基于51單片機(jī)洗衣機(jī)課程設(shè)計(jì)報(bào)告

1、單片機(jī)原理及系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)評語：考勤10分守紀(jì)10分過程30分設(shè)計(jì)報(bào)告30分答辯20分總成績(100分)專 業(yè)： 自動控制 班 級： 控1102 姓 名： 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師： 蘭州交通大學(xué)自動化與電氣工程學(xué)院2014 年 1月 13 日基于51單片機(jī)的洗衣機(jī)設(shè)計(jì)1 設(shè)計(jì)目的、要求及原理1.1設(shè)計(jì)目的由單片機(jī)控制實(shí)現(xiàn)洗衣機(jī)的各項(xiàng)功能，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)的全自動洗衣機(jī)控制電路系統(tǒng)具有很強(qiáng)的實(shí)用性。用單片機(jī)設(shè)計(jì)出簡單操作省水省電的洗衣機(jī)，在方便日常生活和節(jié)約資源方面都有重要意義。由于個(gè)人能力有限，我能設(shè)計(jì)的洗衣機(jī)比前沿科技產(chǎn)品要差很多。所以我這次課設(shè)的主要目的在于通

2、過親手操作，查找資料，培養(yǎng)自己的分析設(shè)計(jì)能力。把這學(xué)期課程中零散的知識進(jìn)行整合，將理論的知識聯(lián)系到實(shí)際的生活中。在實(shí)例中深入理解一些理論知識，并從中有所收獲，就是意義所在。1.2設(shè)計(jì)要求通過仿真軟件模擬洗衣機(jī)的基本工作過程，如進(jìn)水、洗滌、排水、漂洗、脫水等。1.3設(shè)計(jì)方法利用89c51單片機(jī)的p0，p1，p2，p3串行輸入輸出功能，控制數(shù)碼管、電機(jī)、發(fā)光二極管的工作狀態(tài)模擬洗衣機(jī)的基本工作過程。2 設(shè)計(jì)方案及原理2.1 設(shè)計(jì)方案洗衣機(jī)的主要工作程序是：進(jìn)水洗滌排水進(jìn)水漂洗排水脫水排水。上述工作程序中，主要包含三個(gè)過程，洗滌過程、漂洗過程、脫水過程。(1) 洗滌過程：放好待洗物，啟動開關(guān)，進(jìn)水閥

3、通電，向洗衣機(jī)供水，當(dāng)供水達(dá)到預(yù)定時(shí)間后，進(jìn)水閥斷電關(guān)閉，停止供水。洗滌電動機(jī)接通電源，帶動波輪(或桶)旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生各種形式的水流攪動衣物進(jìn)行洗滌。通過電動機(jī)不停的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)，形成洗滌水對洗滌物產(chǎn)生強(qiáng)烈的翻滾作用。同時(shí)，衣物之間、衣物與四周桶壁之間產(chǎn)生互相摩擦和撞擊力，以次達(dá)到洗滌衣物的目的。(2) 漂洗過程：漂洗的目的在于清除衣物上的洗滌液。因此，在洗滌結(jié)束之后，換水進(jìn)行漂洗。漂洗過程與洗滌過程的電器動作是完全相同的。為了完全漂凈衣服上的洗衣粉等，所以要多次漂洗，在這次設(shè)計(jì)中漂洗次數(shù)設(shè)定為三次。(3) 脫水過程：漂洗后，需要對衣物進(jìn)行脫水以便晾干，節(jié)省水資源，所以脫水是洗衣過程中必不可少的環(huán)節(jié)

4、。漂洗過程結(jié)束后，電動機(jī)停止轉(zhuǎn)動，排水閥通電，打開排水閥門排水。當(dāng)排水到達(dá)預(yù)定時(shí)間后，脫水電動機(jī)接通，電機(jī)帶動脫水桶高速旋轉(zhuǎn)，利用離心力把衣服上的水從桶壁的小眼里甩出。全部洗衣工作完成后，表示結(jié)束的led燈點(diǎn)亮，表示衣物已經(jīng)洗好，洗衣機(jī)在這時(shí)就會自動停止工作。2.2 設(shè)計(jì)原理本設(shè)計(jì)用51單片機(jī)實(shí)現(xiàn)對洗衣機(jī)的控制，通過功能選擇開關(guān)可以選擇洗衣機(jī)的工作模式。當(dāng)選擇好模式后洗衣機(jī)進(jìn)入相應(yīng)的工作狀態(tài)。該模式的參數(shù)已裝入單片機(jī)中，洗衣機(jī)在單片機(jī)中預(yù)先裝入程序的控制下進(jìn)行工作。程序?qū)崿F(xiàn)的主要功能是洗滌，漂洗和脫水的控制。其中洗滌時(shí)間設(shè)為96s,用sec和min控制，其中sec代表分鐘min代表秒。并且通過

5、改變它們的值可以改變洗滌時(shí)間。用p3.2和p3.3控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)（通過它們高低不同的電平控制電流的方向，從而改變電機(jī)的轉(zhuǎn)向。漂洗過程和洗滌過程較為相似，由于漂洗要多次進(jìn)行，所以用進(jìn)水次數(shù)標(biāo)志位flag1控制漂洗的次數(shù)，當(dāng)flag1=2、3、4時(shí)為漂洗過程。脫水過程是在出水次數(shù)flag2的控制下進(jìn)行。當(dāng)flag2=4時(shí)脫水，當(dāng)脫水時(shí)間到達(dá)0后，脫水結(jié)束，洗衣結(jié)束，表示停止的指示燈亮。ata89c51按鍵輸入工作狀態(tài)顯示電機(jī)控制時(shí)間顯示圖1 系統(tǒng)組成框圖3 硬件設(shè)計(jì)3.1系統(tǒng)主要元器件在本設(shè)計(jì)中主要使用了以下元器件:at89c51芯片、74ls245芯片 、四數(shù)碼管、發(fā)光二極管、直流電動機(jī)、三極

6、管等。3.2 設(shè)計(jì)原理圖洗衣機(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)的全自動洗衣機(jī)控制電路系統(tǒng)具有很強(qiáng)的實(shí)用性采用5l系列單片機(jī)作為控制核心，主要包括功能選擇及控制電路、洗衣機(jī)工作狀態(tài)顯示及輸出控制電路。控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)以及進(jìn)水閥和排水閥的開啟和關(guān)閉。如圖2所示為設(shè)計(jì)原理圖。圖2 硬件連接圖4 軟件設(shè)計(jì)4.1 主程序流程圖按下k1鍵，洗衣機(jī)從待命狀態(tài)。當(dāng)按下k2鍵后，51單片機(jī)通過預(yù)先裝入的程序控制各引腳的狀態(tài)，讓洗衣機(jī)才進(jìn)入工作狀態(tài)，以實(shí)現(xiàn)進(jìn)水、洗衣、排水、漂洗、脫水、報(bào)警等基本功能。主程序流程圖如圖3所示。圖3 主程序流程圖5 系統(tǒng)仿真及實(shí)際調(diào)試

7、5.1 仿真結(jié)果圖4 :系統(tǒng)仿真結(jié)果5.1 問題分析本電路為模擬洗衣機(jī)工作過程，所以進(jìn)水和排水部分只能用輸出引腳上的發(fā)光二極管表示工作狀態(tài)，報(bào)警電路為脫水過程的保護(hù)電路，當(dāng)脫水未結(jié)束打開洗衣機(jī)蓋的時(shí)候，報(bào)警電路工作并斷開電機(jī)電源，防止發(fā)生事故。6 總結(jié)在本設(shè)計(jì)中通過軟，硬件的配合設(shè)計(jì)，很好的實(shí)現(xiàn)了洗衣機(jī)的控制功能。本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，控制功能強(qiáng)大，自動化程度高等特點(diǎn)。 系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)采用模塊化的設(shè)計(jì)方法，各模塊功能相對獨(dú)立，最后把它們整合在一起，大大的縮短了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)周期。為保證洗衣機(jī)及人身安全,設(shè)計(jì)了報(bào)警電路。本設(shè)計(jì)還考慮半自動的設(shè)計(jì)，用戶可以根據(jù)自己的需求自由選擇洗衣機(jī)的工作方式，這一點(diǎn)是通過

8、功能選擇鍵實(shí)現(xiàn)的。通過這次單片機(jī)課程設(shè)計(jì)，不僅鞏固了課本上所學(xué)的知識，而且更加深刻地認(rèn)識到了單片機(jī)在生活中的重要地位，通過這次課程設(shè)計(jì)讓我對單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過程與方法有了一定的認(rèn)識，很好的培養(yǎng)了自己的創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力。參考文獻(xiàn)1 李朝青.單片機(jī)原理及接口技術(shù)m.北京:北京航空航天出版社，1999.2 顧濱.單片微計(jì)算機(jī)原理、開發(fā)及應(yīng)用m.北京:高等教育出版社，2000.3 王思明，張金敏，茍軍年等.單片機(jī)原理及應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)m:科學(xué)出版社，2012.4 房小翠.單片機(jī)實(shí)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)m.北京:國防工業(yè)出版社，1990.附錄1 源程序#include#define uchar unsigned cha

9、r#define uint unsigned int/*/sbit mo_r=p32; /電機(jī)右控制線sbit mo_l=p33; /電機(jī)左控制線/*/sbit key_menu=p34; / 菜單按鍵sbit key_on=p35; / 開始按鍵sbit key_off=p36; / 結(jié)束按鍵sbit key_se=p37; / 菜單選擇按鍵/*/sbit led_in=p00;/進(jìn)水指示燈sbit led_xi=p01; / 洗衣指示燈sbit led_pao=p02;/泡洗指示燈sbit led_xx=p03; / 脫水指示燈sbit led_out=p04; / 出水指示燈sbit l

10、ed_over=p05; / 洗衣結(jié)束指示燈sbit led_work=p06; / 電機(jī)工作指示燈sbit led_wring=p07;/報(bào)警指示燈sbit other=p31; /脫水電源控制開關(guān)sbit anther=p30; /洗衣電源控制開關(guān)/*/uchar code num10=0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90;/*/char sec=0; / 時(shí)間秒char min=0; / 時(shí)間分uchar count=0; / 中斷計(jì)數(shù)uchar flag0=0; / 洗衣機(jī)工作狀態(tài)標(biāo)志uchar flag1=0; / 進(jìn)水次

11、數(shù)標(biāo)志uchar flag2=0; / 出水次數(shù)標(biāo)志uchar flag3=0; / 泡洗次數(shù)標(biāo)志uchar err=0; / 報(bào)警標(biāo)志uchar quan=0; / 正反轉(zhuǎn)計(jì)數(shù) /*/void delay(); / 延時(shí)函數(shù)void in(); / 進(jìn)水子程序void out(); / 出水子程序void over(); / 結(jié)束子程序void xi(); / 洗衣子程序void pao(); / 泡衣子程序void xx(); / 脫水子程序void on(); / 工作on處理子程序void se(); / 顯示菜單選擇void seg_display(); / 顯示時(shí)間子程序void

12、key_scan(); / 按鍵掃描子程序void delay(uint i)uint x,y;for(x=i;x0;x-) for(y=120;y0;y-); /*工作on處理子程序*/void on()tmod=0x01;th0=(65536-50000)/256;tl0=(65536-50000)%256;ea=1;et0=1;tr0=1; p0 = 0xff;if(flag0=0) in();if(flag0=1) xi();if(flag0=2) pao();if(flag0=3) xx();if(flag0=4) out();/*結(jié)束子程序*/void over()other=0;

13、anther=0;p0=0xff;mo_r=0;mo_l=0;led_over=0;ea=0; /*進(jìn)水子程序*/void in()anther=0;other=0;p0=0xff;led_in=0;flag1+;mo_r=0;mo_l=0;min=0;sec=8;/*洗衣子程序*/void xi() anther=1; other=0; p0=0xff; led_work=0; led_xi=0; mo_r=1; mo_l=0; min=1; sec=36; quan=0;/ /*泡衣子程序*/void pao() anther=1;other=0;p0=0xff;led_pao=0;led

14、_work=0;flag3+;mo_r=1;mo_l=0;min=1;sec=35;quan=0;/*脫水子程序*/void xx()other=1;anther=0;p0=0xff;led_xx=0;mo_r=0;mo_l=1;min=0;sec=50; /*出水子程序*/void out()anther=0;other=0;p0=0xff;led_out=0;flag2+;mo_r=0;mo_l=0;min=0;sec=5; /*顯示菜單選擇*/void se()p0=0xff;if(flag0 = 5)flag0=0; if(flag0=0)led_in=0;if(flag0=1)led

15、_xi=0;if(flag0=2)led_pao=0;if(flag0=3)led_xx=0;if(flag0=4)led_out=0; /*菜單處理子程序*/void menu() min=0;sec=0;mo_r=0;mo_l=0;seg_display(); while(1) if(key_on=0)delay(5);if(key_on=0)while(!key_on);on();break;/*/if(key_off=0)delay(5);if(key_off=0)while(!key_off);over();break;/*/if(key_se=0)delay(5);if(key_s

16、e=0)while(!key_se);flag0+;se();/*按鍵掃描子程序*/void key_scan() if(key_menu=0)delay(5);if(key_menu=0)while(!key_menu);menu();/*/if(key_on=0)delay(5);if(key_on=0)while(!key_on);on();/*/if(key_off=0)delay(5);if(key_off=0)while(!key_off);over();/*顯示子程序*/void seg_display()p1=0x01;p2=nummin/10;delay(10);p1=0x0

17、2;p2=nummin%10;delay(10);p1=0x04;p2=numsec/10;delay(10);p1=0x08;p2=numsec%10;delay(10);/*主函數(shù)*/void main()led_in=0;anther=0;other=0;while(1)seg_display();key_scan(); /*定時(shí)器0中斷處理程序*/void timer0() interrupt 1th0=(65536-50000)/256;tl0=(65536-50000)%256;count+; if(count=20) count=0;sec-;if(flag0=1)|(flag0

18、=2) quan+;switch(quan) case 1:mo_r=1;mo_l=0;break;case 10:mo_r=0;mo_l=0;break;case 15:mo_r=0;mo_l=1;break;case 25:mo_r=0;mo_l=0;break;default:; if(quan=30) quan=0; /*/if(sec=0)&(min != 0) min-; sec=59; /*/if(sec0)&(min=0)&(flag0=0) /進(jìn)水結(jié)束 switch(flag1) case 1:flag0=1;xi();break;case 2:flag0=2;pao();break;case 3:flag0=2;pao();break;case 4:flag0=2;pao();break;default: err=1;led_wring = 0; /*/if(sec0)&(min=0)&(flag0=1) /洗衣結(jié)束 flag0=4; out(); /*/if(sec0)&(min=0)&(flag0=2) /泡衣結(jié)束 switch(flag3) case 1:flag0=4;out();break;case 2:flag0=4