦負(fù)載驅(qū)動(dòng)電路:該電路多由雙向可控硅及觸發(fā)電路組成。無觸點(diǎn)開關(guān)控制電機(jī)的工作狀態(tài)等負(fù)載電路的開關(guān)和正常運(yùn)行狀態(tài)。單片機(jī)主要根據(jù)用戶在按鍵上所輸入的指令或接受到的信號(hào)，可控硅控制使觸發(fā)電路來進(jìn)行的導(dǎo)通，使電機(jī)等負(fù)載電路在有點(diǎn)的情況下進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)，來完成用戶所輸入的相對(duì)應(yīng)的工作狀態(tài)。⑧報(bào)警電路:所設(shè)計(jì)的報(bào)警電路在洗衣過程中主要是對(duì)在程序的運(yùn)行狀態(tài)的提示以及洗衣完成狀態(tài)的自動(dòng)報(bào)警。它主要根據(jù)程序的安排與軟件的設(shè)定來工作的，在用戶洗衣過程完成以后，來提示用戶洗衣機(jī)以完成工作。2.5本章小結(jié)本章主要內(nèi)容是智能洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的總體方案設(shè)計(jì)，各個(gè)功能模塊的數(shù)據(jù)處理包括工作原理和總體設(shè)計(jì)要求，過程中需要注意的問題以及要到達(dá)的性能指標(biāo)和技術(shù)指標(biāo)。基于控制系統(tǒng)的整體分析提供了根底，為下一步的系統(tǒng)硬件和軟件的設(shè)計(jì)。第三章系統(tǒng)控制芯片分析單片機(jī)的型號(hào)選擇是基于控制系統(tǒng)的功能、目標(biāo)、可靠性、性價(jià)比、速度和精度等來決定的。根據(jù)本課題所要實(shí)現(xiàn)的功能，所需要的單片機(jī)的型號(hào)主要從下面幾點(diǎn)來考慮：它必須具有較強(qiáng)的抗干擾能力。而且要有較高的性價(jià)比。然而ATMEL公司推出的89系列單片機(jī)中性比價(jià)比擬高的就是STC89C51單片機(jī)，它是ATMEL公司中比擬典型的一款產(chǎn)品。所以我們就用它做為我們所設(shè)計(jì)系統(tǒng)的核心芯片，硬件結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單，功能比擬強(qiáng)大、性價(jià)比擬非常高、價(jià)格極低是STC89C51的主要特點(diǎn)，它的這些特點(diǎn)符合我們所設(shè)計(jì)系統(tǒng)的需要，能實(shí)現(xiàn)我們所想要的功能，所以我選取了它作為改系統(tǒng)的核心芯片。3.1STC89C51單片機(jī)介紹最近美國STC公司向世界公布了，他們推出了一種具有新型51內(nèi)核的STC系列單片機(jī)。這種新型的51內(nèi)核具有Flash程序存儲(chǔ)器、SRAM、UART、SPI、A\D、PWM等模塊。這個(gè)具有新型內(nèi)核的51單片機(jī)與以前普通的51單片機(jī)的根本功能完全兼容，它就是STC89C51單片機(jī)。3.1.1主要功能、性能參數(shù)內(nèi)置最新推出的標(biāo)準(zhǔn)51內(nèi)核；它增強(qiáng)型的機(jī)器周期為6時(shí)鐘，標(biāo)準(zhǔn)型為12時(shí)鐘;3.工作頻率范圍為：0~40MHZ；4.STC89C51RC對(duì)應(yīng)Flash空間為：4KB;5.內(nèi)部存儲(chǔ)器：512B(RAM);6.定時(shí)器\計(jì)數(shù)器：3個(gè)16位的定時(shí)器\計(jì)數(shù)器；7.通用異步通信口〔UART〕：1個(gè)；8.中斷源有8個(gè)；9.有系統(tǒng)可編程和應(yīng)用可編程，無需專用編程器和仿真器；10.通用I\O口：32或36個(gè)；11.它的工作電壓是3.8到5V之間；12.外形封裝：40腳PDIP、44腳PLCC和PQFP等他們的引腳如下。圖3-1引腳圖3.2單片機(jī)最小系統(tǒng)51單片機(jī)最小系統(tǒng)一般指的是單片機(jī)與晶振電路和復(fù)位電路組成的系統(tǒng)，單片機(jī)最小系統(tǒng)有時(shí)也稱為最小應(yīng)用系統(tǒng)，用最少的元件組成的單片機(jī)可以工作的系統(tǒng)稱為單片機(jī)的最小系統(tǒng)。下面給出一個(gè)51單片機(jī)的最小系統(tǒng)電路圖。圖3-2最小系統(tǒng)電路圖時(shí)鐘電路1.內(nèi)部時(shí)鐘電路內(nèi)部時(shí)鐘電路是有89C51本身用于構(gòu)成內(nèi)部振蕩器的高增益反相放大器和外部電路組成，引腳XTAL1是該放大器的輸入端，引腳XTAL2分別是該放大器的輸出端。放大器與外部諧振器構(gòu)成自激振蕩器，外部諧振器可以是石英晶體、陶瓷諧振器。外接的兩個(gè)電容與諧振器構(gòu)成了并聯(lián)振蕩電路。為了保證系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性對(duì)兩個(gè)電容也有很高的要求。石英晶體和陶瓷諧振器對(duì)兩個(gè)電容的要求分別為30pF士10pF和40pF士l0pF，這樣的選擇最好。圖3-3內(nèi)部時(shí)鐘電路圖3-4外部時(shí)鐘電路2.外部時(shí)鐘電路采用外部振蕩器脈沖信號(hào)輸入，如圖3-4所示，XTAL1接地，XTAL2接外部振蕩器，并通過XTAL2端輸入到片內(nèi)時(shí)鐘發(fā)生器中。外接4.7～10k的上拉電阻。3.2.2復(fù)位電路通過某種方式，使單片機(jī)內(nèi)部各類存放器的值變?yōu)槌跏紶顟B(tài)的操作叫做復(fù)位[11]。復(fù)位電平的正脈沖寬度統(tǒng)設(shè)計(jì)采用上電復(fù)位模式。1.上電復(fù)位方式最簡(jiǎn)單的復(fù)位電路，無需增加硬件。在復(fù)位輸入引腳和一個(gè)電容器連接到VCC，和一個(gè)電阻連接到GND，如圖3-5所示。圖3-5上電復(fù)位電路由VCC，10uf有極性電容，10k電阻組成的上電復(fù)位電路。實(shí)現(xiàn)通過電容器的充電和放電外部復(fù)位電路，電容器的第一輸入一個(gè)臨時(shí)的高水平，與VCC電容器的充電時(shí)間的增加而減小的高水平，當(dāng)電源接通時(shí)，只要VCC的上升時(shí)間不超過1ms，單片機(jī)就能夠可靠地復(fù)位[12]。2.手動(dòng)復(fù)位電路圖3-6手動(dòng)復(fù)位電路當(dāng)我們按下復(fù)位按鍵時(shí)，單片機(jī)引腳RST直接與高電壓VCC相連，這時(shí)出現(xiàn)2個(gè)以上的高電平，讓電路形成復(fù)位重置，復(fù)位的同時(shí)電解電容被短路，形成放電電路；當(dāng)我們復(fù)位按鍵松開同時(shí)，電容充電，為下次放電做準(zhǔn)備，此時(shí)電流流過電阻，單片機(jī)引腳RST這時(shí)為高電平，現(xiàn)在電路仍然是復(fù)位狀態(tài)，充電完成后，電容不存在，形成開路，RST此時(shí)為低電平，電路為正常工作狀態(tài)。3.3ADC0832芯片介紹圖3-7ADC0832引腳圖ADC0832是美國國家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的一種8位分辨率、雙通道A/D轉(zhuǎn)換芯片。體積比擬小，對(duì)其他芯片兼容性強(qiáng)、性能好、價(jià)格低是ADC0832的主要特點(diǎn)，因?yàn)樗倪@些特點(diǎn)受到的很對(duì)人的喜愛與使用，現(xiàn)在用它做設(shè)計(jì)的人已經(jīng)非常多了。我們通過學(xué)習(xí)和了解它的原理，最終能把它熟練掌握，非常有利于我們單片機(jī)技術(shù)水平的提高。ADC0832具有以下特點(diǎn)：〔1〕具有8位分辨率；〔2〕有兩個(gè)通道A/D轉(zhuǎn)換；〔3〕輸出的電平與很多芯片都兼容；〔4〕輸出的電壓能在最小與最大之間輸出；〔5〕250KHZ的工作頻率，使其轉(zhuǎn)換時(shí)間僅為32μS；〔6〕一般功耗僅為15mW；〔7〕它的工作溫度環(huán)境范圍比擬大；3.4本章小結(jié)本章主要內(nèi)容是分析系統(tǒng)控制芯片的工作原理，電路實(shí)現(xiàn)，軟件技術(shù)等相關(guān)設(shè)計(jì)。通過STC89C51最小系統(tǒng)的分析，熟悉時(shí)鐘電路，復(fù)位電路的工作原理，掌握控制模塊的功能實(shí)現(xiàn)，為系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供設(shè)計(jì)思路。第四章系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)整個(gè)系統(tǒng)最根底的就是系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)這個(gè)系統(tǒng)要考慮許多方面的因素，除了實(shí)現(xiàn)洗衣機(jī)根本功能以外，我們還要考慮諸多因素：比方設(shè)計(jì)所用的器件能不能買到、所做系統(tǒng)的穩(wěn)定性能不能到達(dá)、所設(shè)計(jì)的功能能不能實(shí)現(xiàn)、價(jià)格是不是能接受、編程容不容易實(shí)現(xiàn)和器件的兼容性等因素。所以我們所設(shè)計(jì)的硬件系統(tǒng)非常重要。以下是對(duì)所設(shè)計(jì)硬件系統(tǒng)各個(gè)模塊的具體分析。4.1總體設(shè)計(jì)及功能描述CPU控制模塊電機(jī)控制模塊顯示模塊電源模塊復(fù)位模塊時(shí)鐘模塊按鍵控制模塊圖4-1洗衣機(jī)控制系統(tǒng)總圖CPU控制模塊采用了STC89C51單片機(jī)來控制各個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)。我們的系統(tǒng)采用了模塊化的設(shè)計(jì)，因?yàn)檫x用模塊化設(shè)計(jì)更能直觀的反響出我們所設(shè)計(jì)的具體模塊。設(shè)計(jì)的功能模塊包括了一下幾個(gè)功能：?jiǎn)纹瑱C(jī)控制系統(tǒng)、電源、時(shí)鐘、復(fù)位、按鍵控制、直流電機(jī)控塊和顯示等模塊。洗衣機(jī)的主要功能有強(qiáng)弱洗滌功能、單獨(dú)脫水功能、進(jìn)排水功能、水位檢測(cè)功能、控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)以及電機(jī)的轉(zhuǎn)速、顯示洗滌時(shí)間和洗衣機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的功能。4.2各功能模塊硬件設(shè)計(jì)4.2.1單片機(jī)控制模塊的設(shè)計(jì)STC89C51單片機(jī)作為主控制的原因是：它是一種高效微型控制器，具有能耗低、性能高等特點(diǎn)。所以我們選用了STC89C51單片機(jī)作為該系統(tǒng)的主要控制芯片。為了方便設(shè)計(jì)我們采用40引腳PDIP雙列直插封裝形式，40引腳PDIP形式的STC89C51單片機(jī)具有32個(gè)外部雙向輸入/輸出〔I/O〕接口。40引腳的單片機(jī)外形及引腳排列如圖4-2所示。圖4-2STC89C51單片機(jī)的引腳圖STC89C51單片機(jī)中的電源、時(shí)鐘信號(hào)和復(fù)位電路是其工作的根本條件，缺少一個(gè)都不能工作。電源電路、時(shí)鐘電路、復(fù)位電路是單片機(jī)中最根本的電路。其組成如圖4-3所示。CPU控制模塊電源電路時(shí)鐘電路復(fù)位電路圖4-3單片機(jī)控制系統(tǒng)根本硬件組成方框圖電源電路單片機(jī)系統(tǒng)電源局部的原理圖如圖4-4所示。我國使用的標(biāo)準(zhǔn)電壓為220V，我們所設(shè)計(jì)電路的電壓為5V，我們需要經(jīng)過一系列的變化的到我們所需要的電壓5V。首先將電壓220V經(jīng)過變壓器T變壓為15V交流電，然后用4個(gè)二極管進(jìn)行全橋整流，在通過電容濾波得到光滑的5V直流電壓后，最后在經(jīng)過通過三端穩(wěn)壓管穩(wěn)壓的穩(wěn)壓效果，最終得到穩(wěn)定的+5V電壓給各個(gè)電路模塊進(jìn)行供電。圖4-4電源電路2.時(shí)鐘電路模塊的設(shè)計(jì)由于我們選用的芯片STC89C51自己本身就有時(shí)鐘振蕩電路，所以我們直接用就行了，不需要單獨(dú)進(jìn)行設(shè)計(jì)，只需要在單片機(jī)的XTAL1和XTAL2引腳外接石英晶體和微調(diào)電容，就能得到設(shè)計(jì)所需要的自激振蕩器，他能在單片機(jī)內(nèi)部產(chǎn)生時(shí)鐘脈沖信號(hào)，從而得到我們想要的。具體電路設(shè)計(jì)如圖4-5所示。圖4-5時(shí)鐘振蕩電路工作原理：內(nèi)部時(shí)鐘電路是有89C51本身用于構(gòu)成內(nèi)部振蕩器的高增益反相放大器和外部電路組成，引腳XTAL1是該放大器的輸入端，引腳XTAL2分別是該放大器的輸出端。放大器與外部諧振器構(gòu)成自激振蕩器，外部諧振器可以是石英晶體、陶瓷諧振器。外接的兩個(gè)電容與諧振器構(gòu)成了并聯(lián)振蕩電路。為了保證系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性對(duì)兩個(gè)電容也有很高的要求。石英晶體和陶瓷諧振器對(duì)兩個(gè)電容的要求分別為30pF士10pF和40pF士l0pF，這樣的選擇最好。。為了加快單片機(jī)的運(yùn)行速率，我們添加了晶體振蕩器，它可以簡(jiǎn)稱為晶振，它頻率〔fosc〕可以調(diào)控，調(diào)控范圍為1.2MHz~12MHz,在這次設(shè)計(jì)中我們選取最大值12MHz，選擇12MHz的主要原因是晶體振蕩頻率越高，系統(tǒng)的時(shí)鐘頻率也越高，單片機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行速率越快。3.復(fù)位電路模塊和設(shè)計(jì)復(fù)位電路使單片機(jī)或系統(tǒng)中的其他部件處于某種確定的狀態(tài)。當(dāng)在STC89C51系列單片的RST引腳處引入高電平形成2個(gè)高電平電位，單片機(jī)就會(huì)內(nèi)部自己執(zhí)行復(fù)位操作。總得來說，復(fù)位操作分為上電復(fù)位和按鍵復(fù)位。在這次設(shè)計(jì)中我們采用按鍵復(fù)位方式。如圖4-6所示。圖4-6復(fù)位電路工作原理：當(dāng)我們按下復(fù)位按鍵時(shí)，單片機(jī)引腳RST直接與高電壓VCC相連，這時(shí)出現(xiàn)2個(gè)以上的高電平，讓電路形成復(fù)位重置，復(fù)位的同時(shí)電解電容被短路，形成放電電路；當(dāng)我們復(fù)位按鍵松開同時(shí)，電容充電，為下次放電做準(zhǔn)備，此時(shí)電流流過電阻，單片機(jī)引腳RST這時(shí)為高電平，現(xiàn)在電路仍然是復(fù)位狀態(tài)，充電完成后，電容不存在，形成開路，RST此時(shí)為低電平，電路為正常工作狀態(tài)。4.2.2顯示電路設(shè)計(jì)顯示模塊由發(fā)光二極管和LED顯示器組成。1.發(fā)光二極管發(fā)光二極管的英文縮寫為L(zhǎng)ED。我們這次設(shè)計(jì)選用發(fā)光二極管主要用途是用來指示洗衣機(jī)的工作狀態(tài)和進(jìn)排水的狀態(tài)。6個(gè)發(fā)光二極管分別跟單片機(jī)的P1口的6個(gè)I/O口連接，如圖4-5所示。為了使導(dǎo)通發(fā)光二極管亮，只要在發(fā)光二極管的負(fù)極所對(duì)應(yīng)的P1口通入低電平。圖4-7發(fā)光二級(jí)管電路2.LED顯示器我們?yōu)榱酥庇^了觀察出所設(shè)計(jì)系統(tǒng)的運(yùn)行時(shí)間，就要設(shè)計(jì)出對(duì)應(yīng)的顯示電路。所以我們用了LED顯示器來顯示，顯示電路如圖4-8所示。圖4-8顯示電路LED顯示器的結(jié)構(gòu)每個(gè)LED顯示器是有8段不同的發(fā)光二極管組成的。LED顯示器有兩種連接方式，分別為共陽和共陰連接。我們這次使用的是四個(gè)共陽二極管，共陽LED顯示器的特點(diǎn)是，當(dāng)其中的發(fā)光二極管接低電平時(shí)，對(duì)應(yīng)的發(fā)光二極管被點(diǎn)亮，對(duì)應(yīng)的波段就顯示出來。共陰極連接與共陽極連接道理是同樣的。LED顯示器顯示不同的數(shù)字，就要使對(duì)應(yīng)打發(fā)光二極管點(diǎn)亮，為了使發(fā)光二極管點(diǎn)亮，就要編寫對(duì)應(yīng)的代碼，代碼和可以讓對(duì)應(yīng)的LED相應(yīng)的段發(fā)光，顯示出我們想要的數(shù)字，這些數(shù)字組成在一起就能顯示時(shí)間。有時(shí)我們也把這些代碼稱之為段碼或稱之為字型碼。4.2.3直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)圖4-9直流電機(jī)電路圖4-9所示是一個(gè)直流電機(jī)控制電路。當(dāng)JDQ2常閉斷開，常開閉合時(shí)，JDQ3和JDQ1常閉時(shí)，電機(jī)實(shí)現(xiàn)正轉(zhuǎn)。當(dāng)JDQ3常閉斷開，常開閉合時(shí)，JDQ2和JDQ1常閉時(shí)，電機(jī)實(shí)現(xiàn)反轉(zhuǎn)，從而到達(dá)洗衣機(jī)洗滌與漂洗的功能。當(dāng)JDQ3常閉時(shí)，JDQ2和JDQ1常閉斷開，常開閉合時(shí)，電機(jī)實(shí)現(xiàn)高速轉(zhuǎn)動(dòng)，從而到達(dá)脫水的效果。Q6控制的繼電器是調(diào)節(jié)脫水時(shí)間和洗滌時(shí)間的繼電器，不閉合的時(shí)候調(diào)節(jié)洗滌時(shí)間，閉合時(shí)調(diào)節(jié)脫水時(shí)間。Q7和Q8控制的繼電器調(diào)節(jié)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。4.2.4報(bào)警電路報(bào)警功能選擇用蜂鳴器來實(shí)現(xiàn)，蜂鳴器是一個(gè)一體化的結(jié)構(gòu)電子式訊響器，采用了直流的電壓供電，廣泛用于電腦及打印機(jī)及復(fù)印機(jī)及報(bào)警及電子玩具及汽車電子設(shè)備及、定時(shí)器及其他電子產(chǎn)品在聲音的設(shè)備。蜂鳴器可分為壓電蜂鳴器和電磁式蜂鳴器等兩種類型。本次設(shè)計(jì)采用了壓電蜂鳴器。壓電蜂鳴器主要由許多諧振子、壓電蜂鳴器、阻抗匹配、音箱、殼等。一些壓電蜂音器殼有一個(gè)發(fā)光二極管。許多電晶體諧振子或集成電路構(gòu)成。當(dāng)開關(guān)電源(l.5到15伏特直流電壓),許多諧振子初始、輸出1.5~2.5kHZ音頻信號(hào),阻抗匹配器壓電蜂鳴器聲音促進(jìn)。當(dāng)P16為低電平時(shí)發(fā)出報(bào)警。如圖4-10所示。圖4-10報(bào)警電路進(jìn)/排水電路設(shè)計(jì)的進(jìn)/排水電路根本與電機(jī)電路相同，如圖4-11所示，進(jìn)水閥受P33的控制，排水閥受P34的控制。當(dāng)電控水龍頭的控制端P33為低電平時(shí)，使三極管Q9導(dǎo)通，線圈得電使得進(jìn)水閥翻開，開始給洗衣機(jī)供水。當(dāng)電控水龍頭的控制端P34為低電平時(shí)，三極管Q10導(dǎo)通，線圈得電使得排水閥翻開，排出此時(shí)洗衣機(jī)內(nèi)的水。從而到達(dá)了近排水的效果。圖4-11進(jìn)/排水電路4.2.6按鍵模塊設(shè)計(jì)按鍵模塊電路圖，如圖4-12。4-12按鍵電路K1接P20口，K2接P21口，K1和K2的3口接口。K1控制洗衣方式和單獨(dú)脫水功能的選擇。K2是暫停和啟動(dòng)鍵。4.2.7水位檢測(cè)系統(tǒng)WaterSensor水位傳感器是深圳科易互動(dòng)公司最新推出的一款產(chǎn)品，它的主要特點(diǎn)是簡(jiǎn)單易用、小巧輕便、性比價(jià)較高的水位檢測(cè)傳感器。其工作原理為通過具有一系列暴露的平行導(dǎo)線線跡其水量的多少。與國外同類產(chǎn)品相比、不但體積小、功能強(qiáng)、而且設(shè)計(jì)具有以下特點(diǎn):水量到模擬量的轉(zhuǎn)換；可塑性強(qiáng)、本傳感器輸出為根底模擬值；低功耗、靈敏度高；可以直接與微處理器或其他邏輯電路相連接，適合各種開發(fā)板與控制器。水位監(jiān)測(cè)電路如圖4-13，3口接高電平，2口接ADC0832芯片的CHO口，1口接地。我們?cè)O(shè)置一個(gè)水位，在洗衣機(jī)進(jìn)水閥翻開時(shí)到達(dá)我們所設(shè)定的值，指示燈會(huì)點(diǎn)亮。在出水閥翻開時(shí)小于我們所設(shè)定的值時(shí)，指示燈會(huì)點(diǎn)亮，從而到達(dá)模擬水位的效果。4-13水位檢測(cè)電路4.2.8A/D轉(zhuǎn)換電路ADC0832為8位分辨率A/D轉(zhuǎn)換芯片，其最高分辨可達(dá)256級(jí)，可以適應(yīng)一般的模擬量轉(zhuǎn)換要求。其內(nèi)部電源輸入與參考電壓的復(fù)用，使得芯片的模擬電壓輸入在0~5V之間。芯片轉(zhuǎn)換時(shí)間僅為32μS，據(jù)有雙數(shù)據(jù)輸出可作為數(shù)據(jù)校驗(yàn)，以減少數(shù)據(jù)誤差，轉(zhuǎn)換速度快且穩(wěn)定性能強(qiáng)。獨(dú)立的芯片使能輸入，使多器件掛接和處理器控制變的更加方便。通過DI數(shù)據(jù)輸入端，可以輕易的實(shí)現(xiàn)通道功能的選擇。本設(shè)計(jì)用AD0832芯片作為改設(shè)計(jì)的A/D轉(zhuǎn)換芯片電路圖，如圖4-14。此電路的主要作用是把水位的模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量。電容C4的作用讓輸入的信號(hào)更加穩(wěn)定，防止ADC0832芯片監(jiān)測(cè)過快導(dǎo)致信號(hào)不穩(wěn)定。圖4-14A/D轉(zhuǎn)換電路4.3本章小結(jié)通過對(duì)本章主要模塊功能設(shè)計(jì)，對(duì)各個(gè)模塊的工作原理分析，掌握模塊功能并把它實(shí)現(xiàn)。第五章軟件局部設(shè)計(jì)5.1主程序流程圖圖5-1主程序流程圖5.2工作子程序流程圖圖5-2工作子程序流程圖5.3按鍵子程序流程圖圖5-3按鍵子程序流程圖5.4顯示子程序工作流程圖圖5-4顯示子程序流程圖5.5本章小結(jié)本章主要分析了系統(tǒng)程序的設(shè)計(jì)分析。通過對(duì)流程圖的分析可以掌握程序的運(yùn)行情況以及數(shù)據(jù)的流向。程序的好壞還需要配合硬件電路的設(shè)計(jì)與仿真，在軟件仿真的根底上形成準(zhǔn)確的程序。第六章仿真與調(diào)試6.1標(biāo)準(zhǔn)方式仿真圖本次設(shè)計(jì)硬件調(diào)試采用Protues軟件進(jìn)行仿真。圖6-1為硬件仿真電路圖，進(jìn)/排水閥由LED燈表示。圖6-1硬件仿真電路圖結(jié)論主要是以STC8989C51單片機(jī)為核心芯片來完成這次畢業(yè)設(shè)計(jì)。首先，對(duì)洗衣機(jī)進(jìn)行了簡(jiǎn)單的原理分析與設(shè)計(jì)。這次設(shè)計(jì)以軟硬件相結(jié)合與伙伴一起完成這次畢業(yè)設(shè)計(jì)。我主要完成硬件局部。在越來越智能化的社會(huì)，智能洗衣機(jī)成了每個(gè)家里不可缺少的家用電器。所以我選擇這樣的畢業(yè)設(shè)計(jì)課題，并且能通過此次設(shè)計(jì)來提高自己硬件電路設(shè)計(jì)的能力。在我完成這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中，當(dāng)看到自己將專業(yè)知識(shí)用于解決實(shí)際的問題時(shí)，那份成就感和喜悅感是難以形容的。但是，在實(shí)際制作的過程中，我發(fā)現(xiàn)自己應(yīng)該學(xué)的東西太多太多。光靠自己在書本上所學(xué)過的這點(diǎn)知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，真正地認(rèn)識(shí)到了工作就是學(xué)習(xí)的道理。由于自己以前沒有認(rèn)真學(xué)習(xí)單片機(jī)，感覺十分吃力，覺得畢業(yè)設(shè)計(jì)的任務(wù)十分緊迫。通過對(duì)本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，我學(xué)習(xí)到了硬件開發(fā)的根本流程并有了一定的駕御此開發(fā)過程的能力。總之，這次畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)我來說是一次比擬全面的、富有創(chuàng)造性和探索性的鍛煉，完成了我選題時(shí)的心愿。令我深有感觸，對(duì)于我今后的學(xué)習(xí)、工作和生活都將是受益非淺。參考文獻(xiàn)[1]楊寶清.實(shí)用電路手冊(cè)，北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2002[2]江志紅.51單片機(jī)案例精選，北京：清華大學(xué)出版社，2023[3]華永平.電子線路課程設(shè)計(jì)，南京:東南大學(xué)出版社，2006[4]胡漢才.單片機(jī)原理及其接口技術(shù)，北京：清華大學(xué)出版社，1996[5]閻石.數(shù)字電子技術(shù)，北京：高等教育出版社，2004[6]潘新民等編著.微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù)，北京：高等教育出版社，2001[7]趙偉軍.Protel99SE原理圖與PCB仿真，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005[8]辛友順.單片機(jī)引用系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，福建：福建科學(xué)技術(shù)出版社，2006[9]李勛.單片機(jī)微型計(jì)算機(jī)大學(xué)讀本.北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2002.[10]克強(qiáng).用AT89C2051單片機(jī)制作洗衣機(jī)控制電路[J].北京：電子世界，2001.3[11]張美金、劉卉、謝國民.80C51單片微機(jī)原理及應(yīng)用教程[M].沈陽：遼寧人民出版社，2023.10[12]MeehanJoanne,MuirLindsey.SCMinMerseysideSMEs:Benefitsandbarriers[J].TQMJournal.2023[13]MeehanJoanne,MuirLindsey.SCMinMerseysideSMEs:Benefitsandbarriers[J].TQMJournal.2023：55-59[14]YeagerBrent.Howtotroubleshootyourelectronicscale[J].PowderandBulkEngineering.1995：77-81附錄1系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理圖附錄2元件清單9*15萬用板STC89C51單片機(jī)40腳IC座12MHz晶振30pF瓷片電容*210uF電解電容*2ADC08328腳IC座四位一體共陽數(shù)碼管0.365V有源蜂鳴器5mm紅色LED*45mm黃色LED*25mm綠色LED*29012三極管*10104獨(dú)石電容按鍵*35V繼電器〔黃〕*52pin接線端子〔藍(lán)〕*23V直流電機(jī)10k電阻2.2k電阻*91k電阻*7220歐電阻*2100歐電阻排針*3杜邦線*3水位傳感器ＵＳＢ電源線導(dǎo)線焊錫附錄3系統(tǒng)源程序#defineuintunsignedint#defineucharunsignedchar#defineDUANP0#include<reg52.h>#include<intrins.h>charmin=15,sec=0; //定義定時(shí)變量/**端口定義**/sbitCS=P3^0;sbitClk=P3^1;sbitDATI=P3^2;sbitDATO=P3^2;sbitDIAN=P0^5;//小數(shù)點(diǎn)/**定義全局變量**/unsignedchardat=0x00;//AD值unsignedcharCH;//通道變量ucharMODE=0;ucharNUM=0;bitflag_START=0;bitflag_finish=0;/**共陽LED段碼表**/unsignedcharcodetab[]={0x5F,0x44,0x9D,0xD5,0xC6,0xD3,0xDB,0x47,0xDF,0xD7};voiddelay(uchari);//函數(shù)聲明/**管腳聲明**/sbitbuzz=P1^6; //蜂鳴器sbitKEY_MODE=P2^0;//模式選擇按鍵sbitKEY_PAUSE=P2^1;//啟動(dòng)、暫停按鍵sbitLED_15min=P1^0;//洗衣模式燈sbitLED_20min=P1^1;sbitLED_30min=P1^2;sbitLED_WASH=P1^3;//洗衣過程指示燈sbitLED_RINSE=P1^4;sbitLED_DRY=P1^5;sbitMOTOR_R=P3^5;//控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)方式的3個(gè)繼電器sbitMOTOR_L=P3^6;sbitMOTOR_WASH_DRY=P3^7;sbitWATER_IN=P3^3;//進(jìn)水sbitWATER_OUT=P3^4;//排水sbitLED1=P2^4;sbitLED2=P2^5;sbitLED3=P2^6;sbitLED4=P2^7;/**水位檢測(cè)AD轉(zhuǎn)換**/unsignedcharadc0832(CH){ unsignedchari,test,adval; adval=0x00; test=0x00; Clk=0;//初始化 DATI=1; _nop_(); CS=0; _nop_(); Clk=1; _nop_(); if(CH==0) { Clk=0; DATI=1; _nop_(); Clk=1; _nop_(); Clk=0; DATI=0; _nop_(); Clk=1; _nop_(); } else { Clk=0; DATI=1; _nop_(); Clk=1; _nop_(); Clk=0; DATI=1; _nop_(); Clk=1; _nop_(); } Clk=0; DATI=1; for(i=0;i<8;i++) { _nop_(); adval<<=1; Clk=1; _nop_(); Clk=0; if(DATO) adval|=0x01; else adval|=0x00; } for(i=0;i<8;i++) { test>>=1; if(DATO) test|=0x80; else test|=0x00; _nop_(); Clk=1; _nop_(); Clk=0; } if(adval==test) dat=test; nop_(); CS=1; DATO=1; Clk=1; returndat;}/**顯示子程**/voiddisplay(){ DUAN=~tab[min/10]; LED1=0; delay(2); LED1=1; DUAN=~tab[min%10]; DIAN=0; LED2=0; delay(2); LED2=1; DUAN=~tab[sec/10]; LED3=0; delay(2); LED3=1; DUAN=~tab[sec%10]; LED4=0; delay(2); LED4=1;}voidread_0832(){ uintsum; ucharread_num; for(read_num=0;read_num<20;read_num++) { dat=adc0832(CH); sum=sum+dat; display(); } dat=sum/20; sum=0;}/**按鍵子程**/voidKEY(){// uchartime_start; if(KEY_MODE==0&&TR0==0) { delay(20); if(KEY_MODE==0) { buzz=0; delay(20); buzz=1; MODE++; if(MODE==1) {min=20;sec=0;LED_15min=1;LED_20min=0;} elseif(MODE==2) {min=30;sec=0;LED_20min=1;LED_30min=0;} elseif(MODE==3) {min=3;sec=0;LED_30min=1;} if(MODE>=4) { MODE=0; min=15; sec=0; LED_15min=0; } while(KEY_MODE==0)display(); } } if(KEY_PAUSE==0) { delay(20); if(KEY_PAUSE==0) { buzz=0; delay(20); buzz=1; flag_START=~flag_START; if(NUM==1||NUM==4||NUM==6) { TR0=!TR0; MOTOR_R=1; MOTOR_L=1; }// NUM=0; //TR1=flag_START; while(KEY_PAUSE==0)display(); } }}//**工作子程**//voidwork(){ read_0832(); if(flag_START==1){if(min<=3&&dat<100) { TR0=1; LED_WASH=1;LED_RINSE=1; WATER_IN=1; WATER_OUT=1; LED_DRY=0; MOTOR_WASH_DRY=1; MOTOR_R=0; MOTOR_L=1; } elseif(min<=3&&dat>100) { TR0=0; LED_WASH=1;LED_RINSE=1; WATER_IN=1;WATER_OUT=0; MOTOR_R=1; MOTOR_L=1; } elseif(min==0&&sec==0) { TR0=0; MOTOR_R=1; MOTOR_L=1; } elseif(NUM==0) { L