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基于单片机的洗衣机控制电路设计

基于单片机的洗衣机控制电路设计
基于单片机的洗衣机控制电路设计

摘要

本文以AT89C51单片机为核心,设计了全自动洗衣机控制系统。本系统实现了对洗衣机整个洗衣过程的控制,包括用户参数输入、洗衣和脱水三个阶段。控制系统主要由电源电路、数字控制电路和机械控制电路三大模块构成。控制程序设计包括定时中断服务程序、外中断服务程序及主程序。该系统具有控制简单,操作方便等特点。

关键词:单片机;全自动;洗衣机;实时控制;定时电路

ABSTRACT

Thisarticledesignsafull-automaticwashingmachinecontrolsystemwith8051ascor e.Thissystemrealizeswholeworkingcourseoffull-automaticwashingmachine,includin gfourparts:userparameterinput,washanddehydrate.controlproceduresdesignedtimerin terruptserviceprocedures,externalinterruptserviceproceduresandthemainprogram.Th econtrolsystemissimple,user-friendlyfeatures.

Keywords:SCM;Full-automatic;washingmachine;Realtimecontrol;Timingcircu it.

目录

摘要............................................................ I ABSTRACT ........................................................ I 第1章引言 (1)

1.1本课题研究的目的和意义 (1)

1.2洗衣机的发展和分类 (1)

1.3洗衣机的基本工作原理 (2)

1.4设计论文的主要内容及基本要求 (3)

第2章设计方案与论证 (3)

2.1方案论证 (3)

2.2洗衣机整体电路分析 (4)

第3章硬件系统设计 (5)

3.1电源部分 (6)

3.2数字控制电路部分 (6)

3.2.1片机主控模块 (7)

3.2.274138译码器 (10)

3.2.3LED显示模块 (12)

3.2.4按键输入模块 (13)

3.2.5蜂鸣器报警模块 (14)

3.2.6指示灯模块 (14)

3.3机械控制电路部分 (15)

3.3.1电控水龙头 (16)

3.3.2水位检测机构 (16)

3.3.3电动机控制 (17)

3.4硬件系统整机电路 (19)

第4章软件设计 (19)

4.1程序流程图 (19)

4.2程序设计 (22)

第5章系统工作流程 (23)

第6章结束语 (23)

致谢 (24)

参考文献 (24)

附录1整机电路图 (25)

附录2程序 (26)

第1章引言

1.1本课题研究的目的和意义

洗衣机是现代人必备的日常生活家用电器之一,它的发明和应用使人们的

洗衣工作变得省时又省力,很好地缓解了人们在家务劳动方面的压力。而在家

电市场竞争日益激烈和利润下降的今天,各大家电生产厂商均致力于开发出能

满足用户各种要求的智能家电产品,并努力降低生产成本以增强竞争力。作为

家电市场中的重要成员,全自动洗衣机的市场竞争更是趋于白炽化。在数字技

术风行的今天,大多数的家用电器实现了数字化控制。作为一个价廉物美的微

处理器,单片机被广泛应用在各种数字系统中。基于单片机的全自动洗衣机控

制系统是单片机应用的一个典型例子。本系统以AT89C51单片机为核心,设计

了全自动洗衣机控制系统。

对基于单片机的全自动洗衣机控制系统设计进行深入研究,可使我们掌握

全自动洗衣机这种重要家电的工作原理和控制系统,进一步了解单片机在不同

领域的应用方法,学会维修全自动洗衣机的基本技术,同时也为将来从事电子

信息行业工作打下一定基础,因此对洗衣机控制电路的研究有其极其重要的理

论和现实意义。

1.2洗衣机的发展和分类

全自动洗衣机是一种除放、取衣物和开动洗衣机这三道手续外,其余洗衣

各程序全部自动完成的机电设备。1874年美国的比尔?布莱克斯通发明了木制

手摇洗衣机,这是世界上第一台人工搅动洗衣机。1911年美国人又研制了世界

上第一台电动洗衣机。1920年美国的玛依塔格公司又把洗衣机的木制桶改为铝

制桶体,第二年又把铝制桶体改为外层铸铝、内层为铜板的双层结构。1936年,他们又将搪瓷用于洗衣机桶体。与此同时,世界各地也相继出现了洗衣机。欧洲国家研究成功了喷流式洗衣机和滚筒式洗衣机。1932年后,美国一家公司

研制成功了第一台前装式滚筒全自动洗衣机,洗涤、漂洗和脱水都在同一个滚筒内自动完成,使洗衣机的发展跃上了一个新台阶。这种滚筒洗衣机,目前在欧洲、美洲等地得到了广泛的应用。1955年,在引进英国喷流式洗衣机的基础之上,日本研制出独具风格、并流行至今的波轮式洗衣机。至此,波轮式、滚筒式、搅拌式在洗衣机生产领域三分天下的局面初步形成。第二次世界大战结束后,洗衣机得到了迅速的发展,研制出具有独特风格的波轮式洗衣机。这种洗衣机由于其波轮安装在洗衣桶底,又称涡卷式洗衣机。近几十年,在工业发达国家,全自动洗衣机制造技术又得到迅速发展,其年总产量及社会普及率均以达到相当高得水平。目前世界洗衣机年总产量近5000万台,而全自动洗衣机的产量呈增长趋势,在技术性能上正向着节水、节能、高效、结构更趋合理的方向发展。微电脑控制功能、新型的洗涤方式、高速脱水以及低噪音等方面都有了很大提高。

在中国,由于历史原因,洗衣机工业起步较晚,直到1978年才正式生产家用洗衣机。但是,随着人们认识的发展,尤其是改革开放的不断深化,进入80年代后的洗衣机工业并没有像一些人预料的那样停步不前,而是保持着旺盛的发展势头。1983年洗衣机产量由1978年的400台飙升到365万台,此后全国各地掀起了大规模的技术引进热潮,大约有40多个厂家先后从洗衣机技术先进国日本、英国、法国、意大利、澳大利亚等引进技术60多项。技术的引进、吸收和创新,极大地提升了国产洗衣机的产业素质与生产能力,缩短了同发达国家之间的差距。如今,我国洗衣机年产量约占世界年产量的四分之一,居于世界首位。除了在数量和品种上满足国内市场外,还出口到北美、欧洲、东南亚等地,跻身于国际洗衣机市场的竞争行列[16]。

1.3洗衣机的基本工作原理

洗衣机的洗涤过程主要是在机械产生的排渗、冲刷等机械作用和洗涤剂的润湿、分散作用下,将污垢溶入水中来实现洗净的目的。首先充满于波轮叶片间的洗涤液,在离心力的作用下被高速甩向桶壁,并沿桶壁上升。在波轮中心处,因甩出液体而形成低压区,又使得洗涤液流回波轮附近。这样,在波轮附近形成了。波轮轴线为中心的涡流。衣物在涡流的作用下,作螺旋式回转,吸入中心后又被甩向桶壁,与桶壁发生摩擦。又由于波轮中心是低压区,衣物易

2

被吸在波轮附近,不断地与波轮发生摩擦,如同人工揉搓衣物,污垢被迫脱离衣物。其次,当衣物被放进洗涤液之后,由于惯性作用运动缓慢,在水流与衣物之间存在着速度差,使得两者发生相对运动,水流与衣物便发生相对摩擦,这种水流冲刷力同样有助于污垢离开衣物。再次由于洗衣桶形状的不规则,当旋转着的水流碰到桶壁后,其速度和方向都发生了改变,形成湍流。在湍流的作用下,衣物做无规则地运动并翻滚,其纤维不断被弯曲、绞纽扣拉长,衣物相互相摩擦,增大了洗涤的有效面积,提高衣物的洗净的均匀性。

而全自动洗衣机就是在一个套桶内自动完成洗涤、漂洗和脱水全过程,不用人管,使用者只要设定各步的时间。洗衣机的控制电路则是完成上述过程的自动控制。

1.4设计论文的主要内容及基本要求

本设计采用AT89C51单片机设计一个洗衣机控制电路,它具有以下功能:(1)洗衣机可选择强弱洗状态,洗涤次数为4,洗涤时间为30分钟,脱水时间为5分钟并用7个LED和2个显示器分别表示其工作状态和显示相应状态下的时间;

(2)包含硬件设计和软件设计;

(3)设计程序自动完成洗衣.脱水的全过程;

(4)脱水完成后,洗衣机的蜂鸣器发出5次“嘟嘟”声,表示洗衣机工作结束。

第2章设计方案与论证

2.1方案论证

方案一:可以用纯机械式来设计控制器。本方法利用机械原理来设计定时器。例如可以利用弹簧储存能量和释放能量的过程得到定时时间。其原理如同机械式(上发条)的钟表。由于长时间工作,金属容易疲劳,一旦出现这样的情况,其定时的误差变大,导致定时不准确。同时由于金属的疲劳和磨损等,可能引发定时器停摆,轮子打滑,进水等问题。但机械式控制器具有制造方便,成本低等特点,所以在很多场合应用面依然比较广。

方案二:采用专用集成电路(ASIC芯片)。专用集成电路(ASIC芯片)具有价格低,体积小,可靠性高等优点。它一方面克服了机械式控制器所引发的定时器停摆,轮子打滑,进水等缺点;另一方面也克服了利用单片机设计的控制器的问题,不易出现死机,程序调用混乱等问题。同时,采用专用芯片大批量生产时,其性价比高。

方案三:利用单片机控制。利用单片机设计控制器是一种理想的设计方案。其优点突出,主要表现为:前期开发投入少,效率高,设计周期短,控制精度较高操作灵便。

本设计采用AT89C51单片机控制,单片机是在一块芯片上集成了CPU,存贮器、定时/计数器和多功能I/O口的微处理器,主要用于控制系统中。它具有体积小、功能强和价格便宜等优点,因而广泛地应用在家用电器上。近几年来单片机在家电上的应用越来越广泛,取得惊人的进步和成果。

2.2洗衣机整体电路分

图2-1整机框图

全自动洗衣机的组成方框图如图2-1所示,组成部件有AT89C51单片机、74138译码器、水位检测机构、指示灯、电动机、蜂鸣器、电控水龙头、LED 显示器及4只按键。AT89C51为主控模块,译码器完成主控模块与指示灯的连接,键盘输入部分用于洗衣机的工作方式选择,指示灯配合按键工作,用于指示用户洗衣机的工作状态,LED显示模块用于显示洗衣剩余时间和脱水剩余时间,蜂鸣器用于提示用户脱水时间结束。水位检测机构由玻璃管、浮子、金属

4

滑杆等组成,玻璃管与洗衣桶相连,玻璃管中的水位就是洗衣桶内的水位,在放水或进水的过程中,浮子带动金属管上下移动,当水位处于最高点或最低点时,金属滑杆都与金属地相连,致使引脚INT处于低电平,向CPU申请中断,否则INT1被上拉电阻上拉为高电平。74138的输入端C、B、A分别接单片机的P1.3、P1.4、P1.5,输出端Y0控制“洗衣剩余时间”指示灯,Y1控制“脱水剩余时间”指示灯,Y2控制“强洗”指示灯,Y3控制“弱洗”指示灯,Y4控制“洗涤次数”指示灯,Y5控制“洗衣定时”指示灯,Y6控制“脱水定时”指示灯。电动机有2个控制端,一端控制电动机正向运转,该端与P1.0相连,另一端控制电动机反向运转,该端与P1.1相连。电控水龙头共2只,一只为进水龙头,受P3.0控制,另一只为出水龙头,受P3.1控制,当电控水龙头的控制端为“1”时,水龙头打开,当电控水龙头的控制端为“0”时,水龙头关闭。LED显示器共2只,P0控制高位显示器,P2控制低位显示器,按键4只,分别为“编程选择”、“增”、“减”,和“启动键”,这4只键组成的2×2键的矩阵式键盘,该键盘使用引脚INT0向CPU申请中断,P3.5和P3.4为该键盘的行输出,P3.6和P3.7为该键盘的列输入,蜂鸣器由P1.2控制,当P1.2输出为“1”时,蜂鸣器发声。本系统采用6M的晶体振荡器,定时器0和定时器1的初始值设置为每隔100毫秒产生1次中断。

第3章硬件系统设计

洗衣机控制电路中硬件设计包括三大部分:

(1)电源电路部分:为数字控制电路提供稳定的5V直流电压,为电动机提供220V市电。

(2)数字控制电路部分:负责控制洗衣机的工作过程。主要由AT89C51单片机、两位共阴数码管、按键、蜂鸣器、LED指示灯组成。

(3)机械控制电路部分:实现水位检测、电机驱动、进水、排水等功能。主要由水位检测器、电动机等组成。

硬件设计部分是洗衣机控制系统中的重要组成部分,它以AT89C51单片机为核心,完成了对洗衣机整个洗衣过程的控制,包括用户参数输入、洗衣和脱水三个阶段。实现了全自动洗衣机的基本功能。

3.1电源部分

洗衣机的电源电路既能完成为数字电路提供稳定的5V 直流电压,又能完成为电动机提供220V 市电。在该设计中电源电路由整流滤波电路、过流保护电路及稳压电路三部分组成(原理图如图3-1所示)。其中D1~D4功能为整流,C1是滤波电容,此电源经小功率三级管Q1(C548)与大功率三级管Q2(TIP42C )组成的电子开关电路,送至三端稳压器(LM317)的输入端,最后从LM317的输出端输出5V 电压。过流保护电路由过流电阻R6、R9、延时电路C3

1

2

3

4D1

C1

100u/25v

C247u/25v

Q1NPN

R24.2k

R41k

R6Q0

SCR100-6

T1

15w

R51k

15v

框图如图3-3所示。键盘输入部分用于洗衣机的工作方式选择,指示灯配合按键工作,用于指示用户洗衣机的工作状态,LED 显示模块用于显示洗衣剩余时间和脱水剩余时间,蜂鸣器用于提示用户脱水时间结束。

图3-3数字控制电路框图

3.2.1单片机主控模块

单片机是大规模、超大规模集成电路技术发展的结果,它控制功能强,运算速度快,并且软、硬件开发灵活方便。单片机以独特的优点而得到迅速推广应用,其中家用电器就是其应用中的一个领域,用单片机取代传统的家用电器中机械控制部件,并实现家电智能化。由此确定了单片机在家用电器中的重要地位。

AT89C51是一种带4K 字节闪烁可编程可擦除只读存储器(FPEROM —FalshProgrammableandErasableReadOnlyMemory )的低电压,高性能CMOS8位微处理器,俗称单片机。AT89C2051是一种带2K 字节闪烁可编程可擦除只读存储器的单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除100次。该器件采用ATMEL 高密度非易失存储器制造技术制造,与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。AT89C51单片机管脚图如图3-4所示。

1.主要特性: ·与MCS-51兼容

·4K 字节可编程闪烁存储器

寿命:1000写/擦循环

数据保留时间:10年

·全静态工作:0Hz-24Hz

·三级程序存储器锁定

·128*8位内部RAM

·32可编程I/O线

·两个16位定时器/计数器

·5个中断源

·可编程串行通道

·低功耗的闲置和掉电模式

·片内振荡器和时钟电路

2.管脚说明:图3-4AT89C51单片机管脚图

VCC:供电电压。

GND:接地。

P0口:P0口为一个8位漏级开路双向I/O口,每脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚第一次写1时,被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器,它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时,P0口作为原码输入口,当FIASH进行校验时,P0输出原码,此时P0外部必须被拉高。

P1口:P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口,P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后,被内部上拉为高,可用作输入,P1口被外部下拉为低电平时,将输出电流,这是由于内部上拉的缘故。在FLASH 编程和校验时,P1口作为第八位地址接收。

P2口:P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口,P2口缓冲器可接收,输出4个TTL门电流,当P2口被写“1”时,其管脚被内部上拉电阻拉高,且作为输入。并因此作为输入时,P2口的管脚被外部拉低,将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时,P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时,它利用内部上拉优势,当对外部八位地址数据存储器进行读写时,P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。

8

P3口:P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口,可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后,它们被内部上拉为高电平,并用作输入。作为输入,由于外部下拉为低电平,P3口将输出电流(ILL)这是由于上拉的缘故。P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口,如表3-1所示:表3-1P3口引脚的特殊功能表

RST:复位输入。当振荡器复位器件时,要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。

ALE/PROG:当访问外部存储器时,地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在FLASH编程期间,此引脚用于输入编程脉冲。在平时,ALE 端以不变的频率周期输出正脉冲信号,此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是:每当用作外部数据存储器时,将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。此时,ALE只有在执行MOVX,MOVC指令是ALE才起作用。另外,该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止,置位无效。

PSEN:外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间,每个机器周期两次PSEN有效。但在访问外部数据存储器时,这两次有效的/PSEN

信号将不出现。

EA/Vpp:当/EA保持低电平时,则在此期间外部程序存储器

(0000H-FFFFH),不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时,EA将内部锁定为RESET;当/EA端保持高电平时,此间内部程序存储器。在FLASH编程期间,此引脚也用于施加12V编程电源(VPP)。

XTAL1:反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。

XTAL2:来自反向振荡器的输出。

3.2.274138译码器

译码器是一种具有“翻译”功能的逻辑电路,其逻辑功能是将每个输入的二进制代码译成对应的高、低电平信号。译码器按功能可分为两大类,即通用译码器和显示译码器。本设计中的74138译码器是一种通用译码器,它是用TTL 与非门组成的3线-8线译码器。74138译码器结构图如图3-5所示。74138译码器的三个输入端CBA共有8种状态组合(000—111),可译出8个输出信

号Y

0—Y

7

。这种译码器设有三个使能输入端,当G

2A

与G

2B

均为0,且G

1

为1时,

译码器处于工作状态,输出低电平。当译码器被禁止时,输出高电平。74138译码器的管脚图如图3-6所示,其功能表如表3-2。

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Y Y Y Y Y Y Y Y G G G 110234567

图3-574138集成译码器结构电路图

图3-674138集成译码器的管脚 表3-2741387译码器的功能表

在本设计中74138的输入端C、B、A分别接单片机的P1.3、P1.4、P1.5,输出端Y0控制“洗衣剩余时间”指示灯,Y1控制“脱水剩余时间”指示灯,Y2控制“强洗”指示灯,Y3控制“弱洗”指示灯,Y4控制“洗涤次数”指示灯,Y5控制“洗衣定时”指示灯,Y6控制“脱水定时”指示。

3.2.3LED显示模块

显示技术是一种将反映外界客观事物的信息(光学的、电学的、声学的、化学的等),经过变换处理,以适当的形式(主要有图像、图形、数码、字符)加以显示,供人观看、分析、利用的一种技术。现在所谓的显示技术,可以称作电子信息显示技术,它是建立在光学、化学、电子学、机械学、声学等科学技术基础上的具有某种程度综合性的技术。由于发光二极管具有工作电压很低;工作电流很小;抗冲击和抗震性能好,可靠性高,寿命长;通过调制通过的电流强弱可以方便地调制发光的强弱等特点。发光二极管用在许多电子设备中用作信号显示器。把它的管心做成条状,用7条条状的发光管组成7段式半导体数码管,每个数码管可显示0~9十个数目字(其外形图如图3-7,内部结构图如图3-8)。本设计的共有两只七段LED显示器,P0控制高位显示器,P2控制低位显示器,当洗衣机处于洗衣状态时,LED显示器显示洗衣剩余时间;

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当洗衣机机处于脱水状态时,LED显示器显示洗衣机的脱水剩余时间。本系统采用共阴接法。

图3-7七段LED外形图

图3-8七段数码显示的内结构图

3.2.4按键输入模块

洗衣机的控制电路中的输入模块选用独立按键,独立按键具有编程简单但占用I/O口资源的特点,适用于按键不多的场合,为节约I/O口资源,本设计选用矩阵键盘。矩阵键盘又叫行列键盘,它是由二条I/O线作为行线,二条I/O 线作为列线组成的键盘,在行线和列线的每个交叉点上设制一个按键,这样按键的个数就为2*2个,这种行列式结构的键盘能有效的提高单片机系统中的

I/O口的利用率。本设计的按键输入是由4只按键分别用于洗衣机的工作方式选择分别为“编程选择”、“增”、“减”,和“启动键”的选择,P3.5和P3.4

为该键盘的行输出,P3.6和P3.7为该键盘的列输入,指示灯配合按键工作。根据键盘扫描方法,一开始单片机将行线全部置低电平,此时读入列线数据,若列线全为高电平,则没有键按下,当列线有出现低电平时调用延时程序以此来去除按键抖动。延时后再判断是否有低电平,如果此时读入列线数据还是有低电平,则说明确实有键按下,最后一步确认键值。键盘布局图如图3-9所示。图中A对应“编程选择”,B对应“增”,C对应“减”,D对应“启动键”。

图3-9矩阵键盘布局图

3.2.5蜂鸣器报警模块

蜂鸣器是一种一体化结构的电子讯响器,采用直流电压供电,广泛应用于计算机、打印机、复印机、定时器等电子产品中作发声器件。电路中用字母“H”或“HA”表示,蜂鸣器主要分为压电式蜂鸣器和电磁式蜂鸣器两种类型。本设计采用电磁式蜂鸣器,电磁式蜂鸣器由振荡器、电磁线圈、磁铁、振动膜片及外壳等组成。接通电源后,振荡器产生的音频信号电流通过电磁线圈,使电磁线圈产生磁场。振动膜片在电磁线圈和磁铁的相互作用下,周期性地振动发声。本设计中的蜂鸣器由P1.2控制,当P1.2输出为“1”(脱水完成后)时,洗衣机的蜂鸣器发出5次“嘟嘟”声。

3.2.6指示灯模块

指示灯主要是以光亮指示的方式引起操作者注意或者指示操作者进行某

种操作,并作为某一种状态或指令正在执行或已被执行的指示。本设计用七只发光二极管作为洗衣机的指示灯,它是半导体二极管的一种,常简写为LED,由图3-10所示的单片机控制LED显示的原理图,可以看到LED的A极通过限

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流电阻连接到AT89C51单片机的I/O口,K极连接到了GND地线,因此要使LED 发光,也就是使电流流过LED,只需要把I/O口置成高电平即可,所以最终我们对LED的控制变成了对一个I/O口的控制,比如要点亮标号为“D10”的LED,就是把RC0口设置成高电平而已,这就是实现方法。本设计中74138的输入端C、B、A分别接单片机的P1.3、P1.4、P1.5,输出端Y0、Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6分别与7个发光二极管的阴极相连,发光二极管的阳极接电源。74138的输出端Y0控制“洗衣剩余时间”指示灯,Y1控制“脱水剩余时间”指示灯,Y2控制“强洗”指示灯,Y3控制“弱洗”指示灯,Y4控制“洗涤次数”指示灯,Y5控制“洗衣时间”指示灯,Y6控制“脱水时间”指示灯。

图3-10单片机控制LED显示的原理图

3.3机械控制电路部分

机械控制部分实现水位检测、电机驱动、进水、排水等功能。主要由水位检测器、电动机等组成。

3.3.1电控水龙头

全自动洗衣机的进出水控制由两个电控水龙头控制,设计中电控水龙头共2只,一只为进水龙头,受P3.0控制;另一只为出水龙头,受P3.1控制,当电控水龙头的控制端为“1”时,水龙头打开。当电控水龙头的控制端为“0”时,水龙头关闭。

3.3.2水位检测机构

洗衣机的水位检测机构由玻璃管、浮子、金属滑杆等组成,玻璃管与洗衣桶相连,玻璃管中的水位就是洗衣桶内的水位,在放水或进水的过程中,浮子带动金属管上下移动,当水位处于最高点或最低点时,金属滑杆都与金属地相连,致使引脚INT1处于低电平,向CPU申请中断,否则INT1被上拉电阻上拉为高电平。

全自动洗衣机气压式水位开关(以下简称水位开关)的两组触头分别与程控器以及相关电路配合,共同完成洗涤、脱水等洗衣工序。水位开关中的两组触头的动作分别对应两个水位值。洗衣机接水桶内水位的变化,通过一段密封的连接气管,引致水位开关中气囊的气压改变,继而转换成触头的动作。气压式水位开关有这样的特性:当气压P从零开始随接水桶内的水位上升而上升至P0时,水位开关置位;当气压P随接水桶内的水位下降而下降至P0/2时,水位开关才复位。水位与气压可以看成线性关系。现用SP表示水位开关状态,SP=0表示水位开关复位;SP=1表示水位开关置位。水位开关的状态SP与气压P的关系示于图3-11,水位开关处于复位状态时,开关内的常闭触头闭合,洗衣机的脱水相关电路接通;水位开关处于置位状态时,开关内的常开触头闭合,洗衣机的洗衣(漂洗)相关电路接通。如图3-12所示。

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图3-11水位开关状态与气压的关系

图3-12水位开关内触头示意图

3.3.3电动机控制

电动机也称电机,在电路中用字母“M”(旧标准用“D”)表示。它的主要作用是产生驱动力矩,作为用电器或小型机械的动力源。交流异步电动机是领先交流电压运行的电动机,广泛应用于电风扇、电冰箱、洗衣机、空调器、食品加工机等家用电器及各种电动工具、小型机电设备中。单相交流电动机只有一个绕组,转子是鼠笼式的。当单相正弦电流通过定子绕组时,电动机就会产生一个交变磁场,这个磁场的强弱和方向随时间作正弦规律变化,但在空间方位上是固定的,所以又称这个磁场是交变脉动磁场。这个交变脉动磁场可分解为两个以相同转速、旋转方向互为相反的旋转磁场,当转子静止时,这两个旋转磁场在转子中产生两个大小相等、方向相反的转矩,使得合成转矩为零,所以电动机无法旋转。当我们用外力使电动机向某一方向旋转时(如顺时针方向旋转),这时转子与顺时针旋转方向的旋转磁场间的切割磁力线运动变小;转子与逆时针旋转方向的旋转磁场间的切割磁力线运动变大。这样平衡就打破了,转子所产生的总的电磁转矩将不再是零,转子将顺着推动方向旋转起来。

洗衣机里的机动机是电容式单相异步电动机,电容式单相异步电动机有原理是在启动绕组上串联一个适量的电容器,由于电容器的电流滞后于它的电压90度,所以会在定子上产生一个偏转磁场,使电动机旋转。

本洗衣机的控制电路中单片机通过双向可控硅(电子开关)直接驱动单相

异步交流电机。控制方式为开环,控制电机的正反转,完成最基本的洗涤、漂洗、脱水功能。电动机有2个控制端,一端控制电动机正向运转,该端与P1.0相连,另一端控制电动机反向运转,该端与P1.1相连。系统供电时,交流220V 电压经过双向可控硅加在电动机的2个控制端,可控硅的控制端由单片机的

P1.0、P1.1控制,当洗衣机接到“强洗”指令时,P1.0输出高电平,经过功率管8050放大后,触发双向可控硅,使双向可控硅TR1导通,电机正向旋转。当洗衣机接到“弱洗”指令时,P1.1输出高电平,经过功率管8050放大后,触发双向可控硅,使双向可控硅TR2导通,电机反向旋转。在整个洗衣过程中,程序会不断判断洗衣机的强弱洗模式,从而不断调整电机转动。如图3-13所示。[8]

图3-13电动机控制原理图

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单片机课程设计报告_基于89C51的全自动洗衣机控制器设计

单片机系统 课程设计 成绩评定表 设计课题基于89C51的全自动洗衣机控制器设计学院名称:电气工程学院 专业班级: 学生: 学号: 指导教师: 设计地点: 设计时间: 指导教师意见: 成绩: 签名:年月日

单片机系统 课程设计 课程设计名称:基于89C51的全自动洗衣机控制器设计专业班级: 学生姓名: 学号: 指导教师: 课程设计地点: 课程设计时间:

单片机系统课程设计任务书学生专业班级学号 题目 课题性质工程设计课题来源自拟指导教师 主要容(参数)利用89C51设计全自动洗衣机,实现以下功能: 1.可以实现自动洗涤功能 2.衣物脱水功能 3.洗衣机完成一次洗涤之后会发出警报,提示已经洗完 任务要求(进度) 第1-2天:熟悉课程设计任务及要求,查阅技术资料,确定设计方案。 第3-4天:按照确定的方案设计单元电路。要求画出单元电路图,元件及元件参数选择要有依据,各单元电路的设计要有详细论述。 第5-6天:软件设计,编写程序。 第7-8天:实验室调试。 第9-10天:撰写课程设计报告。要求容完整、图表清晰、文理流畅、格式规、方案合理、设计正确,篇幅不少于6000字。 主要参考资料[1] 迎新.单片微型计算机原理、应用及接口技术(第2版)[M].:国防工 业,2004 [2] 熊志奇.微机自动配料控制系统[J].电子技术应用,1997,(10):30-32 [3] 周建洪.自动配料控制系统的研制[J].工矿自动化,2003,(06):27-29 [4] 庆彬,毕丽红,王铸.工业自动配料系统的精度分析[J].自动化技术与 应用,2005,(05):79-81 [5] 中国电子网.21IC. 审查意见 系(教研室)主任签字:年月日

plc实验_全自动洗衣机控制

全自动洗衣机控制 1、设计任务和目的 通过理论设计和实物制作解决相应的实际问题,巩固和运用在《电气控制与可编程控制器技术》中所学的理论知识和实验技能,掌握PLC可编程软件的使用,程序的一般设计方法,提高设计能力和实践动手能力,为以后从事自动化设计、研发自动化产品打下良好的基础。 2、设计要求 全自动洗衣机的洗衣桶和脱水桶是以同一中心安放的。外桶固定,作盛水用。桶可以旋转,作脱水用。桶的四周有很多小孔,使外桶的水流相通。该洗衣机的进水和排水分别由进水电磁阀和排水电磁阀来执行。洗涤正转、反转由洗涤电动机驱动波盘正、反转来实现,此时脱水桶并不旋转。脱水时,通过电控系统将离合器合上,由洗涤电动机带动桶正转进行甩干。高、低水位开关分别用来检测高、低水位。启动按钮用来启动洗衣机工作。停止按钮用来实现手动停止进水、排水、脱水及报警。排水按钮用来实现手动排水。 3、控制要求 PLC投入运行,系统处于初始状态,准备好启动。 (1)按下启动按扭及水位选择开关,开始进水,水满(即水位到达高低)时停止进水。(2) 2秒后开始洗涤。 (3)洗涤时,正转15秒后暂停,暂停3秒后开始反转洗涤,反转洗涤15秒后暂停,暂停3秒。 (4)如此循环3次后开始排水,排空后(水位下降到低位)开始脱水并继续排水。脱水10秒即完成一次从进水到脱水的工作循环过程。(5)若未完成3次大循环,则返回从进水开始的全部动作,进行下一次大循环;若完成了3次大循环,则进行洗完报警。(6)报警10秒结束全部过程,自动停机。 (7)此外按排水按钮可实现手动排水;按停车按扭可停止进水、排水、脱水及报警。 4、实验容 4.1全自动洗衣机的工作原理 洗衣机的进水、排水分别由进水电磁阀和排水电磁阀执行。洗涤正转、反转由洗涤

基于PLC全自动洗衣机控制电路设计

目录 一、设计课题: 全自动洗衣机控制电路设计。 二、课题内容: 全自动洗衣机运行框图及梯形图控制程序的编制,并进行硬件接线。 三、设计目的: 1.进一步掌握和巩固PLC控制的基本知识; 2.掌握PLC程序的设计及调试方法; 3. 熟练掌握PLC的硬件接线; 3.学会查阅有关专业资料及设计手册; 四、程序设计任务及要求 1.控制要求 (1)按下启动按钮及水位选择开关,开始进水直到高(中、低)水位,关水;(2)2秒后开始洗涤; (3)洗涤时,正转30秒,停2秒,然后反转30秒,停2秒; (4)如此循环5次,总共320秒后开始排水,排空后脱水30秒; (5)开始清洗,重复(1)-(4),清洗两遍; (6)清洗完成,报警3秒并自动停机;

(7)若按下停车按钮,可手动排水(不脱水)和手动脱水(不计数)。五、PLC机型 日本三凌公司的F系列PLC:FX1N系列。 六、控制全自动洗衣机的课题思路 按下电源开关,选择水位高低,当水位到达固定液位后洗衣机开始洗涤衣服。要使用P LC来实现洗衣机的全自动,它的输入设备主要有电源按钮,启动按钮,水位选择按钮(高、中、低),排水和脱水按钮等。输出设备主要有电源指示灯,水位选择按钮信号灯(高、中、低),进水、排水指示灯,洗涤电动机由控制要求,首先打开电源,用户根据衣服的多少和大小进行水位的选择,当水位达到固定液位,电动机开始正转、反转进行洗衣,第一遍洗衣 完成后自动排水、脱水开始再次洗涤,洗衣结束后蜂鸣器报警。七、全自动洗衣机控制程序流程图 全自动洗衣机控制流程图 八、全自动洗衣机I/O分配图

I/O地址分配表 九、PLC端子接线图 PLC外部接线图 十、全自动洗衣机控制梯形图 十一、程序运行功能简要分析 1.按下X1启动按钮,洗衣机开始运行; 2.如果按下X1,X2,X3其中下一个进水感应开关,选择高中低水位由行程开关X7、X10、X11控制水位高低,当水位到达开关快关闭合进入下一步骤。

全自动洗衣机单片机课程设计

全自动洗衣机单片机课 程设计 Document number【980KGB-6898YT-769T8CB-246UT-18GG08】

一、设计目标 1、全自动洗衣机 用51系列单片机89C51控制全自动洗衣机的运行,使其能自动地完成进水、洗涤、漂洗、脱水等功能。不同的衣物,洗涤、漂洗、脱水和洗衣电机正反转所用的时间不同,要求设计能够实现过程选择,并在LED显示屏上显示过程代码。在运行的时候能显示完成整个过程的剩余时间。 2、洗衣机主要功能:进水、洗涤、脱水、排水 具体功能有浸泡、强力洗、轻柔洗、标准洗、快速洗、单独洗、单独脱水、漂洗脱水 二、设计过程 洗衣机要实现衣服的洗涤、漂洗和脱水,离不开进水、电机正转、电机反转和排水这四个动作。上述四个动作,是通过单片机的P0端口,做输出端口,去控制双向可控硅通断来实现的,如下图所示。同时加上输入开关的按钮、数码管显示器、蜂鸣按警器和欠压检测保护电路等,就可以形成完整的单片机控制系统。通过软件编程达到对整个洗衣过程进行控制、检测以及与用户交互。 三、设计结果 (1)硬件部分 1、电路图

2、PCB版图

(2)、汇编语言 洗衣机的一次洗衣过程控制过程主要为顺序控制,如先进水、洗涤(电机正转反转)、再排水脱水。将把脱水、洗涤、进水单独编为一个子程序,由主程序根据过程选择,不断调用,可以减少源程序的长度,不同的洗衣过程,三大动作的时间不同,这可以通过建立数据表格,通过查表的方式获得每个洗衣过程所需时间。此外,还需编出显示子程序,延时子程序供主程序不断调用。 1、流程图 (1)、洗衣机控制系统主程序流程图

数电课设 简易洗衣机控制电路

课程设计任务书 学生姓名: 专业班级: 信息sy1101 指导教师: 工作单位: 信息工程学院 题 目: 简易洗衣机控制电路的设计与实现 初始条件:zzzzzzz 本设计既可以使用集成译码器、计数器、定时器、脉冲发生器和必要的门电路等,也可以使用单片机系统构建多功能数字钟。用数码管显示定时时间。 要求完成的主要任务: (包括课程设计工作量及技术要求,以及说明书撰写等具体要求) 1、课程设计工作量:1周。 2、技术要求: 1)设计一个电子定时器,控制洗衣机按如下洗涤模式进行工作: 2)当定时时间达到终点时,一方面使电机停机,同时用指示灯提醒用户。 3)用两位数码管显示洗涤的预置时间(以分钟为单位),按倒计时方式对洗涤过程作计时显示,直到时间到而停机。 4)用三只LED 灯表示“正转”、“反转”和“暂停”3个状态。 5)确定设计方案,按功能模块的划分选择元、器件和集成电路,设计分电路,阐述基本原理。画出电路原理图。 3、查阅至少5篇参考文献。按《武汉理工大学课程设计工作规范》要求撰写设计报告书。全文用A4纸打印,图纸应符合绘图规范。 时间安排: 1、 2013 年 5 月 16 日,布置作课设具体实施计划与课程设计报告格式的要求说明。 2、 2013 年 6 月 25 日至 2013 年 6 月 28 日,方案选择和电路设计。 3、 2013 年 6 月 29 日至 2013 年 7 月 3 日,电路调试和设计说明书撰写。 4、 2013 年 7 月 5 日,上交课程设计成果及报告,同时进行答辩。 指导教师签名: 年 月 日 停机

目录 摘要 (1) Abstract (2) 1.概述 (3) 1.1设计任务和要求 (3) 1.2设计的总体思路 (3) 2.总体方案及原理框图 (4) 2.1方案提出 (4) 2.2方案分析 (5) 3.单元电路设计与参数的计算 (6) 3.1 秒脉冲发生器 (6) 3.2 分秒计时器 (7) 3.3 数码显示器 (9) 3.4电机控制电路 (10) 3.5 报警电路 (13) 4、总体电路 (17) 5. 心得体会 (19) 附录一参考文献 (20) 附录二元件清单 (21) 附录三实物图 (22)

基于单片机的洗衣机控制面板设计毕业设计

基于单片机的洗衣机控制面板设计毕业设计 目录 1 绪论 ............................................................................................ 错误!未定义书签。 1.1课题开发的背景 ................................................................. 错误!未定义书签。1.2目的意义. (3) 1.3国内外发展状况 .......................................................... 错误!未定义书签。 1.4洗衣机控制面板设计任务及技术要求 ............................. 错误!未定义书签。 2 系统概述 (4) 2.1系统设计要求 (4) 2.2系统构成部件 (4) 3 方案设计与比较...................................................................... 错误!未定义书签。 3.1显示模块的选择................................................................. 错误!未定义书签。3.2单片机的选择 . (6) 4系统硬件电路的设计 (8) 4.1单片机控制部分——单片机AT89S52 (8) 4.2单片机时钟信号 (11) 4.3显示模块 (12) 4.4键盘部分 (17) 5系统程序的设计 (21) 5.1 主程序 (21) 5.2延时子程序 (22) 5.3查键子程序 (22) 6 系统调试与性能分析 6.1 硬件调试 (23) 6.2 软件调试 (23) 6.3 性能分析 (23) 结论 (24) 参考文献 (25) 附录1:源程序 ............................................................................. 错误!未定义书签。

洗衣机洗涤控制电路设计

洗衣机洗涤控制电路设计 姓名: 学号: 专业:集成电路工程 2010年11月17日

洗衣机洗涤控制电路设计 一、洗衣机洗涤控制电路的性能要求 1.强洗、标准、轻柔三种洗涤模式 强洗周期水流控制:正向电机接通5秒后,停2秒;再反向电机接通5秒,停2秒;然后又正向电机接通5秒。如此循环控制电机,直到洗涤定时结束。 标准洗周期水流控制:其过程与强洗周期水流控制相同,不同的是正向接通时间为3.5秒,停止时间为1.5秒,反向接通时间为3.5秒。 轻柔洗周期水流控制:正向接通时间为2.5秒,停止时间为1.5秒,反向接通时间为2.5秒。 2.三种洗涤定时 洗衣机洗涤定时可有三种选择:5分钟、10分钟、15分钟。 3.上电复位后的初始设定 初始设定为标准模式,定时时间为15分钟。如需修改可按模式选择按键和定时选择按键。每按一次按键转换一次,可多次进行循环选择。当某一次洗涤过程结束后,自动返回初始状态,等待下一次洗涤过程开始。 4.启/停控制 洗涤过程由启/停键控制。每按一次启/停键,状态转换一次。 5.洗涤定时精度 洗涤定时误差要求不大于0.1秒。 为简化设计洗衣机洗涤控制电路,只要求输出正向和反向的电机控制信号。 二、洗衣机洗涤控制电路的结构 根据上述对洗衣机洗涤控制电路的性能要求,可以画出如图1所示的结构框图。 该控制器由四大部分组成:主分频器、主控制器、洗涤定时器和水流控制器。

图1 洗衣机洗涤控制电路的结构框图 1.主分频器 主分频器用来产生1秒和0.1秒的时钟供主控制器使用。因DE2开发板上只有27MHz和50MHz时钟,故本设计为简单起见采用开发板自带的50MHz晶振,50000000分频后得到1HZ的时钟和5000000分频后得到10Hz的时钟。 图2 主分频器的结构 2.主控制器 主控制器的输入信号和输出信号如图1所示,分别叙述如下。 (1) 输入信号: reset:上电复位; start_stop:启/停按键输入; mode_sel:洗涤模式选择按键输入; 系统时钟输入(sysclk):50MHz主时钟; time_sel:洗涤定时选择按键输入; timer_down:定时到输入。 (2) 输出信号: s5min_out:5分钟定时控制; s10min_out:10分钟定时控制;

基于单片机 洗衣机的设计

基于单片机的洗衣机设计 摘要 洗衣机是人们日常生活中常见的一种家电,已经成为人们生活中不可缺少的家用电器。在工业生产中应用也十分广泛。但是传统的基于继电器的控制,已经不能满足人们对洗衣机的自动化程度的要求了。随着单片机技术的发展,用单片机来作为控制器,能更好的控制洗衣机,并且控制方式灵活多样,控制模式可以根据不同场合的应用而有所不同。单片机以微小的体积和编程的灵活性而产生多种控制功能,完全可以满足设计的需求。本系统采用AT89C51单片机作为控制系统,设计目的主要是为了熟悉单片机系统设计的基本方法并实现基本的洗衣机功能。系统的控制面板主要由按键开关组成,按键选择洗衣机工作模式,并且可以根据需要调整洗涤时间长短。LED液晶显示器则显示洗衣机的工作模式和洗涤时间。洗衣机的整体电路模块包括按键矩阵、液晶显示、电机及驱动电路。控制程序设计包括定时中断服务程序、时间设定程序、外中断服务程序及主程序。整体来说系统设计基本达到设计目标。 关键词:单片机控制洗衣机液晶屏电机

Abstract Washing machine is the People's Daily life common kind of home appliance, life has become a indispensable household electrical appliances. In the industrial production is also widely used. But the traditional relay-based control, cannot have satisfied people to the requirements of the automation degree of the washing machine. Along with the development of the single chip microcomputer by using single chip processor to as a controller, and can better control washing machines, and to control the way agile diversity, control mode according to different situation the application can be different. With a small volume and microcontroller programming flexibility and produce DuoZhong control function, and can meet the design requirements. The system USES AT89C51 single chip microcomputer as control system, the design purpose mainly to familiar with single-chip microcomputer system the basic method to design and realize the basic function of the washing machine. The system control panel composed mainly by button switches, key choice washing machine work mode, and may, according to needs to adjust the washing time length. LED LCD display of the washing machine is working mode and washing time. The washing machine of the whole circuit module includes key matrix, liquid crystal display, motor and power circuit. Control program design including timing interrupt service procedure, time setting process, and outside the interrupt service

基于51单片机的洗衣机控制系统设计

基于MCS-51单片机的洗衣机控制系统设计单片机技术日新月异的发展,单片机以其集成度高、运算速度快、体积小、运行可靠、价格低廉等特点在过程控制、机电一体化、智能化仪表、家用电器等方面得到了广泛应用。本文采用MCS一51单片机作为洗衣机控制系统的核心,硬件线路及控制程序的设计是该系统的重要组成部分。硬件线路设计主要包括电源、功能及控制系统、洗衣机状态显示、输出控制电路的设计。控制程序设计主要包括主程序、内部定时中断服务程序、外部中断中断服务程序的设计。 一、洗衣机功能要求 洗衣机的主要工作程序是:洗涤--脱水--漂洗--脱水--漂洗--脱水。上述工作程序中,包含三个过程,洗涤过程、漂洗过程、脱水过程。 1、洗涤过程:放好待洗物,启动开关,进水阀通电,向洗衣机供水,当供水达到预定水位时,水位开关接通,进水阀断电关闭,停止供水。洗涤电动机接通电源,带动波轮(或桶)旋转,产生各种形式的水流搅动衣物进行洗涤。通过电动机不停的正转、停转、反转,反复循环,形成洗涤水对洗涤物产生强烈的翻滚作用,同时,衣物之间、衣物与四周桶壁之间产生互相摩擦和撞击力,以次达到洗涤衣物的目的。 2、漂洗过程:漂洗的目的在于清除衣物上的洗涤液,因此,漂洗过程与洗涤过程的电器动作是完全相同的。 3、脱水过程:洗涤或漂洗后,需要对衣物进行脱水以便晾干,节省水资源,所以脱水是洗衣过程中必不可少的环节。洗涤或漂洗过程结束后,电动机停止转动,排水阀通电,打开排水阀门排水。当水位低到一定程度时,满足安全条件,脱水电动机接通,电机带动脱水桶高速旋转,利用离心力把衣服上的水从桶壁的小眼里甩出。全部洗衣工作完成后,由蜂鸣器发出音响,表示衣物已洗干净。 二、洗衣机硬件电路设计 根据洗衣机的基本功能,硬件电路设计需要考虑:水流强度的问题、洗涤、漂洗、脱水时间设定长短的问题、工作时间或剩余时间f 显示、工作过程中的暂停、启动、复位、洗完后的

基于PLC的全自动洗衣机控制

山西职业技术学院电气工程与自动化系 毕业设计(论文)任务书 题目名称:基于PLC的全自动洗衣机 学生学号:1012100317 指导教师:****** 学生姓名:王堃学生专业:电气自动化 山西职业技术学院电气工程与自动化系 2012年12月 1日

基于PLC的全自动洗衣机控制 摘要 随着科学技术不断进步和社会飞速发展,洗衣机成为人民日常生活息息相关的家用电器产品。 传统洗衣机基于电器的控制,已经不能满足人们对其自动化程度的要求了。洗衣机要更好地满足人们的需求,必须借助于自动化技术的发展。自动化技术的飞速发展,使得洗衣机由最初的半自动式发展到现在的全自动式,并正在向智能化洗衣机方向发展。 洗衣机的全自动化、多功能化、智能化是其发展方向。基于全自动洗衣机的应用日益广泛,本次设计利用西门子公司生产的PLC控制全自动洗衣机,与传统的继电器逻辑控制系统相比较,洗衣机可靠性、节能性得到了提高。PLC控制不需要大量的活动部件和电子元器件,它的接线也大大减少,与此同时系统维修简单、维修时间缩短。 本文首先介绍了洗衣机的发展,然后重点介绍了洗衣机的设计,对程序流程图及编程软件进行了说明,最后对系统进行了仿真。PLC采样按钮及限位开关外部输入信号的变化,执行相应的程序,然后输出控制电机正反转及脱水处理,控制方式灵活多样。 最后就本课题所做的工作进行了总结,并对进一步的研究提出了自己的看法。本次设计的全自动洗衣机工艺要求有待改善,不可以单独脱水及洗衣时间的设置;由于时间有限,没做进一步的改善。基于全自动洗衣机在日常生活中广泛运用,本设计具有广泛的推广价值。 关键词:全自动洗衣机, PLC, 控制

数电课程设计报告 洗衣机控制电路

一.设计总体思路,基本原理和框图 1.设计总体思路 课程设计要求实现电机的正传、反转、暂停,用两个LED灯的三种状态来表示,当显示时间前20秒正传、暂停10秒、反转20秒、再暂停10秒,如此一来,周期恰好是60秒,正好一个60秒减计数器可以构成一个循环结构。循环的总时间可以用一个外围100进制减计数器解决,并用两个数码管显示时间。这样一个电路的主体电路就构造出来了,然后一步步实现其具体的功能。用一个74LS74触发器控制整个电路的停止和清零以及连接蜂鸣器计构成报警模块。信号发生器仿真时就直接用方波信号代替,安装电路的时候就直接用脉冲信号。设置两个开关以控制电路的启动和随时停止。现在大体上就这样计划,下面说说基本原理。 2.基本原理 首先,从秒脉冲出来的信号,经过一个控制电路后进入秒计数器进行秒计数,进行清零,这时用户置入洗涤时间,并按开始按钮,洗衣机开始工作。当秒计数器变为零的时候,去分钟计数器上面借数;与此同时,从十秒位转化出来的信号进入移位寄存器后,LED灯表示出电机运转状态;当用户设定的洗涤时间结束后,电路报警并清零;同时电机指示灯熄灭。 3.系统设计框图

二.仿真设计: (一).单元电路的设计 1.分、秒计数器模块 一百进制分计数器和六十秒计数器的原理是一样的,不同的只是它们的输入脉冲和进制不同而已,我们用四片74LS192来实现分计数和秒计数功能,我们要的只是减计数,所以我们把它的UP端接到高电平上去,DOWN端接到秒脉冲上;十分秒位上的输入端B、C端接到高电平上,即从输入端置入0110(十进制的6),秒十位的LD端和借位端BO联在一起,再把秒位的BO端和十秒位的DOWN 联在一起。当秒脉冲从秒位的DOWN端输入的时候秒计数的192开始从9减到0;这时,它的借位端BO 会发出一个低电平到秒十位的输入端DOWN,秒十位的计数从6变到5,一直到变为0;当高低位全为零的时候,秒十位的BO发出一个低电平信号,DOWN为零时,置数端LD等于零,秒十位完成并行置数,下一个DOWN脉冲来到时,计数器进入下一个循环减计数工作中。 对于分计数来说,道理也是一样的;只是要求,当秒计数完成了,分可以自动减少,需要把秒十位的借位端BO端接到分计数的DOWN端作为分计数的输入信号来实现秒从分计数上的借位。当然,这些计数器工作,其中的清零端CR 要处于低电平,置数端不置数时要处于高电平。这是一个独立工作的最高可以显示101分钟的计时器。把四个192的QA/QB/QC/QD都接到外部的显示电路上就可以看到时间的显示了。作为洗衣机控制器的一个模块,它还得有一定的接口来和其他的模块连接在一起协调工作,分计数的清零端LD是接在一起的;秒的清零端LD又是接在一起的,所以当要从外部把它们强制清零时,可以用一个三极管(NPN)或者两个或门就可以实现该功能。还有我们可以利用分计数的UP 端来进行外部置数,当把它们各接到一个低触发(平时保持高电平,外部给一个力就输入一个低电平)的脉冲上就可以实现从0-9的数字输入。

基于单片机的全自动洗衣机课程设计报告书

目录 摘要.............................................................. 错误!未定义书签。Abstract .............................................................. 错误!未定义书签。1机械结构.. (1) 1.1.1外箱体 (1) 1.1.2弹性支承结构 (2) 1.1.3面框 (3) 1.2洗涤脱水系统 (3) 1.2.1盛水桶 (3) 1.2.2洗涤脱水桶 (4) 1.2.3波轮 (5) 1.3.传动系统 (5) 1.3.1电动机 (5) 1.3.2离合器 (6) 1.3.3电容器 (7) 1.3.4电动排水牵引器 (8) 1.4进水、排水系统 (9) 1.4.1进水电磁阀 (9) 1.4.2水位开关 (10) 1.4.3排水电磁阀 (11) 二、系统原理图: (13) 2.1 单片机的复位电路 (13) 2.1 单片机的复位电路 (14) 2.2 单片机的时钟电路 (15) 2.3 蜂鸣器报警电路 (15) 2.4 电动机的控制电路 (16) 2.4.1继电器的作用 (16) 2.4.2电动机控制电路的工作过程 (16) 2.5 进水/排水电路 (17) 2.5.1电动式排水牵引器 (17) 2.5.2排水电路工作原理 (17) 2.5.3进水电磁阀 (17) 2.5.4进水水电路工作原理 (18) 2.6开关复位电路 (19) 2.7 设置/开始、暂停电路 (21) 2.8 状态显示电路 (21) 2.9 甩干时开盖暂停电路 (22) 2.10 PCB板 (23) 三、洗衣机程序 (25) 3.1主要容 (25) 3.2主要功能 (25) 3.3程序介绍 (26) 四.调试过程 (38) 4.1硬件设置 (38) 4.2程序调试 (40)

全自动洗衣机电路原理图

全自动洗衣机电路原理图 全自动洗衣机就是将洗衣的全过程(泡浸-洗涤-漂洗-脱水)预先设定好N个程序,洗衣时选择其中一个程序,打开水龙头和启动洗衣机开关后洗衣的全过程就会自动完成,洗衣完成时由蜂鸣器发出响声。 全自动洗衣机由洗衣系统和控制电路组成。其控制电路分为机械和电脑型,电脑型控制电路是以单片机作为控制电路的核心。图1给出单片机Z86C09组成的全自动洗衣机的控制电路。 Ⅰ.自动洗衣机的洗衣程序 洗衣机面板上有4个按钮K1、K2、K5和K6。 K1用于水流选择,分两档:普通水流与柔和水流; K2用于洗衣周期选择,可以选择洗涤、漂洗和脱水三个过程; K5是暂停开关; K6是洗衣程序选择键。洗衣程序分为标准程序和经济程序。 洗衣机的标准洗衣程序是:洗涤——脱水——脱水——漂洗——脱水——漂洗——脱水。经济洗衣程序少一次漂洗和脱水过程。 1.涤过程 通电后,洗衣机进入暂停状态,以便放好衣物。若不选择洗衣周期,则洗衣机从洗涤过程开始。当按暂停开关键K5时,进入洗涤过程。首先进水阀FV通电,打开进水开关,向洗衣杨供水;当到达预定水位时,水位开关K4接通,进水阀断电关闭,停止进水;电机MO接通电源,带动波轮旋转,形成洗衣水流。电机MO是一个正反转电机,可以形成往返水流,有利于洗涤衣物。 2.脱水过程 洗涤或漂洗过程结束后,电机MO停止转动,排水阀MG通电,开始排水。排水阀动作时,带动离合器动作,使电机可以带动内桶转动。当水位低到一定值时,水位开关K4断开,再经过一段时间后,电机开始正转,带动内桶高速旋转,甩干衣物。 3.漂洗过程 与洗涤过程操作相同,只是时间短一些。 全部洗衣工作完成后,由蜂鸣器发出音响,表示衣物已洗干净。 Ⅱ.洗衣机控制器的硬件组成原理 洗衣机控制器由单片机Z86C09作为控制器的核心所构成,该控制器具有以下特点: (1)具有较强的抗干扰能力,当受到外部强干扰,程序出错时,可以自动使系统复位重新执行程序。 (2)采用无噪声、无电磁干扰的双向晶闸管作为控制元件,控制电磁阀和电机。 (3)具有欠压和过压保护,欠压时,控制器不工作;超压时,保护电路起作用。 (4)具有瞬间掉电保护功能,电源短时间停电后,电压恢复时,能够维持原运行程序的工作状态并继续完成洗衣程序。

基于单片机的全自动洗衣机控制系统

诚信申明 本人申明: 我所呈交的本科毕业设计(论文)是本人在导师指导下对四年专业知识而进行的研究工作及全面的总结。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外,论文中创新处不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得北京化工大学或其它教育机构的学位或证书而已经使用过的材料。与我一同完成毕业设计(论文)的同学对本课题所做的任何贡献均已在文中做了明确的说明并表示了谢意。 若有不实之处,本人承担一切相关责任。 本人签名:年月日基于单片机的全自动洗衣机控制系统 刘少谦 电子信息工程专业信工0706班学号0 指导教师鲁小利讲师 摘要 本文详细介绍了国内洗衣机控制系统的发展现状,发展中所面临的问题。从产品质量、性能及应用方面看洗衣机机的差距;整个行业看国产洗衣机机所存在的问题以及它的发展趋势。同时也详尽的介绍了此次设计中最重要的组成部件单片机的概念、工作原理及设备总体结构,其中包括MCS-51的发展历程,选型依据。设计了一种基于单片机MCS-51的洗衣机机,介绍了所选用的8051、8255等单片机。 关键词:洗衣机单片机电动机

Microcontroller Based Control System for Automatic Washing Machine Abstract This article introduced in detail the domestic washer control system's development present situation, in the development faces question. From the product quality, the performance and the application aspect look at washer's machine disparity; The entire profession looked the domestically produced washer machine exists question as well as its trend of development. Simultaneously also in exhaustive introduction this design most important building block monolithic integrated circuit's concept, principle of work and equipment gross structure, including MCS-51 the development process, shaping basis. Has designed one kind based on the monolithic integrated circuit MCS-51 washer machine, introduced selects 8051, 8255 and so on monolithic integrated circuits. keyword: Washer Monolithic Integrated Circuit Electric Motor

全自动洗衣机控制电路

全自动洗衣机控制电路 摘要自19世纪中叶,美国人史密斯研制出世界上首台洗衣机至今,洗衣机的发展已经历了一个多世纪。1910年世界上第一台电动洗衣机问世,标志着人类家务劳动自动化的开始。在数字技术风行的今天,大多数的家用电器实现了数字化控制。1922年世界上第一台搅拌式洗衣机在美国诞生。1937年世界上第一台全自动滚筒式洗衣机投放市场。1957年三洋公司推出世界上第一台涡流式波轮洗衣机。从此,确立了搅拌式、滚筒式和波轮式三种工作方式洗衣机三足鼎立天下的局面。 关键词全自动洗衣机定时器 1 引言洗衣机是一种在家庭中不可缺少的家用电器,发展非常快,全自动式洗衣机因使用方便得到大家的青睐,全自动即进水、洗涤、漂洗、甩干等一系列过程自动完成。它的发明和应用使人们的洗衣工作变得省时又省力,很好地缓解了人们在家务劳动方面的压力。而在家电市场竞争日益激烈和利润下降的今天,各大家电生产厂商均致力于开发出能满足用户各种要求的智能家电产品,并努力降低生产成本以增强竞争力。 2 方案设计 洗衣机的主要控制电路是一个定时器,它按照一定制洗涤程序控制电动机 作正向和反向转动.定时器可以采用机械式,也可采用电子式.这里采用电 子定时器来控制洗衣机的运转(图A)。

图A 定时器来控制洗衣机的运转 2.1 设电动机用k 1和k 2两个继电器控制,继电器驱动电路如下图B 所示。洗涤定时间在0~10min 内由用户任意设定。 2.2 用两位数码管显示洗涤的预置时间,按倒计时方式对洗涤过程作计时显示,直至时间到而停机。 如果定时时间到,则停机并发出音响信号。 2.3 当定时时间到达终点时,一方面使电动机停转,同时发出音响信号提醒用户注意。 2.4 洗涤过程在送入预置时间后开始运转。 图B 洗衣机电动机驱动电路 3 总体方案与工作原理 3.1 本定时器实际上包含两级定时的概念,一是总洗涤过程的定时,二是在总洗涤过程中又包含电机的正转、反转和暂停三种定时,并且这三种定时是反复循环直至所设定的总定时时间到为止;依据上述要求,可画出总定时T 和电动机驱动信号Z1、Z2的工作波形如下图C 所示。 正转(10S) 暂停(10S) 反转(10S) 暂停(10S) 停止 定时未到 定时启动 定时到 Z 111Z 2 R b1 R b2 VT 1 3DG12 VT 2 3DG12 VD 1 VD 2 K 2 ~220 K 1 正转 反转

基于单片机的洗衣机设计

. 单片机原理及系统课程设计 专业:自动控制 班级: 姓名: 学号: 指导教师: 交通大学自动化与电气工程学院 2014年1 月12日

基于AT89C51单片机的全自动洗衣机设计 1 设计目的及要求 1.1设计目的 洗衣机已成为人们日常生活中必不可少的一部分,但是传统的基于继电器的控制,已不能满足人们对洗衣机的要求。因此设计了基于单片机的洗衣机控制电路系统,由单片机控制实现洗衣机的各项功能。单片机的体积小,控制功能灵活,因此,设计出基于单片机的全自动洗衣机控制电路系统具有很强的实用性。由于个人能力有限,所设计的洗衣机比前沿科技产品要差很远。所以这次课程设计的主要目的在于通过亲手操作,查找资料,培养自己的分析设计能力,把这学期课程中零散的知识进行整合,将理论的知识联系到实际的生活中,在实例中深入理解一些理论知识,并从中有所收获。 1.2设计要求 模拟全自动洗衣机工作过程。以电机替代洗衣机电机。显示洗衣机工作的状态(进水、浸泡、洗衣、脱水、结束)。显示工作剩余时间(洗衣程序可自定义,时间精度:秒)。洗衣时交替正、反转。 2 设计方案及原理 2.1设计方案 利用AT89C51单片机的P0,P1,P2,P3串行口的输入输出功能,控制数码管、电动机、发光二极管的工作状态,进而模拟洗衣机的基本工作过程。 洗衣机的主要工作过程是:进水—洗涤—漂洗—换水—漂洗—换水—漂洗—换水—脱水—结束。上述工作过程中,包含三个过程:洗涤过程、漂洗过程、脱水过程。 (1) 洗涤过程:放好待洗物,启动开关,进水阀通电,向洗衣机供水,供水结束后,洗涤电动机接通电源,通过电机不停的正转、反转,形成洗涤水对洗涤物产生强烈的翻滚作用;同时衣物之间、衣物与四周桶壁之间产生互相摩擦和撞击力,达到洗涤衣物的目的。 (2) 漂洗过程:漂洗的目的在于清除衣物上的洗涤液,因此,漂洗过程与洗涤过程的电机动作是完全相同的。

洗衣机控制电路数电实验

2010—2011学年第二学期《数字电子技术课程设计》报告 课题:简易洗衣机控制电路 专业班级:自动化 09-1 姓名:仇涛 学号: 09051107 设计日期: 2011年7月7日~10日

目录 一、设计任务及要求-------------------------------------------------------------------------------2 (一)具体要求--------------------------------------------------------------------------------2 (二)输入输出资源说明--------------------------------------------------------------------2 二、设计原理与方案--------------------------------------------------------------------------------4 (一)顶层设计方案---------------------------------------------------------------------------4(二)分频器设计方案------------------------------------------------------------------------5(三)计时器(倒计时)设计方案---------------------------------------------------------5 (四)显示器设计方案------------------------------------------------------------------------5(五)暂停设计方案---------------------------------------------------------------------------5 三、电路设计、仿真与实现-----------------------------------------------------------------------6(一)顶层的设计实现------------------------------------------------------------------------6(二)分频器的设计实现---------------------------------------------------------------------8

51单片机自动洗衣机控制系统

项目一 洗衣机控制 一、项目内容及要求。 内容: 设自动洗衣机的控制要求是:启动后先开启进水阀进水,水位到达设定值后关闭,然后波轮按正转5秒、反转5秒,正、反转之间停3秒的规律不断循环转动,直至达到设定时间停止,之后打开排水阀放水,水放完后洗衣桶旋转脱水,1分钟后停止并关闭排水阀,洗衣过程结束。要求水位设置不少于高、中、低三档,洗衣时间在3——12分钟范围内可调,以1分钟为单位,排水时间定为1分钟。运动执行器用指示灯模拟,水位用开关模拟,试设计该洗衣机的控制电路。 要求: ⑴画出控制系统的框图,说明系统方案设计的思路、理由或依据; ⑵选择、确定组成控制系统的各个单元,并阐述选择确定的原则或依据; ⑶画出完整的电气原理图,介绍整体电路的工作原理、性能或特点; ⑷如采用单片机控制,给出单片机程序的流程图和清单,说明程序的工作原理。 ⑸制作实物电路,验证设计、制作是否正确。

二、题目分析及设计思路。 1.技术要点: ①要对自动洗衣机的整个流程要清楚,要清楚哪些步骤比较重要。对于洗衣机优先级最高的应该是暂停这个功能。因为一旦当洗衣机盖子被打开或者发生什么意外情况,洗衣机必须马上停止工作,这也是出于对安全问题的考虑。 ②洗衣机在洗衣的过程中波轮按正转5秒、反转5秒,正、反转之间停3秒的规律不断循环转动,直至达到设定时间停止。当到了设定的时间以后洗衣机便要进入下一个的洗衣流程。 ③设置洗衣机时间和水位必须要显示结果,方便用户查看。 ④单片机程序中的设计洗剂时间这些要做到比较精确,这样才能保证洗衣机能将衣服洗的比较干净。 ⑤水位设置的处理,因为考虑到身边没有水位传感器,这里我用限时的方法来完成低、中、高三个水位的设置。 ⑥进水和出水的电磁阀我这里都是用LED灯显示来代替了,进水和出水我会将对应的LED点亮来表示进水和出水。 三、方案设计说明。 本系统实现了对洗衣机整个洗衣过程的控制,包括用户参数输入、洗衣、排水和脱水等阶段。控制系统主要由电源模块、单片机控制系统和外部硬件电路构成。电源采用三端集成固定稳压器7805提供+5V

洗衣机自动控制电路设计与实现

武汉理工大学《数字电子技术基础》课程设计 课程设计任务书 学生姓名:杜炳谦专业班级:通信1006 指导教师:付琴工作单位:信息工程学院 题目: 洗衣机自动控制电路设计与实现 初始条件: 通过学到的知识,利用定时器、数码管、LED等数字电路器实现系统设计。要求完成的主要任务: 1.电路原理说明以及原理图的设计 2.设计电路的仿真,并给出仿真结果及分析 3.设计报告的撰写 时间安排: 指导教师签名: 2012年 6月 7 日系主任(或责任教师)签名: 2012年 6月 7 日

目录 目录........................................................................................................................ I 摘要.................................................................................................................... I Abstract ................................................................................................................. I I 1.引言 (1) 2.设计要求和实现的功能 (2) 3.设计原理与方案 (3) 3.1 方案选择 (4) 4.单元电路的设计 (5) 4.1秒脉冲发生器 (5) 4.2 分秒计数器 (6) 4.3 控制电路部分 (10) 4.4循环电路 (11) 4.5 总电路图 (13) 5.电路仿真结果 (14) 5.1 秒脉冲发生器 (14) 5.2 显示电路仿真结果 (15) 6心得体会 (19) 参考文献 (19) 附录 (21)

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