洗衣机控制电路设计

毕业论文题目洗衣机自动控制电路设计院系自动控制系专业电气工程与自动化学生姓名蒋德锋学号 20072340940指导教师钱承山职称副教授二Ｏ一一年五月二十日目录1 引言 (1)2 全自动洗衣机电路设计 (2)2.1 方案选择 (2)2.1.1 全自动洗衣机的控制功能要求： (2)2.1.2 实现方法 (3)2.1.3 整机组成框图 (3)2.2 硬件电路设计 (4)2.2.1 全自动洗衣机的逻辑控制总电路 (4)2.2.2 AT89C51单片机 (5)2.2.3 数码管显示电路 (8)2.2.4 电机控制电路 (9)2.2.5 进水阀控制电路 (11)2.2.6 排水阀控制电路 (11)2.2.7 按键及报警电路 (12)2.2.8 洗衣机的暂停功能采用中断处理方式电路 (14)2.3 软件设计 (14)3 Proteus仿真 (16)4 结论 (21)参考文献： (21)致谢 (22)I洗衣机自动控制电路设计蒋德锋南京信息工程大学自动控制系，南京 210044摘要:本文介绍了全自动洗衣机控制电路的设计，是以AT89C51作为核心元件，设计出了洗衣机的控制电路，特别是进行洗衣程序的控制设计。

从这一角度出发，对洗衣机的功能进行分析，设计的全自动洗衣机的主要功能有一下七项：具有强、弱洗涤功能；四种洗衣工作程序，即标准程序、经济程序、单独程序和排水程序；进、排水系统故障自动诊断功能；脱水期间安全保护功能；间歇驱动方式；暂停功能；声音显示功能。

最后对设计的电路进行了仿真，仿真的结果证明了该电路的可行性、合理性，并且给出了图。

关键词：AT89C51；全自动洗衣机；控制电路；Proteus仿真1 引言洗衣机市场经历了最初单杠洗衣机，随后又发展了双杠洗衣机，半自动洗衣机，全自动波轮式洗衣机，滚筒式洗衣机，模糊全自动洗衣机等等，技术发展越来越成熟和稳定，但是也是存在着各自的缺陷。

在国内，双缸洗衣机购买的人已经是越来越少了，滚筒洗衣机和波轮洗衣机将成为市场的主流，使用洗衣机就是图个方便省力，现在的全自动洗衣机都符合人们的要求。

洗衣机控制系统中的电力电路设计一、引言洗衣机是一种现代家庭生活的必需品，它的控制系统对于洗衣机的性能和效果起着关键性的作用。

其中的电力电路设计不仅要保证稳定可靠，还必须考虑到高效节能的因素，使得洗衣机在使用过程中不仅能够洗净衣物而且能够达到较好的节能效果。

本文将分析洗衣机控制系统中的电力电路设计。

二、洗衣机控制系统电路概述洗衣机的控制系统主要由以下几个部分组成：1.主控制器：主控制器是洗衣机控制系统中的核心部分，它可以控制所有的洗衣机功能和操作。

主控制器通过与用户界面和传感器的通信来完成其功能。

主控制器还可以监测机器的性能和运行状态，并能够自动调整水位、水温和滚筒转速等参数。

2.用户界面：用户界面包括显示面板和按钮。

显示面板可以显示机器的运行状态和配置参数。

按钮可以启动机器、设置操作参数和选择程序模式。

3.传感器：传感器用于监测洗衣机的运行状态和衣物的加载情况。

洗衣机中常用的传感器有温度传感器、水平传感器和压力传感器等。

4.电力电路：电力电路是洗衣机控制系统中最重要的部分之一。

它包括电机驱动器、电源、继电器、保险丝和断路器等。

电力电路的设计必须保证稳定可靠，同时还需要考虑到能耗和安全因素。

三、电力电路的设计1.电机驱动器的设计洗衣机中的电机驱动器是一个必需的电力元件，它的设计对于洗衣机的性能和使用寿命起着决定性的作用。

电机驱动器的设计必须满足以下几个要求：（1）高效节能：电机驱动器需要保证高效节能的需求。

一方面，它需要保证能够提供足够的电力给电机驱动器，以保证滚筒的高速旋转。

另一方面，它需要尽量减少能耗，通过改变驱动器的输出功率，以适应不同的洗涤模式和衣物负荷。

（2）可靠性：电机驱动器必须具备高可靠性和低故障率。

在工作过程中，它必须能够保持稳定运行，避免产生故障和损坏洗衣机。

（3）安全性：电机驱动器的设计必须考虑到安全因素。

它必须保证洗衣机在高速旋转的情况下，不会出现任何的危险或事故。

因此，需要保证其安全性能，例如增加限速装置和安全保护措施等。

洗衣机电子控制系统的设计与调试手册洗衣机已经成为了现代家庭中不可或缺的家电之一。

随着科技的进步和人们生活水平的提高，洗衣机的功能不断完善，其中电子控制系统起到了关键作用。

本手册将详细介绍洗衣机电子控制系统的设计与调试方法，帮助您更好地了解和掌握洗衣机的工作原理和调试技巧。

一、洗衣机电子控制系统概述洗衣机电子控制系统是基于微处理器的自动化控制系统，通过集成电路芯片和传感器等元件，实现洗衣机不同工作模式的控制和调节。

其功能主要包括水位控制、水温控制、洗涤程序控制、电机控制、故障检测等。

二、洗衣机电子控制系统设计流程1. 系统需求分析：根据用户需求和产品特性，确定洗衣机电子控制系统的设计目标和功能要求。

2. 系统框架设计：根据需求分析，设计洗衣机电子控制系统的硬件框架和软件架构。

3. 电路设计：设计电子电路，包括传感器信号放大、模数转换、数字信号处理等。

4. 程序设计：编写嵌入式软件程序，实现各种洗衣模式的控制和调节。

5. 系统测试与调试：通过硬件和软件的联合调试，验证洗衣机电子控制系统的功能和性能。

三、洗衣机电子控制系统的关键技术1. 传感器技术：利用水位传感器、温度传感器、压力传感器等，实时监测洗衣机内部环境参数，为控制系统提供准确的反馈信号。

2. 微处理器技术：选用高性能的微处理器芯片，实现洗衣机电子控制系统的数据处理、控制算法和用户界面设计。

3. 通信技术：利用串行通信或无线通信技术，实现洗衣机与用户移动设备的互联互通，提供远程控制和智能化管理功能。

4. 安全保护技术：通过设计合理的电路保护和故障检测机制，保证洗衣机在工作过程中的安全性和可靠性。

四、洗衣机电子控制系统调试方法1. 硬件调试：检查电路连接是否正确，测量各个元件的电压和电流，确保电路工作正常。

对传感器进行校准，调整控制电路的参数，确保系统的准确性和稳定性。

2. 软件调试：通过编程调试工具，对嵌入式软件程序进行单步调试和断点调试，查找和解决程序中的错误和异常。

1引言随着经济科技的发展，生活中家用电器的功能也越来越丰富，洗衣机作为人们日常生活中必不可少的家用电器，也不断的需要进一步提升其便利性。

但是传统的仅由继电器控制的普通洗衣机，只能手动进行单一的洗衣功能转换，大大的浪费了洗衣所需的时间和精力，给使用者带来了很大的不便。

为了提升洗衣机使用的便利性，采用单片机来作为控制器，可以实现灵活多变的控制方式，能够很好的满足人们对洗衣机功能的要求。

作为一个微控制器，单片机最大的特点就是物美价廉，因而被广泛应用在各种数字系统中。

本文通过使用STC89C51单片机作为控制器，设计一款可以完成自动洗衣流程的洗衣机控制电路，该电路操作简单，功能灵活，具有很大的实用性。

通过对基于单片机的控制电路的制作进行深刻钻研，可以使我们对单片机有更加深刻的见解，同时也为将来的工作与学习打下一定基础。

1.1研究背景及现状1. 洗衣机的分类普通洗衣机：具备洗涤，排水，脱水功能，每一功能均需手动操作。

半自动洗衣机：具有洗涤，排水，脱水功能，不同于普通洗衣机的是洗涤与脱水功能相互独立，洗衣机一边是进行洗衣的，而另一边是进行脱水甩干的。

全自动洗衣机：在启动电源后选择相应模式即可自动实现所设定的全部功能，期间无需任何手动操作。

2.全自动洗衣机在国内外的现状及水平欧美发达国家的科学技术水平相对较高，对家用电器的性能指标也在不断提高，目前最先进的洗衣机可以做到智能控制洗衣的全过程，只需将衣物放入洗衣机，洗衣机就可以自己选择洗衣的水位，洗涤剂的用量，洗衣的时间，并能最大限度的减小对衣物的损伤。

我国的洗衣机制造业起步较晚，但由于引进了国外的先进技术，国产洗衣机的生产水平已逐步提高，缩短了与发达国家的差距。

目前全自动智能洗衣机正向着大容量，健康化，节能化，高度自动化和微型化发展【1】。

这就要求设计师在设计洗衣机时能要有更优秀和创新的思路方法，从而实现用户的各种需求，提高洗衣机的便利性。

孟娇娇等人利用51单片机为基础，设计出全自动洗衣机的控制系统，实现对洗衣机各项功能的优化【2】。

要实现数电模拟洗衣机控制，包括正转、反转和停机功能，并且添加计秒和计分功能，可以考虑使用数字逻辑电路和计时器集成电路来完成。

控制设计步骤：1. 逻辑控制电路设计：使用数字逻辑电路设计控制正转、反转和停机的逻辑控制功能。

这可以通过使用触发器、逻辑门等元件组合设计而成。

2. 计时器集成电路应用：使用集成的计时器电路，比如555定时器、计数器等，来实现计秒和计分功能。

这些电路可以用于测量时间并触发相应的控制信号。

3. 状态机设计：设计一个状态机来管理洗衣机的工作状态，根据当前状态和传感器输入确定下一个状态，并触发相应的控制信号。

4. 显示和输出控制：使用数码显示器或LED灯来显示剩余时间（秒和分），以及洗衣机当前的工作状态。

5. 传感器输入：添加传感器来检测洗衣机的转动状态、水位和其他参数，并将这些输入信息送入控制系统中。

6. 安全保护功能：考虑添加安全保护功能，如过载保护、温度监控等，确保洗衣机的安全运行。

需要的器件和模块：-触发器、逻辑门芯片：用于控制正转、反转和停机功能的逻辑控制。

- 555定时器、计数器芯片：用于实现计时功能。

-数码显示器或LED灯：显示剩余时间和工作状态。

-传感器**：用于检测洗衣机的实时状态。

总体设计流程：1. 根据洗衣机的功能需求，设计逻辑控制电路，实现正转、反转和停机功能。

2. 使用计时器电路，设计计时和计分功能。

3. 结合逻辑控制和计时功能，设计状态机和控制逻辑，实现洗衣机的自动控制。

4. 添加显示和输出模块，显示剩余时间和工作状态。

5. 考虑安全保护和故障检测功能，确保洗衣机的稳定运行。

以上是基于数字逻辑电路和计时器集成电路的洗衣机控制设计方案，具体的实施需要根据实际需求和具体的电路设计进行调整和优化。

课题：基于FPGA的洗衣机控制器前言一、洗衣机控制器主要内容l.任务要求和内容设计制作一个洗衣机的正反转定时控制线路。

1）控制洗衣机的电机作如下运转定时开始――正转10S――暂停5S――反转10S――暂停5S――定时到停止定时未到2）用2位七段数码管显示定时时间（S）。

2．洗衣机控制器的使用步骤：(1)电路上电后，在Start拨码开关未闭合前可以由UpKey和DownKey按键开关“+”“-”设置总的工作时间，确定洗衣机控制器工作允许时间。

(2)设定好允许工作时间后，闭合Start开关，洗衣机控制器开始工作。

(3)可以看见指示正转LED灯亮10s，停转LED灯亮5S，反转LED灯亮10s，停转LED亮5s，如此反复直至工作允许时间为0，蜂鸣器发出警报。

二、设计原理简介洗衣机控制器的设计主要是时序控制和定时器的设计，由一片FPGA和外围电路构成电器控制部分。

FPGA接收键盘的控制命令，控制洗衣机的正转、反转、停机和定时时间为0报警的工作状态、控制并显示工作状态以及显示定时时间。

对FPGA芯片的编程采用模块化的Verilog HDL (硬件描述语言)进行设计，设计由分频模块，按键消抖模块，定时时间自减模块，时序中心控制模块，数码管显示模块组成，顶层实现整个芯片的功能。

顶层使用原理图实现，底层由Verilog HDL语句实现。

FPGA的输入时钟为20M hz，因此使用了分频模块输出1hz的方波给定时器设定自减模块提供每1s自减1的信号，定时器模块输出的自减值输入给数码管显示译码模块和时序控制模块，通过译码模块定时器的值可以在数码管上显示，同时定时器的值输入到时序控制模块由此可以控制洗衣机的正转、反转、停机和报警工作方式。

通过按键消抖模块可以准确无抖动的设定定时器的工作时间。

目录一、前言 (2)二、目录 (3)三、正文 (4)3.1洗衣机控制器的整体框图及原理 (4)3.2洗衣机控制电路单元模块设计和仿真 (5)3.2.1按键消抖模块的设计 (5)3.2.2时钟分频模块的设计 (6)3.2.3定时器设定和自减模块的设计 (7)3.2.4时序中心控制模块的设计 (8)3.2.5数码管显示译码模块的设计 (9)四、电路调试 (11)五、结束语和心得体会 (12)六、参考文献 (13)七、附录 (13)7.1 FPGA系统板部分原理图 (13)7.2 FPGA系统板PCB图 (15)三、正文3.1 洗衣机控制器的整体框图及原理：基于fpga的洗衣机控制器电路主要由五大模块组成，分别为按键消抖模块，时钟分频模块，定时器设定和自减模块，时序中心控制模块，数码管显示译码模块。

课程设计任务书学生姓名：专业班级：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仿真与制作初始条件：利用定时器、数码管、LED等数字电路器件设计实现简易洗衣机功能。

（也可以使用单片机系统设计）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周内完成对简易洗衣机控制电路的设计、仿真、装配与调试。

2、技术要求：洗衣机电机的工作顺序：启动——>正转20s——>暂停10s——>反转20s——>暂停10s——>停止错误！未找到引用源。

设计一个定时器控制洗衣机电机的运转，错误！未找到引用源。

用4个LED模拟洗衣机的动作状态:LED1～LED4右移循环点亮表示正转，LED1～LED4左移循环点亮表示反转，LED1～LED4同时闪烁点亮表示暂停，全灭为停止。

错误！未找到引用源。

用数码管显示洗涤时间，按倒计时方式对洗涤过程作计时显示，直到时间到停机，并发出音响信号报警。

错误！未找到引用源。

洗涤时间在0-60分钟内可由用户任意设定，并设置启动键，在预置定时时间后，按启动键开始机器运转。

错误！未找到引用源。

设置停止键，在洗涤过程中随时按该键可终止动作，并使显示器清0。

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）2010 年6 月26~27 日，查阅相关资料，学习设计原理。

2）2010 年6 月28~30 日，方案选择和电路设计仿真。

3）2010 年7 月1~3 日，电路调试和设计说明书撰写。

4）2010 年7 月4 日上交课程设计成果及报告，同时进行答辩。

指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日目录1.Proteus软件简介 (1)2.设计思路 (2)3.基本原理与设计框图 (3)4.电路设计 (4)4.1芯片74ls192的逻辑功能 (4)4.2 1HZ脉冲产生电路 (5)4.3 递减计数器与时间显示 (6)4.4 洗涤时间设置电路 (7)4.5 工作状态显示电路 (7)4.6 控制开关 (10)5.电路图 (11)6.分析与改进 (12)7.小结与体会 (13)8.参考文献 (14)9.本科生课程设计成绩评定表 (15)1.Proteus软件简介Proteus ISIS是英国Labcenter公司开发的电路分析与实物仿真软件。

洗衣机控制电路设计摘要本设计是基于数字电路定时器的洗衣机简易控制电路。

通过预置洗衣机的洗涤时间来自动的正反转和暂停，并且用不同的指示灯来表示洗衣机的正逆暂停三状态。

当到达定时时间后，会自动报警，发出蜂鸣声。

同时，用两位数码管来显示预置时间和洗涤剩余时间。

具有良好的用户界面。

电路主要分为显示电路、秒脉冲发生电路、计时电路、报警状态电路和洗衣机正反转控制电路。

显示电路使用的是两个单位的共阴极八段数码管，使用两片74ls48作为数码管译码芯片。

秒脉冲发生电路采用了使用成熟广泛的555定时器芯片，通过电脑USB插口供电，产生秒信号，作为各芯片的时钟信号。

计时电路使用的是四片十进制可逆计数器74ls192芯片，分别设计为十进制和六进制电路，用于完成时间的定时、计时功能。

报警电路和状态显示电路使用的是简单的74ls04非门、74LS21双4输入与门、74LS125三态门组成的逻辑组合电路，分别控制蜂鸣器和发光二极管，来实现报警和状态显示。

实验通过电脑软件仿真和实物验证，具有良好的可行性，能够稍加修改后用于洗衣机控制电路中，能满足一般的要求。

关键词：洗衣机控制；数字电子控制；定时器目录摘要 (1)1 设计要求分析与方案选择 (3)1.1 设计要求分析 (3)1.1.1洗衣机控制电路原理及电路设计1.2 方案选择 (4)1.2.1 单片机方案 (4)1.2.2 数字电路方案 (5)2 方案总体框图设计 (5)2.1 方案总体设计思路 (5)2.1.1 各模块器件选择 (5)2.1.2 模块总体电路实现 (6)2.2 方案总体电路图 (6)3 电路各模块设计与参数选择 (9)3.1 秒脉冲电路 (9)3.2 计时电路 (11)3.3 显示电路 (13)3.4 状态显示电路 (14)4 仿真调试分析 (18)4.1 仿真软件介绍 (18)4.2 仿真总体电路图分析 (19)4.3 仿真结果分析 (20)5 电路实物验证结果 (20)5.1 实物总体图片和介绍 (20)5.2 实物功能演示 (20)6 方案的分析与总结体会 (20)6.1 方案选择总结与分析 (20)6.2 仿真调试总结与体会 (21)6.3 实物制作总结与体会 (22)6.4 设计优点分析 (22)6.5 设计不足分析 (22)7 参考文献 (22)8 附录 (23)1 设计要求分析与方案选择1.1 设计要求分析设计制作一个洗衣机控制器，具有如下功能：1)采用中小规模集成芯片设计洗衣机的控制定时器，控制洗衣机电机作如下运转：2)洗涤电机用两个继电器控制。

洗衣机控制板的电路设计与程序功能实现洗衣机作为现代生活中必不可少的家用电器之一，其功能与效率对于用户来说至关重要。

洗衣机的控制板是实现洗涤程序的核心部分，其电路设计和程序功能的实现直接决定了洗衣机的性能和用户体验。

本文将详细介绍洗衣机控制板的电路设计和程序功能的实现。

首先，我们来讨论洗衣机控制板的电路设计。

洗衣机的控制板需要包括微处理器、存储器、输入输出接口等基本电路和元件。

微处理器是控制板的核心，负责接收用户的指令并执行相应的操作。

存储器用于存储洗涤程序和用户设置的参数等数据。

输入输出接口用于与用户进行交互，并将用户的指令传递给微处理器。

此外，还需要包括电源系统、传感器电路等辅助电路。

在洗衣机控制板的电路设计中，一个重要的考虑因素是防止电路短路和过载。

为了保证洗衣机的安全可靠性，我们需要在电路中加入保护器件，如熔断器、保险丝等，以避免电路过载损坏其他关键元件。

此外，还需要考虑电路的稳定性和耐久性，选择高品质的电子元件和进行系统测试是非常重要的。

当洗衣机控制板的电路设计完成后，我们需要对程序功能进行实现。

洗衣机的程序功能包括洗涤程序的选择、时间设定、温度控制、转速调节、水位控制等。

为了实现这些功能，我们需要编写相应的程序代码，并将其嵌入微处理器中。

首先，洗衣机需要提供多个洗涤程序供用户选择。

这些程序可以包括标准洗涤、快速洗涤、漂洗、甩干等。

用户可以根据衣物的种类和污渍程度选择合适的洗涤程序。

为了实现这些程序的选择功能，我们可以在控制板上设计一个按键面板，用户通过按下不同的按钮来选择相应的程序。

其次，洗衣机需要提供设定洗涤时间的功能。

不同的衣物需要不同的洗涤时间，因此用户需要能够设定洗涤时间来适应各种衣物的需要。

我们可以在控制板上设计一个时间调节按钮，用户可以通过调节按钮来设定洗涤时间。

此外，洗衣机还需要实现温度控制功能。

不同的洗涤程序需要不同的水温，用户希望能够控制洗涤水温来满足衣物的要求。

我们可以在洗衣机中安装一个温度传感器，并在控制板上设计一个温度调节按钮，用户可以通过调节按钮来设定洗涤水温。

一、设计题目及要求（一）设计题目：具有数字显示的洗衣机时控电路（二）设计要求：1、洗衣机工作时间可在1～15分钟任意设定（正分钟数）；2、规定电动机运行规律为正转20s.停10s.反转20s.停10s.再正转20s，以后反复运行；3、要求能显示洗衣机剩余工作时间，每当电机运行1分钟，显示计数器自动减1，直到显示器为“0”时，电机停止运转；4、电机正转和反转要有指示灯指示二、设计过程及内容（一）设计方案：（1）首先设计一个1465进制的分频器1465count, 用3个74161构成,将1465 HZ的时钟脉冲分频为1HZ，来实现1秒的频率作时钟信号。

（2）设计一个可产生六十进制进位信号模块count60，用2个74161构成,每六十个时钟信号产生一个进位信号。

，实现1分钟的频率作时钟信号。

（3）设计一个控制灯的模块deng，在六十秒周期中前二十秒灯zheng亮（表示正转），再十秒灯ting亮（表示停），再有二十秒灯fan亮（表示反转）再十秒灯ting亮（表示停）。

（4）设计一个模块jishiqi,完成“洗衣机工作时间可在1～15分钟任意设定（正分钟数）；能显示洗衣机剩余工作时间，每当电机运行1分钟，显示计数器自动减1，直到显示器为“0”时，电机停止运转的任务。

用减法计数器74191使分钟数自动减1，另外要用到扫描显示电路，将分钟的个位和十位上的数据分别用两个数码管进行显示，用以显示倒计时，显示机器的剩余工作时间。

数码管显示电路用门电路和BCD—七段7449显示器构成。

74191和数码管显示电路之间需加一个将四位二进制数转换八位二进制数以实现十位和个位显示的模块date。

（二）设计模块（1）1465进制计数器将3个74161用整体置数法制成1465进制的分频器1465count，将1465 HZ的时钟脉冲分频为1HZ，来实现1秒的频率作时钟信号。

另加一与门和或门用于避免竞争冒险现象，具体连接如图：仿真波形如图：（2）六十进制模块60count将2个74161和1个与门用整体制数法构成六十进制计数器60count,每六十个时钟信号产生一个进位信号。